2012年1月9日月曜日

電源周りのお話

ちょっと 素人なりに考えてみたので 書いておきます
(どれくらい素人かというと多セル充電器を持ってないくらい)


まず 衛星で重要なのはミッションよりも生存性 だと思っています
いくら機材の性能がよくても動かなければ意味無いですしね
ということで 動かすためには最低でも電源が必要です
この電源をどうするか

BBMではeneloopを4本直列で使っていました
しかし マイコンの低電圧化や低消費電力化 それに加えDDCの性能向上等で
eneloop1本(1.2V)でマイコンを動作させることも夢物語ではありません

しかし 大きな問題があります
サーボです
これは最低でも4.8V位欲しいです
そしてモーターなので消費電力も多いはずです
DDCは100mA~500mA程度が限界なので使えません
(スーパーキャパシタとかの選択肢もありますが今回は確実性重視です)

電源はeneloop直4で決定とします
しかし今度はバックアップがありません
最悪電源が失われても「電源が死んだ」という情報だけは欲しいです
さてどうするか

一番手っ取り早いのは二重化とかです
1系統が死んでも大丈夫 という方法
しかし 缶にそんな余裕はありません
ということで
「最悪EEPROMに現時刻を書き込む」
だけにして
コンデンサで我慢しましょう

しかし放電するだけではeneloopを使う意味がありません
一次電池のほうが電圧が高いので便利です
ですがeneloopを使うと決めた
である以上充電もしたいです

もうここまで来るとmbedで制御とか言ってられるレベルじゃないです
(ピン数の問題とかもあるけど やっぱ生存率の問題)

例えば
時間の校正はGPSを使うとします
そして保持にはRTCを使うとします
その場合 電源が失われた場合GPSは使えないのでRTCを使うことになります
しかしmbedで現時刻を記録するとなると色々めんどくさいです
それに電源周り専用のマイコンを搭載するとなると消費電力の増加もあります
ということでRTCは電源用マイコンを介して使うとします
そうすれば 電源が失われた場合
メインのCPU等 全部切断して
電源用のマイコンから外部のEEPROMに現時刻を書き込む
というふうにすれば消費電力もあまり増えず回収すればかなり信頼性の高いデータ記録手段になる というわけです
(手間は大幅に増えますけど)


しかし いつまで経ってもつきまとうのが面積の問題です
空き缶 350mlです しかも円筒形
mbedとXBee Pro サーボやGPS そして電池 更にマイコンが複数個増えるとなると
余裕がある方がおかしいですね...
省ける余裕は徹底的に省かないと

生存率を上げるには余裕を増やさないとダメだし
余裕を増やすとそのものが成立しなくなるし
ココらへんの「ちょうどいい隙間」を見つけるのが大変です
(ま その作業が一番楽しいんですけど)

とりあえず 充電に関しては 今回は保留になると思います
定電流回路とか 色々ややこしそうなので
それに真面目に充電するなら2系統の電源が必要 という感じになりそうで
スペースがorz


でも 缶サットも目的へのステップなので
目的を見失わないようにしつつ 色々と仕様を考えていきます
衛星とかは調べて出てくるようなものじゃないので めんどくさいorz

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