Arduino製のマイクロコントローラ開発ボードを使用する場合、または マイクロコントローラ 単体、たとえば驚くほど 小型のATtiny85を使用する場合、必要に応じて電源を供給するだけです。ラップトップやデスクトップ コンピューターの場合のように、電源のオン/オフによるメモリの破損についてはほとんど考慮されていません。機能的には、Raspberry Piのようなシングルボード コンピューターは、これら2つの世界の中間に位置しており、残念ながら、間違ったタイミングでシャットダウンするとメモリ破損の影響を受ける可能性があります。
これにより、Raspberry Piのバッテリーの使用はやや危険な問題になります。バッテリーが切れると、まずPiを安全にシャットダウンする必要があります。さらに、特定の時間にPiを起動する方法があれば (RapidのRTCモジュールの不足を補うためにRTCモジュールを追加するなど)、多くの状況で非常に役立つ可能性があります。
の ピジュースハット これらすべての機能とその他を、便利なプラグイン可能なHAT (Hardware On Top) 形式でRaspberry Piに追加します。その優れた機能セットにより、Piに限らず、入手可能な最も包括的な電源オプションの1つとなっています。この実践的なレビューでは、その機能といくつかのトレードオフについて説明します。
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PiJuice HAT仕様
によると PiJuice GitHubページ以下は、このHATの仕様の簡略リストです。
· BP7Xバッテリー - Motorola Droid 2のオリジナルバッテリー（A955) - 1820mAh
· マイクロコントローラは、ST Micro STM32F030CCT6 ARM CortexM0、48MHz、F256KB、R32KB、I2C、SPI、USART、2.4-3.6Vです。
· 充電IC - BQ24160RGET充電ICリチウムイオン/ポリマー、2.5A、4.2-10V
· 燃料ゲージIC - LC709203FQH-01TWGバッテリー燃料ゲージ、1セルLi-ion、2.8%
· BP7X、BP6X、および互換性のあるバッテリーを含む、AVXの00-9155-004-742-006バッテリー コンタクトで使用できるオンボードの4ピン バッテリーと互換性があります。これらには、CameronSinoの1600mAhと2300mAhのもの（CS-MOA853SLとCS-MOA855XL）が含まれます。
· 6ピンブレークアウトヘッダー、ARM Cortex-M0、Vsys、5v0、3v3、GND接続からの2つのGPIO付き
注意： STM32F030CCT6 ここで使用されているものはRTCモジュールが内蔵されています。これにより、スケジュールに従ってシステムがスタンバイ モードから復帰し、Piの電源をオンにできるようになります。
PiJuice HATを箱から取り出すと、さまざまなステッカー、HAT本体、バッテリー、プラスチック製のネジとポゴピンが入ったバッグが見つかります。スタンドオフはオスのヘッダーピンと同じ方向に取り付けられているため、Piに適切に接続できるようにするには、スタンドオフを分解して反対側に取り付ける必要があります。メスヘッダーを差し込み、4つのプラスチック ネジをPiに固定し、バッテリーを挿入すれば準備完了です。
PiJuiceドキュメント
マニュアルによれば、Juiceは箱から出してすぐに使えますが、その全機能を活用するには付属ソフトウェアをインストールする必要があります。ヘッドレス実装に適した、ターミナル コマンド sudo apt-get install pijuice-base を使用してインストールできるコマンド ライン バージョンがあります。タスクバーにバッテリー アイコンを追加するグラフィカル バージョンもあり、 sudo apt-get install pijuice-guiを使用してターミナルからインストールします。
インストール後にリセットする必要がありますが、全体的なプロセスは非常に簡単です。Piが再起動すると、システム トレイで充電レベルを視覚的に確認でき、マウスをその上に置くとバッテリーのパーセンテージが表示されます。アイコンを右クリックして、 [設定] を選択すると、さまざまな設定オプションにアクセスできます。最初のタブで HATの構成 をクリックすると、HATのオンボード ハードウェアを設定する別の設定ページが表示されます。
Raspberry Piの設定を起動する
これら2つのインターフェースの間には、膨大な数の構成オプションが表示されます。最も一般的に役立つと思われる項目は、PiJuice設定インターフェースにあるWakeup Alarmタブです。このタブをクリックすると、協定世界時 (UTC) が24時間形式で表示されます。RTC時間の設定 を押して、Piとは独立して機能するPiJuiceのリアルタイム クロックを設定します。
アラームは、異なる日、時間、分、秒、または任意の異なる期間後に発生するように設定できます。チェック（または「x」）を付けると Wakeupが有効 になり、Pi HATがRaspberry Piをシャットダウン状態から起動できるようになります。[アラームの設定] は実際にアラームトリガーを設定するもののようですが、念のため[適用] をクリックすることもできます。これを実行すると、マシンは設定された間隔でスリープ状態から復帰し、写真を撮ったり、アクションを実行したり、ネットワークにチェックインしたり、必要な操作を実行したりしてから、再び必要になるまでスリープ状態に戻ることになります。
ウェイクアップ機能を有効にしなくてもアラームは作動します。最後に実行された日時を報告しますが、(もちろん) Piの電源はオンになりません。おそらくこれはスクリプトを実行するために使用されますが、この機能はテストしていません。
スケジュール設定に加えて、デバイスはPiから「ハートビート」を取得し、何らかの理由で機能が停止した場合に再起動するように設定できます。設定可能なボタンが3つと、もちろん設定可能なRGB LEDが2つあります。まだ気づいていない方のために説明すると、このデバイスは、いじくり回す人にとっては夢のようなデバイスであると同時に、ただ動作させたいという人にも優れた基本機能を提供します。
PiJuiceバッテリー寿命
外部電源なしでPiがどのくらいの時間動作するかを知るには、便利なPiJuiceバッテリー放電時間計算機があります。これを使用すると、必要に応じて、バッテリー サイズ、Piモデル、その他の詳細を入力できます。たとえば、私が使用したPi 3B+ は、付属の1820 mAhバッテリーでアイドル状態のときは3.17時間動作しますが、1080pビデオを撮影すると1.88時間しか動作しません。4Bは、ご想像のとおり、それぞれ2.03時間と1.59時間と、より短い時間しか持続しません。古いPiモデルは、仕様と消費電力が低いため、より長時間動作できます。
PiJuice HATのトレードオフ
小型ヒートシンクを設置するのに十分なスペース
あらゆる良いものには、必ずいくつかのトレードオフが存在します。
· バッテリーを接続したままホットスワップすることは可能ですが、その際に不安定な動作が発生しました (後で正常に取り外して交換できました)。可能であれば、電池を交換する前に電源を切ることをお勧めします。Pi JuiceバッテリーはマイクロコントローラのRTCをバックアップするものなので、このような操作の後にはRTCを確認および/または設定することもお勧めします。
· PiJuiceでは、他のほとんどのHATと同様に、使用できる冷却ソリューションの種類が制限されます。小型のパッシブ ヒートシンクまたは外部ファンは機能しますが、2つのボード間の限られたスペースで巨大なICE Tower (または同様のもの) を使用することは期待できません。さまざまなPi冷却オプションについて詳しく知りたい場合は、この投稿 をご覧ください。
· スペースの制限に伴い、制御にはいくつかのヘッダー ピンが使用されます。他のほとんどのHATもこの構成で動作するようですが、考慮すべき点です。
· これらのユニットの価格は約90ドルです。プロジェクトによっては、それがまったく許容できる場合もあれば、取引を破棄する原因になる場合もあります。
より安価で、明らかに機能が劣るPi電源管理ソリューションとしては、単に リレー付きATtiny85を使用できます。 電源リレーの代わりにMOSFET を使用 して、さらに効率的なセットアップを作成することもできます。
PiJuice UPS: 堅牢なソリューション
UPSとしてのPi HATは、断続的な停電中でもPiの電源を維持する能力を十分に備えており、さらに多くのカスタマイズが可能です。プロジェクトで堅牢でフル機能のRaspberry Piバッテリー ソリューションが必要な場合は、ぜひ検討してみてください。
