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IoT用モバイルバッテリーの比較・検証

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I wrote it in English in the comment section.


◆はじめに

自律走行ロボ(RaspberryPi3)の電源をいかに確保し、再充電機構含め、長時間駆動をいかに実現するかを思案した。

オフグリッド化を目的とした検証のため、USB入力 及び USB出力のみに限定し、縛りとしてコンセントを内蔵するバッテリーは最初から検証対象から除外するものとする。

何種類もメーカーと機種を変え、動作を検証してみたため下記に残す。

先達の諸兄がすでに検証しているとは思うが、当方は少し細かめに検証してみたつもり。

ごちゃごちゃと書かない。簡潔にまとめる。

下記以外にこれぞ、という現状入手可能なバッテリがあれば是非ご教示いただきたい。

clsesさんが別の機器で既に検証をされている、が、自分と少し前提が違い、コンセントからの入力ON/OFFを試行いただいている。

https://qiita.com/clses/items/3aec1b0bf975f614723c


◆検証対象のモバイルバッテリー


製造
リージョン
メーカー
製品名・型式
容量
サイズ(縦×横×高さ)
重量
備考


日本
ELECOM
DE-M04L-3015
3,000mAh
27×90×26
78g
まとめて充電対応(充電と放電の同時対応)を公称


中国
Sharllen
B01M3VOELN
10,000mAh
135.5×73.2×19.3
212g
Qi放電/充電の両方に対応


中国
Xiaomi
PLM02ZM
10,000mAh
130×71×14.1
250g
IoT対応を公称


豪州
plus us
LIFE CARD
1,500mAh
85×53×3.95
52g
超薄型・小型・軽量


台湾
ADATA
A10050
10,050mAh
100x60x22
220g
充電と放電の同時対応を公称


◆検証結果


要件
DE-M04L-3015
B01M3VOELN
PLM02ZM
LIFE CARD
A10050
備考


小型であること




極限の小ささ

容量の割には小さい
大きさを重視するなら断然LIFE CARD


200mA~の出力量で安定的に継続出力されること





当然の結果


10mA~100mAの微電流による出力中にスリープへ移行しないこと

30秒ごとに充電と放電を繰り返し無限ループするが不具合ではなさそう
10mA未満では発生してない




機種によって閾値に細かな差有り


25μA~999μAの微電流による出力中にスリープへ移行しないこと





たとえスリープに移行したとしても、接続機器が電力消費を開始した時にハードウェアボタンなどの特別な操作無しにスリープが自動的に解除されること





これが✖だとオフグリッド化する際は致命的
ひとたびスリープに入ると人力で起動しなくてはならない
ハードウェアボタンの押下不要は大きなアドバンテージ


放電中に充電ケーブルを接続し給電を開始したとき、出力側が瞬断しないこと





放電中に充電ケーブルを抜いたとき、出力側が瞬断しないこと





放電/充電が同時に可能であること
(本当の意味での「同時」であること)

ケーブルは同時接続可能だが本当の意味での放電/充電の同時実施はされない
バッテリ残量がゼロになったときに初めて放電を止めて充電モードへ切り替わる

入力電流1,800mAの場合、充電1,500mA/放電300mA前後に電力が案分される



入力電流1,800mAの場合、充電1,500mA/放電300mA前後に電力が案分される
B01M3VOELNとA10050は可能だが、バッテリ側のメス端子に抜き差しした場合のみ正常動作する
また、入力電流が1,500mA未満だと出力電圧がとてつもなく不安定になるため注意


調達しやすい市販の5.0Vモバイルバッテリであること





◆終わりに

モバイルバッテリ単独では充電と放電を繰り返すことによる無限駆動は困難だが、補助電源を組み合わせればある程度は実現できそうだ。

自身がイメージする自律走行ロボの用途には「ELECOM DE-M04L-3015 3,000mAh」が一番目的に合いそう。

唯一、№8の要件のみがネックだが補助電源にて対応する。

よって、最低限必要な駆動時間を鑑み、ワンサイズ大きい「ELECOM DE-M01L-6030 6,000mAh」をさらにひとつ調達することとする。

金が・・・