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chibi:bit(micro:bit)をコードレスで遊ぶ際の給電方法

(2017/1/22 追記だらけで読みづらくなったので書き直しました)

はじめに

micro:bitおよび互換機chibi:bitは、せっかく各種センサー+bluetoothを搭載しているので、バッテリー給電でコードレスにして遊びたいところです。という事で、コードレスで遊ぶ際の給電方法について考察してみました。
chibi:bitの給電方法には、
-マイクロUSBから供給する方法
-電源用コネクターから供給する方法
-3V出力用端子からも給電する方法
の3通りがあります

IMG_0644.jpg

マイクロUSBからの給電

FullSizeRender (7).jpg
スマートフォン用のモバイルバッテリーで給電すれば、長期稼働が可能になります。
出来ればmicro:bit本体サイズと同程度のサイズのモバイルバッテリーが欲しいところですが見つける事が出来ませんでした。(写真はibattz 1500mAh)

電源コネクタからの給電

コネクタ形状

コネクタはJST 2mmピッチです。ケーブル付きでの販売は

消費電力・電圧範囲

カタログ上は3V(1.5V電池2本)という事になっていますが、http://www.reuk.co.uk/wordpress/microbit-power-consumption/ によれば、1.83v~4.05vで稼働し、消費電力は数mW~数十Mwとの事です。これはmicro:bitでの話しなので、念のためスイッチサイエンスさんに確認したところchibi:bitの入力電圧は6Vまで大丈夫との事でした。

バッテリー種別

Li-Poバッテリー

Li-Poバッテリーならば1セル3.7Vでの利用になります。(※注意:micor:bitはLi-PoバッテリーNGです)
スイッチサイエンスさんのリチウムイオンポリマー電池110mAh
https://www.switch-science.com/catalog/2817/
のコネクターはJST 2mmなのでそのまま使えます。(ステキ♪)
FullSizeRender (7).jpg

軽いのでこんな事も出来ます。ただ、Li-Poバッテリーは充電に気を付ける必要があり、また傷を付けると簡単に破損します。子供達に遊ばせる場合は、充電は大人が行い、渡す場合は何かケースに入れたいところです。

乾電池

イギリスで販売されているmicro:bitのパッケージは何種類かあるようなのですが、パッケージによっては単4電池2個が入る電池ボックスが同梱されているものがあります。micro:bit横幅と電池ボックスの横幅を比べると、ほぼおなじ約52mでした。
FullSizeRender (73).jpg

国内で同じコネクタ付きの電池ボックスを安く売っているところがないか探したのですが見つける事ができませんでした。(ebay等で購入は可能ですが送料を考えると高くつきます)

検討の結果、たどりついたのは秋月の電池ボックスでした。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00348/
横幅はchibi:bitの幅よりはみ出ますが、これには電源SWが付いています。(micro:bit同梱の物にはSWは無い)
毎回、コネクタを抜き差ししなくて良いのはステキです。
電池ボックスを分解して先のケーブルに交換してみました。
FullSizeRender (8).jpg

交換の際に注意が必要なのが、スイッチを固定しているプラスチックの部品があります(写真下部のコの字型のパーツ)。
この部品は接着剤で固定されているため、無理に引き抜くと折れてしまいます。(私は2つダメにしました^^;)
ドライヤーで温めながら、マイナスドライバーを入れて少しずつ引き抜くと良いかもしれません。
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FullSizeRender (11).jpg

また、エネループ(1.2Vx2=2.4V)でも問題なく駆動できる事を確認しました。
この組み合わせが最も財布にも優しそうです。

3V出力端子からの給電

イギリスではCR2032を使った、MI:power board for the BBC micro:bitのがあります。
https://www.kitronik.co.uk/5610-mipower-board-for-the-bbc-microbit.html
特筆すべきは
- ネジを経由して3V出力端子から給電
- スピーカー付きでスピーカーもネジを経由して通電
- ボタン電池なので軽量
CR2032は220mAhなので、数時間は駆動できると思います。
充電が出来ないので維持コストがかかる事になりますが、Li-Poバッテリーのような危険性は無いので安心して子供達に遊ばせる事ができると思います。
ただ、実際に入手してみると、問題が見つかりました。
残念ながらchibi:bitの場合、BLEモジュールHRM1017のカバーと、ボタン電池の+側と接触して起動できませんでした。
とりあえず間に絶縁物を挟めば起動できましたがネジを締め付けるとお互いにそれなりに押し合う状況になりひしゃげた形になってしまいました。
FullSizeRender (7).jpg
せっかく表面実装スピーカーも搭載されているのに残念な所です。

究極(?)のドック「micro:dock(仮称)」の制作

IMG_0808.jpg
なんかどれも微妙なので、自作してみる事にしました。要件としては、

  • 子供達が公園に持っていける
  • バッテリーは単4x2本
  • エネループでもOK
  • スピーカー付き
  • ワイヤー無し
  • 材料費1,000円以下
  • chibi:bit,micro:bitどちらでもOK

材料

手順


https://www.youtube.com/watch?v=FLWT9xeivgM

感想

もうちょっと軽いと、MI:power boardの様に腕につけたりも出来るのですが子供達の財布を考えるとエネループは妥協点んだと思います。あと、ネジじゃなくってバナナクリップで簡単に脱着出来るバージョンが作れないか試行錯誤中です。

asondemita
CoderDojo守谷、CoderDojoつくばで子供達にプログラミングの楽しさに気づいてもらう活動をしています
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