学習ノート

で、実際の消費電力を確認するために、以下の商品を購入しました。

購入時の価格は、送料込みで217円･･･そこまで安くなくても良いのに･･･

流石に、この価格帯の商品に厳密な値を求めるつもりはありませんが、しばらく使ってみた限りでは、凡そ正しそうな値を表示してくれているようです。

ということで、複数パターンでザッと数値を確認してみました。

有線USBイーサはこちらを利用しています。

Wifiは以前のテストの際と同じGW-USNano2です。

ファイルDLはhttpのwgetで数百MBのファイルをSDカードに書き出す形でダウンロードしています。

bash無限ループは「while : ; do i=$((i+1)) ; done」でループさせています。

以前のテストの際はCPUは枯渇状態にはしないで、GPIOで温度センサを稼動させていましたので、(6)よりやや重い負荷なのではないかと思われます。

さて、今回購入した電圧チェッカでは瞬間的な値までは取得できませんので、前述の表以上の電力が消費されないことを保証するわけでは全くありませんが、それでも大分少な目の値となっております。

これならば、モバイルバッテリでも、もう少し負荷をかけても大丈夫そうな気がしますね･･･

また、以下の工程では、オペミス等でリカバリに失敗して完全にデータが失われてしまう可能性もあるため、事前にWin32DiskImager等でディスクイメージ毎バックアップを取っておくことをお勧めいたします。

（ファイルシステムが破損する前にバックアップを取得しておけばよいわけですが…）

結局はこの副題が全てなわけですが、該当するようなLinuxマシンが手元になかったため、WindowsのノートPC上に仮想環境を構築しました。

VirtualBoxとVMware Playerの両方で試してみましたが、個人的にはVMware Playerの方がSDカードの認識部分においてわかりやすかったです。

VMware Playerは個人用途ならば無償で利用できるため、適時ダウンロードして導入してください。

OSはFedoraをお勧めします。

当初は使い慣れていて既に環境構築済みのCentOSでやったのですが、カードの認識がうまくいかなかったりドライバが足りなかったりと、最終的に成功したとはいえ、色々と面倒でした。

で、Fedoraならば新し目の要素も対応しているかなと思い試してみた結果、追加で何も設定しない素の状態でSDカードを認識して、リカバリまで持っていけました。

VMware Playerでは親機に接続されている機器を仮想マシンに認識させることが可能ですので、ノートPCに搭載されているSDカードリーダにカードを差し込みます。

この時、初めからカードを差し込んだ状態で、仮想マシンを後から起動しても問題ありませんが、複数のデバイスが選択可能な場合、どれがSDカードリーダなのか案外わかりにくかったりします。

仮想マシンを起動後にカードを差し込みますと、新規の取り外し可能デバイスとして、以下のようなウィンドウがポップアップされますのでわかりやすいかと思います。

その後、実際に仮想マシンに認識させる際は、VMware Playerのメニューを「Player」→「取り外し可能デバイス」→「SDカードリーダ名」→「接続（ホストから切断）」の順番で選択します。

うまく認識してくれると、/dev配下にデバイスが追加されます。

筆者の環境の場合では、以下のようにデバイスが追加されました。

（CentOSでやった際は/dev/sdb〜として認識されましたので、必ずしも下記の限りではありません）

で、とりあえず一通りのデバイスにfsckを打ち込んでみましたが、mmcblk0p6にエラーがあったようで、結構な数のエラーが出力されました。

出力されるエラーに対しては、基本的にyで修復を了承していくだけで問題ありません。

修復が完了後は、Raspberry Piに戻して起動できるか確認しましょう。

（ファイルの救出が目的の場合は、Raspberry Piに戻さず、仮想環境から直接マウントしてファイルを取得することも可能です）

日本Raspberry Pi ユーザーグループ代表の太田さんが書かれているRaspberry Piの今という記事に、以下のような記載があります。

私も少々Raspberry Piを扱わせて頂く機会があって、色々な使い道を模索しているのですが…

確かに、Raspberry PiをRaspberry Piらしく使うのであれば、「Pi 2 Model B」より、「Pi 1 Model A+」の方が適しているケースも多いのではないかと思います。

A+が2Bより優れている点は、「価格」「消費電力」「大きさ」「重さ」でしょう。

価格は日本国内ではAmazonで購入すると以下のような価格です。

その他の項目についてはWikipediaの記事をご覧頂いた方が早いかとは思いますが、前述の4項目の中で、A+が2Bより最も優れているのは「消費電力」です。

2Bが900 mAなのに対し、A+は単体で僅か200 mAです。

（A+のCPUが700MHz1コアなのに対し、2Bは900MHz4コアですから当然の差とも言えますが）

（知識不足のため、「電力」「電流」等の用語の使用の誤謬があるかもしれません）

この消費電力の少なさを最大限に生かそうと考えると、モバイルでの用途が思いつきます。

モバイルでの利用について、既に先人の方々が記事を挙げられていますが、自身の調査結果も記事にまとめておきたいと思います。

Raspberry PiはマイクロUSBから給電をしますので、スマホ用のモバイルバッテリからも給電が可能です。

ということで、価格.comで最安値となっていた以下の商品を購入してみました。

記事執筆時点では、送料無料で680円で購入できました。

モバイルバッテリってこんなに安いものもあるんですね…

ちなみに、Amazonのリンク先の説明には「USB出力:DC5V1A」とあるのですが、これはウソです。

Panasonicの同商品の詳細仕様には「USB出力　DC5V 0.5A」と明記されています。

本体の裏面にも定格出力0.5A(MAX)と印字されています。

0.5Aとは500 mAのことですので、つまり、A+は動作しても2Bは起動すらできないことになります。

本製品に限らず、出力可能な電圧電流は極めて重要ですので、なるべく正確な情報を確認してから購入するようにご注意ください。

ちなみにこの商品は、Panasonicのサイトに掲載されている写真をご覧頂ければわかりますが、出力用のマイクロUSBが本体に一体化していて、かつ重さが約58gしかありません。

A+の重さは23gですので、合わせても余裕で100g未満ということになります。

容量は1430mAhで、出力時間の目安は満充電した状態で500 mA出力で約1.3時間とのことです。

また、バッテリ残量をランプの色で確認可能で、残り約60%以上までは緑、残り約30%以上までは橙、残り約30%以下で赤く点灯します。

このモバイルバッテリーで、A+がどれだけ動作できるか連続運転テストを行いたいと思います。

が、何の機器も接続していない状態のA+なぞ全く実用的ではありませんので、Wifiと気温センサを実装させます。

Raspberry Piは素のままではWifiは利用できませんので、アダプタを追加する必要があります。

で、Amazonで安そうなものを見繕うと以下のような商品が出てきますが、ここでも消費電力が重要な要素となります。

これらの商品は大体同じような価格・スペックに見えますが、それぞれの商品の製品仕様を確認すると、白い方のGW-USNano2の最大消費電力は最大約1.3Wで、黒い方のWLI-UC-GNMは最大約2.5Wと、2倍近くも差があります。

これらの値は、mAに換算するとGW-USNano2は260 mA、WLI-UC-GNMは500 mAとなりますので、前述のモバイルバッテリでは、WLI-UC-GNMを利用していると電圧不足で動作不良を起こす可能性が高いです。

なので、今回は消費電力の低いGW-USNano2を採用します。

（Raspberry Piでの利用実績も多いようで、色々なサイトで報告例を見かけます）

モバイルバッテリの出力が500 mAで、A+単体で200 mA、Wifiで260mA消費しますので…

一応の計算上は、センサに残り40 mA使えることになります。

（実際は余裕を持たせるべきでしょうが）

で、気温センサは以下の書籍を参考に、秋月電子でいくつか商品を購入して自作しました。

非常に丁寧に書かれた書籍ですので、Pythonやら組み込み系やらが全くの未経験の方にもお勧めできます。

気温センサ等の消費電流は125 μA等と、単位がマイクロですので、残り40 mAでもまだ余裕がありそうです。

これらを組み合わせて「気温センサから値を毎秒取得し、その都度HTTPのGETパラメータでサーバに情報を送信し続ける」という条件でテストを行いました。

※ランプが消灯するまで使い続けるとデータ破損が発生する可能性が高いため、実際には、バッテリの限界まで利用すべきではありません

結論から書いてしまえば、約5時間連続して動作しました。

センサから情報を取得し続けて毎秒HTTPGETするという、それなりに実用的かつ負荷がかかるであろう条件でしたが、思いの外、長時間動作しました。

（電圧・電流チェッカは後日購入しようかと思います）

また、10秒毎に写真を撮影し続けるという簡易スクリプトを別のRaspberry Piで動作させ、モバイルバッテリのランプ色の変化も合わせて調査しました。

赤に変化するまでは大体10%を30分ペースで消費していましたが、ランプが赤になってから消灯するまでの時間は急激に短くなっています。

ただ、ランプが消灯して電力が供給されなくなる直前まではRaspberry Piは正常に動作をし続け、以下のように、取得した温度センサの値にも異常は見られませんでした。

エアコンの温度設定を色々と調整して確認しましたが、大体想定通りの値が出ています。

※ちなみに、19時あたりに急激に温度が下がっているのは、温度センサにあずきバーを接近させたためです。

前述のように、今回利用したモバイルバッテリの容量は1430mAhしかありませんが、それでも数時間も動作するのであれば、電源を確保できないような環境でも、お手軽に様々な用途に利用できるのではないかと思います。

安価かつ軽量であることを利用して、GPSやジャイロセンサと組み合わせるのも面白いかと思いますので、また別途調査したいと思います。