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ESP8266 weathestation and wireless power supply

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D1 mini をワイヤレス給電で動かす方法。                        2016.04.10

構成:D1 mini + DHT22 Shield + Weathestation + wireless power supply



準備:
1. チャージャー:Silm Qi Wireless Fast Charger Charging Pad :493円。
2. レシーバー:Universal QI Wireless Charging Receiver Charger Module:207円。

3. D1 mini + DHT22 + OLED:前回記事「D1 mini と OLED を、、組み立てる」参照。
4. WeatherBug: ESP8266 WeatherStation with IFTTT and HomeKit support。説明。
5. スケッチ:AdySan:WeatherBug。:AdySan氏に感謝。
注: チャージャーとレシーバーは 国内では高い(上記の価格が目安になります)ですから
_  ebay でお求めください。輸送は比較的に速いです。


組立: レシーバー(コイル部のアンテナマークを下にする)をケースの下に両面テープで貼付けし
_   5Vdc出力を D1 mini の 5V へ接続。
_   折り曲げる場合:曲げる所をコイルの半田部分でなく ハンダ付け少し手前のコイルの所を
_    注意深く曲げるとハンダ付けの所で剥がれる事は無く使用できます。分解写参照の事。
_   シールを剥がす方法:周囲だけ接着されていますので ゆっくりと引っ張ると剥がれます。
_   レシーバーのUSBコネクターを使用する場合はハンダ付けの配線は不要となります。


前置き:
レシーバーをどの様に接続するか、2つの方法。

1. USBコネクタで接続する。
2. QI 5Vdc出力を D1 mini の 5V PINに接続する。

理由:USB 5Vdc からと QI 5Vdc出力は Diode D2 と D4 で逆流防止があり使用可能。
_  ただし、他の受電装置の場合は逆流防止Diodeの有無を確認する必要がある。


QI 受信電源回路:5Vdc を使用する為の回路理解。
_ コイル発生電圧は実測で 1.2VAC。→ 昇圧回路で9.29VDCが出来る →
_ → D4 Diode(緑)の出力は 4.85Vdc。→ 5Vdc が Micro USB から出力される。
_ Micro USB コネクタ 又は 5Vdc出力端子 を使用する。


D1 mini の 電源回路:
_ USBからの5VDCは Diode D2 を通り U1 RT9013 LDO 1-pin へ接続されている。
_ D2 の出力は D1 mini の 5V PIN端子である。(基板に記載の「5V」)
_ U1 RT9013 LDO 5-pin から 3.3Vdc が出力される。


メモ:
1. QI 給電のUSB電源:iPad等に使用している1~2AクラスのUSB電源が必要です。
_  格安のUSB電源は 1A,2Aと書かれていても動きません。(たぶん表示が不正)
_  給電タイプのUSBハブは動く物と動かない物があります。
_  供給電力が不十分な場合 QI 給電の出力が低下し 受電せずESP8266は動きません。
_  例:ESP8266 Radio の場合、USB 給電の USB 5V は 350mA 流れている。
_  給電側と受電コイルの距離が 2~6mm 以上離れると受電しません。
_  給電側と受電コイルの距離は最短距離になる様に工作します。
_  電波マークが表で受電シートを裏側にすると受電しない場合があります。
2. 発熱:コイルが熱を発生します。手で触れる程ですが熱くなります。
_  ESP8266側で温度センサー等を使用する場合は対策が必要です。
3. サイズ:69x44mm。ESP側は小さくできるが受電部分のサイズは限度があります。
_  コイルと電圧変換部を分ける方法がある。それでもコイルの大きさは残ります。
4. 電源スイッチ:電源スイッチが不要になり小型のものが作れます。


参考:
1. チャージャー:Silm Qi Wireless Fast Charger Charging Pad For Samsung Galaxy Note
_  Specification: Power: 10W、Wireless distance: 70%、Size: 100mmx9.5mm
2. レシーバー:Universal QI Wireless Charging Receiver Charger Module For Micro USB 
_  Specifications:
_   Input : 5V、Output: 1000mA (Max)、 temperature:-10 ~ 40 degree
_   Working life: 4000 times、Size(Not contain wire): 69 X44mm
3. adafruit:Universal Qi Wireless Receiver Module
4. Wireless Charger Accept for SAMSUNG S3:
5. Wasters haven:“Qi”なワイヤレス充電器を試してみる


感想:
電源の線が無いと見栄えが良い事と気分が楽になります。
ワイヤレス給電の説明は多大になる為 動作している状況が解る程度にしました。
OTA(Over the Air)でスケッチのアップロードができるとさらに良いですね。
今回のスケッチ AdySan:WeatherBug は OTA対応になっています。


スケッチ:AdySan:WeatherBug は、以下を変更して動く事を確認しました。
_ 事前に WUNDERGRROUND_API_KEY を入手しておいてください。
_ W,,_API_KEYは WEATHER UNDERGROUND Station of ESP8266 を参照してください。

/***************************
 * Begin Settings
 **************************/
// WIFI
const char* WIFI_SSID = "xxxx"; 
const char* WIFI_PWD = "xxxx";
// Setup
const     int UPDATE_INTERVAL_SECS = 10 * 60; // Update every 10 minutes
const int I2C_DISPLAY_ADDRESS = 0x3c;     // Display Settings
const int SDA_PIN = D6;                   // Wemos D1 Mini
const int SDC_PIN = D7;                   // Wemos D1 Mini
SSD1306 display(I2C_DISPLAY_ADDRESS, SDA_PIN, SDC_PIN);
SSD1306Ui ui( &display );
// DHT Settings
#define DHTPIN D4                        // Wemos D1 Mini
#define DHTTYPE DHT22                    // DHT 22  (AM2302), AM2321

// Wunderground Settings
const boolean IS_METRIC = true;
const String WUNDERGRROUND_API_KEY = "xxxxxx";
const String WUNDERGROUND_COUNTRY = "japan";
const String WUNDERGROUND_CITY = "tokyo";



		

Written by macsbug

4月 11, 2016 @ 10:12 pm

カテゴリー: ESP8266

コメント / トラックバック4件

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  1. ごぶさたしています。

    数回前のブログで綺麗な布の上に置かれた円形のプレートで給電していたのが「何だろう」と思っていたのですが、今回の記事でわかりました。
    Qi規格のものだったのですね。しかも思ったよりも安いですね。

    こういうワイヤレス給電は今後何かに使えそうと思いつつアイデアはまだ出ていませんが、頭の片隅に置いておく事で将来のアプリケーション検討時に「そういえばここに情報があった」となることを期待しています。

    7of9

    4月 12, 2016 at 3:30 am

    • どうも、ごぶさたです。
      さすが円形のプレートをよく見ておられましたね。
      国内では結構高いので最安値を探して「めやす」にならばいいかなと思いました。
      記事投稿後に2〜3個チャージャーが届きましたので画像を「感想」の所に追加しておきました。
      黒と赤い色の具合がいい具合で、アクリルの透明感とその間から青いLEDがゆらりと光るところがいい感じになる。
      普通は長方形ですがデザイン的に奇麗なものが無いかなと幾つが探しました。
      ワイヤレス電源とっても結局チャージャーには電源ケーブルが必要という妙な具合です。
      電子工作は最後に電源とかになり電池にするかUSB電源にするかとかで悩みます。
      ワイヤレス給電はシートを張るだけで終了になる、という事で楽できないかなと試してみた訳です。
      言われるように いろいろ ちょっと試して 後で使うとか がいいでしょうね。

      macsbug

      4月 12, 2016 at 8:35 am

  2. 感想の所の画像追加ありがとうございます。
    色々あるのですね。また、それらを買って試されているのは進展が早い理由なのでしょうね。

    > ワイヤレス電源とっても結局チャージャーには電源ケーブルが必要という妙な具合です。

    これは確かにですが、給電されるもの(EPS8266)自体はケーブルをつなげなくていい、というのはいいと思います。
    1年前に交通事故にあって右手が数ヶ月使えなかった時、片手だけでは細かい作業ができませんでした。Qiを利用すると片手だけで充電開始できるので、プレートのセッティングだけしておけば後々使い勝手がいいと思います。
    あとはアイボ?やルンバのようなもので給電ステーションに戻って自動給電開始する、というような処理にワイヤレス電源は向いているように思います(アイボやルンバをUSB給電でまかなえるかは考慮してませんが)。

    7of9

    4月 12, 2016 at 11:58 am

    • ワイヤレスの電子工作品が増えると線が無いのが当たり前のようになってきましたし張るだけで電源が終わるので工作するのが楽です。
      数ヶ月間右手が使えない時は大変でしたね。お話を聞いて感じた事は、片手で出来る便利さを考えようかなと思いました。
      自動給電のアイデアもなかなか良くてノートにメモしておきます。
      大変な経験だったでしょうが貴重なアイデアをありがとうございました。

      macsbug

      4月 16, 2016 at 8:28 am


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