【バッテリーで繰り返し充電?】Seeeduino xiao Groveシールドで電源を管理する

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本記事の内容

Seeeduino xiao RP2040の小ささを最大限に活かして、Seeeduino xiao Groveシールドと汎用リチウムポリマー電池を組み合わせた、「モバイルSeeeduino xiao」を作製してみました。

Seeeduino xiao Groveシールドのリチウム電池充電管理機能により、繰り返しの充電・バッテリー駆動が可能になり、マイコンボードをよりECOに使いやすくしています。

Seeeduino xiao Groveシールドとは

Seeeduino xiao Groveシールドは、Seeeduino xiaoを作製するSeeed Studio社が作製したGrove拡張基板です。すなわち、Seeeduino xiao製の公式拡張ボードであり、安心して使用することができます。

拡張ボードはSeeeduino xiaoを載せるためのメスピン6本×2とGroveコネクタ8個からなり、必要に応じてGroveコネクタ4個は切り離すことができます。(一度切り離したら、もとには戻りませんが、)

Groveコネクタにより、「はんだ付け不要でGroveセンサを追加・取り外しできる」という便利さも素晴らしいですが、正直こちらは今回のサブ機能です。

メインは「Seeeduino xiao Groveシールドの電池管理チップ」であり、Seeeduino xiaoを3.7V汎用リチウムイオンポリマー電池で繰り返し充電・バッテリー駆動できることになります。これにより、これまでは市販電池の使い捨てで何とかしてきたモバイルマイコンボードが、よりECOに使いやすくなりました。

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バッテリーとはどんな種類のもの?

もちろん、繰り返し充電して使えるバッテリーにもいろいろな種類があります。今回使用するのは、リチウム電池の一つである「リチウムイオンポリマー電池(通称リポバッテリー)」です。

リチウムイオンポリマー電池の最大のメリットは小型&軽量であり、携帯電話やノートPC用バッテリーなど、実は様々な日用品に活用されています。

Seeeduino xiao RP2040の強みもマイコンボードの小ささなので、今回はSeeeduino xiao Groveシールドと近しい大きさのリチウムイオンポリマー電池を用意しました。

必要なもの

  • Seeeduino xiao PR2040:690円
  • Seeeduino xiao Groveシールド:680円
  • リチウムポリマー電池(3.7V、860mAh):1430円
  • KeeYees OLEDディスプレイモジュール SSD1306:560円

Seeeduino xiao PR2040とGroveシールド、リチウムポリマー電池の3点セットで、モバイルSeeeduino xiaoが完成します。OLEDディスプレイモジュールはバッテリー駆動ができているかの確認用です。

ここで一番悩むのが、「リチウムポリマー電池は何mAhのものを準備するべきか」です。

Seeeduino xiao用GroveシールドのwikiにYouTubeのデモ動画が張られており、そちらでは3.7V、恐らく110mAhくらいの小型リチウムポリマー電池が使用されていました。110mAhのデータシートを確認すると、標準電流は22mAと不安なほど低いですが、最大電流は110mAなので、確かに動作可能かと思われます。

一方でwikiの仕様を見る限り、Seeeduino xiao Groveシールドの負荷容量は800mAまで大丈夫なので、私は860mAhのリチウムポリマー電池を用意しました。860mAhのデータシートによると標準電流は172mAなので、Seeeduino xiao PR2040は十分に起動できます。

はんだ付け

Seeeduino xiao Groveシールドの強みは、はんだ付けなしでGroveセンサを追加できることですが、残念ながらバッテリー部分のみ、+と-の2ピンをはんだ付けする必要があります。

2mmピッチなので、はんだ付け素人にはなかなか難しかったです。。。

OLEDディスプレイモジュールのGroveコネクタ化

もう一点、面倒ですが、KeeYees OLEDディスプレイモジュール SSD1306をGroveモジュールとして繋げるように、ピンとGroveコネクタを繋ぎます。(GROVE – I2C OLEDディスプレイ128×64のように、もとからGroveコネクタとなっている製品であれば、本作業は不要です。)

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SDAとSCLさえ配線を間違えなければ、熱収縮チューブで繋いで完了です。

いろいろ接続して完成

後は、Seeeduino xiao Groveシールド上にSeeeduino xiao、リチウムポリマー電池(3.7V、860mAh)、OLEDディスプレイモジュールを繋げていくだけです。はんだ付けも不要です。

Seeeduino xiao用Groveシールドのwikiのデモ動画を見る限り、緑LED点灯で充電中、消灯で充電完了、点滅でバッテリー接続切れのようです。

ちなみに、写真ではバッテリー残量を適当に表示していますが、バッテリーの電圧を測定する機能はどこにもありません。

まとめ

Seeeduino xiao Groveシールドと市販の3.7Vリチウムポリマー電池を組み合わせて、モバイルマイコンボードSeeeduino xiaoを作製しました。

リチウムポリマー電池は860mAhのもので十分に機能しました。よほど小型で電流不足か、800mA以上でSeeeduino xiao Groveシールドの負荷容量を超えない限り、問題ないようです。

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