前回までで、ブレッドボードを使ったシステム全体の試作は完成しました。ユニバーサル基板を使って基板をつくることと、乾電池運用をしたいので、電源部分の作成を行います。
電源
電源って、いざ真面目に考えようとすると、なかなかむつかしいですね。USB5Vのありがたみがよくわかります。
今回作ろうとしている無線デジタル差圧計は、Clientとなる本体側に、動作電圧が3.3VのHW-611 E/P 280と5VのLCD/AQM1602XA-RN-GBWが共存します。XIAO ESP32C3は3.3Vでも駆動しますが、高いほうに合わせて5Vで給電することにします。
ただ、単三電池は1.5V程度しか電圧がないので、昇圧することになります。
DCDC昇圧コンバータ／AE-XCL102D503CR-G
DCDC5V昇圧コンバータ/AE-XCL102D503CR-Gを使います。10×7.5mmの極小モジュールですが、入力電圧0.9～5.0Vで定格5Vを出力できる優れものです。
裏面左側のENを使うとスイッチが作れますが、今回は単純な昇圧コンバータとして使うので、右側のInput、GND、Outputを使います。乾電池の陽極をInputへ繋ぎ、陰極をGNDに繋ぎます、昇圧した5VをOutputから取り出す形です。
前回までにブレッドボード上で作成した対の気圧計（Server/Peripheral）に乾電池電源とDCDC昇圧コンバータを追加するとこんな感じ。
ブレッドボード左上の緑の基板がDCDC昇圧コンバータです。電源に差し込むだけなので悩む所はないですね。単三電池1本を繋げて電圧を測定すると、電池側で1.34V、昇圧コンバータ後で4.98Vでした。
電圧的には全く問題ありませんが、うまく起動しません。本体側気圧計（Client/Central）で接続を確認できませんでした。
よく見ると、XIAO ESP32C3の5Vピン近くの赤色LEDが不規則に点滅していました。一応動画には撮りましたが、よく考えるとLEDは動画で点滅して見えるので、正常動作時との区別は付かないですね。上の絵からスライドスイッチを追加していますが、起動させるとこんな感じ。
肉眼で分かるほどCharge LEDが点滅しています。ただし、正常起動時も動画では点滅して見えます。
電圧は問題ないのでさっぱり理由は分かりませんが、本体側でBLEの接続が確認できないです。細かくオンオフを繰り返しているみたい。どうしようもないので、とりあえず単三電池直列2本にしてみました。
これでつないでみた所、Charge LEDは点灯状態になって、本体側とBLE通信での接続を確認出来ました。こちらも一応動画に撮りましたが、動画だと点滅して見えますね。
うーん、動画では違いを判別出来ませんが、単三電池２本で安定して動くようになりました。DCDC昇圧コンバータ入力側で2.98V、出力側で4.98Vです。
基板作成
ブレットボード上で乾電池、スライドスイッチ、DCDC昇圧コンバータの追加と、乾電池本数の最適化が出来たので、ユニバーサル基板上で対の気圧計の基板を作っていきます。
8×13列のユニバーサル基板を使ってfritzingで絵を描くとこんな感じ。DCDC昇圧コンバータはXIAO ESP32C3の下に入れて二層構造にするので、上に乗るXIAO ESP32C3は左にずらして書いてあります。
XIAO ESP32C3を重ねるとこんな感じ。見えにくいですね。
作成した対の気圧計の基板と、まだブレッドボード上にある本体側気圧計を並べるとこんな感じ。単三電池2本で起動、接続、差圧の計測が出来ています。
左の単三電池が繋がっている方が対の気圧計（Server/Peripheral）、右側のブレッドボードでLCDが付いているのが本体側気圧計（Client/Central）です。本体側LCD右下隅の黒地に白抜きのＰ表示が出ているので、対の気圧計とBLE接続出来ていることが分かります。
本当は本体側も乾電池で動かしたかったですが、近くのホームセンターには単三2本直列の電池ボックスが一つしかなかったので、5VモバイルバッテリーUSB給電のままです。秋月電子さんで発注しているので、受け取ったら本体側も改造して追記します。
結局4か月かかってしまいましたが、無線デジタル差圧計の作成は完了です。スペック上は差圧を0.01Pa単位で測定できますので、十分小さな差圧を拾うことが出来ます。ただ、実際はばらつきが大きく、安定して出せるのは1Pa単位くらいですね。
無線デジタル差圧計作成はこれで終了して、次は実際に使う場面に移行です。実使用場面は、育苗箱ベンチレータの給気ファン能力測定ですね。
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