マイクロビットを使ってみる〜マイクロビットを低電力化する２

先日、MakeCodeエディタの「Power」拡張機能を使って、マイクロビットを低電力化しました（記事はこちら）。

今回は、低電力化したマイクロビットを実際に電池で動かしてみて、本当に長く動くのか、確認してみようと思います。

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以下のようなものをつくってみます。

子機と親機の2台構成にする。
子機は、一定時間ごとに内蔵の温度センサで温度を測定し、そのデータを無線で親機に送る。
親機には「Grove UART WiFi V2」をつなぐ。無線でデータを受信するたびに、そのデータをWi-Fiで「IFTTT」に送る。
「IFTTT」は、親機からのWeb Requestを受信するたびに、そのデータをGoogleスプレッドシートに書き込む。
子機については「Power」拡張機能をつかって低電力化する。
子機は屋外に設置し、単四型Ni-MH電池2本をつないで連続稼働させる。
親機は屋内（Wi-Fiルータの近く）に設置し、コンセントから電源供給する。

「子機は電源のないデータ測定場所に設置しなければいけないので、電池で長期間稼働させたい」「親機はデータ測定場所から離れた場所に設置できるので、電源の問題はない」という想定です。

まずは親機を準備します。

「Groveシールド」をつかって、親機に「Grove UART WiFi V2」をつなぎます。
以下のように、ACアダプタで電源供給できるようにします。
ちなみに、親機にはマイクロビットのV1を使っています。

親機のプログラムは以下のとおりです（「grove」拡張機能を使っています）。

子機との無線通信のために、無線のグループを設定します。
また、Wi-Fi通信のために、Wi-Fi設置を行います。
子機から無線でデータを受信したら、受信したデータと子機のデバイス番号を、Wi-Fiで「IFTTT」に送信します。

「IFTTT」のアプレットは、こちらでつくったもの（Send_to_Table）をそのまま使います。

子機のプログラムは以下のとおりです。

最初に無線関連の設定を行った後は、1分毎に無線で温度データを送信します。
データ送信していない期間はlow powerモードに移行します。
「Power」拡張機能はマイクロビットV2限定なので、子機にはマイクロビットのV2を使います。

このプログラムを実行する際の、子機の消費電流値を測定しておきます。
消費電流値測定には、M5Stackと電流センサ「INA226PRC」を使います（測定方法はこちら）。

以下のようにつなぎ、消費電流値を測定します。

何度か測定し、結果の消費電流波形を重ね合わせてみました。

1回のデータ送信にかかる時間は0.30秒、その期間の平均消費電流値は13.33mAでした。
また、それ以外の期間（low powerモード中）の平均消費電流値は1.35mAでした。

なお「Power」拡張機能を使わない場合は、常に上記のデータ送信中程度の電流を消費します。

よって、平均消費電流値をまとめると以下のようになります。

「Power」拡張機能を使わない場合：13.33mA
「Power」拡張機能を使い、1分毎にデータ送信する場合：( 13.33mA * 0.30sec + 1.35mA * 59.7sec ) / 60sec = 1.41mA
「Power」拡張機能を使い、10分毎にデータ送信する場合：( 13.33mA * 0.30sec + 1.35mA * 599.7sec ) / 600sec = 1.36mA

単四型Ni-MH電池（800mAh）2本でこのプログラムを動かした場合、

「Power」拡張機能を使わない場合：800mAh / 13.33mA = 60.0h = 2.5日
「Power」拡張機能を使い、1分毎にデータ送信する場合：800mAh / 1.41mA = 567.4h = 23.6日
「Power」拡張機能を使い、10分毎にデータ送信する場合：800mAh / 1.36mA = 588.2h = 24.5日

という計算結果になります。
「Power」拡張機能を使わないと、単四電池ではせいぜい2〜3日しか稼働できないのに対し、「Power」拡張機能を使えば20日以上連続稼働できるということになります。
さらに、単四型ではなく単三型のNi-MH電池（2000mAh）2本を使えば、上記のさらに2.5倍の期間にわたり連続稼働できる見込みです。

実際に、この子機を屋外に設置して、長期稼働させてみます。

以下のように、ただ単にマイクロビットに単四型Ni-MH電池2本をつなぐだけです。