SIMフリー化したPocketWiFi GP01をバッテリーレス化したい! 試行錯誤1

 2017-03-27

要約:
T端子を10kΩでプルダウンしてバッテリー検出を騙すことに成功。
整流ダイオード2シリで1.2Vの電圧降下させUSB5Vから3.8Vの生成に成功。
しかし、起動時の突入電流で電圧を維持できず、バッテリーレス動作ならず!


 


RaspberryPiで簡単&安価に3G回線に接続する方法を模索

グーグル先生に訪ねるといろいろ手法は出てきますが、大筋としては、USBドングルタイプのモデムにSIMを挿し、シリアルデバイスとして認識させ、wvdialやppp等で接続するというものらしいです。


USBドングルタイプの問題点

  • シリアルデバイスとして認識させるのに一手間必要
    • 最初にUSBマスストレージクラスとして認識させて、ドライバを提供する仕組みが邪魔のようです
  • シリアルデバイスのデバイスファイルを固定化させるのに一工夫必要
    • wvdialやpppconfigで通信に使用するデバイスファイルを指定するため、モデムが常に同じデバイスファイルとして認識されるようにする必要がある
    • udevのスクリプトを書けば良いんですけど、スケーラブルじゃないな・・
  • 通信の安定度がイマイチ?
    • 大きな問題では無い?のかもしれませんが既存の資料を見るとなにやらいろいろ苦労されている様子が窺える。
  • USBドングルタイプのモデムが高価
    • RaspberryPi zero Wが$10で買える時代にモデムは中古でも3k~4k円、新品だと1諭吉以上とか・・・ やってらんねーーーーよ
主に調達コストの問題から、別案を考えます。


WiFiルータという解

  • 3G回線への接続はルータが行うのでWiFiにぶら下がるだけでお外と通信できる
  • 通信の安定度は?
    • 正直未知数なのですが商品として販売されているモノですので最低限の仕事はしてくれるのでは?
  • 中古で数百円で入手可能
    • 安いは正義
今回はヤフオクで300円で買ったPocketWiFi GP01を使用します。


PocketWiFi GP01

元々はイーアクセスの端末として発売されたものですが、最新のファームウェアに後進することでSIMフリー端末になります。素晴らしい!!
pktwf_gp01_battless_1_000.jpg ←ファームウェア更新後、0simにて接続成立の図


組み込みとしての体裁

PocketWiFi GP01はUSB給電でも動きますが、化学バッテリーも持っています。組み込みとしてはナマモノを積むのはちょっと抵抗感がある。(あるんです)
RaspberryPiが動作しているときだけ接続できればいいので、ルータが個別にバッテリーを持っていて欲しくないんです。
バッテリー要らない!邪魔!どっかいって!!


バッテリー検出を無効化

PocketWiFi GP01にUSBで給電するとまずはバッテリー充電モードに入ります。その後電源ボタン押下で起動するのですが、バッテリーレスで動いて欲しい・・。
pktwf_gp01_battless_1_001.jpg


というわけでバッテリーを抜いて、USBで給電してみましょう・・
pktwf_gp01_battless_1_002.jpg pktwf_gp01_battless_1_003.jpg
GP01「BATTERY ERROR」
(´Д`)小癪な真似を・・・・


バッテリー端子のT端子を、10kΩの抵抗でGNDに落とします
pktwf_gp01_battless_1_004.jpg pktwf_gp01_battless_1_005.jpg pktwf_gp01_battless_1_006.jpg
GP01「充電します!!」
(^_^)v やったぜ。
この状態で電源ボタン押下で起動できます。

T端子はサーミスタが接続される端子で、バッテリーの過熱を監視するためのものですが、GP01では過熱監視の一環として、T端子がopenの場合はバッテリーに異常があると判断するようです。
なので偽の抵抗をつけてやって、あたかもサーミスタが付いているかのように偽装すると、GP01はバッテリーが居るぞ!って思っちゃうんですね。 してやったぜ。


バッテリーレス化 (ダメでした)

バッテリー検出の無効化が出来たのでバッテリー端子に適当な(=適切な)電圧をくれてやって、あたかもバッテリーのようで、でもバッテリーじゃ無い、ちょっとバッテリーみたいな動作ができるようにしてみたい。

ユニバーサル基板を切ったり削ったりしてイイカンジの大きさに整える
pktwf_gp01_battless_1_007.jpg pktwf_gp01_battless_1_008.jpg pktwf_gp01_battless_1_009.jpg

ピンヘッダをハンダして接点として使う
pktwf_gp01_battless_1_010.jpg pktwf_gp01_battless_1_011.jpg

正直、GP01を開封して端子に直接ハンダしたほうが一万倍マシなデキになるのですが、それは電波法的にNGなのです。そうです彼です。技適です。 氏ねばいいのに。
というわけで、開封せずに、外側の小細工だけで成し遂げなければいけません。。。

T端子の10kΩプルダウンと、整流ダイオード2シリで1.2Vの電圧降下を作り、漏れ電流逃がしに10kΩのプルダウンと、突入電流用に100uFの電解コンデンサを搭載!
pktwf_gp01_battless_1_012.jpg pktwf_gp01_battless_1_013.jpg pktwf_gp01_battless_1_014.jpg
コードの先はマイクロUSBのメス端子を繋いで、一般的(?)なマイクロUSBケーブルを接続するだけでUSB5Vが3.8VになってGP01に供給されるというステキシステム!!


しかし、動きませんでした・・・(´・ω・`)

起動時の突入電流が結構大きいらしく、起動ロゴが一瞬出たあと起動中止してしまいます。
1200uFの電解コンを追加してみましたが、何回かに一度起動できますが直後に LOW BATTERY と表示されて停止してしまいます。
整流ダイオードで適当に電圧落としただけではダメのようです。ちゃんと定電圧レギュレータが必要なのかなぁ・・・。

USB5Vで動いてくれると嬉しいので、低損失可変なレギュレータが要りますね。
それとも3.3Vの固定レギュレータでも行けるのかな?(←これなら手持ちにあるぞ・・)
突電流大きそうだからマージン考えると4.2Vきっちり与えないとキツイかな?・・・・
今後、試してみる予定です。


とりあえず今回はここまで。。。



SIMフリー化したPocketWiFi GP01をバッテリーレス化したい! 試行錯誤1 ←イマココ
SIMフリー化したPocket WiFi GP01をバッテリーレス化したい! 完成編





 
コメント
初めてまして、茶柱タツオと申します。
楽しくROMさせて頂いてます。
その後記事の更新は如何でしょうか?
宜しくお願いします。
【2017/09/10 19:45】 | 茶柱タツオ #- | [edit]
GP01のバッテリーレス動作に関しては下記で完成いたしました。
http://wbbwbb.blog83.fc2.com/blog-entry-286.html

RaspberryPiとGP01を持ち出して外で通信させるのにも便利ですし、単に無線LANのAPとして屋外でノートPCからsshする時など、便利な道具としてたまに使っています。

これを使った組み込みのブツを作ってみたいとは思っているのですが構想だけで、まだ着手できてない状態です。鉛バッテリーやDC/DC等、たまに材料を買って来て採用できそうか味見したりはしてるんですが・・・。v-75
【2017/09/10 21:41】 | umbrella #mvcB0rpk | [edit]












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