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

 2017-03-29

要約:
Pocket WiFi GP01をバッテリーレスで動作させることに成功した。
給電開始するだけ、ボタン操作無しで、通信可能状態に持ち込めた。


 

前回はダイオードを用いた簡素な電圧降下で試行してみたが、それではダメということが分かった。
今回はちゃんと安定化した電圧を用意してトライしたというワケです。



低飽和可変定電圧レギュレータ NJM2397

前回はダイオード2個というふざけた構成でしたが今回はまともな電圧源を用意しました。NJM2397を使います。よく見る定電圧レギュレータは三端子ですが、こいつは調整用の足が増えていて、四端子です。増えた方の足にVOUTから適当な抵抗で分圧した電圧を見せてやることで、自由に出力電圧を設定できるスグレモノ。
おまけに低飽和型(ロードロップアウトタイプ)なのでINとOUTの電圧差が小さくてもオッケー。データシートによると、0.5A出力時の入出力間電位差は0.2Vらしい。
なので今回のようにUSBのDC5Vを入力に使った場合、上は4.8Vくらいから設定できる。わお便利ィ。 普通の(?)定電圧レギュレータだと最低でも出力電圧+3Vくらいは入力してやる必要があるのに比べると格段に使いやすいというのが分かって貰えると思う。

というわけでサクッとゴリッと実装。基本的にNJM2397のデータシートに載ってる推奨回路の通り。
pktwf_gp01_battless_2_001.jpg pktwf_gp01_battless_2_000.jpg
データシートの回路との違いは電圧値をある程度弄れるように多回転可変抵抗でADJ端子への分圧比を設定するようにした。無負荷時の逃がしとしてVOUTとGNDの間を10kΩでプルダウンした(これはオマジナイ程度の意味)。
それ以外はGP01のためのT端子の10kΩプルダウンが付いてるくらいで、それ以外はデータシートの回路からそのままです。
コンデンサの容量とかは手持ちのなかから選びましたが、まぁ大丈夫大丈夫。


入力にUSBのDC5Vを入れてやって、可変抵抗をクリクリ回すと出力電圧がスススッと変化します。うーん。いいね。
pktwf_gp01_battless_2_002.jpg
GP01のバッテリーは1セルのLi-Poバッテリーなので、充電終端電圧は4.2Vのはず。というわけで4.2Vくらいをセットしておきました。


Pocket WiFi GP01 with NJM2397

さっそくGP01をバッテリーレス、USB電源で動かしてみると無事に起動! 電圧を調整することでバッテリー残量が減っていると錯覚してくれています。バッチリ!
pktwf_gp01_battless_2_003.jpg pktwf_gp01_battless_2_004.jpg pktwf_gp01_battless_2_005.jpg
突入電流とかもあるし、バッテリーが減っている状況を演出する理由もないので、普段は4.2Vの設定で使おうと思います。


Pocket WiFi GP01 自動起動

ここまでバッテリーレス動作のためにゴチャゴチャやってきましたが、単純にバッテリーレス動作というだけであれば、T端子を10kΩでプルダウンしてGP01のUSB端子から給電してやればそれで充分なのですが、前回も述べたとおり、それだと通信可能状態で起動しないため、技適を守りつつIoT用途で使おうとすると不便でした。

そしてバッテリー電圧供給による動作にこだわった最大の理由が・・・・  電源ボタン押しっぱなしにしてバッテリー電圧を供給開始すると、通信可能状態で起動するんです。こいつ!
たまたまこの動作を見つけてPocket WiFi GP01だけの動作なのかな?とも思ったのですが、似たようなブツであるHX009ZTでも同様の挙動をしました。おそらく仕様外動作ってことで実装上の出来高な振る舞いなのかもしれませんが、私にとっては非常に好都合。

というわけで、電源ボタンをタイラップで締め上げて・・・
pktwf_gp01_battless_2_006.jpg
(↑給電基板は最低限の絶縁のためポリイミドテープを貼ってます)


USB電源に接続すると・・・ 通信可能になりました!! やったぜ!
pktwf_gp01_battless_2_007.jpg
DC5Vを入れたり切ったりするのはRaspberryPiでもPICでもなんでもどうとでもなるので、技適を守り(GP01自体は無改造)つつ、3Gモデムを利用可能です。
未使用時は電源OFFしとけば省電力だし!


まとめ

  • RaspberryPi等で3G回線に接続したいなら、Pocket WiFi GP01がイイカンジ!
  • USBドングルタイプの3Gモデムに比べて入手コストが非常に安価(今回は300円で入手)
  • 3G回線への接続安定性は既製品使用しているためそれなりに保証されてる(はず)
  • 電源ボタン押下状態で固定しバッテリー動作を装うことで電源供給と共に通信可能な状態に勝手に移行してくれる

まぁ一番の利点は入手コストですよね。 安いは正義。
Pocket WiFi GP01では0simやロケットモバイルで接続が可能なことも確認済みですので、ソラコムとかを使うよりも安価で3G回線が利用できます。
ていうかソラコムって(個人で使うには)高いよね・・?なんでみんなソラコム使ってるんだろ?

 
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