先日、Raspberry PiにGPSモジュールを接続して、GPSロガーにしてみました。

• Raspberry PiでGPS位置情報を記録

持ち運んで屋外で利用しますので、コンセントではなく、モバイルバッテリーで動かすことになるかと思います。

では、Raspberry Piをモバイルバッテリーで動かすと、どのくらいの時間、動作するのでしょうか・・・・3時間？10時間？1日？・・・まさか1週間？どのくらいでしょう？

実際に試してみました。

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Pi Zero Wのモバイルバッテリー動作時間

実利用を想定して、いろいろと負荷をかけた状態で、モバイルバッテリーによる動作時間を調べてみました。

機器構成

Raspberry Pi Zero W本体

[amazonjs asin=”B07BHMRTTY” locale=”JP” title=”Raspberry Pi Zero W – ヘッダー ハンダ付け済み – ラズベリー・パイ ゼロ W ワイヤレス”]やっと最近、入手がしやすくなってきた、Wi-Fi、Bluetooth搭載のPi Zero Wです。

モバイルバッテリー

[amazonjs asin=”B00P8TDWUI” locale=”JP” title=”Anker Astro E1 5200mAh 超コンパクト モバイルバッテリー 急速充電可能 iPhone / iPad / iPod / Xperia / Galaxy / Nexus 他対応 トラベルポーチ付属【PowerIQ搭載】A1211022(ホワイト)”]モバイルバッテリーの容量は5200mAhとなります。新品をフル充電して使用しますので、ほぼ最大容量での測定になるかと思います。

GPSモジュール

• GPS受信機キット 1PPS出力付き 「みちびき」対応

秋月電子通商さんのGPSモジュールにピンソケット(メス) 1×5(5P)をはんだ付けしてPi Zero Wに直接挿してみました。

カメラモジュール

[amazonjs asin=”B01EW2KDTE” locale=”JP” title=”Raspberry Pi Official Camera V2 for 3B/2B/B+/A+/B/A　ソニー製808万画素CMOSセンサ使用 ラズベリーパイ公式　HDカメラ”]800万画素のV2カメラモジュールと

• Raspberry Piカメラに望遠レンズ

こちらの記事で使用したレンズ交換が可能なCSマウントカメラモジュールを接続し、タイムラプスを撮影して負荷をかけます。

USB OTGハブ

• OTG MicroUSB対応 充電ポート付 4ポートUSBハブ

USB 2.0のハブで、給電用のmicroB端子が付いていてます。ケーブル1本で、Pi Zeroに給電しながらキーボード・マウス・LANアダプタ等のUSB機器を使用できます。

LANアダプタ

[amazonjs asin=”B00BLT83OO” locale=”JP” title=”ロジテック 有線LANアダプタ USB 2.0 LAN-TXU2C”]Pi Zero W内蔵のWi-Fiは、スマートフォンと接続し、カメラを操作するのに使います。屋外でもどこでも操作できるように、Wi-Fi親機にしてあります。自宅のLANとの接続を想定して、LANアダプタを接続しましたが・・・これは負荷をかけすぎかも？

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稼働時間の測定方法

30秒おきに現在時刻を記録するスクリプトを作り、起動時に実行→バッテリー切れまで記録してみました。

#!/bin/sh
LOG=$HOME/`date +%Y%m%d%H%M%S `.log
echo start at `date` > $LOG
while true
do
  sleep 30
  date >> $LOG
done

cronの@rebootにスクリプトを登録しました。

さあ。何日？何時間、ログが記録されたでしょうか・・・・

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Pi Zero W本体のみの動作時間

まずは、Pi Zero Wのみの場合の動作時間を計測してみます。

とくに負荷はかけていませんが、Wi-Fiを有効にしました。

• 30秒おきに時刻を記録。
• Wi-Fiを親機モードで使用。
• GUI(X Window System)は起動せずに、CUIのみの設定です。

• 起動：1月22日 14:42
• ログの最後:1月23日 19:24

5200mAhのバッテリーで、Pi Zero W本体のみ動作した時間は28時間42分

Pi Zero W本体のみでしたら、一日は余裕で動かせる感じでした。ふむふむ。

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Pi Zero W＋GPSモジュールの動作時間

次は、GPSモジュールを接続して、窓際で位置情報を受信します。

GPSロガーとして動かした場合を想定しました。

• Wi-Fiを親機モードで使用。
• Raspberry PiでGPS位置情報を記録 → GPSモジュール使用

• 起動：2月25日 10:19
• ログの最後:2月26日 8:39

5200mAhのバッテリーで、Pi Zero WにGPSを接続して動作した時間は22時間20分

GPSロガーとして動かす場合は、一日(24時間)には届きませんでした。日帰りの旅行では、5200mAhのバッテリーで済みそうな感じですね。

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Pi Zero W＋GPSとV2カメラモジュールの動作時間

GPSとV2カメラモジュールを接続するとこのような感じです。

GPSロガー(位置情報の記録)＋タイムラプス(30秒おきにカメラで画像を撮影)してみました。

• Raspberry PiでGPS位置情報を記録 → GPSモジュール使用
• Raspberry Piで映像を見ながらタイムラプス撮影 →カメラモジュール使用
• スマートフォンでRaspberry Piカメラを操作するには→Wi-Fi親機として使用

• 起動：3月3日 13:38
• ログの最後:3月4日 4:17

5200mAhのバッテリーで、Pi Zero WにGPSとV2カメラを接続して動作した時間は14時間39分

GPSのみの場合、22時間20分でしたので、カメラモジュールの追加で8時間近く短くなった計算です。半日持つ程度でしょうか・・・・ふむふむ。

画像は1751枚撮影されていました。30秒おきですので、875分＝14時間35分で、ログとほぼ一致しました。

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Pi Zero W＋GPSとCSマウントカメラモジュールの動作時間

GPSとレンズ交換が可能なCSマウント・カメラモジュールを接続、タイムラプスを撮影してみました。

先ほどと同様、タイムラプスは30秒おきです。

• Raspberry PiでGPS位置情報を記録 → GPSモジュール使用
• Raspberry Piで映像を見ながらタイムラプス撮影 →カメラモジュール使用
• スマートフォンでRaspberry Piカメラを操作するには→Wi-Fi親機として使用

• 起動：2月26日 19:54
• ログの最後:2月27日 9:42

5200mAhのバッテリーで、Pi Zero WにGPSとCSマウントカメラを接続して動作した時間は13時間48分

30秒おきに撮影した画像は・・・

1650枚撮影されていました。825分=13時間45分ということで、ログとほぼ一致しました。V2カメラモジュールより、動作時間は少し減りましたが、それほど差はない感じです。

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Pi Zero W+GPS、CSマウントカメラ、USBハブ、LANアダプターの動作時間

すべての機器を接続すると、このような感じです。

3つのサービスに加えて、USBハブとLANアダプターを接続しました。

• Raspberry PiでGPS位置情報を記録 → GPSモジュール使用
• Raspberry Piで映像を見ながらタイムラプス撮影 →カメラモジュール使用
• スマートフォンでRaspberry Piカメラを操作するには→Wi-Fi親機として使用
• USBハブ接続
• LANアダプター接続

先ほどと同様、タイムラプスは、30秒おきに撮影しました。

• 起動：1月25日 19:33
• なぜかログが二重に記録される:1月26日 1:17
• ログの最後:1月26日 1:35

ログだけ見ると、動作時間は19:33→1:35、ちょうど6時間くらいになります。

しかし、1:17にログが二重にとられた→再起動のシグナルが飛んだ？誤動作？と思われます。安定動作した時間は・・・

5200mAhのバッテリーで、Pi Zero WにGPS、カメラ、LANアダプターを接続して動作した時間は5時間40分

随分短くなりました・・・USBハブとLANアダプターの消費電力はかなり大きい感じです。

30秒おきに撮影した画像は・・・

713枚撮影されていました。356分=5時間56分ということで、ログのほぼ6時間と一致しました。

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Pi Zero Wということで、消費電力は小さく、負荷が無い状態では28時間以上動作しました。

GPSロガーとして使用した場合、22時間動作しました。

さらにV2カメラモジュールを接続してタイムラプスを撮影した場合、14時間まで短くなりました。CSマウントカメラモジュールの場合も13時間程度でした。

GPSとカメラを利用する場合、5,200mAhの容量では少し不安ですね・・・・1000mAh10,000mAhなら一日余裕を持って使えそうです。PSEマーク付きの小型のバッテリーが発売されております[amazonjs asin=”B07DFDWX9D” locale=”JP” title=”Anker PowerCore 10000 Redux（10000mAh 大容量 モバイルバッテリー）【PSE認証済/PowerIQ & VoltageBoost搭載/低電流モード搭載】iPhone&Android対応”]microB端子が壊れないように、充電はマグネット式のケーブルをおすすめ致します[amazonjs asin=”B074DFF8TB” locale=”JP” title=”TOMSMOO 第四世代 1M ナイロンメッシュ編 マグネット式 充電ケーブル 高耐久 データ通信可能 iPhone/iPad/Android/Type-C/USB-C対応 (シルバー 1M)”]USBハブとLANアダプターを接続した場合、動作時間は5時間半まで低下しました。このような環境の場合、モバイルではない電源が必要そうです。

屋外でPi Zero Wをご利用になる場合の、ご参考情報でした。

GPS＋カメラモジュールの接続は、宜しければこちらの記事を御覧ください。

• Raspberry Pi Zeroでコンパクトなカメラ付きGPSロガーを作るには