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NOAA受信サーバ室外版を設置運用後に問題が発生したため暫定的に対策

問題点はソーラー電源での発電見積が甘かったこと（快晴なのに思った程充電されない）

必要電力再確認

（最大：受信時）

• 起動時は数秒間であるが１Aを超えるため電源はMax.２Aは必要

（安定：アイドル）

• CPUは648MHzで動作

（待機：メモリ）

• 「rtcwake -m mem」実行時
• CPU FANが動作していたので動作していないと約300mA

（停止）

• shutdown -h 時で，CPU FANが動作していたので動作していないと約135mA
• FAN（68mA）を止めて受信機（USBドングル）を外すと0mA

バッテリー実働調査

運用を稼働／休止しながらバッテリー容量の状態を確認

※）休止時は電源供給を停止した状態

対策

（パネル）

必要電力は通常500mA/Hと考えていたが倍の１Ａとして120W／日，840W／週

ソーラーパネルは天候を考慮して週計算で４Ｈ／日なので25W×４×７となり700W／週

25Wパネルでは不足 → 100Wパネルを使う

（バッテリー）

合計200Whの容量しかなく120W／日の使用量では約2日間分しかない

日発電分の400Wh以上は欲しい

（省電力化）

0:30～6:00，12:20～17:40は待機（メモリ）にする

ただしメンテナンスできなくなるので土日は待機させない

30 0 * * * /sbin/rtcwake -m mem -l -t $(date +%s -d '6:00')
20 12 * * 1-5 /sbin/rtcwake -m mem -l -t $(date +%s -d '17:40')

上記のcronをrootで稼働させたつもりであったがrootでは直接rtcwakeが動作してないようなのでshスクリプトに変更済

更にsudoで（特定コマンド実行権限を与え）実行するように変更予定

100Wパネルの暫定設置

薄型パネルを調達しテープで止めの暫定設置（ペンキ塗りが未施工のため）

現状の案としては隙間を木材で塞ぎ，シリコーンによる接着で設置を考えている

パネル２枚の125Wということもあり１～２時間でバッテリーが満充電となる

外部ケースの熱対策

気温20℃位だとケースFANで対応できているが夏気温では危なそう

車用の反射板を被せて様子見

制御ボード

突如，温度センサー（BMP280）が不良となったため交換

ついでに交換が簡単にできるようにピンソケットにした

温度のみの計測になるので気圧測定異常で置いてあった不良センサ（４番）を利用

更に，コンソール出力の受信として通信ポート，受信システム電源コントロール用として信号線を１本確保（LEDのピン13を切替）

現状ポートは未接続＆未使用

NOAA受信サーバを室外に移設，まだまだ公開内容とか調整はあるが正式運用を開始とした

（運用ケース（外観））

（運用ケース（内部））

電源（ソーラー電源）

単に公共電源を利用するのはつまらないので，室外用の電源として（な！百葉箱でも実装している）ソーラー電源を利用

本電源は他の装置にも利用予定で，更に将来オフグリッド電源の構築を目指した試行的なことも考慮して実装

まずは実効電力を知る上で２５Ｗのソーラーパネルを（自宅の）トタン屋根に取付

最初の実験的だったので取付には波板用の器具を用いてみた

２５Wでは最終的に予定している必要電力量に不足なので，年末にAmazon特価で１１０Wパネルを購入したが表面ガラスが割れていて（交換できず）返品

しかたなく追加として５０Wの軽い薄型パネルを購入したが，またもや不良品だったため返品・・・どうもソーラーパネルには運がない

今回，ソーラーパネルの取付で判明したことだが，現状（トタン）屋根には錆があり塗装しなおさないとパネルで覆うことは止めたほうが良さそうなので先に塗装する予定で準備している（ついでにTVアンテナも更新するかな）

（ソーラーチャージコントローラ）

余裕をもって３0Aを選択

（バッテリー）

×２×１

防犯カメラとUPS用に購入していた12V５Ahバッテリーが２個あるので使用することにした（120Wh）

またポータブルで利用していた12V7.2Ahバッテリーもポタ電を購入し余ったので追加（86Wh )

合計200Whとなり鉛蓄電池は実質半分の100Wh利用可能だが，受信システム（2.5W），制御（0.2W），ソーラーチャージコントローラー（0.2W？実測13.7mA位）なので余裕かと考えている

少し古いので劣化が激しいようならリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを調達かな

格納ケース加工

装置類を格納するケースには最終的にホームストッカーを選択

野外使用による耐久性として紫外線や雨に耐えられるとなるとホームストッカーが安価であった（￥1,980で購入）

入線（ソーラー電源，アンテナ，他），熱対策としてFAN設置が必要となるので，雨除けのカバーを付けやすそうなケース（このケースには左右に凹みがある）を選択

カバーにはエアコンの部材を利用することにした

入線と吸気用と排気として左右に穴を開けて取付

中の装置類の設置には，DAISO（￥500）の木製ラックを原本として使う

これを上下反転させ100均の木片でバッテリー置きの型付けと補強，棚を100均の板で工作

このままでは朽木するのでニスを塗って装置を配置

設置・配線

上段には制御関係を設置し下段にはバッテリーを置く（右側）

バッテリー用の端子台とFAN

下段の左側にNOAA受信システムを設置

上段の左側にソーラーの入力側とコントローラーを設置

ソーラーパネルは２台入力できるように逆流防止ダイオードを付けた端子台を実装

NOAA用アンテナもケースの近くに移設（延長用の接続コネクタも不必要にした）

その他

• フィルターの接続を忘れていた
• LANは無線だと安定しないこともあり有線にした

NOAA受信システムを室外で運用するためコツコツ進めてきたが，寒くて内作ばかりやっていてようやく最後の制御ボードが完成

制御ボードは上記の位置付けになり仕様は次のとおり

• ソーラー電源から電力を入力
• 筐体内の温度をFANで調整（１２V）
• NOAA受信システムへ電力出力（５V），電源ON/OFF制御（※）
• バッテリー電圧を取得しサーバへ通知

（※）試用運用で稀にシステムダウンすることがあったので遠隔操作で復旧するため実装

ハードウェア

基本部分が「な！百葉箱」と同じだったので，余っていたV1の基盤を流用（以下の右側を追加）

回路は再検討している

• PINE64は電源およびリセット回路があるのでFETで制御できると試行してみたが動作不安定だったので元電源を電磁リレーで制御（通常ONなのでB接点）

ソフトウェア（スケッチ）

電圧と温度を取得するだけでなくFAN，電源を制御するためESP8266をWebサーバ化することになる

しかしサーバ仕様とすると消費電力が大きいので必要時のみサーバ化するようにした

つまり通常時はクライアントモードになり超低消費である「Deep-Sleep」で作っていたが，「Deep-Sleep」はリセットと同じとなるため状態継続が面倒なので，今回は「Light-Sleep」を使い合間に「Deep-Sleep」でリセット動作させる方式にした（通常は，ほとんど１ｍA以下で動作）

（スケッチ）（TAB4，SJISにしている）

ソフトウェア（コントロール）

いつものとおり単純にPHP＋DBで構成

（画面１）通常はバッテリー電圧をグラフ表示

（画面２）制御が必要があればメンテナンスモードを選択（途中で中止も可能にした）

（画面３）最長10分以内でメンテナンスモードになる

ハードウェアチェック機能と状態表示，電源OFFが実行できる

（画面４）状態表示

（画面５）電源リセット（OFF／ON）

（画面６）メンテナンスモード終了

最終確認

バッテリーを接続して機能確認と電力確認完了

RTL2832

NOAAの受信画像が悪いのがチューナーの異常かもしれなかったので，再度AliexpressからRTL2832を購入していたら１Wで届いた

店が良かったのか￥2,081×２で2023/2/17注文で2/24に届く（驚き！）

まずは中身を確認

基板上は問題なさそうなので簡単にHDSDRで受信確認

貧弱なアンテナなので感度はそこそこだが問題なし

NOAA受信でチューナーの問題はなかったので購入した分は予備品となるが，勿体ないのでUSB電源の問題を解決させダブルチューナーを検討してみるか

周波数カウンタ

数日後に意外に評価が高い周波数カウンタが面白そうなので購入したのが届いた

こちらは￥1,787で2023/2/7注文で2/26に届く（普通）

2/28現在，まだ未評価