PICマイコンの省電力性

デジタル屏風では、周波数領域ごとに音量が調整できる音質調整スピーカーを開発しています。

現在、センサーとアクチュエータを使った屋外監視システムを新たに検討していますが、屋外なので電力の供給は電池で行う想定で、できるだけ電力を消費しないマイコンを探しています。いくつかの文献を参考にして調べました。調査対象のマイコンは以下の通りです。

①ラズベリー・パイ

②ESP32マイコン

③PICマイコン

①ラズベリー・パイ

「カメラxセンサ！ラズベリー・パイ製作全集」（CQ出版社）「ギャラは電池３本/月！必撮猪鹿カメラマン」（岩田利王著）にラズベリー・パイを使って野外で野生動物を撮影する記事が書かれています。ラズパイの消費電流として600mAと記されています。単２乾電池の電流量は6000mAhとして、ラズパイをONにしたままでは約10hで電池が消耗してしまいます。そこで音チップマイコンとFPGAでセンサとカメラを動かし、野生動物を検知したときのみラズベリーパイを起動するという仕組みがとられています。この仕組みで１カ月は撮影ができるというモデルです。仕組みとしてはかなり複雑な印象があり、今回検討している屋外監視システムでカメラはとりあえず優先順位を下げざるを得ないと考えました。

②ESP32マイコン

「IoT開発スタートブック」（下島健彦著）を参考にしました。この本はESP32というマイコンを中心にIoTシステムの実現方法について記述されています。ESP32では、WiFiなどネットワーク機能が充実しているという印象です。消費電力としてアクティブな場合に平均８０ｍAという値が記載されています。たとえば１時間に１回温度を測定し、WiFiで測定値を送る場合であれば、１時間に１回アクティブにし、それ以外は非アクティブにするという手法により、消費電力を大きく減らすことが書かれています。しかし今回想定している屋外監視システムでは、非アクティブにする時間はそれほど長くないので、やはり消費電流が大きな問題となってしまいます。WiFiを通してデータを転送する機能も優先順位を下げるという考えです。

③PICマイコン

「８ピンPICで初めてのマイコン工作を始める」（CQ出版社）で、たとえば12F683の動作時の消費電流を見ると220μA＠2V、4MHz　Typicalとあります。４MHzのクロック数、２Vの電源で動作したとき。220μAしか消費しないというものです。１６ピンのPICマイコンについて、販売元である秋月電子のデータシートを参照しましたが、大きく変わらないものでした。ラズベリー・パイのような汎用OSが動作するコンピュータではありません。ESP32のようにそれ自身で通信機能が充実したものではありません。メモリのサイズも小さく、製品のバリエーションが多く最適な製品を選ぶ必要があります。しかし、PIC開発環境（IDE）が整備され、開発言語としてC言語が使えるということで、今回の屋外監視システムにPICコンピュータが最適ではないか、という結論に至りました。PICマイコンを使った開発の詳細については、「電飾しましょ！２」（どろぼうひげ著）に詳しく記述されています。