PR追加調査で押さえる実務ポイント
GD32VF103を太陽電池駆動のsensor nodeへ使えるかを、sleep機能だけでなく、処理時間、開発ボード全体の消費電流、charger、battery、sensor、通信peak、連続無日照日まで含めて判断するページです。
先に結論
GD32VF103はsolar nodeを作れますが、ultra-low-power専用ではありません。RISC-V学習資産や既存firmwareを活かす場合に候補となり、battery loggerと同様にboard全体のsleep currentを測ります。
Longan Nano等のdisplay、LED、regulatorを停止できるか確認し、sensor power gating、RTC wake、batch loggingを設計します。
energy budget
daily_load =
sleep_current × sleep_time
+ sensing_current × sensing_time
+ processing_current × processing_time
+ communication_current × transmit_time
+ storage_current × write_time
+ regulator_loss
+ battery_self_discharge発電側はpanelの公称最大出力ではなく、設置角度、季節、曇天、影、temperature、charger efficiency、連続無日照日で計算します。
状態別測定
| 状態 | 確認 |
|---|---|
| deep sleep | board全体の実測 |
| wake-up | boot時間、突入電流 |
| sensing | sensor warm-up |
| processing | CPU/NPU/KPU負荷 |
| communication | radio/module peak |
| storage | flash/SD書き込み |
| charging | panel、charger、battery |
開発ボードと独自基板
development boardはLED、USB bridge、debugger、external memory、regulatorが常時消費する場合があります。MCU datasheet値とboard全体の実測値を混在させません。
最小検証
- USB給電でsensor取得を確認する。
- external moduleを外しsleep currentを測る。
- sensorを追加しOFF時の漏れを測る。
- batteryとchargerを接続する。
- 1 cycleのenergyを測る。
- 24時間以上の収支を記録する。
- panelを遮光してbattery継続時間を確認する。
- low battery時のsafe modeを確認する。
合格条件
- worst-caseの日発電量がdaily loadを上回る
- brownoutでdataを破損しない
- battery lowでreset loopに入らない
- sensorとradioをpower gateできる
- 連続無日照日に余裕がある
最小検証の共通手順
- MCU完全型番、開発ボード名、基板revisionを記録する。
- 外付け回路を外し、LEDまたはUARTの公式sampleを動かす。
- 電源電圧、logic voltage、GNDを無通電で確認する。
- 使用するSDK、toolchain、board targetを固定する。
- debuggerまたはbootloaderから書き込む。
- UART、USB descriptor、logic analyzer、current profilerで観測する。
- reset、完全電源断、cable抜去・再接続を試す。
- known-good firmwareへ戻せることを確認する。
検証記録
| 項目 | 記録内容 |
|---|---|
| hardware | MCU型番、board、revision、serial |
| power | 給電点、rail、idle・active・peak current |
| software | SDK、compiler、commit、設定 |
| programming | probe、boot mode、runner |
| observation | console、USB、signal、電流波形 |
| result | 成功条件、失敗条件、再現回数 |
| recovery | 復旧imageと手順 |
安全と切り戻し
絶対最大定格は通常動作条件ではありません。配線変更は無通電で行い、USB VBUS、3.3V/5V rail、battery、solar panel、外部電源を混同しません。充電池を使用する場合はcell chemistryに適合するcharger、過充電・過放電保護、温度条件、逆接保護を確認します。
受入基準
- clean workspaceから再buildできる
- 別個体へ書き込める
- 電源再投入後も同じ結果になる
- timeout、brownout、storage errorを検出できる
- 使用pin、電圧、USB roleを説明できる
- 書き込み失敗後に復旧できる
参考リンク
- https://www.gigadevice.com/product/mcu/risc-v/gd32vf103-series/ - 公式製品情報、仕様書、SDKまたは開発資料。
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