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な!百葉箱の強制通風版(Verson2)

強制通風を実装した「な!百葉箱」を運用開始

DHT22/AM2302湿度計測の問題は別のDHT22/AM2302を評価,センサをSHT31に変更することで解決しようとパーツを手配したが届くまで時間かかるので先にV2として運用することにした

そして次版の予定として湿度計測の改善,光センサと雨センサの追加を考えている

強制通風

100円で手にいれた大小のプランタを組み合わせて実現した(全部プランタだけど・・・)

CCF_000002.png

(FAN部)

IMG_20190715_114828362.jpgIMG_20190715_114814658_HDR.jpgIMG_20190715_114838681.jpgIMG_20190715_114849465.jpg

(センサ部)

IMG_20190715_125552849.jpg

IMG_20190715_172700017.jpgIMG_20190715_172737647.jpgIMG_20190715_172716384.jpg

FANの電圧

5VのFANを使用しメイン基板のEPS8266からFETでON/OFF制御する

消費電力が懸案だったが短い時間で済ませたいためDCDCで5Vにして駆動することにした

IMG_20190719_194211923.jpgIMG_20190719_194019003.jpg

FANの駆動を3.3Vだと64mAで済むが5Vになると127mAの倍になる

回路図

homeTenki_回路図.png

動作確認のためLEDを付けた(EPS8266が動作する最初にONさせている)

制御ソフトウェア

影響ない範囲でテーブル(LOGのみ)を変更

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `LOG` (
  `LOCATION`       char(2)      DEFAULT `0`  COMMENT '計測場所(ID)'
, `DATETIME`       datetime     DEFAULT `0`  COMMENT '適用日'
, `PRESSURE`       decimal(6,2) DEFAULT NULL COMMENT '気圧'
, `TEMPERATURE`    decimal(4,2) DEFAULT NULL COMMENT '気温'
, `HUMIDITY`       decimal(4,2) DEFAULT NULL COMMENT '湿度'
, `UNIT_TEMP`      decimal(4,2) DEFAULT NULL COMMENT '制御ユニット温度'
, `VALIDITY`       decimal(1,0) DEFAULT `0`  COMMENT 'データ有効性'
, `BATTERY_VOLT`   decimal(4,2) DEFAULT NULL COMMENT 'バッテリー電圧'
, PRIMARY KEY (`LOCATION`, `DATETIME`)
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='気象データログ'
  • バッテリー温度(未使用)を制御ユニット温度に変更しBMP280の温度データを登録(メイン基板部分の温度となる)
  • データ有効性を追加し温度データの変動が大きい場合に変わる(0~5で0が良で5が不良,また9はデータ異常としている)

EPS8266がDeepSleepから復帰し最初にFANを動作させ,時間のかかるWiFiの処理が終わった後に温度センサから読み込み15秒毎経過時点で温度の変動をチェックして5%未満(±2.5%)で正常とした

最初の15秒時のデータ有効性が0となり最大15秒×6回(90秒)で強制終了させる

メイン基板

パーツはすべて交換できるように改善

IMG_20190826_184037043.jpgIMG_20190826_184050047.jpg

IMG_20190826_183952975.jpg

※)DHT22/AM2302は試験用に接続(実運用では強制通風にあるDHT22/AM2302に接続)

装置構成

(通風部)

IMG_20190901_153517133.jpg

下部には網を付けたが改善の余地あり

(3段目)

IMG_20190901_153527803.jpgIMG_20190901_153539402.jpg

上から3段目となりバッテリを設置

(2段目)

IMG_20190901_153556927.jpg

メイン基板を設置(上下に余裕を持たせるため2段目から少し下がったところに置いた)

(1段目)

IMG_20190901_153709209.jpg

ベランダ設置用器具を付けている

※)メイン基板の熱対策のため1~2段間に1段追加の4段の予定だったが無しで運用して装置温度を確認し次版にて対応を検討する

設置

完成品の撮影を忘れていたので設置で全体を紹介

IMG_20190901_173630687_HDR.jpg

左が太陽電池

(追記)

設置場所が悪く気温が大きく観測されていた

9/5 17:00から設置場所を変更して気温の変動を確認中

しかしながら,この時期太陽の放射が異常に強いような気がする(太陽が活発周期時期であるというのは聞いているけど)

な!百葉箱が不良に

なんちゃってが長いので「な!百葉箱」に命名

その「な!百葉箱」が台風の影響?でダウンしてしまったらしく15日の9時頃を最後に気象データが送信されなくなり本日まで復旧していない

しかたなく原因を解明すべく解体してみた(2号機(※)への移行も理由にある)

※2号機の開発の計画は随分と前からあり進めていたのだが丁度良い頃に事故に遭い体の自由がなかったのと精神的な面もありヤル気を無くしていた

解体してみたところ電源部やメイン基板,そして結線に異常がみあたらなく電源電圧も問題ない

IMG_20190819_182948252.jpg

そして一度電源を取り外し再度投入したところ動作したので(バッテリー電圧が3.6Vに下がっていたこともあり)CPUがハングアップしていた可能性がある

他,中身の様子をみてみると,水平部分はホコリが積もっていた

IMG_20190819_183004439.jpgIMG_20190819_183022422.jpg

メイン基板は垂直に設置していたためか,まったく汚れがなかった

IMG_20190819_183116350.jpg

今後「な!百葉箱」はしばらく停止で2号機へ移行する事にする

追記

これは「な!百葉箱」が不良になる前の事(8月?日)である

設置当初は問題なかった湿度がいつのまにか99.9%から変化しないことについてセンサー(DHT22/AM2302)の異常と考え手持ちの残り3つを評価してみた

装置 温度(℃) 湿度(%)
ThermPro:TP-53 29.7 64.0
BME280 29.5 66.9
DHT22/AM2302 28.6 99.9
DHT22/AM2302 28.8 75.0
DHT22/AM2302 29.2 71.1
  • ThermPro:TP-53は市販品(Amazonで購入
  • BME280はブレッドボードで動作(こちらの最後のおまけ)
  • DHT22/AM2302は「な!百葉箱」と同等なブレッドボード試験環境で動作させた
  • DHT22/AM2302は4個同時に購入して①を「な!百葉箱」で利用中

DHT22/AM2302②の湿度は①と同様に異常に思える

他は誤差の範囲だろうか

(更に追記)

使っていると湿度が99.9%になる事例が先人様にも(2回)あったようだ

DHT22/AM2302②は試験用にブレッドボード上で利用していたので①と同等期間の使用経過がある

安価ではあるが使用経過により湿度計測が劣化し1年も持たないなら使用を見直さなければならない

尚,当方が使用しているのは「ASAIR® AM2302」と記載されている

(続)安価なBMP280を購入

今回は¥100/個という激安のBMP280を5個づつ2店舗から購入した(つまり2店舗から合計10個を注文)

そのうち1店舗(CYQQNAGが発送)の5個が配送予定通りの5/2に到着したので先に検証してみる

IMG_20190504_161118456.jpg

第一印象としてこれまでの基盤とは異なりキレイであるため,もしかするとこれは期待できそうと思った

IMG_20190504_161612847.jpgIMG_20190504_161628957.jpg

本来なら縦向きと横向き用に半々にピンを付けるが今回は全部同じ

IMG_20190504_165109601.jpg

検証結果

秋月購入品であるBME280を正常値として比べている

ついでにこれまでの分を含めて再検証(以下の計測値は安定するまで5分間くらい待っている)

=====================================================
BME280(秋月)
=====================================================
TEMP : 27.51 DegC PRESS : 1006.22 hPa HUM : 27.72 %
TEMP : 27.52 DegC PRESS : 1006.22 hPa HUM : 27.79 %
TEMP : 27.53 DegC PRESS : 1006.20 hPa HUM : 27.86 %
TEMP : 27.52 DegC PRESS : 1006.22 hPa HUM : 27.99 %
TEMP : 27.51 DegC PRESS : 1006.22 hPa HUM : 28.08 %
=====================================================
最初に購入したBMP280(2):(1)は利用中
=====================================================
TEMP : 27.82 DegC PRESS : 1006.18 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.82 DegC PRESS : 1006.12 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.82 DegC PRESS : 1006.09 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.82 DegC PRESS : 1006.07 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.82 DegC PRESS : 1006.07 hPa HUM : 00.00 %
=====================================================
不良返却版(1) 気温:× 気圧:×
=====================================================
TEMP : 186.13 DegC PRESS : 975.35 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 186.13 DegC PRESS : 975.38 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 186.13 DegC PRESS : 975.29 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 186.13 DegC PRESS : 975.38 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 186.13 DegC PRESS : 975.35 hPa HUM : 00.00 %
=====================================================
不良返却版(2) 気温:〇 気圧:×
=====================================================
TEMP : 27.44 DegC PRESS : 1706.89 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.44 DegC PRESS : 1706.89 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.44 DegC PRESS : 1706.89 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.44 DegC PRESS : 1706.89 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.44 DegC PRESS : 1706.89 hPa HUM : 00.00 %
=====================================================

今回購入品は以下の5個
=====================================================
CYQQNAG版(1) 気温:〇 気圧:〇
=====================================================
TEMP : 27.36 DegC PRESS : 1006.26 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.36 DegC PRESS : 1006.19 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.37 DegC PRESS : 1006.19 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.36 DegC PRESS : 1006.15 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.38 DegC PRESS : 1006.19 hPa HUM : 00.00 %
=====================================================
CYQQNAG版(2) 気温:〇 気圧:△
=====================================================
TEMP : 27.57 DegC PRESS : 1005.30 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.57 DegC PRESS : 1005.33 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.57 DegC PRESS : 1005.27 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.58 DegC PRESS : 1005.27 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.57 DegC PRESS : 1005.33 hPa HUM : 00.00 %
=====================================================
CYQQNAG版(3) 気温:〇 気圧:△
=====================================================
TEMP : 27.70 DegC PRESS : 1005.22 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.71 DegC PRESS : 1005.22 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.70 DegC PRESS : 1005.16 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.70 DegC PRESS : 1005.25 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.70 DegC PRESS : 1005.16 hPa HUM : 00.00 %
=====================================================
CYQQNAG版(4) 気温:〇 気圧:×
=====================================================
TEMP : 27.62 DegC PRESS : 1002.39 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.62 DegC PRESS : 1002.28 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.62 DegC PRESS : 1002.33 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.61 DegC PRESS : 1002.33 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.62 DegC PRESS : 1002.28 hPa HUM : 00.00 %
=====================================================
CYQQNAG版(5) 気温:△ 気圧:〇
=====================================================
TEMP : 27.96 DegC PRESS : 1006.54 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.96 DegC PRESS : 1006.51 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.94 DegC PRESS : 1006.51 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.94 DegC PRESS : 1006.54 hPa HUM : 00.00 %
TEMP : 27.95 DegC PRESS : 1006.51 hPa HUM : 00.00 %
=====================================================

5個中1個のみ気圧値が少し異常だが概ね酷い計測になる物はなかった

おまけ

先日届いたProMiniを用いて組んでみた(以下はBME280)

IMG_20190507_000442713.jpg

コンパクトになりそう

追加のため安価なBMP280を購入

BMP280を追加で購入しようとAmazonを閲覧していたら(¥210/個)があったので2個注文(前回は(¥368/個)で購入)

IMG_20190415_175449883.jpg

1週遅れて先週届いていたが仕事で休みもなかったので本日ようやく検証することにした

ところがBMP280はArduinoで動作させてなかったので先に検証環境を3.3V版で作る

IMG_20190414_200542920.jpg

結果は以下のとおりで残念ながら2個とも不良品

BMP280-11_2.png

BMP280-12_2.png

正常だと20.31℃,1002.92hPa位となる

(2019.4.17-18)販売店から返金するとのことで了解した

(2019.4.17)他から再度購入処理(詳細は到着予定の5/2以降で)

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