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カテゴリー「電子工作」の検索結果は以下のとおりです。

な!百葉箱の異常&復旧

ふとデータ参照してみると,な!百葉箱の異常が止まっていた

WS20210722_001.png

前日の夕方は激しい雷雨だったので,その時刻に停止していたなら原因となりえるが,今回停止した時刻が5時ということで外的要因ではないだろうと考察(DBを参照して停止時刻を確認)

WS20210722_002.png

ESP8266の異常もしくはスリープからの復帰を含めプログラムのハングアップが考えられる

復旧するまで時間があった(平日は復旧できない)ので,頻繁ではないがハングアップが発生するなら毎回分解するのも面倒なので外部リセットボタンか自動リセットでも付けようか検討

(外部リセットボタン)

  • 一番上の傘の裏側にリセットボタンとしてタクトスイッチを取付ける案
  • スイッチは両面テープで貼り付け,防水処理はサランラップで覆うので十分か

(自動リセット)

  • ATtiny13を追加で配置しESP8266のリセットを行う
  • ESP8266はATtiny13を定期的にリセットする
  • ATtiny13は起動後ESP8266の定期リセット間隔以上の時間でスリープし復帰したらESP8266をリセットする
  • つまりESP8266がATtiny13をリセットし続ける限りESP8266はリセットされない
  • 2つのプロセッサが同時にハングアップする可能性は低いので十分であろう
復旧作業①

復旧作業の時間ができたので取り外しで解体

IMG_20210717_115705.jpg

リセットすれば再動作するだろうと考えリセットしてみたが動作しなかった

まずいESP8266が壊れたのかと思いながら18650の電圧を計測してみると1.71V!?・・・

IMG_20210717_120456.jpg

停止した時の18650電圧は3.86Vだったし,停止後も充電されているはずなのだが電圧が下がり過ぎているので18650を疑ったが充電してみると電圧が上がっていくのでとりあえずは問題ないと判断

IMG_20210717_121409.jpg

次に太陽電池を確認したが,快晴ではないが十分な電圧が出力されていた

IMG_20210717_121120.jpg

太陽電池は汚れていたけどね(マメに掃除しないと^^)

IMG_20210717_121133.jpg

どうのこうの6時間位充電したら満タンになったので大丈夫と思い取付けて原因ははっきりしないが完了!

IMG_20210717_145923.jpg

復旧作業②

残念ながら,復旧したと思っていたら僅か1日で停止

WS20210722_003.png

またしても同じような時刻(今回は4時),この時間帯に何があるの?

WS20210722_004.png

・・・

WS20210722_005.png

DBを確認してみると17日15:03に復旧して,18日4:14にダウンしている

また取り外し解体,これはもう原因は18650だろうと推測し電圧確認すると1.48V

IMG_20210722_095512.jpg

このシステムで比較的電力消費のあるFAN動作時に劣化していた18650が一機に電圧降下したのだろうと思われる

しかしながら,停止前には4.11Vあったのに電荷はどこに消えたの?っている疑問は残る

劣化したリポ(18650)の特性は,このような形なのかな?

尚,今回において18650は,使用期間(2018/10/20~2021/07/13)なので,約34箇月,日数として1000日間使えたことになる(DAISO製だけどね)

この18650のストックはまだあるので新しいのを取り出し交換して復旧完了

IMG_20210722_100134.jpg

今年中にはプランターの構成から3Dプリンタを駆使した筐体に更新したいね

気圧センサー(BMP280)を交換

な!百葉箱で使用している気圧センサー(BMP280)が異常値を出力していた

WS_20210320_01.png

センサーの異常値出力は半年前くらいから発生しており,最初は稀だったのが徐々に頻度が上がっていった

暫くすれば正常値に戻ることもあったので長い間(様子を見るため)ほっといたがようやく交換

今回,な!百葉箱を開けてみると内部に砂などが侵入して汚れていた(1~2月に強風が多かったせいと思われる)

IMG_20210320_120032.jpg

しかし基板や電子部品の外観異常は無さそう

IMG_20210320_120321.jpg

異常となった⑫BMP280(左)を⑭BMP280の物(右)に交換

IMG_20210320_120812.jpg

交換後のデータは問題ないようなのでしばらく様子見

(1日後)

WS_20210321_12.png

赤線以降が交換後の気圧

ESP8266で電圧ロガーを作製

計測した電圧をWEBから確認するESP8266を使用したプロトタイプを作っておこうと先ずはESP8266を使用した電圧ロガーを作製

これが簡単にできると思っていたが使い物になるまで日数が掛かってしまった

IMG_20201217_203851.jpg

仕様
  • 定間隔で電圧を計測してDBに登録
  • 計測電圧は0~15V
  • 高低電圧を設定でき範囲外となった場合計測を終了(同時にリレーをON/OFF)
  • DBの登録データはブラウザでグラフ表示
  • LOG ON/OFF,UP,DOWNの3ボタン
操作(UI)
  • LOGボタンでログのON/OFF
  • LOGボタンの長押しで最大/最小電圧の選択切替
  • UP,DOWNボタンで選択電圧の変更
  • LOGボタンでを押しながらUP/DOWNボタンでログ間隔を変更
回路図

voltMonitor_回路図.png

  • 2つのボタンはBOOT時HIGHで使用するIO0とIO2を利用
  • ADCの分圧は多回転半固定で調整できるようにした
  • 現在リレーは未実装
作製

いつものとおりブレッドボードで試作

IMG_20201122_194106.jpg

ADCの精度

ESP8266にはアナログ入力が1PinあるがADCの精度があまり良くないという情報を得ていたので外部ADCも検討したが手持ちのADC(MCP3002)がSPI接続だったためとりあえずは内部ADCで作製することにした

0~15Vでの測定なので分圧し,いつものように割合をソフトで調整しようとしたのだが,測定電圧がブレてしまい電圧が定まらない

ブレッドボード上のせいか?と思われたので基板に載せて調整しようとしたが同じ結果だったためソフトでの調整を諦め多回転半固定でハード的に調整することにした

IMG_20201129_205914.jpg

結果,そこそこマシにはなったが精度が悪くロガーとしては問題がある

不明のスタックエラー

プログラム開発の途中で原因不明のExceptionによる異常終了に陥った

--------------- CUT HERE FOR EXCEPTION DECODER ---------------

Exception (0):
epc1=0x402030dc epc2=0x00000000 epc3=0x00000000 excvaddr=0x00000000 depc=0x00000000

>>>stack>>>

ctx: cont
sp: 3ffffab0 end: 3fffffc0 offset: 0190
3ffffc40: 3ffe8c85 40104dc3 3ffec6c0 feefeffe
3ffffc50: 401026af 3ffec6c0 3fffc248 4000050c
3ffffc60: 400043e6 00000030 00000017 ffffffff
3ffffc70: 400044ab 3fffc718 3ffffd60 08000000
3ffffc80: 60000200 08000000 08000000 00000000



3fffff90: feefeffe feefeffe feefeffe feefeffe
3fffffa0: 3fffdad0 00000000 3ffeeae4 40206c80
3fffffb0: feefeffe feefeffe 3ffe8510 401012c9
<<<stack<<<

--------------- CUT HERE FOR EXCEPTION DECODER ---------------

WiFi接続時に発生していることが判明したが原因は判らなかった

最終的にI2Cの初期化と順番を変えることで解決

×
  //I2C初期化
  Wire.begin();
  u8g2.begin();
  u8g2.clear();

  //WiFi接続
  WiFi.begin(ssid, password);
    unsigned long timeout = millis();
  while(WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
  if(millis() - timeout > 30000) halt();
delay(100);
    }
-------------------

  //WiFi接続
    WiFi.begin(ssid, password);
unsigned long timeout = millis();
while(WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
if(millis() - timeout > 30000) halt();
delay(100);
}

    //I2C初期化
Wire.begin();
   u8g2.begin();
   u8g2.clear();
チャタリング

ボタンを3個にしたため,電圧を上下させる際の最大/最小切り替えるボタンをLOGボタンの3秒長押しにしたのだが,LOGボタンを長押しした後ボタンを離すとチャタリングが発生しているようでソフトで対策したが完全に解決しない

static volatile unsigned long btnintrtm;

void ICACHE_RAM_ATTR logsw_intr() {
if(millis() - btnintrtm <= 50) {
//チャタリング防止
return;
}
btnintrtm = millis();
 noInterrupts();



interrupts();
}

LOGボタンの不良または内部プルアップであることが原因かもしれない(未確認)

懸案事項
  • 現行では3分記録ログで約200mAhの消費電力なので100mAh以下を目指す
  • 測定電圧の精度が良くないので外部ADC化
  • チャタリングのハード的な原因調査
  • リレーの実装
参考までに

DBテーブル(FUNCIDは現在未使用)

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `FUNCID` (
`ID` char(2) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT 'ID',
`NAME` char(32) NOT NULL COMMENT '名称',
`SUMMARY` text NOT NULL COMMENT '概要',
PRIMARY KEY (`ID`)
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='装置機能別名称';

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `HISTORY` (
`ID` char(2) CHARACTER SET utf8 NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT 'ID',
`CTIME` datetime NOT NULL DEFAULT '0000-00-00 00:00:00' COMMENT '初期日',
`INTERVAL` decimal(2,0) NOT NULL COMMENT 'ログ間隔(分)',
`MINVOLT` decimal(4,2) NOT NULL COMMENT '最小終止電圧',
`MAXVOLT` decimal(4,2) NOT NULL COMMENT '最大終止電圧',
PRIMARY KEY (`ID`,`CTIME`)
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='履歴';

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `LOG` (
`ID` char(2) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT 'ID',
`CTIME` datetime NOT NULL COMMENT '初期日',
`MTIME` datetime NOT NULL COMMENT '適用日',
`VOLTAGE` decimal(4,2) NOT NULL COMMENT '測定電圧',
`VALIDITY` char(1) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT 'データ有効性',
UNIQUE KEY `ID` (`ID`,`CTIME`,`MTIME`)
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='電圧監視ログ';

以下は現在版で将来的には十分に改版あり(現在のブラウザのデフォルトがSJISのようなのでUTF8からSJISに変換している)

DB登録(regVolt.php

ログ表示(gLogVolt.php

ESP8266ロガープログラム(voltMonitor.ino

な!百葉箱の復旧

連続して対応する日も取れなかったのもあるが,原因が複数同時に発生していたため復旧するまで3Wも掛かってしまった

①まずは解体して外観確認

IMG_20200909_175328.jpg

雨が侵入したのだと思われるが痕跡を見つけることはできなかった

電源リセットで問題なく再稼働したため組み立てて再設置

②太陽電池による充電が行われないようなのでパネルを確認

表面のカバーをアルコールで拭き取って数日観たが変化ないので(ようやく晴れた日に)出力電圧を計測すると4Vだったのでカバーを更新することにした

IMG_20200921_153403.jpg

今回もカバーはフォトフレームを利用して安価に仕上げるためダイソーで購入してきたがサイズが異なる

IMG_20200921_154202.jpg

どうやら元はSeria(セリア)製だったようで,少し大きめになったが問題ないだろう

IMG_20200921_160425.jpg

太陽電池の出力電圧も問題なし

③バッテリーが空だったので再充電して再設置したが充電できない(秋雨で天候が良くないため判断に時間が掛かる)

WS_001.png

④また分解して電源部の導通試験を行う

次の問題を発見

  • 太陽電池からの受け側のピンが錆びて接触不良(断線状態)→ 鑢掛けして回復
  • 充電用の基板までの線が接続部で断線 → 半田し直し
  • 何度も分解したためかFANに接続のPHコネクタも断線

問題部分は全て対処

IMG_20200928_194343.jpg

基板の結線部も再度半田し直して,今度こそは・・・

⑤ようやく復旧

WS_002.png

雨天日にデータ異常が発生しているようなので最初に行ったレベルの防水加工を施行しておかないと駄目のようだ(内部構造を見直すかな)

(追加 10/11)

これまでビス穴はコーキングしていたが外すことも考慮して板ゴムをカットして挟み込んだ

→ 雨でも問題なくなった

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