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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。

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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

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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

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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

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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

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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)

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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

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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

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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

な!百葉箱がコケる

拙者の住まいを台風10号が僅かながらかすめたためか,な!百葉箱がコケてしまった

コケたと表現したが,風で飛んでいったという訳ではなく,通知されている情報が異常になってしまったということ(通信は生きているようだ)

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6日の22時頃から完全にダウンしている

台風9号の方が風は凄かったのだけど,台風10号の方が雨が多かったせいで浸水でもしたのだろうか?と推測(未調査)

WBGT表示装置の作製

ブレッドボードで実装確認できるまでは楽勝だったが・・・使い物になるまで随分と時間が掛かってしまう

ポータブル化編

ブレッドボードで確認できたのでケースに入れてポータブル化する

3Dプリンタがあれば都合の良い入れ物が作れるのだが・・・ちょっと3Dプリンタの購入には躊躇(最大の懸案は置き場所)していて都合の良いケースは作れない

なので・・・周りの物から考えて,ダイソーのUSBバッテリーケースを流用することにした

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元々ポータブルバッテリーなので持ち運び可能なサイズである

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充電基板はリポ用だが電圧的にニッケル水素の直3の充電でも問題ないので流用できそうだ

問題は入り切るか・・・である

流石に1枚基板では厳しかったので2段の2枚にして,1段目に電源・OLED・センサー,2段目にCPUを実装した

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バッテリと組み合わせた全体は以下

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ケースの加工を行う(柔いプラなので加工は簡単)

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基板を嵌め込んで蓋をすれば完成

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この状態でしばらく実働確認する

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1W実証したところ以下の2点の致命的問題が発覚

①電源が1日持たない

②ボタン操作でリセットすることがある

調査・改善編

(問題①)

ニッケル水素バッテリの劣化は無いことは先に確認していたので容量不足はないと思うが,充電回路がリポの上限の約4.1Vで切られるためMax.40mAhは使えないからではないかと思われる

ニッケル水素用に充電部を変更するのは簡単ではあるが,ニッケル水素電池×3個の収まり具合が悪いこともあり最適と思われるボタン型電池を調べてみると,直径20mmのボタン型リポをAmazonで見つけた(4個で約1Kで他でも使えると思い購入)

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1.5日は十分持つことを実証している

(問題②)

調査のため操作を繰り返しているとOLEDの表示も無くなり動作不良になってしまう

そして障害の解明までかなり費やすことになる

まずは各パーツの調査を行う(以下順)

①電源電圧を各所で確認したが問題なし

②CPUをArduinoボードで確認したが問題なし

③OLEDの表示チェック(Arduinoでテストプロ実行)も問題なし

④センサ確認のためCPUとOLEDを取り除いたボードにArduinoを接続して確認したが動作した

⑤④のArduinoに利用していたCPUを使うが問題なし

⑥⑤に利用していたOLEDを接続して問題なし

(ここで全てのパーツと1段目基板の接続は異常無しが確認できた)

⑦2段目基板の導通試験をした結果ピン間の半田不良?が発覚

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導通しなかったので半田不良と思い再度半田して導通を確認して再度組み上げたが解決しない・・・

もうかなり悩む

ここで基盤を疑い基板を変更して作り直す

利用した基板は安物で何しろ柔らかいため加工がしやすいので使った → 後の解釈だが基板に圧力をかけると接触が外れる?のか

作り直した基板はもともと厚みが1.5mmではギリギリだったため薄い0.7㎥mを利用

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まずはこれで解決

実証編

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ポータブルで運用中

(判明している問題)

  • 結構コンパクトだと思ったが持ち歩くとなると大きい → 薄い方が良いかな
  • 軽い・・・のでぶら下げだとブラブラしすぎる → ベルトに固定できるようにした方が良いか
  • OLED部と隙間を保護するため液晶保護フィルムを付けてみたが簡単に取れた → 最初に考えていたアクリル樹脂でカバーするのを再検討
  • 中がガタガタでリセットされることあり → スポンジ素材で抑える(空間に少し余裕ができたようで気圧センサの追加も模索中)

WBGT表示装置の作製

前々から考えていたWBGT表示装置を作製する

WBGTとは暑さ指数の事でアメリカで海兵隊新兵訓練時の熱中症リスク指数として利用しはじめたそうで,今日では夏場の作業現場での熱中症リスク指数としても利用されている

簡単に説明すると人の暑さの感じ方は気温だけでなく湿度や風によっても変わってくるので,それらを考慮した暑さを定量化したという訳だ(詳細は検索してほしい)

装置仕様

正確なWBGTを求めるには「黒球温度」「湿球温度」「乾球温度」が必要であるが黒球を準備するのが大変なため気温と湿度から割り出す簡易版で表示することにする

12時間分のログを記録して表示可能にする

現場で利用できるよう持ち運び可能にしたい

ハードウェア
  • ATMega328P(3.3V)→ OLED利用のためATtinyではメモリ不足
  • 0.91インチOLED(128x32)
  • SHT31(温湿度センサ)
  • バッテリー(未定)
  • ケース(未定)
ソフトウェア

先ずは「arduino pro mini」を使ってブレッドボード上でソフトウェアを開発

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ポータブル化のため低消費電力する必要がありウォッチドックタイマーを利用(ハングアップにも対応)

OLEDで利用するフォントの選択でデータサイズが巨大になるが,U8glibでは数字だけ利用するためのフォントも選択できる

フォント名の後に「r」が付くと0x7f(つまり7bit)まで「n」は数字のみとなる

(参考までに)プログラムソース

電源設計

バッテリーは最悪でも毎日充電でも利用できれば良いので24時間持てば良い

低消費電力化の余力を残しながらプログラムを完成させ実消費電力を推測するため実環境を作る

ATMega328P(3.3V)を作製してブレッドボードで試行

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実行時14mA(~20mA),ウォッチドックスリープ時0.8mA,状態の割合から1~2mAH位になる見込み(Max.48mA)

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LEDライトから取り外しておいたNi-MH電池がコンパクトで(3.3Vが得られ)容量が十分そうだ

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基本はUSBによる充電で太陽電池を利用した常時給充電は後で考えることにした

そして偶々思いついた非接触充電方式を試してみる(こちらを観て試してみたくなった)

ワイヤレス充電の試行

最終的なケースを考慮してコイルを作製(実はこの形では効率が悪い)して非安定マルチバイブレータで発振させる

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オシロスコープで計測したところそれなりに発振

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しかし残念ながらワイヤレスで十分な電力供給は行えなかったので失敗

コイルの問題だと思われるが調整は時間が掛かりそうなので次回に持ち越すことにする

ブレッドボードで実働確認

試作段階でバッテリ駆動させ確認

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ボタンは1個,1クリックでWBGTと温湿度を表示,LvはWBGTのレベル(1~4)

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表示は5秒で消えるが5秒以内にクリックする毎に1時間前の計測データを表示

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デバッグ用として長押しでは内部の状態を表示

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1~2週間後もバッテリ電圧が3.8Vあったので十分な省電力であることが見込める

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