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タグ「ESP8266」の検索結果は以下のとおりです。

継続して,な!百葉箱の補修

昨日,補修が完了したと思っていた「な!百葉箱」が正常に動作していない

他にやりたいこともあったので腰を据えて新しいケースで復活させようかとも思ったが(どうしても目の前の障害は置いておきたくないので)原因を探ることにした

案の定・・・嵌った・・・

結果は・・・ESP8266の異常であり,厳密には一部のピンが動作不良となっていた・・・なので難しかった

先ずは分解

IMG_20220409_145556.jpg

各所をチェック

IMG_20220409_145640.jpg

バッテリー:電圧は3.8Vで低かったが,充電で満タンになり問題なし(だけど,実はバッテリー電圧の測定値に問題ありの信号が当たっていた)

3.3V電源:バッテリーからの入力を3.3Vにしているが問題なし

FAN:出力電圧が1.7Vで異常,入力も1.7Vだけど昇圧DCDCは問題なし,FANも5Vで正常に回る

つまり,FANへの出力電圧が異常なのであるが,FANが動作しなくても測定値をDB登録できるはずなので通信をテスト用ブレッドボードでチェック

IMG_20220409_153523.jpg

この時点でESP8266を疑っていて3個準備してプログラムを書き込み動作させてみたが1度だけ何故か通信が成功した以外まったくDB登録できなかった

IMG_20220409_150720.jpg

ついに通信を疑いAPのファーム更新や再起動を行ったが状況は変わらず

更にはデバッグコードを埋め込み通信関係のチェックして遂にプログラムの問題を発見

if(WiFi.SSID() != ssid) {
//設定が記憶されていないなら接続し記憶させる
WiFi.persistent(true); //ssidとpasswordを保存させる設定
WiFi.mode(WIFI_STA); //STA(子機)モード
WiFi.setAutoConnect(true); //次回起動時に保存内容で接続
WiFi.begin(ssid, password); //初回接続
}

ネットワーク接続時のWiFiコネクトで前回接続の残り(つまりタイムアウト内)なら前回リソースで時間を費やさないようにコネクトしているが保持判定方法に問題があった

if(beginning || WiFi.SSID() != ssid) {
//最初の起動時,もしくは設定が記憶されていないなら接続し記憶させる
beginning = false;
WiFi.persistent(true); //ssidとpasswordを保存させる設定
WiFi.mode(WIFI_STA); //STA(子機)モード
WiFi.setAutoConnect(true); //次回起動時に保存内容で接続
WiFi.begin(ssid, password); //初回接続
}

コネクト問題は初回フラグで対応したが全体の動作は解決せず

結果ESP8266のピン出力がプログラム通りされていない事が判明

ピンの接触不良の疑いもあったが,新しいESP8266に変更したところ改版プログラムにて正常動作したので解決したとしてヒートランテスト中(明日には復旧となる見込み)

IMG_20220409_202810.jpg

今回は調査中に電源指しミスで昇圧DCDCを燃やしてしまって要反省

(追加)

ESP8266が異常となるのは2個目であるが,そんなに壊れることはないんじゃないかと思いボードのパターンが切れているのかもしれないと考えた

よく見ると,ところどころパターンが錆びて切れているように見える(元画像:1.27MB

IMG_20220410_081100.jpg

自然冷却用の隙間から雨が入り錆びたと考えられるため対策しておいたほうが無難である

基板の周囲に壁でも付けるかニスでも塗っておくか考えたが今回はテープで養生することにした

IMG_20220410_115809.jpg

新しいケースで構築し直そうと思う

3DプリンターでESP8266開発ボードを改良

3Dプリンタでの制作練習を兼ねてESP8266開発ボードを改良するためのベースを3Dプリンタで作った

開発ボードの問題点

IMG_20201226_152607.jpgIMG_20201226_152641.jpg

  • USBタイプBのコネクタが重みで傾いてしまう
  • 裏側にはゴム足を付けて浮かせてあるが配線がむき出し
  • ZEROソケットを付けたためブレッドボードが扱い難くなった
解決するためベースを設計

IMG_20201226_152951.jpgIMG_20201226_153000.jpg

開発ボードを載せるベースを3Dプリンタで作製するため開発ボードなどのサイズを測定してラフスケッチ

3D印刷

3D作図には「FreeCAD」を使用

IMG_20201227_999901.png

PLAで少し強度が必要なのでインフィル40%で印刷

IMG_20201226_222855.jpgIMG_20201226_222921.jpg

ベースは厚みを2mm,ボードの下駄は3mm

裏に足を付けても良かったがサポート無しにしたかったのでベタにしたらビルドテーブルから剥がすのが大変だった

IMG_20201227_160342.jpg

開発ボードを載せて完成

なかなか良い感じになった

完成基板との接続ケーブル

電圧ロガーを作製した時,パーツを載せた完成基板を使って調整やデバックするため開発ボートとピンケーブルで接続したが,これを簡単にできるケーブルを作った

IMG_20201227_160459.jpg

以下のように接続して使う

IMG_20201227_160806.jpg

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

なんちゃって百葉箱を作ってみる(完成)

メインの百葉箱が完成

IMG_20181020_130501996.jpgIMG_20181020_130533350.jpg

構成

全7段で一番上には設置のための取っ手を付け2段目にはバッテリーを置く

IMG_20181018_174122683.jpgIMG_20181018_174138807.jpg

2段目の下部にはセンサーを縦置き

IMG_20181018_174614741.jpgIMG_20181018_191600721.jpg

当初はセンサーにホコリが積もらないようボードに置いて横置きを考えていたが,他のパーツやボードにもホコリが積もらないように縦置きに変更した

残りの下段5個は同じで中央に風穴を空ける

IMG_20181018_153452939.jpg

組立

組立に使ったパーツ

IMG_20181020_112425780.jpg

4㎜サイズの丁度良いスペーサーが無かったので5㎜のアルミ菅を使って作製

IMG_20181020_122932709.jpgIMG_20181020_125317175.jpg

最終段は虫が入らないように網で塞いだ

設置

設置場所は芝生の上の1200~1500㎜が理想的ということでポールを設置しようと考えたが,そこまでこだわることも無いのでまずはベランダに設置

IMG_20181020_172004361.jpgIMG_20181020_172139311.jpg

標高95mの場所から2800㎜の高さに設置となる

今後

残りは以下のとおりで更にコツコツやっていく

  • 気象データ閲覧の充実
  • 室内気温の観測
  • バッテリーの残量確認(太陽電池での捕充電に問題ないか)
  • 現在正確な消費電力量計測中

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