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2021/01/15
カテゴリ：DIY:スマートホーム（自作と機器設定)
僕が最初にワンチップマイコンでネットワーク機器を自作しようとしたキッカケは
パソコンから屋内照明のON/OFFを行いたいというものでした。 時を経ると有線LAN式から無線WiFiになり１個1000円以下で作れる様になったのと 更にESP8266だとスイッチ以外イロイロ出来そうだと判りました。そんな流れの中で 僕の趣味も古民家修繕や家庭菜園などが加わると環境センサーでのデータ取りなども 興味が出てきました。 そして、畑・古民家という性格上 「ＡＣ電源が届かない場所にセンサーを設置したい」 という要求を満たす検討を今回スタートしました。 2023年の現状はESP8266で18650電池１本で1時間に３回測定報告として 設計では期待電池寿命2年以上の仕組みで動作検証を行っています。 5台以上で動作確認していますが、電池交換時期の警告機能は必須と感じています。 ※市販品はスマートフォンに随時接続報告などできる様ですが僕の作ったセンサはGoogleSpreadSheetに 書き出されるだけなので劣化版ですけどね。 ※ロガー側不具合等の再起動に報告があるとデータ欠損が発生するので時間あたり３回の報告制にしています。 ※ESP32はlolin32liteで行ってましたがdeepsleep時の消費電力が多いらしく挫折して、別の機体を探し中。 2024年3月 ESP32C3 SuperMiniが低消費電力運用で良さそうです。 久しぶりに新しい型番を購入確認しました。ESP32C3 Super Miniの確認では 追加部品無しでDeepSleep時100uA以下と期待出来る結果が得られました。  仕様が従来のESP32と違うものがあるので、移行にはソコソコ手間がかかります。 2023年6月26日 SwitchBotのユニットに対抗出来ないか検討する事にしました 以前からSwitchBotのスイッチが羨ましいよなーと思っていましたが、自作機器で24時間 ずっとWiFi/Bluetooth通信する術を思い浮かばなかったのでイイナーと思うだけでした。 今回SwitchBotの温湿度センサーの仕組みを紹介した記事を見て閃いたので検討開始です。 とりあえず検討事項の覚書としては ＝＞ESP8266のブートローダー起動時間の短縮化を検討 ＝＞DeepSleep機器は復帰時ｎ操作中継器に現状報告と指示確認の通信を行う ＝＞DeepSleep機器のスリープ・復帰間隔を短い間隔にして電池寿命の確認 ＝＞ESP-NOWネットワークにDeepSleep機器の操作中継機を用意する ＝＞DeepSleepモードと設定モードが楽に切り替わる様な機構を考える 2023年 ESP Lolin32Liteで複数機運用出来る様に回路を綺麗にしました   GoogleSpreadSheetのデータ書き込みが安定して書ける自信ができた ので周辺機器を豪華にすべく土壌湿度計も複数台での検討が出来る様に 配線をシンプルに直して、３Dプリンタでケースを用意しました。 あとESP-NOWの通信距離は中継ハブで改善できるか検討開始しました。   18650が１本ですが１年経過しても動作しています。 バッテリ電圧劣化時にはLineNotifierにメッセージ送信する機能を付けて 万全を期したツモリでしたが、Line未読だと何もならないデスネ・・ 使用材料 ×１ 土中湿度計 ×１ Lolin32 Lite ×１ フォトカプラ ×１ 220Ω ×２ 330ｋΩ ×２ 100ｋΩ ×１ 10ｋΩ ×１ Pch FET(2SJ681) ×１ 単三電池電極金具＋ ×１ 単三電池電極金具－ フォトカプラは電源電圧測定回路のOn/Off用です。 土中湿度計はPchFETでOn/Offしています。 AliExpressで各部品をまとめて購入すれば電池別で１台あたり700円程度かな？ 2022年 調子に乗ってESP-12Fに手を出しました 当初ESP-01Sで検討していましたが、DeepSleep復帰の配線が面倒で断念。  ESP-12Fが自由度が高いという結論になり使用を再チャレンジしました。 また「ESP8266は18650電池を直結しても動く」との情報を見つけました。   温度湿度測定器としてSHT10を使ったユニットを作りました。 接続センサーの消費電流・待機電流カット等など将来を見据えて、 必要な時だけFETでON・OFFする仕組みで考えました。 ケースも作ると結構良い感じかな？ 2022年10月5日 ESP8266版も検討します 土壌湿度計はESP32でコスト高なのでESP8266版も検討します。  あとエネループについて調べてみました。面白い記事がありました 開発者に聞く、ニッケル水素電池「eneloop」がやっぱりスゴい理由 ※残念ながらエネループ３本直列より18650１本の方が有利だと判断しました。  GoogleSpreadSheet更新機を複数データロガーの報告に対応させました。 2022年 ESP-NOWをひっさげて帰ってきました。 前回の反省点も踏まえ今回ESP-NOWという通信方法を会得したので再検討です。  作った回路が悪く、１ヶ月程度の駆動期間でした。 あとWiFiもですが手持ちのESP8266/ESP32は通信距離が短いと気付きました。 前回よりの改善点 ・測定時以外はLolin32LiteはDeepSleepを使って待機します。 DeepSleep時の待機電流は100uA以下が期待できます。 ・測定時にMOSFETリレーをONして土中湿度計を駆動します。 測定しない時間帯の電力消費をカットしました。 ・GoogleSpreadSheetへの更新はESP-NOWで専用更新機にデータを送信します。 センサー機のWiFiの接続待ちが不要になりました。 DeepSleep復帰から測定してデータ送信・確認までで0.5秒に納まりました ・USB電源と電池の電圧測定を行って駆動電源を判別します。 電池電圧監視で交換時期を判別できる様になりました。 今後の為に一応問題点を挙げておきます ・ESP-NOWの通信距離が短い 送信が届かない理由などを調べていると「通信距離短くね？」と思いました。 ネットでは長距離通信できる旨書いてある様ですが、僕が購入できる機体は ３ｍが安心して通信できる距離の様です。 2021年1月 土中湿度計を作ってみました 2020年末より知り合いの耕作放棄状態な土地を使わせて貰って家庭菜園を 検討する事にしたのですが土中湿度とかの話が出てきたので作ってみました。     リチウム電池用の端子とAD入力もあるのでLolin32Liteに繋いでみました。 18650リチウムイオン電池２本(中古)では１週間程度の駆動期間でした。 今後の為に一応問題点を挙げておきます ・ESP32の常時待機は70mAhづつ消耗する ESP32は極力低消費電力で待機させるべき ・センサは測定時のみ電源を供給するべき センサも待機中の電力消費は無駄なのでカットすべき ・GoogleSpreadSheetに書き込むのにトータルで10秒以上かかる リチウムイオン電池は1500mAh程度の品を使う事を考えると １時間1回の報告でも１年動作するか怪しい  お気に入りの記事を「いいね！」で応援しよう
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2024/04/07 08:21:39 AM
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