きょうは毒きのこ日和です

ここでは電池駆動で１年以上駆動が期待できるスマートセンサーを検証します。


最初はPIR人感センサーを用いて検証していきました。
　　　実際のユニットとユニットのブロック図です。
　　　
　　　現状は以下の内容で動作検証中です。
　　　　　・使用する電池容量
　　　　　　　　収拾情報で「ESP8266は18650直結で動く」とあり検証中です。
　　　　　　　　
　　　　　・待機中の消費電流
　　　　　　　　センサー待機時はFETリレーOFFでESP8266は電源未供給です。
　　　　　　　　センサーの消費電流100uA以下に抑える事ができました。
　　　　　・動作頻度
　　　　　　　　PIR人感センサーが反応すれば動作します。
　　　　　・動作中の消費電流/動作時間
　　　　　　　　動作は「電源ON ⇒ 初期化 ⇒　ESP-NOW送信 ⇒ DeepSleep」
　　　　　　　　で100ｍSecで済み、だいたい70ｍA程消費していました。


最初はこんな感じで繋げることを想定していました
　　　独自のスマートホーム機器からこんな繋ぎ方を考えていました。
　　　
　　　スマートセンサー反応で以下の処理が可能です
　　　　　　　⇒　スマート照明を一定時間点灯
　　　　　　　⇒　GoogleSpreadSheetに反応回数/電池電圧報告
　　　　　　　⇒　Lineにメッセージ送信　/　電池電圧低下警告
　　　　　　　⇒　GoogleHomeに音声発声依頼

　　　実際動かして判ったのは杓子定規の動作がウザイ局面があるということ、
　　　「この局面だけ動いて欲しくて、後は手動でいい」と考える事が多いです。
　　　なので、凄い簡単な案件のみで使っている仕組みです。
　　　※PIR人感センサーは「赤外線の急激な変化を報告するセンサー」なので
　　　　​別途人感センサーを検証している​状況です。



2024年　気付けば似たような仕組みのユニットが売られていますね。

スマートセンサー 人感 動き検知 人感センサー 防犯 セキュリティ 室内 wifi ワイヤレス 無線 スマホ 通知 見守り 老人 介護 ペット USB電源可 +Style PS-SMT-W02 価格：1,980円（税込、送料無料) (2024/1/30時点)

　　　　詳細は確認していませんが、お手頃価格です。
　　　　「人感動き検知　人感センサー」なのでPIRセンサーの様ですね。

---

2023年6月21日　フォトトランジスタを使った電池式長期監視ユニット

　　PIR人感センサーの様に待機時消費電流100uA以下の部品スゲーと思って他を探して
　　いた中で「何か使えるモノは無いか？」とチマチマ探して来て１つ見つけました。
　　　　　　　　　　　​フォトトランジスタ​です
　　仮検討回路です。
　　仮検討回路では強い光をフォトトランジスタに当てると赤色LEDが点灯します。
      on/offスイッチングにFETを使うことでONに流す電流に余裕を持たせています。
　　上の写真の状態はoff状態ですが電流は約100uAでした。(待機電流という奴です)
　　また、フォトトランジスタ周囲を暗くするとに更に電流値は落ちていきました。

      とりあえず今回の実験により十分実用出来そうな期待がもてています。
　　100uAでも2000mAhの18650電池で1万時間の待機は期待出来るのかな？っと。
　　　　　　　　　　　で？　何か作れるん？

　　実際に動作確認や機構等を確認しないと実用可能か判断つかないのですが想定として

　　　・火災報知器のスマートセンサー化
　　　　　　火災報知器で反応時に音声告知とＬＥＤ点灯があると思われるので、
　　　　　　ＬＥＤ点灯を感知してスマート告知・・・・　　できたらいいなぁ

　　　・電気機器の電気ＯＮを感知するスマートセンサー
　　　　　　動作ＯＮのパイロットランプ点灯を感知してスマート告知・・・・
　　　　　　って老人の生存監視確認機器ｗ　　って思ったけども・・・・？
　　　　　　​無線連動スイッチの集塵機作れるヤンケ！​　　リンク先はマキタです


　　パイロットランプの点灯・消灯が告知できれば遊べそうな気がしています。

---

2023年5月　思いのほか高性能です。

　　実運用として古民家の電灯を自動でOn/Offするセンサーと意味も無く扉の前に
　　置いて動かしています。　使っていて判ったのはセンサ反応時に本来の目的先に
　　データを送信する以外にバッテリ残量とセンサ反応積算値を報告すると管理し
　　易いという事です。

---

2023年3月　結構良い感じで使えていますので本格検討機を作ります

　　Cdsを接続して明るさも判定する計画は良い感じになりませんでした。
　　まー本気で欲しくなったら再度考える事で済ませるとしてっと・・・・
　　PIR人感センサーの反応時に送信するだけでも凄い良い感じに使える事が
　　判りました。　市販のPIRセンサー照明で痒かったトコロが解決します。
　　PIRセンサーの待機時消費電力の低さのお陰で長期運用もイケそうです。
　　
　　まぁまぁイケてるので３Dプリンタでケースを作ろうと思い３次元配置にして
　　コンパクトにしたのを２つ作ってみました。
　　電源は別ユニットで将来何とかしようと思っているので考慮していません。

　　​土壌湿度計を作っていたら閃いた​のでこんな感じにしました。
　　
　　
　　土壌湿度計を作っている際にLolin32Liteを入れる為の区画がHC-SR501の
　　大きさに似ていたのでケース図面を流用修正して作ってみました。
　　　※サイズを合わせるとフタを流用できるのでそれなりに良い感じになります。
　　配線方法に各機バラツキがありますがとりあえず３台用意しました。

　　使用材料
　　　×１　ESP-01S
　　　×１　HC-SR501
　　　×１　ピンソケット（メス）２×８
　　　×１　MOSFETスイッチ(N)
　　　×１　単三電池電極金具＋
　　　×１　単三電池電極金具－

　　これで長期検討用機が出来上がりました。AliExpressで各部品をまとめて
　　購入すれば１個あたり500円程度に収まりそうです。※18650電池は別ですよ～


　　動かしてみるとバッテリー駆動とESP-NOWハブ中継機能による設置場所の
　　制限緩和は思った以上の効果があると感じています。使い道を見出す為に
　　５台ぐらい作ってみようと思います。

---

2022年　　PIR人感センサーとCdsを組み合わせてみました。（失敗
　　
　　Cdsセンサー感度は大雑把なので、明るい・真っ暗程度の判定ですが
　　人感センサーが反応した際に真っ暗だった場合はESPNOWメッセージ
　　を送信して照明を点ける事ができる様になりました。
　　しかし「暗い状況のみで送信する」という条件での安定稼働は無理でした。

　　また、、
　　バッテリー残量が気になるので、センサー反応時に電源電圧を測定して
　　GoogleSpreadSheet書き込み端末に報告する様にしました。
　　センサーが反応しない限り更新しませんが無いよりマシです。

　　あとGoogleSpreadSheetにOn:1  Off:0で報告していたのですが価値が
　　見出せませんでした。そこで仕様を変更してセンサー反応回数を報告する
　　事にしました。未検知が続けば同じ数値が書き込まれ、人を検知すると
　　回数アップするので時間あたりの検知頻度の目安にできそうです。
　　

---

2022年11月5日　PIR人感センサーを作りました

　　ESP-NOWやESP8266の低消費電力駆動に凄い割り切った使い方が出来る
　　構成を作る事ができたのでご紹介します。
　　
　　＝＝配線は上の写真で完結しています＝＝
　　PIRセンサの出力端子をNch-FETに繋いでESP-01Sの電源をON/OFFするだけ。
　　PIRのOUTでFETを駆動できたらラッキーよなーと思って試してみたのですが
　　写真程度の配線で動作したので作った本人もご満悦です。※複製しやすく嬉しい

　　ソフト・ハードの動作仕様です
　　　・PIRセンサで動体を検知するとセンサONになります。
　　　・センサONの期間中はFETが駆動されてESP-01Sに電源供給をします。
　　　・ESP-01Sは電源ON期間内でESPNOWメッセージを投げてDeepSleepします。
　　　・電源電圧もESPNOWメッセージで投げると電池交換時期が判断可能になります。

　　で？　これ使いモノになるん？
　　　待機中はPIRのみが電力消費をするのですがPIRセンサは消費電量65uA近辺と
　　　素晴らしい少なさなので人の往来が少なければ結構長く動きそうです。
　　　　正直使いモノになるか判りませんが、待機電力はPIRセンサのみの65uA
　　　以下で行えます。センサ反応するとESP-01SがESPNOWメッセージを投げ
　　　てDeepSleepするだけなので電源への負荷も少なく長持ちを期待しています。
　　　とにかく配線が超簡単なので是非とも実用的な使い方が思いつきたいです。
　　　​先日検討したCｄｓによる真っ暗検知回路​とセットにしてやることで、
　　　PIRセンサ反応時にCdsで真っ暗検知でESPNOW送信するという仕組みが
　　　作れそうな気がしています。


　　問題点：PIRセンサの反応仕様が判りにくい
　　　　PIRセンサの照明を使い判っているのですが「赤外線の変動を検知で反応」
　　　というのが僕等の期待するトリガーとかけ離れているって事です。
　　　　 ※「人がいる/いない」を検知するセンサでは無いという事で、お陰で思惑を結構外します。
　　　実際ホームセンターとかで購入できるPIRセンサ照明は「赤外線の変動を
　　　検知した後の数分間点灯する」という仕様で問題無く使えてるんですけどね。
　　　という事で少し悩んだ末に出てきたのが照明のスマートスイッチ側の改造で、
　　　「暗い時はｎ秒間ON」というESPNOWコマンドを追加を思いつきました。
　　　”暗い時”は将来計画として判断可能な機構を付けようと思っています。
　　　　※個人的にはCdSセルで安易に明暗をGPIO入力に変換する機構ぐらいかなぁと思う。
　　　　※PIRセンサと連携させると結構進んだ内容に出来そうなのですが、まだまだ先の話かな。
　　　使っているFETがN-MOSでGND側のON-OFFなので悶々としています。

　　問題点：PIRセンサのボリューム具合が判らない
　　　大雑把なセンサーだという認識で使うしかありません。
　　　あと常時通電中と電源入り切りしている時の感度が違う様な印象があります。
　　　ボリューム調整の具合が僕にはまるで理解できないので大雑把にしています。
　　　でもまー、こんな検討が楽しめるのですから有難いセンサーですよね。
　　　中央側：感度　　反時計回り　鈍感　　　時計回り　敏感
　　　端側：反応時間　反時計周り　短時間　　時計回り　長時間


　　問題点：電池の消耗具合を管理する仕組みが欲しい
　　　　​ESP-NOWネットワーク上にLineNotifyを投げるユニットを用意して​電圧低下を
　　　　知らせるメッセージを投げる様にしました。
　　　　GoogleSpereadSheetに状況を書き込むユニットを作って解決しました。
　　　　PIRセンサの反応時に現在の電池電圧を報告する機構が欲しくなったのと、
　　　　こんな感じで間欠データを送るユニットの電圧を監視する仕組みが欲しいです。
　　　　GoogleSpreadSheetに各ユニットの電源電圧を登録する仕組みかな～～（汗