knaka Tech-blog

2016年9月14日水曜日

Deep Sleepで、7セグ+ LM60BIZ センサー、電池駆動

前回の　Deep Sleep+ OLEDと似た構成となります。

省電力構成で、充電池単三の３本駆動。
７セグ基板側に、ホストMCU ATmega328を搭載して、
LM60BIZ 温度センサーと組み合わせています。

[ 動作 ]
表示機側：　常時起動
7seg+ LM60BIZ, をATmega328で制御
UART経由で、センサ値を esp8266に送信
esp8266側：
Deep Sleep 復帰、立ち上がりのUART受信処理で
センサ値を受信、クラウド送信後、
sleepします。

*) 電池は、センサ基板と同じニッケル水素単三充電池×３本(1.2V ×3= 3.6V )

# 動画

# ドライバ
https://github.com/kuc-arc-f/esp8266_UART_sleep_v2

# 関連の部品
７セグの回路等　[ MK-PKBN-025 ]
http://kuc-arc-f.com/make/?p=620

# 関連のまとめ
IoT な電子工作まとめ
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/iot-matome.html

========== update 2016/09/16 ==========
# 連続稼動時間の消費電力測定
15分スリープ。( 900sec )
電圧測定方法：テスタで、各電池１本ごとに手動測定。

5日目(約 104H )で停止しました。

*) MCU+ 7Seg LEDの消費大となり、安価な電池ですと。
さほど稼動時間は伸びませんでした。

2016年9月8日木曜日

Deep Sleepで OLED(有機EL)+ DHT11 (電池駆動)

Deep Sleep関連の続編となります。

DIY的な内容となりますが。
今回は、少し複雑な構成で表示系デバイスと組合せて
esp8266側は、スリープで省電力化としています。
前回のセンサーシールド風と同様のシールド形基板で
ソケット(9P)差込型です。

[ 動作 ]
表示機側：　常時起動
0.96 OLED+ DHT11, をATmega328で制御
UART経由で、センサ値を esp8266に送信
esp8266側：
Deep Sleep 復帰、立ち上がりのUART受信処理で
センサ値を受信、クラウド送信後、
sleepします。

*) 電池は、センサ基板と同じニッケル水素単三充電池×３本(1.2V ×3= 3.6V )

# 動画

# 回路と、配置。

# OLED 装着前

# DHT11の　温湿度ログ

# ドライバ
https://github.com/kuc-arc-f/esp8266_UART_sleep_v1

esp8266ビルド：
ESP8266 Arduino core : 2.2.0
Arduino IDE: 1.6.5

atmega: 下記ライブラリ等が必要
OLDE : arduino用(adafruit) Adafruit_SSD1306
DHT11
Wire

# おまけ、テスト用の充電池３本
今回も１００均(ダイソーさま)で、電池購入してきました。

# まとめ
センサーのみ基板は、別基板で連続稼動継続中ですが、
こちらの基板も電力面で稼動状況を監視したいと思います。

# 関連のまとめ
IoT な電子工作まとめ
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/iot-matome.html

========== update 2016/09/16 ==========
# 連続稼動時間の消費電力測定
15分スリープ。( 900sec )
電圧測定方法：テスタで、各電池１本ごとに手動測定。

5日目(約 103H ) で停止しました。

*) MCU+ OLEDの消費大となり、安価な電池ですと。さほど稼動時間は伸びませんでした。
1回目の測定は、電力不足の傾向が見られたので。同一電池でフル充電後の
２回目の測定結果を記載しています。

2016年9月2日金曜日

I2C ADC MCP3425で、アナログ入力編

16Bit ADC MCP3425(Microchip Technology 社)を使って、
I2C での esp8266接続で、アナログセンサと組み合わせてみたいと思います。

esp8266の TOUTは
取得できる値は10bitの精度(0-1023)で、測定電圧の範囲は0.0v - 1.0v。
ESP8266の電源電圧3.3vと異なるため。使いにくい面はありそうです。
検索してみると、分圧抵抗や、外部 ADC(IC)を経由して
アナログ制御したりしているようです。今回はI2C接続の
16 Bit ADCを使ってみましたが、コスト的には少し高めの構成になってます。

# 部品 (秋月さんの DIPキット)
ＭＣＰ３４２５（１６Ｂｉｔ　ＡＤＣ　Ｉ２Ｃ　基準電圧内蔵）搭載モジュール
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-08018/

# ピン配置 ,6P

#1 : VIN(+) - SIG ( SENSOR )
#2 : VSS - GND
#3 : SCL - SCL(I2C/esp8266)
#4 : SDA - SDA(I2C/esp8266)
#5 : VDD - 3V3
#6 : VIN(-) - GND

# 配線

# ドライバ
ビルド：
ESP8266 Arduino core : 2.2.0
Arduino IDE: 1.6.5

Wireライブラリを使用。
I2Cスレーブアドレス：0x68

1)　公開されていた、電圧測定のサンプル。
https://github.com/ControlEverythingCommunity/MCP3425/blob/master/Arduino/MCP3425.ino

2) 作成した。アナログ温度センサ、LM60BIZ のサンプル

=== Update: 2016/09/03 ====
HTTP送信が安定しない場合がありました。送信間隔の調整行いました。
esp8266_mcp3425_v2.ino
https://gist.github.com/kuc-arc-f/29385870c2e57afe028e1130d94e4c06
============

~~https://gist.github.com/kuc-arc-f/86fbf669b53e46fd636a1d94189d3b5a~~

# 温度LOG

# 謝辞と、お礼
今回も多くのブログ記事、ライブラリ等参考にさせて頂きました。
開発者様、ブログ公開者様に、感謝申し上げます。

https://github.com/ControlEverythingCommunity/MCP3425

http://qiita.com/ryokai/items/9b0c56616b4550eb05f1

# 関連のまとめ
IoT な電子工作まとめ
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/iot-matome.html

2016年8月26日金曜日

温湿センサーシールド風の基板

DHT11 センサを使った、小型シールド風基板を作成し
esp8266の機能を拡張を検討してみました。

片側８ピンで、接続、基板固定します。

# 材料
ユニバーサル基板: 幅30mm程度に切断
ピンヘッダ：　８Ｐ
ピンソケット：　４Ｐ(DHT11 側)
抵抗：　10K

# 配置

# 基板、ピン側

# 正面側

# Log

# ドライバ

ビルド：

ESP8266 Arduino core : 2.2.0

Arduino IDE: 1.6.5

# まとめ
ソケット差込方式で、
周辺デバイスへの配線(ワイヤ)無しで、機能を拡張できるのは楽ですね。
そのままケースに配置しても、小型のデバイスにできそうです。

# 関連の部品
esp8266モジュール[MK-PKBN-028]
http://kuc-arc-f.com/make/?p=726

# 関連のまとめ
IoT な電子工作まとめ
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/iot-matome.html

2016年8月23日火曜日

Deep Sleep 設定編

電池式の、省エネ版の回路検討してみました。

今回は、esp8266の
Depp Sleepモード (10 μA )を利用してみます。
Modem-Sleep / Light-Sleep　より、大幅に消費電力が低いようです。

電源：単三　充電池の３本

動作概要：
1) 起動
2)センサ値測定、クラウド送信。
3) deep Sleep( スリープ処理 )
の繰り返し。電池残量が既定の電圧より下がると停止。

# 回路、Deep Sleep用
１６番( IO16), RST を結線しておきます。
*) その他は、通常(スリープなし)　と同様。

投入電源は、ニッケル水素電池 3.6V (1.2 * 3) を、レギュレータで
3.3 V まで下げます。

# おまけ,　テスト用の電池(単三×３)
今回は安価な、充電池を使用しました。
充電池：1.2V ニッケル水素
１００均（ダイソーさま）で購入 , 各１本： 108円(税込み)
テストなどで、大目に使う場合も安価で助かります。

# ドライバ
ビルド：
ESP8266 Arduino core : 2.2.0
Arduino IDE: 1.6.5

DHT11 の場合、
Depp Sleep復帰時に、センサ取得失敗がありましたので
Loop内でリトライする仕様としています。

*) 当初は setup内で全て実装する予定でした。

==== update 2016/09/01 ====
DHT11センサで、Deep Sleep復帰時の測定時で
バラツキの大きい場合がありました。修正版で
Ｎ回連続測定、平均値計算処理を追加。

https://gist.github.com/kuc-arc-f/6ac62375066d4fc541ae56ee80138515

# まとめ
電力消費のテスト状況については、進展を更新したいと思います。

スリープ復帰時の、ルータ接続までの時間はバラツキがある感じでした、
スリープ間隔＝１０分　(600 sec)の場合、

実行時間。起動から、
1) ルータ接続、3 - 5 sec
2) センサ測定。HTTP送信　0.5 - 1.5 sec

小計 (1サイクル)= 4 -7sec

# 謝辞と、お礼
今回も多くのブログ記事、ライブラリ等参考にさせて頂きました。
感謝申し上げます。

http://qiita.com/exabugs/items/9edf9e2ba8f69800e4c5

# 関連のまとめ
IoT な電子工作まとめ
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/iot-matome.html

========== update 2016/08/27 ==========
# 連続稼動時間の消費電力測定(途中経過)
電圧測定方法：テスタで、各電池１本ごとに手動測定。

# 2016/08/27更新
テスト５日目ですが、
約108 Hで、
昨年のスリープ無しテストの約７時間を大幅に超えて稼動中です。

*) 初期の、１本当たりの電圧が、メーカ表示値より少し超えていますが。
誤差の範囲としています。

========== update 2016/09/02 ==========
# 2016/09/02更新
連続稼動テスト 12日目 (約280H) で、
稼動中です。

# 電圧測定結果と、温湿ログ

========== update 2016/09/09 ==========
# [最終] 2016/09/09 更新
10分間隔( 600Sec )スリープ版
連続稼動テスト 18日 (約 410H) で停止しました。

# 終盤のログ

*) 安価の充電池で、スリープ間隔が短めに設定した関係もあり。
予想より、短時間で電力不足となりました。
次の条件の変更等でのテスト企画したいと思います。

2016年7月16日土曜日

OLED+ BME280で、天気情報の表示。

0.96インチ, 128×64 OLED(有機EL) を入手できたので、
BME280センサと組合せて、esp8266経由で
クラウド連携試してみました。

表示内容：　２パターン
1)
１行目：気温
２行目：湿度(%)
2)
気圧(hPa)

通信：　I2C　のみで制御

*) OLEDは、eBayさんから入手しました。

# 動画　：　センサー値はクラウド側へ送信

# クラウド側、ログ