head

2018年3月22日木曜日

google colaboratory お試し編 、GPUも使える機械学習の環境構築

前回続き、機械学習の関連となります。
開発環境まわりの内容となり。先人様の情報を元に調査しました。
google colab(google colaboratory) を試してみました。機械学習系の
いくつかのライブラリがインストール済みで、
クラウド上で、ある程度機械学習の開発ができそうです。
*) 連続 使用時間は、12時間までらしいです。


# thanks, 感謝です。
https://qiita.com/tomo_makes/items/f70fe48c428d3a61e131

http://uepon.hatenadiary.com/entry/2018/03/21/180329



# 操作方法など、

colab を chrome ブラウザで開きます。
https://colab.research.google.com


jupyter-notebook に、操作方法は似ているイメージでした。

コードセル内で
! を先頭に追加すると、unixコマンドが使用できました。

!ls
> datalab
みたいな、操作です。

ランタイム - ランタイムのタイプの変更
でノートブックの設定が開き、
ハードウエアアクセラレータを、GPUに変更できました。




*)処理内容によりますが、学習データ件数が少ない場合等で、
 CPU処理のほうが、高速の場合もありました。



# pip 関連
tensorflow
Keras
matplotlib
numpy
pandas
scikit-learn
など、使えそうな物は複数ありそうです。





# ファイルの転送は、上記のueponさんの
記事を参考にして、csvファイルを転送しておき。
csv読み込み +kerasのRNN系 結果の matplotlibグラフ表示まで
実行できました。
*)今回は1ファイル毎の転送で。面倒でした。。




# まとめ
カンタンな紹介程度の内容すが。
クラウド上で無料で利用できて、ある程度の機械学習の機能
が使えるため、python 系のインストールの負担も減り良さそうですが
落とし穴あるかもですね。。

# 関連のまとめ
機械学習 関連まとめ
http://knaka0209.blogspot.jp/2018/01/tensorflow-matome.html



###  update : 2018/03/23 ###
colab のipynb ファイルから、外部ファイルの読み込み方法(追記)
colab ノートブックから、外部データファイル(csv etc)や、外部python クラスを呼ぶ場合、
前回、[ from google.colab import files ]を使った、アップローダでファイル転送しました。
今回は、異なるファイル転送で
ノートブックから、unixコマンドが使えるので。wget, git clone(gitHubから)を
使って、関連プロジェクトの複数ファイルを一括コピーしてみました。
*) 単純に外部サイトから、複数ファイルコピーできて利用できたので紹介です。

# wget
wget https://your-dns/sklern.zip



# unzip します
!unzip sklern.zip

# カレントフォルダにmv 又は, cp (解凍したフォルダ以下)
!mv sklern/* .



# 実行
コマンドセルに、呼び出しコード(main処理)を貼り付けて、実行
*) この場合csvファイルのみですが、自作外部pythonクラスも同様に読めました。


実行2、グラフ表示。


## git clone した場合も同様に、フォルダ以下を mv(cp)して、読み出すことができました。
*) 事前にgithubに、プロジェクト全体をコミット後です(公開前程の場合ですが。)

cloneの例:
git clone https://github.com/your-name/app123.git

## ポイントは、少しわかりずらいですが。
1) wget , git clone で外部ファイルをzip形式等でコピーできる事
2) コピーしたファイル(フォルダ)を一括解凍などでカレント配置し、
ノートブックのipynb ファイルから、読める事

*) 作業フォルダはipynb ファイル以外は、定期的に削除されていたかもですので。
 利用時に一括コピーする必要があるかもです。

2018年1月12日金曜日

tensorFlow/機械学習 関連まとめ

人工知能系ライブラリのtensorFlow ,その他 機械学習 開発まとめになります。
IoT連携、活用事例等を記載予定です。



# google colaboratory お試し編
http://knaka0209.blogspot.jp/2018/03/google-colab-1.html



# IoTデータから scikit-learnで線形回帰。
https://knaka0209.hatenablog.com/entry/sklern-1



# IoTデータ学習して chainerで時系列予測を出力する。
https://knaka0209.hatenablog.com/entry/chainer-1



# IoTデータから LSTMで時系列予測を出力する。keras+ tensorflow版
https://note.mu/knaka0209/n/nc4bc651439e2


# IoT + tensorFlowで未来予測値を表示するwebサービスを追加する
http://knaka0209.blogspot.jp/2018/01/tensorFlow-3.html


#IoTセンサー値から tensorFlowで予測値を計算する機械学習サービスを設置する
http://knaka0209.blogspot.jp/2018/01/tensorFlow-2.html


#IoTセンサー値から tensorFlowで未来予測値を計算して、GOOGLEHOMEで読み上げる
http://knaka0209.blogspot.jp/2018/01/tensorFlow-1.html


#IoTセンサー値から、TensorFlowの線形回帰で未来予測値を計算する。機械学習の入門編
https://note.mu/knaka0209/n/nc154ef7e2fe8







2018年1月7日日曜日

IoT + tensorFlowで未来予測値を表示するwebサービスを追加する

前回続き、tensorFlow/機械学習の関連となります。
IoTセンサー値から、tensorFlowを使った予測値の GoogleHome読み上げ機能に、
webサービス管理機能で、グラフ表示、データ表示等の機能を追加しました。

*) 構成的には 前回の予定と同じで、
当初予定していた部分の開発の最後になります。

# 構成
php 5.6
cakephp 2.10
mysql
その他


# チャンネル一覧


# フィールド一覧:  予測/実績 グラフ
*) 室内の温度を、数箇所測定しています。

青: 実績
黄: 予測




# ファイールド詳細
最新実績
予測 :1時間後 /6時間後







# 機械学習結果/tensorFlow、出力履歴



# モバイル
レスポンシブにしました。




# まとめ
前回の、バックエンドの機械学習/演算処理の負荷は気になるところでしたが。
定期更新された、予測係数を使って表示機能を実装すると。
ストレスなく表示できました。
GoogleHome機能に加え、気になるデータの視覚確認ができたり
利便性が向上した気がします。
見直し中ですが、改良を続けたいと思います。



# 関連、
tensorFlow/機械学習 関連まとめ
http://knaka0209.blogspot.jp/2018/01/tensorflow-matome.html


2018年1月4日木曜日

IoTセンサー値から tensorFlowで予測値を計算する機械学習サービスを設置する

前回続き、tensorFlow/機械学習の関連となります。
IoTセンサー値から、tensorFlowを使った予測値の GoogleHome読み上げ機能を前回公開しましたが、
定期的に、最新のtensorFlow結果を更新する為に
機械学習の演算処理や、server更新処理を Lan上の機械学習serverで行っていましたので
python server実装あたりの内容となります。



# 予定している構成
前回と同じ構成、機械学習処理は、
web-APIを使って
IoTから更新されるセンサー値を読み込み
tensorFlow結果を更新する処理を追加しています。

*) ボードPC(nano Pi NEO 51MB)に、機能を追加
python 2.7



# Linux version
>uname -
Linux NanoPi-NEO 4.11.2 #266 SMP Thu Jun 29 17:46:10 CST 2017 armv7l armv7l armv7l GNU/Linux



# code ,python 2.7 、 一部分ですが。
main 処理

tensorFlow処理、実績取得/更新の呼出など。 定期実行



# systemctl でサービス起動の設定
*) 下記の cronに変更しています。

service ファイルを追加して、
rasPi/BLE serverと同様に、起動処理を追加。

参考 の設定方法:
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/07/raspi-6-BLE.html





### update :2018/01/19
常駐サービスの連続稼動テストした結果
tensorFlow 1.1で、メモリーリークが見られましたので、
cron起動に一旦変更しています。
*)最新 tensorflow -version は、対策されているかもです。
(nanoPi /rasPi インストール不可能みたいですが)

調整方法は、変数をdel 処理と、gc呼出で。
メモリ領域の削除で対応予定していたのですが、
なかなか消費メモリ量が減らず。。 cronに変えています
この変更のデメリットは、1サイクルの実行終了前に、次の実行処理が
二重に起動される可能性がありますので、起動間隔をあけておく必要があります。

設定例:
cron設定の確認
> sudo crontab -l
cron設定  (nanoで設定しました。)
> sudo crontab -e

例ですが、下記を追加しました。毎時10分に起動した場合です。
10 * * * * /usr/bin/python /home/pi/work/tensorflow/yosoku_update/yosoku_update_one.py

*)上記の呼出コードも、修正しています。
cronから呼ばれ
ループ無しの、単発実行 => 終了になります。




# 関連、
 tensorFlow/機械学習 関連まとめ
http://knaka0209.blogspot.jp/2018/01/tensorflow-matome.html


*)IoT側はBLE使用しています
device:
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/09/RN4020-4.html
nano Pi gateway:
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/07/nanoPi-2.html




2018年1月3日水曜日

IoTセンサー値から tensorFlowで未来予測値を計算して、GoogleHomeで読み上げる

tensotFlow/機械学習の関連となります。
前の、IoTセンサーから、tensorFlowによる予測計算のアプリ側の組み込みが、少し進んだ為
全体的に見直し中ですが、メモしたいと思います。
今回は、GoogleHome(AI スピーカー)の連携部分を追加し、
問合せに対して、
指定場所のセンサー値、予測値を音声出力する機能を追加しました。


# 前の記事
IoTセンサー値から、TensorFlowの線形回帰で未来予測値を計算する。機械学習の入門編
https://qiita.com/knakaqi/items/d3699d15053e884dcac0

# 動画



# 予定している構成案

全体的に分散ぎみですが
IoTデバイスからのセンサー値は、管理serverにデータ送信。保存しておき
tensorFlowの機械学習サーバ機能を設置して、
定期的にセンサー値を読み込み、機械学習で線形の係数近似値を計算、
管理serverに更新。
GoogleHome=>webhook から、呼ばれた際に、必要な値をAPI経由で取り出し、
音声出力の、文章を組み立てて、ユーザーに出力。
実績更新と、予測に必要な計算も平行に実行更新する構成としています。

*)tensorFlowの機械学習処理は、重たい感じで。
低スペックPCで各センサー処理分を連続して実行すると、時間はそれなりにかかりそうです。
LAN上のボードPC(nano pi 512M)で実行しています。


# tensorFlow install
nano Piに、tensorFlowをインストール時に、
通常のLinux版は、インストールできなかったため、苦戦しました。。
https://www.tensorflow.org/install/

rasPi にインストール事例はありそうなので、参考にしました。
参考: Raspberry PiとTensorFlowを使ったディープラーニングの開発環境構築
http://karaage.hatenadiary.jp/entry/2017/08/09/073000

環境:
python 2.7
tensorFlow1.1
*) 約30分ほど、かかりましたが。
以前の、数本のpython3.5のコードも修正無しで動作できたました


# 前回と同じ、線形回帰による。
計算方法とし、予測値を計算しています





# code python2.7
webhookで、指定場所の分岐処理、実績/予測値の取得 まわりの処理
 


# まとめ
今回は構成の面で、機械学習の演算処理を負荷が重いため、
通信処理は追加となりましたが独立させて、
定期更新する方法を検討しました。
予測精度の改善や課題はまだ多いので。調査を進めたいと思います


# tensorFlow/機械学習 関連まとめ
http://knaka0209.blogspot.jp/2018/01/tensorflow-matome.html

# 関連、IoT側はBLE使用しています
device:
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/09/RN4020-4.html
nano Pi gateway:
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/07/nanoPi-2.html



2017年12月8日金曜日

RN4020 BLE ブレークアウト お試し編



BLE関係となります。microchip RN4020 のブレークアウト基板
以前、モジュール品を製作した時に検証の基板ですが、
放置していたので。通信テストしてみました


# 部品
マイクロチップ Bluetooth RN4020-V/RM123



# 配線



電源(VDD) バスコン(セラコン 0.1u) 追加
WAKE_SW : 10K プルアップ
WAKE_HW : 10K プルアップ

GND は、全て結線しています。
*) プルアップしないと、起動しませんでした。

電源は、 3V3投入すると、起動できました。

pcから、FTDI 経由で操作可能です。


#Log -UART


Nコマンド => A (アドバタイズ)
adv 送信できました。



#スマホ アプリでscan

# raw data


送信値を、確認できました。


# 回路図


# 配置図


*) ピンを、引き出しただけですが。

# pdf
https://github.com/kuc-arc-f/RN4020C-1C_pdf

# EAGLE file , ver 7.5
https://github.com/kuc-arc-f/RN4020C-1C_pcb



# まとめ

BLE Gateway経由で、クラウド転送できそうです



# 関連のページ

# 電池1本駆動、BLE バッテリー小型化編
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/09/RN4020-4.html

#  RN4020 BLE 搭載用ベース基板 試作編
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/09/RN4020-1.html

# RN4020 BLE + ATMEGA328, 省エネ改良版
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/07/esp32-21.html

# RASPBERRY PI , BLE GATEWAY 設置、
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/07/raspi-5-BLE.html






2017年11月16日木曜日

複数の設置場所のセンサー値を 場所指定で読み上げる。 Google Home +IoT連携(3)


前回に続いて Google Home関係となります。
複数の違う場所に置いたセンサを、個別に読み上げる機能を追加しました。
前回は全て1回にまとめて、音声出力していたのですが。

処理 (webhook 自作api):
前回より、複雑になりますが。
dialogFlowから、webhookを呼ぶ時のリクエスト内に
Google Homeに音声入力した情報が含まれてましたので、
チェックして、設置場所を探し、対象デバイスの更新を取得できる外部APIを呼びます。
音声出力の文章の組立て方法は前回と同様。dialogFlowに出力します。



# 動画、  温度センサの読み上げ
リビング
玄関
室内全部(2箇所) 平均値の計算

*) 前回と同様ショートカット機能も活用しています。( スマホ設定 )





# 実行時のJSONのダンプ
 homeに音声入力した内容もふくまれています。
 result 内
 action : Intents action
 resolveQuery : User Says / おそらく音声入力した文
 Entities 等、
これらをキーにして、どの音声出力パターンを出力すべきか判定。
今回は、action をつかいました。




# Intentsの追加、追加機能分
今回は、Entities は使いませんでしたが、動作できました。
Fulfillment の下の、Use webhook のチェックを ON にします。

リビング:




玄関:



Integrations
追加した、Intents を 選択して追加。



Test > Update Draft
で反映できました。


# code --python27
webhook リクエストのチェック。分岐処理あたり。




# 参考の記事
GoogleHomeをスプラトゥーンアシスタントにする #2 Twitterからステージ情報の取得
https://qiita.com/kotatu_km/items/c340027914d690095b66




# 関連
Google Home +IoT連携 ,センサー値の読み上げ機能
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/10/gHome-1.html



2017年10月30日月曜日

温度/湿度/気圧読み上げを追加しました。 Google Home +IoT連携(2)


前回に続いて Google Home関係となります。
複数のBLE子機と、Google Home miniの連携(拡張機能)で
温度/湿度/気圧のを含む、室内のセンサー値を読み上げています。

*) APIの配置や、通信方法は前回と同じです。
dialogFlow +自作api



# 動画
前回と同様で、ショートカットを登録して、
短い単語で、起動できるように設定しています。



1台目:温度/湿度/気圧
2台目:温度
を 音声出力。



# 追加した、BME280 搭載デバイス
プロト基板で、仮配線ですが。
電池(二次電池)を 基板の上に搭載して、電源供給しています。
5V昇圧回路も使用。




*) 基板の右側に、bme280 ( 秋月さんモジュール )




# 配線の参考
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/07/raspi-7.html



# 前回同様、グラフの表示も音声出力と並行して 可能です。
thingSpeak



field5, 6,7 : 1 台目
field1 : 2台目



# code --arduino IDE
BLE driver ( 子機 )
https://github.com/kuc-arc-f/RN4020_sv2_0_9_3_bat1_bme

*1 ) BLE gatewayも、前回と同じです。
追加したデバイス分の、送信処理を追加した程度

*2) 子機は、BLE以外(wifi 機器 etc )でも問題ありません。
クラウド連携でデータ出力可能であれば、home側から参照できます。



# 関連の記事
Google Home +IoT連携 ,センサー値の読み上げ機能
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/10/gHome-1.html




#




2017年10月25日水曜日

Google Home +IoT連携 ,センサー値の読み上げ機能




Google Home関係となります。
Google Home miniでの拡張機能で、dialogFlow/ Fulfillment
のwebhook 経由で、外部APIから IoT更新のセンサー値データを読み込みます。

先人さまの、記事を参考に機能を追加しました。
Webhookは、今回はappEngine(GAE) 使いました。
Google以外のクラウドでも多分よさそうです。

*) 先日 Home mini 実機を入手したので、基本機能も良く理解していませんが、
少しづつ調べたいと思います。



# thanks/ 参考

自然言語処理を容易に実装できるDialogflow(旧:API.AI) を使ってみる
https://qiita.com/flatfisher/items/76bc86b65e5f2150a1a0

GoogleHomeをDialogflow(旧:API.ai)でスプラトゥーンアシスタントにする
https://qiita.com/tak_km/items/c06f45c6692dceb9258d

手順としては、
dialogFlow で、 Entity, Intents 等を設定しておき、
Fulfillment で、 webhook を指定
シミュレータでテスト、みたいな流れでした。



# 概要






# 動画
指定場所の、温度センサー値読み出し。


*) テスト版で、テストアプリの接続確認の質問出てます。
申請すれば、確認承認後は出ないかもしれません。



# Code ,python (utf-8 )
webhook.py


データ保存クラウドの、レスポンスの参考は下記です

{"temperature":"24","humidity":0}


Home側から呼ばれた時、
最新の、センサー値を出力する必要があります。

# dialogFlow のJSON ダンプを追加しました。2017/10/26





# IoT側
子機は省電力版の BLE(arduino) + BLE gateway使用していますが、
クラウド側にデータ保存できれば、他の機種でも問題ないと思います

参考:
BLE gateway 機能:
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/08/nanoPi-4.html

BLE子機:
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/09/RN4020-4.html



==== Update:2017/10/26  ====
動画の追加:複数のセンサー対応。


会話の内容(例)
1) センサーをチェック (音声入力)

2) Home (音声出力)
ok,リビングの温度は、24度です。
玄関の温度は、22度です。
センサー値の平均は、23度です。
現在の時刻は、11時45分です。

*)少し長くなりましたが。
平均値の計算、時刻の追加は オプションです
テスト版は同じです。

==== Update:2017/10/27 =====
Home対応と、グラフ表示機能を追加しました。
2箇所のセンサーのログの監視が可能です。(PC ,mobile )
field1: 1台目
field4: 2台目

異なるクラウドサービス (thigSpeak )にも、
データ送信機能を追加しています。



*) グラフの最新値は、Homeの音声出力する値と
同一になります。

==== update :2017/10/30 ====
補足、ショートカットの利用 (ご参考まで )
一般的な話しですが , Homeアプリのショートカットを使うと、
テストの追加したアプリも少し楽になりました。
テスト版モードに切り替わる点は、おなじですが。
音声入力が楽になります。下記を登録しておきます。
1)
テスト
内容、テスト用アプリにつないで、
2)チェック、intentsで定義した文章
内容、センサーをチェックして

# 入力、
OK,Google テスト
チェック

1で、テスト接続
2で、実行





動画


==== =====







2017年10月3日火曜日

micro:bitでIoT ,mbed編




BBC micro:bit 関連になります。
教育用らしいのですが、国内でも
購入できるようになったようですので購入してみました。

BLE使用して、前回の複数Beacon対応の
BLE Hub( gateway)経由で、クラウド送信までテストしてみました。



#部品
Micro:bit
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-12513/

Soc: Nordic nRF51822
32-bit ARM Cortex M0 processor (16MHz)
16kB RAM
256kB Flash


#開発環境
複数ありそうですが、
今回は、mbed使いました。
https://os.mbed.com/


# thanks /参考のページ
https://os.mbed.com/platforms/Microbit/



#サンプル

1 ) 変数の送信。
https://gist.github.com/kuc-arc-f/36a919dace241e9ac46f87103cfebed8



*) Gap Profile サンプルを参考にしています。 advertising 送信
https://os.mbed.com/teams/Bluetooth-Low-Energy/code/BLE_GAP_Example/

2 ) adc で、LM60BIZ センサー値を送信。


adc読み込み部分:
https://gist.github.com/kuc-arc-f/901ace15833ebf6dfc9fe2d16e9b97bd


adc は、誤差が大きかったです。(P0 )
取得値= 623mV
実測(テスタ) = 585mV
誤差 = 38mV
*) 使えないかも。。センサによっては


*) mbedからのpinですが、ボードのピン番号と違うようでした。
検索した記事
BBC micro:bit PinNames.h contains pin names that do not match the micro:bit pins
https://github.com/ARMmbed/mbed-os/issues/2713
ページ内のピン対応関係の記載(ヘッダファイル)
https://github.com/lancaster-university/microbit-dal/blob/master/inc/drivers/MicroBitPin.h




本体のピン番号




# BLE hub(gateway )

random address を使うようで、public address 以外も
scanできるように修正

https://github.com/kuc-arc-f/ble_gateway_sv2_mbit


====update:2017/10/04 ====
random address(BD アドレス)について補足
異なるデバイスでrandom addressが重複する場合は、誤作動が想定される為、
対策を検討する必要する必要があります。
例として旧版のble_gateway_sv (https://github.com/kuc-arc-f/ble_gateway_sv )
は、データ内にデバイス名(ID)を格納しデータ管理を行える設計です。
追加デバイスに対して、重複しないデバイス名を決定する必要があり、
BDアドレスを使用しません。

====update:2017/10/04 ====
# 消費電力を測定しました、5Vライン
BLE Gap送信: 14.3 mA



*)[参考] hello world (UART 出力)は、17.3 mA
==== ====







# 関連
BLEハブ機能: UPDATE, NANOPI BLE GATEWAY SERVER アドレス指定
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/08/nanoPi-4.html

# 関連のまとめ
BLE -IOT関連まとめ
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/07/BLE-matome.html




#



2017年9月14日木曜日

周辺センサ等の電源スイッチングの追加




BLE子機での、モジュール全体の消費電力をさらに下げる方法で
カンタンな仕組みですが
周辺センサの電源ラインを、基板の3V3電源を結線せずに
マイコンのデジタル出力から電力を供給する方法としました。
内容的には、周辺回路の変更とドライバの調整となります。

*1)省電力センサであれば、正常に動作しましたが、
消費電力の多いセンサは電力不足となり軌道も失敗する可能性があります。
*2) スリープ復帰直後の電力=ONにするため、センサ値の誤差が出る場合も
 想定できますので、調整が必要な場合もありそうです。


# 結果
スリープ時、センサ接続した配線
旧版 : 0.27mA
新版 : 0.18mA  (電源 スイッチング機能付)
消費電力は下がりました。

*1) 差は、0.09 mA  (90uA )で少ないですが、
 もともと旧版の消費電力が少ない為
 長時間連続稼動の、累積消費差の差分は やや大きくなりそうです
*2) BLE送信時は、ほぼ同等でした


# 部品 /配線
LM60BIZ アナログ温度センサ使いまいした。

D13に、
センサの 3V3電源ラインを結線しています

*)マイコンは前回の、省電力対応のベース基板を使っています。


# code  -arduino IDE (Beta)
RN4020_sv2_0_9_3_SenSw.ino

https://gist.github.com/kuc-arc-f/c44ca838bff72b7836c9341e3440f61e




==== update:2017/09/14 ====
水分センサも追加でテストしてみました。
手持ちの部品で、通常の電源ラインからの電力供給と比較し
ADC測定値が誤差が、大きかったのでトランジスタ(増幅回路)
を追加して、スイッチングしました。



結果(スリープ時):
旧版: 11.5 mA
新版: 0.18 mA (電力スイッチ機能付)
こちらは、大きく差がでました。

関連:
http://knaka0209.blogspot.jp/2016/09/esp-wroom-02-20.html


# 関連の記事
RN4020 BLE 搭載用ベース基板 試作編
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/09/RN4020-1.html


BLEハブ機能: UPDATE, NANOPI BLE GATEWAY SERVER アドレス指定
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/08/nanoPi-4.html


# 関連のまとめ
BLE -IOT関連まとめ
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/07/BLE-matome.html



#





2017年9月11日月曜日

BLE 子機 電池配線/ケース etc,DIY編




DIY で電源周辺の回路小型化。ケース配置等を検討してみました。
前回のRN4020 BLEモジュール使用しています。

*)以前は、安価な100均さまのモバイル電源(単三×2/ 5V出力)+ micro USBケーブル
 で基板電源の作成が多かったのですが、ケースに収める為、
 電池BOX/ XHコネクタ等で配線しています。



# 概観
手のひらにのせられる程度に、収まりました。
電池は、単三×2本 +5V DCDCコンバータで昇圧。
アナログ温度センサを BLE送信しています。

ケースは、100均さまのプラケース加工。
上面、アンテナ付近に通信用穴、側面は
温度センサ用風穴を複数あけています。

電池BOX配線は、 XHコネクタ使いました。
ケース幅が狭くて、電池は斜めになってますが。。






# 配線の参考図

 

*) 重なってる配線があったり、いまいちな図ですが
手ハンダ用の、参考です。


# 周辺のBOM
片面ユニバーサル基板 Dタイプ(47x36mm) ガラスコンポジット
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-08242/

5V昇圧
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-08619/

基板用コネクタ XH 2P B2B-XH-A(LF)(SN)
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-12247/

電池ボックス 単3×2本 スイッチ付 XHコネクタ付
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-12244/

ピンソケット、電線etc



# Log - thingSpeak



# 関連の記事
RN4020 BLE 搭載用ベース基板 試作編
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/09/RN4020-1.html

BLEハブ機能: UPDATE, NANOPI BLE GATEWAY SERVER アドレス指定
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/08/nanoPi-4.html


# 関連のまとめ
BLE -IOT関連まとめ
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/07/BLE-matome.html

2017年9月7日木曜日

Update, python BLE gateway server v 0.9.3


前回のpython版 BLE gateway sereverの update行いました。 ( ble_gateway_sv2)

主な修正内容は、scan処理の変更で、機能的な改良ではありません。
旧版は、短時間のadvertisingパケットを受信する為、
scanを連続実行していましたが、数秒サイクルでのscan処理に変更しています。

1) scanタイマの変更
 5秒サイクルで scan
2)1日の稼動時間帯の設定: 初期=OFF
 appConst.py
 mTimeAct=1 を設定すると、scan処理の稼動範囲(scan処理の自動ON/OFF)を設定可能です。
 開始/終了時刻も変更可能 (時間単位 ,開始 <終了の条件 )





# code
前回と同じプロジェクト URLです。
https://github.com/kuc-arc-f/ble_gateway_sv2

# 子機driver /arduino IDE
合わせて子機の修正が必要になります。
advertising送信=10 sec (旧は 5sec) 、消費電力が増えますが。
他の方法の調整で下げたいと思います。

D9 :RN4020 スイッチング
送信: 10 sec
https://gist.github.com/kuc-arc-f/d2408ff3752d8023db81b33baf2555f0




# 関連のページ
# Update, nanoPi BLE gateway server アドレス指定編(ble_gateway_sv2)
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/08/nanoPi-4.html


# 関連のまとめ
BLE -IOT関連まとめ
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/07/BLE-matome.html


#

2017年9月5日火曜日

RN4020 BLE 搭載用ベース基板 試作編



以前のBLE基板を参考に、
省電力IoT用 として開発していた試作基板 が届きましたので
第1回目の試作してみました。



# 特徴など
マイコン側からUART通信で、Bluetooth(BLE)制御可能です。
市販品 Bluetooth RN4020モジュール(*1) /秋月電子さんの AE-RN4020-XB
を基板上面に搭載できるピン配置のベース基板です。

省電力IoT、容量の少ない小型電池でも長期間連続可能を目標

トランジスタ 5V増幅ピンで、BLE基板の5VスイッチON/OFF可能
(下記の D9)

電源は 5V入力可能、3V3 LDO搭載しています。

小型化、前回のatmega328P-PU 通常サイズ-ブレッドボード版より小型化にしています

上記のBLEスイッチ機能も実装している為、
外部トランジスタ等の回路不要でスリープ時省電力化できます。


*1)参考URL: http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-11102/


# ピン配置/仕様
Atmega328P-AU 搭載
基板外形寸法: 22 x 40 mm
デジタル :最大8
ADC : 最大4
I2C : 1
UART : 1
入力電圧 : 5V
動作電圧: 3.3V




*1) 3V3 arduino Pro mini 仕様と似ていますが。ピン数は少なめです
*2) サンプルコードに対応した内部結線
D5/D6: softwareSerial で BLE通信し、
D9: BLE(5V)のON/OFF スイッチが可能。
(トランジスタ 5V増幅 ,通信時=ON )


# 消費電力
稼動時平均 : 0.23 mAh
スリープ時 : 0.18 mAh 

*1) センサ接続していない場合です。
*2) サンプルコード実行時、30分タイマ
*3) 公開している省電力版 サンプルドライバを書き込んだ場合です、



# 概観/組立て例
RN4020モジュールを装着した場合です。



側面から見ると、上面は下6Pでソケット装着の為、
少し前側 アンテナ部分が下に下がっています。


*) アナログ温度センサ接続しています。A0


# 開発環境
arduino IDE で開発できます。
マイコンボードは[arduino Pro mini 3.3V 8MHz]
を選択しています。




# 送信ログ /thingSpeak
arduino側に、公開していた子機ドライバ書き込んでいます。


公開していた BLEハブ機能(BLE gateway /python 版)経由で
クラウド送信しています。



# まとめ
設計ミスで、ジャンパ結線の修正部分がありますが。
調整を続けたいと思います。


# 関連の記事
BLEハブ機能: UPDATE, NANOPI BLE GATEWAY SERVER アドレス指定
最新 :v 0.9.2
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/08/nanoPi-4.html

回路/ ハード関連: RN4020 BLE + ATMEGA328, 省エネ改良
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/07/esp32-21.html



# 関連のまとめ
BLE -IOT関連まとめ
http://knaka0209.blogspot.jp/2017/07/BLE-matome.html


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