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電圧ロガーを紹介します。

アナログ電圧データを(圧力センサーなど)測定して、
測定値データに年月日時間をつけてメモリーに蓄積、
蓄積データをWiFi経由で取り出せる
データロガーを紹介します。


作ろうと思ったのは
・メンテナンス タイミングを決めるためのデータがほしい。
・いままでは見えなかった装置(部品)の特性データを、
 常に記録して見えるようにすることで、
 不具合(劣化)の予兆を捉えることができるのではないか?
 他の装置データと組み合わせて、影響関係がわかるのでは
 ないか?(面白そう)


記録したデータをグラフ化すると波形が見えてくる。
(記録媒体は32GBまでのマイクロSDカード)
クリックすると元のサイズで表示します

電圧ロガーの外観
クリックすると元のサイズで表示します
ESP-WROOM-02(ESP8266)
WiFiモージュールを内蔵したマイコンを
使いました。

取りたいデータにより動作を選ぶ
 ・トリガ信号を入力した時記録する動作
 ・一定の時間間隔で記録する動作
 ※いずれも、測定対象をセンサで0〜5Vの電圧へ変換して
 入力する必要があります。
 ※動作に合わせてスケッチ(プログラム)を書き込む
 必要があります。

トリガ信号動作では

 機器の制御信号に対して
 制御対象が過渡状態でどのような変化をしているかを
 継続的に記録することが出来ます。

例えば
 時々動作不具合が起きるような場合
 メカを駆動する電磁弁の制御信号に対し、
 制御対象の空気圧力の過渡変化を記録して
 履歴調査や原因の切り分けに役立てることができます。

供給元圧力の変動?電磁弁の故障?
変化はいつ頃から?など

動作は
 トリガ信号オンをきっかけに電圧を数回記録、
 トリガ信号オフをきっかけに数回記録します。
 測定間隔は約5mSで確認とれています。(最小値は未検証)
 記録回数はスケッチ(プログラム)で指定します。
 データが多すぎるときは間引くことができます。

一定時間間隔動作では

記録対象データが
 時間経過でどのように変化しているかを
 継続的に記録することが出来ます。

例えば
 記録対象の変動など、
 履歴調査に役立てることができます。

動作は
 一定の時間毎に(例えば1分)電圧を記録します。
 記録間隔はスケッチ(プログラム)で指定できます。


データへのアクセスは
 パソコン等のWEBブラウザから、
 マイコンのIPアドレスとデータファイル名で
 見ることができます。
 WEBブラウザでデータ保存して。表計算ソフトで
 グラフ化したり、
 何かのデータベースへ読み込むこともできると思います。
 
 
詳細な情報は続きを見てください。

インターネット上に公開されている作例を
もとにして作成しました。
貴重な情報を公開してくださっている
方々に感謝します。



詳細、仕様など

電源
 9〜12VDC
 DC-DCコンバータ取り付けでDC24V入力も可能

記録データフォーマットは次の通りです。
 年/月/日,時:分:秒,データ(mV),データ,データ,データ・・・
 任意の文字列を記録データへ付けることもできます。

WiFiとIPアドレスの設定方法
 現在はスケッチに記述しています。
 改善予定ですが・・・時期は未定
 SDメモリ内の設定読み込みによる設定または
 シリアルモニタを使った設定

ADCについて
 ADS1015(12bit)を使っていますが
 都合により11bitとなります。
 入力は4チャンネルありますが、現在のスケッチでは
 1チャンネルのみの使っています。
 スケッチ変更で4チャンネルすべて使うことも
 できます。(データサイズが4倍になります。)
 DC0〜5Vのアナログ-デジタル変換は分解能11bit
 11bitは2048段階なので5Vを2048で割ると
 約2.44mVとなる。(変換の細かさ)

時計について
 RTCがついています。
 NTPを使ってRTCを合わせて使っています。

SDメモリについて
 SDHC32GBまで使えます。

表示機能
 OLED 0.96インチ 128x64ドットが付いています。
 現在はIPアドレスを表示
 I2C

デジタル入出力
 デジタル入出力2(GPIO2,16)
 デジタル化アナログ入力1(TOUT)
 ホトカプラにより絶縁されています。
 GPIO2のみ入力で使用しています。DC24V入力が可能です。
 入力用ホトカプラ2回路(GPIO2と
 デジタル化アナログ入力へ接続)
 出力用ホトカプラ2個が付いています。(1個は予備)
 
データの消去
 1年前のデータを消去します。
 1日に3回消す動作をします。
 電源が入っいる時間が短いと消せないことがあります。

スケッチは下記ですが(掲載を控えることにしました)
測定タイミングでWEBアクセスがあると
測定開始に影響する不具合があります。
まだまだ改善の余地がありそうです。
タイミング信号入力から、ログ開始までの時間バラツキが出ることがあります。
espwifidatarecwithtrigger.zip
 ※他のサイトで公開されているスケッチを
  改変したものです。
  オリジナルのコメント等は残しています。

スケッチを編集して設定します。
 WiFiアクセスポイントのSSIDとPASSWORD
 固定IPアドレス、gatewayアドレス、サブネットマスクを
 環境に合わせて設定してください。

追加ライブラリが必要となります。
 RTC DS1307、ADC ADS1015、OLED SSD1306、他
 GitHubでダウンロードできますので、
 探してみてください。
 何が必要だったか忘れてしまったので、
 詳細は調べてから書きます。

製作編は後日投稿します。

貴重な情報をインターネット上に
公開してくださっている方々に
感謝します。
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投稿者:田舎人
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