inakabito's lab

電圧ロガーの製作編です。前編

まとめ
　組み付けるモジュール基板にピンヘッダを取り付ける。
　モジュール基板部品に追加工をする。

組み立てる部品、配線材料
（左下は部品配置の写真です。）


部品リスト　型番　秋月電子通販コード
ESP-WROOM-02開発ボード[AE-ESP-WROOM02-DEV]　K-12236
ADS1015使用12Bit4ch ADC[adafruit PRODUCT ID:1083]　M-09025
DS1307リアルタイムクロックモジュール[DFR0151]　M-13475
0.96インチ128x64ドット有機ＥＬディスプレイ　P-12031
マイクロＳＤカードスロットＤＩＰ化キット[AE-MICRO-SD-DIP]　K-05488
ブレッドボード用DCジャックDIP化[AE-DC-POWER-JACK-DIP]　K-05148
I2C双方向電圧変換[AE-FXMA2102]　M-05825
三端子レギュレータ（4個入）[NJM2845DL1-05]　I-02251
三端子ＤＣ／ＤＣレギュレータ　[BP5293-12]　M-11189
三端子レギュレーター　[NJM78L05SU3]　I-11320
フォトカプラ　フォトリレー[TLP2630F]　I-08254
フォトカプラ　赤外ＬＥＤ＋フォトダーリントントランジスタ[TLP371]　I-07407
3mm赤色LED LT3U31P 250mcd（10個入）[LT3U31P]　I-02320
チップ積層セラミックコンデンサー0.1μF50V（50個入）[GRM219F11H104ZA01D]　P-13372
チップ積層セラミックコンデンサー10μF50V（10個入）[CL31A106KBHNNNE]　P-07545
チップ積層セラミックコンデンサー1μF25V（20個入）[ECJ(L(3))FF1E105Z]　P-08708
リセッタブルヒューズ0.4A（0.8Aで遮断）耐圧:72V[MF-RX040/72-0]　P-13077
リセッタブルヒューズ0.17A（0.34Aで遮断）耐圧:60V[MF-R017]　P-12627
両面スルーホールガラスコンポジット・ユニバーサル基板Ｂタイプ　めっき仕上げ95x72mm[AE-B2-TH]　P-03232
耐熱電子ワイヤー1mx10色　導体外径0.36mm（AWG28相当）[0.08sq (7/0.12) AWG28x10]
　P-11640
カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）1/6W10KΩ（100本入）[RD16S 10K]　R-16103
カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）1/6W2.7KΩ（100本入）[RD16S 2K7]　R-16272
カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）1/6W510Ω（100本入）[RD16S 510E]　R-16511
カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）1/6W6.8KΩ（100本入）[RD16S 6K8]　R-16682
カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）1/6W3KΩ（100本入）[RD16S 3K]　R-16302
超小型スイッチングＡＣアダプター12V0.5A　100〜240V[GF06-US1205A]　M-03682
すずめっき軟銅線 10m TCW 0.5mm 10m　アマゾン
はんだメッキ線 0.3mm 50g　P-14119
（細ピンヘッダ　1x8 [PHA-1x8SG]　C-04394 不要）
ピンヘッダ（Ｌ型）1x8 （8P）[PH-1X8RG(2)]　C-12985
ターミナルブロック2.54mm5ピン（緑）（縦）[TB401-1-5-E]　P-01406
（センサ電源供給端子が必要な場合は6ピンが良い。ミスミで取扱）
マイクロＳＤカード 16GB S-13002（容量は必要に合わせて選ぶ）
※現在の機能では使わない部品もあります。

ユニバーサル基板に油性ペンで
部品取り付け位置を書いておくと間違いにくい。

この写真ではいくつか書き忘れ箇所あります。
組み立て途中で書いてます。

各モジュールにピンヘッダ取り付け
細ピンヘッダを使いました。
RTCとADCには付いていませんが、
他モジュールのあまりで取り付け出来ます。
　マイクロSD DIP化キットで不要配線省略で4pin分あまり。
　I2Cバス用双方向電圧レベル変換モジュールで未使用
　8pin分あまり。

ユニバーサル基板の下に台を置いて基板を浮かせておく
モジュールの端子幅に合わせて細ピンヘッダを挿しておく。
モジュールが傾き、ピンヘッダに隙間が出来ないように
必要に応じておもりを載せてはんだづけする。


モジュールを載せてはんだづけする。
GNDは少しはんだが流れにくいので加熱時間を注意してください。


マイクロＳＤ ＤＩＰ化キットは、使わない端子があるので
ピンヘッダ位置を間違わないように気をつける。


はんだづけする。


ADS1015 12Bit ADCは、使わない端子があるので
ピンヘッダ位置を間違わないように気をつける。


写真のようにして安定させ、はんだづけします。

ADDRとALRT端子は使いません。

DS1307 RTCモジュールは、使わない端子があるので
ピンヘッダ位置を間違わないように気をつける。


写真のよう安定させ、はんだづけする。


DCジャックDIP化キットの追加工
DCジャック端子の先端を、ニッパで切っておきます。
右側がカット後です。ユニバーサル基板とのショート防止が目的です。



細ピンヘッダを挿しておく。


はんだづけする。


準備が出来ました。

野菜苗植え終わり

つつじがきれいでした。

青空と穏やかな海

じゃがいもの芽

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）


電圧ロガーの外観

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。

マイコンを使ってなんか作ってみませんか？



その１０
　「Fading」サンプルプログラムの中身を変えてみる。

「Fading」をさらに変更してみましょう。
６個のＬＥＤを明るさを変えながら点灯させます。

  

  //説明のため一部分だけ記載

  for (int fadeValue = 0 ; fadeValue <= 255; fadeValue += 5) {//ここから

    analogWrite(9, fadeValue);//数字はデジタルピンを表しています。

    analogWrite(3, fadeValue);//デジタルピンを追加すれば一緒に点灯します。

    delay(30);//30ミリ秒　数字を大きくすればさらにゆっくり点灯し、

              //数字を小さくすれば速く点灯します。

  }//ここまでが点灯させるためのプログラム

  for (int fadeValue = 255 ; fadeValue >= 0; fadeValue -= 5) {//ここから

    analogWrite(9, fadeValue);

    analogWrite(3, fadeValue);//デジタルピンを追加すれば一緒に消灯します。

    delay(30);//30ミリ秒　数字を大きくすればさらにゆっくり消灯し、

              //数字を小さくすれば速く消灯します。

              //点灯、消灯で数字を変えれば、それぞれの速さを変えることもできます。

  }//ここまでが消灯させるためのプログラム

  

同時に2個のLEDを
点灯けたり消灯したりするには・・・

上の例を見てください。
analogWriteの行が2行づつになっています。

編集は
その９をベースにして、
analogWriteの行を選択、コピーします。
行末で「Enter」キー押して空行を作り、
そこへ貼り付けてください。
analogWriteのカッコの中の数字を
3,5,6,9,10,11から選んで入れます。

さらに同時点灯を増やすには、
前の要領でanalogWriteの行を増やします。

ＬＥＤの配置や色を変えたり
一緒に点灯する数を変えたり、
アイディア次第で見て楽しい作品になります。