ESP-WROOM-02で乾電池で動く「ママが来たセンサ」

センサや無線を常に動かしていると電池がすぐになくなってしまいます。そこで、ドアが開いた瞬間にしか動作しないようにしました。
ドアの開閉回数にもよりますが3ヶ月～6ケ月くらいは動くはずです。このドアセンサの親機にはRaspberry Pi 3を用いています。
最大の課題は省電力化でも、サーバの実装方法でもありません。「ママが来たセンサ」にするには、ママが居る部屋に仕掛けなければならないことです。

おそらく半年の動作期間を達成した「ママが来たセンサ」。最初の試作はブレッドボードで行った。その後、ユニバーサル基板に置き換えケースに収容。

中身は以下のような感じです。乾電池は富士通製。XBeeの長時間動作でも威力を発揮した、ロングライフタイプ。

回路はユニバーサル基板上に製作。乾電池は富士通の「ロングライフ」タイプを使用。最大電流は控えめだが、長期間動作に適した特性らしい。電解コンデンサにはルビコン製を使用していたが、途中でOS-CONに変更した。推奨コンデンサの型番については、トラ技P.63に書いた秘密のページ（筆者サポートページ）を参照。

完成例は以下の通りです。市販品みたいとは言えないが、そこそこ商品っぽくなりました。

ボツになったので

以下は、トラ技2016年9月号に掲載する予定で作成した内容の抜粋です。トラ技にはブレッドボードでの製作例のみ掲載していただきました。

ミニブレッドボードでの製作例と基板での製作例、ケースに収容した時の例はボツになってしまったので、ここで紹介いたします。

下図はミニブレッドボードでの製作例です。

配線パターンの長さはジャンパ線の色で分かる。抵抗などのカラーコードと同じ。同じものを簡単に作成することが出来る。回路図は通常のブレッドボード版と同じ。

簡単な実験や試作にはブレッドボードが適していますが、長期間にわたって実験を行うような場合は、ユニバーサル基板へハンダ付けを行い、ケースに入れ、安全性に配慮しながら実施します。ユニバーサル基板の中にはブレッドボードと同じパターンがプリントされたものがあります。中でも秋月電子通商で販売されているAE-DB1は、ミニブレッドボードBB-601のパターンに加えて、中央に電源ラインが入っているので、BB-601よりも多くの部品の実装と配線を行うことが出来るでしょう。

ハンダ付けした電線は、ハンダ付け部が固くなっているので、屈曲によって切れてしまうことがあります。このため、少なくとも基板との接続点をハックルーやホットメルトなどで接着しておきます。切れにくくなるだけでなく、切れた場合に他のパターンとショートさせないための対策です。

完成した基板は、保存容器に収容しました。使用した容器は電子レンジで使用可能なタイプです。冷蔵保存用容器に比べると若干の耐熱性はあるものの、回路から火花が出たような場合を想定した耐熱性はありません。また、ポリプロピレンなどの燃えやすい素材でできているので、出火すると人命にかかわる事故につながりかねません。少なくとも、回路と容器との間や、電池ボックスなどに耐熱性のポリイミドテープを貼って耐熱性や耐火性を向上させておく必要があります。

基板や電池ボックスの固定にはポリカーボネートなどの樹脂製のネジ（ビス）とナットを使用すると良いでしょう。ネジが外れた時に回路ショートを防止できるからです。また、寸法が合わない場合に加工しやすい利点もあります。
基板にはM3規格（ミリネジ）の鍋ネジを用いるのが一般的です。秋月電子通商などの電子パーツ店やPCパーツ店などで売られています。一方、電池ボックス用のネジは電池ボックスの仕様に合わせます。良く用いられるのは、M2.6の皿ネジです。誤って鍋ネジを使うと電池に干渉してしまうこともあります。西川電子（秋葉原）やナニワネジ（日本橋）といったネジ専門店、モノタロウ（通信販売）などで扱っています。

なお、自作による製作品や試作品が事故を起こす可能性は、市販品に比べて高くなります。安全性に十分に注意したうえで実験を行い、使用後には必ず電池を外しておきましょう。

回路や仕様部品、プログラム（スケッチ）などの詳しい製作方法は、トラ技2016年9月号のP.85（IoT製作12 Wi-Fiドア開閉モニタ）を、ご参照ください。

トランジスタ技術 2016年9月号

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およそ2.5か月くらいが経過した時の様子（2016年5月8日）

ボクにもわかるESPモジュール

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