超シンプル回路!乾電池で295日間動作するESP32-WROOM-32

Espressif製Wi-FiモジュールESP32-WROOM-32を使い、シンプルな超簡易的周辺回路で動作する「IoTセンサの実験」を行ったところ、295日間(9.7か月)の動作が確認できました。
超シンプルな回路で、単3アルカリ乾電池2本で、295日間(9.7か月)の長期間動作を実現した。

実証結果

下図は、モノタロウ製の単3アルカリ乾電池2本をESP32-WROOM-32モジュールへ直結し、送信間隔60分で動かしたときの、乾電池2本分の電圧の推移です。295日(9.7か月)にわたって動作し続けました。
単3アルカリ乾電池2本をESP32モジュールへ直結することで、295日(9.7か月)の動作(送信間隔60分)が行えた。縦軸が電池電圧、横軸が経過月数。
上図の横軸の先頭「12/29」は、実験の開始日2017年12月29日を示します。横軸の主目盛の間隔は1か月、補助目盛は1週間です。
3月末までは徐々に電圧が下がり、4~5月は2.8V付近を維持します。その後、ふたたび徐々に下がり、2.65Vで停止しました。
3月末の1週間ほどの期間には、2.8V前後を約0.03Vの変動を繰り返しています。この期間は、ESP32-WROOM-32モジュール内のレギュレータが2つの動作状態をもっており、そのどちらかをとっていたため考えられます。

超シンプル回路の背景

この実験を行った背景を説明します。
(興味の無い方は、次節の「実験方法」へ進んでください)
ESP32-WROOM-32モジュールのディープスリープ時の待機電力は、旧モデルESP-WROOM-02の60μAに対して20μAと低い点、プロセッサの高速化により処理時間を短く出来る点などから、旧モデルと同等以上の動作期間が実現できると言われています。
しかし、実使用状態では、起動時の突入電流の大きさから、旧モデルの半分以下の期間しか動作しないことが多くありました。突入電流が生じている状態で適切に起動させるには、500mA以上の供給能力がある電源レギュレータと、大容量の低ESRコンデンサが必要ですが、こういった部品の多くは、待機電流が大きく、また電圧降下により電池の終止電圧を高めてしまいます。(失敗例=https://t.co/8LAyYYyoEv
待機電流は、製作段階で確認することができます。しかし、電池の消耗とともにESP32モジュールが起動しなくなり、電池を使い切ることなく停止してしまうので、製作段階で確認した待機電流から電池寿命を試算しても、期待通りの結果が得られません。
そこで、「どうせ電池を使いきれないのであれば」と、
割り切った回路が、「直列2本の乾電池を直結するシンプル回路」です。
ところで、かつて(2016年12月時点)のESP32-WROOM-32のデータシートには、乾電池2本直結による動作の可能性が示されていました(電源電圧の入力範囲が2.2V~3.6Vとなっていた)。
しかし、実測では2.7Vを下回ると動作しなくなるので、実際に乾電池2本直結で動かした例は見当たりませんでした。
さらに、2017年9月には、データシート上の動作電圧も2.7V~3.6Vに訂正され、乾電池2本の直結動作が難しいことが明らかになりました。多くの乾電池駆動の機器は、乾電池1本あたり1V前後まで動作します。1本あたり1.35Vまでしか動作しないESP32-WROOM-32は、電池を使い切らない状態で停止してしまいます。
始めから無駄だと分かっている実験
それを行うのは、良いアイデアが思いつかないボクだけかも
電池の開放電圧が2.9Vのときは起動するが、2.7V以下だと起動に失敗し、リセット処理が繰り返される様子
このような背景で実験に着手しました。
電源回路を省略することで、待機電力の大幅な削減と、電圧降下の抑制効果が図れます。
その結果として、一般的なレギュレータ(秋月などで手軽に手に入るレギュレータ)を使用するよりも、長寿命化することができました。

実験方法

実験に使用したESP32-WROOM-32は、秋月電子通商製のDIP化キットAE-ESP-WROOM-32です。
単3乾電池2本用の電池ボックスの電源コード(赤)をESP32-WROOM-32の3V3へ、電源コード(黒)をGNDへ接続し、低ESRのコンデンサ1000μFをこれらの端子へ並列に挿入しました。
また、電圧モニタ用に、電源端子を150kΩの抵抗2個で1/2に分圧して、IO34へ入力しました。
製作したプログラムは下記からダウンロード出来ます。
製作したプログラム:
プログラム12行目~15行目を①手持ちのWi-Fiアクセスポイント、②Ambientで得たIDとライトキーへ変更し、③19行目の「#define SLEEP_P」を60分(60*60*1000000)に書き換えてから、ESP32-WROOM-32へ書き込んでください。分圧比は考慮されていませんので、考慮したい場合は、変数adcに2を乗算してください。

実験中の電圧の推移は、Ambientへ送信して蓄積することにより、下図のようなグラフで確認することが出来ます。外出中もスマホで確認が出来て、便利です。
また、UDPのパケットをモニターすることで、電池切れを速やかに検出するこ
も出来ます。
下記のスクリプトの「DEVS=」内にある「adcnv_1」の数字は、電池切れの判定時間(分)です。180を設定しておけば、電池が切れてから約3時間以内に検出することが出来ます。
また、メールで通知を行うために、muttをインストールし、「MAILTO=」にメールアドレスを入力してください。
電池切れを検出し、メールを送信するスクリプト:
GMailで送信するためのインストール・設定用スクリプト:

ESP-WROOM-02なみの電池寿命を達成

旧モデルのESP-WROOM-02では、単3アルカリ乾電池3本(送信間隔30分)で、1年間の動作が可能であることが分かっていました。
ESP-WROOM-02・単3アルカリ乾電池3本で1年間
https://t.co/GHN0yf5jIC
今回は、単3アルカリ乾電池2本なので、8か月(12か月×2本÷3本)以上の動作が出来れば、ESP-WROOM-02なみと言えるでしょう。ただし、ESP-WROOM-02の実験に比べて、送信間隔を2倍の60分にしています。
そこで、これまでの実験の結果を試算式の係数へフィードバックし、送信間隔が30分のESP32-WROOM-32を単3アルカリ乾電池2本で動作させた場合の動作期間を試算してみたところ、約9か月(3本で13か月相当)となることが分かりました。
以上から、ESP-WROOM-02なみの長時間動作を達成したとみなしました。
(引き続き、検証を行ってゆく予定です。)

実験を行うときの注意点(実験を行うときは必ずご覧ください)

今回の回路には、電源の保護回路が入っていません。例えば、ブレッドボード上やモジュール内で電源がショートしてしまった場合、発熱や発火の恐れがあります。少なくとも、以下の点に注意してください。
  1. ポリカーボネート製のケースなどに入れること
    ※燃えやすいプラスチックやレンジ用の耐熱容器は危険なので使用しない
  2. 周囲に燃えやすいものが無く、安定した場所に設置すること
  3. 部品やコードが外れないように耐熱テープ(ポリイミド)などで固定すること
  4. ブレッドボードや電池ボックスを両面テープやネジでケースへ固定すること
    ※機器が落下したときなどに外れないように
  5. 動作(送信)しなくなったら、すぐに電池を外すこと
    ※電池が減って、送信できなくなると、回路に電流が流れ続け、発熱します
    電池には残量が残っているので、発熱量が大きい点に注意してください
  6. 突入電流によってコンデンサの上面が破裂する場合があることを想定しておくこと
    ※ケースに開口穴を設ける、許容電流の高いコンデンサを選定するなど
  7. 異常が発覚したときに、速やかに電池を外せる状態にしておくこと
機器が発火した場合を想定し、発火しても燃え広がらない対策を、必ず、行ってください。
なお、製品として販売するような場合は、保護回路が必要です。
少なくともリセッタブル・ヒューズを使用し、内部発熱や発火を防止してください。
by ボクにもわかる電子工作
https://bokunimo.net/

IchigoSodaをケースへ組み込む。Ambientで乾電池駆動のIoTセンサ実験

IchigoSoda(さくらインターネット製)をプラスチック製のケースへ組み込み、乾電池駆動の実験を開始しましたので製作方法について説明します。
IchigoSoda=Softbankのモバイル通信4G LTE対応のIchigoJam互換機(さくらインターネット製)
Ambient=IoTセンサ用クラウドサービス(https://ambidata.io
モバイル通信を行うには2本のアンテナが必要ですが、実験のときは想定以上に邪魔になります。ケースへ組み込むことで、アンテナやアンテナケーブルの煩わしい存在を気にしなくて済むようになります。
秋月で販売されている蝶番開閉式のABS樹脂ケース112-TS(ABS)へIchigoSodaを組み込んだ。アンテナをケースに取り付けることで、実験のときのアンテナやアンテナケーブルの煩わしさから解放された。

乾電池でモバイルインターネット回線を活用

モバイル通信機能を有効に活用したかったので、持ち出して使えるように電池ボックスを取り付けました。乾電池3本の直列接続では電源電圧が約4.5Vとなり、IchigoSodaの動作が不安定となるので、単4のアルカリ乾電池4本をIchigoSodaへ接続しました。
ケースには、IchigoSodaと、単4電池ボックス(4本・直列・6V仕様)、2本のアンテナを取り付けた。モバイルでの利用を想定。
なお、モバイル環境で、長期間の動作を行うには、省エネ動作が欠かせません。IchigoJam BASICには省エネ機能が標準搭載されているので、モバイルIoTセンサを簡単に製作することが出来ます。

IchigoSodaの裏面の電源入力用テストパッドへ電池を接続

IchigoSodaや電池ボックスはプラスチック製のビスでケースに固定します。本例ではM3(3ミリ)のネジを使用しました。電池ボックスは、多くの場合、皿ネジが必要です。また、M2.6の場合もあります。入手しにくいネジは、モノタロウ(通販)や西川電子部品(秋葉原)、ナニワねじ(大阪・日本橋)などで購入します。
IchigoSodaの基板背面にある5.0Vへ電池ボックスの赤色の電線を、GNDへ黒色の電線を接続する。IchigoSodaや電池ボックスはプラスチック製のビスでケースへ固定した。電池ボックスには皿ネジが必要。
ビスやコネクタ用の開口部のうち、丸穴加工はドリルで空けて、リーマで広げるだけなので、数分で綺麗に作成することが出来ます。
今回は、キーボード用USBコネクタの開口部に、四角形の角穴加工を行いました。ボクは角穴加工が苦手なのですが、1時間以上かけて、ヤスリで仕上げました。
苦手なうえに、時間がかかる角穴加工(右)をしてみた。自分なりに満足できる仕上がりだったので、紹介させていただいた。

乾電池を入れずに、マイクロUSB端子から電源を供給する(キーボード使用時)

新品のアルカリ乾電池の電圧は1本あたり約2V程度で、4本だと7~8Vになることがあります。IchigoSodaは、安定した動作が可能ですが、キーボードが故障する場合があります。キーボードを使用するときは、電池を取り外し、マイクロUSB端子からDC 5Vの電源を供給してください。
キーボードを接続するときは、必ず、乾電池を取り外し、マイクロUSB端子からDC 5Vを供給する。

IoT向けクラウドサービスAmbientへ電池電圧を送信する

製作した機器へ、単4アルカリ乾電池を取り付け、分圧した電池電圧をIchigoJamのIN2へ入力し、IN2の値をIoT向けクラウドサービスAmbientへ送信します。
単4アルカリ乾電池4本を取り付け、電池電圧をIchigoJamのIN2へ入力した。
IchigoSodaで省エネ動作を行うには、ハードウェアの改造が必要です。以下の改造を行うことで、より長期間の動作が可能になります(試算で1か月の動作が可能になる)。
より省エネ動作を行うためのIchigoSodaのハードウェア改造
  • WAKE信号の電圧変換回路部・プルアップ抵抗(R4・1kΩ)の取り外し
    取り外す理由:IchigoJamがSLEEPしたときにsakura.ioモジュールがONしてしまう(不具合)
    省エネ効果:17 mW (3.3mA×5V) + sakura.ioモジュールの消費電力
  • Power LED部の電流制限抵抗(R19・1kΩ)の取り外し
    取り外す理由:LED動作による消費電力の削減
    省エネ効果:8 mW (2mA×3.8V)
省エネ動作については、下記のブログ記事も参考になるでしょう。

IchigoSodaを乾電池で省エネ駆動させる方法(2018/9/1):
IchigoSoda基板上のWAKE信号設定スイッチは下の写真のように、上側を左(EN側)に、下側を右(DIS側)にスライドしておきます(上記のブログとは異なる)。
WAKE信号設定スイッチSW3(上側を左、下側を右に設定する)
また、多回転可変抵抗器を用い、電池電圧を分圧して、IchigoSodaのIN2端子へ入力します。可変抵抗器は、1VでAD変換値100が得られるように調整します。IN2端子に入力された電圧は、BASICプログラムで10回のサンプルの合計値を計算し、1Vあたり送信値1000となるようにして、sakura.ioのクラウドへ送信します。
sakura.ioのクラウドからAmbientへ転送する方法は、下記のブログを参照ください。
sakura.ioからAmbientへデータ転送(2018/5/19)
送信の様子を、いつでも確認できるように、クラウドサービスAmbientへ送信した。

IchigoJam BASICを使ったIoTセンサ用プログラム

使用した送信用のプログラムを以下に示します。行番号5のT=10は、送信間隔です。T=10は約10時間ごとに送信します。行番号110では、IN2端子に入力されたAD変換値を10回、取得し、変数Aにその総和が保持されます。また、行番号120では、前回送信したときの値との差を求め、200mV以上の変化があったときに送信を行います。
new
1 cls:?”SAKURA IoT TX ANA 44 3
2 ?”CC BY Wataru Kunino
3 ?”ボタン/センサ ニュウリョク BTN
4 S=1:?”ショウデンリョク S=”;S
5 T=10:?”ソウシン カンカク T=”;T;”ジカン”
10 ‘ショキカ
20 T=T*720:C=0
100 @MAIN
110 A=0:forI=1to10:A=A+ana(2):next
120 ?” A=”;A:if abs(B-A)>200 goto @ON
130 gsb @SLP:C=C+1:if C<T goto @MAIN
140 C=0:goto @ON
200 @ON
210 out 8,1
220 poke #880,1,0,1,0,0,0,0
230 I=!i2cr(#4F,#880,3,#884,3)
240 ?”Status I2C=”;I;
250 if I I=(peek(#886)=#80)
260 ?” LTE=”;I
270 if I goto @TX
280 gsb @SLP
290 goto @ON
300 @TX
310 X=A>>8:Y=A%256
320 poke #880,#21,#A,1,73,Y,X,0
330 poke #887,0,0,0,0,0,X^Y^#63
340 ?”LTE_Send= “;hex$(X);” “;hex$(Y);” “;
350 I=i2cw(#4F,#880,13)
360 if I ?”ERR” else B=A:?”OK”
370 gsb @SLP:out 8,0:gsb @SLP
380 goto @MAIN
500 @SLP
510 if inkey() cont
520 led 0:wait 300,!S:led 1
530 rtn
2018/10/29 修正
IchigoJam BASIC Ver. 1.2.3で動作確認済み

むすび

以上の製作およびプログラムでは、IN2端子へ分圧した電池電圧を入力することを想定していますが、温度センサや照度センサに変更することで、IoTセンサへの応用が可能です。
IchigoSodaのモバイル通信機能を使うことで、無線LANの届かない場所や、親族の家といった遠隔地や、車や外出時の鞄といったモバイル環境で利用可能なIoTセンサを簡単に実現することが出来そうです。
sakura.io製品:
IchigoSoda/IchigoJam for sakura.io (Amazonでの販売ページ)
sakura.io さくらの通信モジュール LTE (Amazonでの販売ページ)
by ボクにもわかるIchigoJam用マイコンボード
(アドレスが変わりました)

8か月以上の長期間動作を確認! 超省エネIoTセンサESP32-WROOM-32

ESP32シリーズを使用して、8か月のIoTセンサ動作が確認できましたので、報告いたします。
電源には、単3アルカリ乾電池4本と、村田製LXDC55を搭載した秋月電子通商製のAE-LXDC55-3.3Vを使用し、60分に1度、IoT用クラウドサービスAmbientへ送信しました。
ESP32-WROOM-32モジュールの起動時の突入電流と、Wi-Fi動作時の消費電流が大きいので、手軽な電源回路を実現するのに苦労しました。
写真右側の黒色の基板には、もともとDCDCコンバータや、リチウムイオン電池を搭載可能な電池ボックス(基板裏面)が搭載されていました。しかし、これらの消費電力が大きかったので、電源パターンを切断し、左側の赤色の基板に実装された村田製DCDCコンバータを使用しました。
ESP32-WROOM-32を単3アルカリ乾電池4本で動作させる実験の様子
村田製DCDCコンバータを使用したときの本システム全体の消費電力は約2mW、単3アルカリ乾電池で247日(約8か月・送信間隔=60分)、動作しました。
IoT用クラウドサービスAmbientを使ったので、動作の様子を確認しながら実証検証を行うことができました。
また意外と手間やコストのかかる取得データの保管もAmbient(無料で利用可能)なら手軽です。

動作期間8か月の電池電圧の推移

下図は、8か月間の電池電圧の推移です。
ESP32-WROOM-32+村田製作所製LXDC55の組み合わせで、2017年12月29日から2018年9月2日までの247日(8.1か月)の動作が行えた
グラフをみると、7月に4.7Vから4.5Vへ落ち込む様子が見られます。下図は、その拡大図です。2日間かけて、電圧が激しく変動していたことが分かります。
これは、村田LXDC55のDCDCコンバータが4.75V以上の入力で動作し、それを下回ると、LDOの動作に切り替わった様子だと思います。
また、LDOの変換効率がDCDCよりも悪く、約0.2Vの電圧降下をまねいたということも分かります。
4.75V以下でDCDCコンバータがLDOに切り替わった。また、変換効率の低下によって0.2Vの電圧降下も生じた。

試算通りの動作を達成させるための工夫

ESP32-WROOM-32の電池の持ち時間を、試算通りに達成させることは難しいです。前回は、試算120日の構成にも関わらず、70日しか持ちませんでした。それ以前の実験では、半分以下しか達成できないこともありました。
試算120日にも関わらず、70日しか動作しなかった例:
今回: 試算248日 実証実績247日 (達成率 100%)
前回: 試算118日 実証実績70日 (達成率 59%)
今回、試算通りの動作を確認するために、以下の2点について、考慮しました。
  1. 降圧型DCDCコンバータを使用(消費電力150μA)
  2. 1000μFの低ESRコンデンサ×2個(計2000μF)を追加
降圧型にしたのは、電池電圧が下がったときの消費電流増大に伴う起動不具合を防止するためです。
ESP32-WROOM-32の起動時は、1Aもの突入電流が数十μ秒発生し、その後、電流200mAが10ms、さらに約1秒後に電流200mAが100ms、流れます。とくに、最後の200mA×100msの電流量の負担により、電池の終止電圧を高めてしまう(電池寿命を短くしてしまう)ということが分かりました。そこで、電池を4本直列にして、電圧を引き上げておき、降圧型で使用することで、終止電圧の高まりを抑えました。
大容量のコンデンサも、突入電流によるESP32マイコンへの供給電圧の低下を下げるためです。
なお、1000μFのコンデンサは、リーク電流が発生する場合があります。リーク電流は個体差があるので、少し、多めに買って、リーク電流の少ないコンデンサを使用すると良いでしょう。
本製作例での平均動作電力は約2mWです。もし仮に、1mAのリーク電流が発生したとすると、電池寿命は2か月程度まで落ち込むことになります。
CQ出版のIoT Express基板を使って製作してみても良いでしょう。
IoT Express基板へ村田製LXDC55を実装した例:

課題

課題も残っています。旧モデルESP-WROOM-02を使った場合、単3アルカリ電池3本で1年間の動作実績があり、電池の数が少ないにも関わらず、4か月も本機が負けていました。
この課題については、全く異なる方法で対策し、すでに良好な結果を得ています。
ESP32-WROOM-32・単3アルカリ乾電池2本で9.7か月
ESP-WROOM-02・単3アルカリ乾電池3本で1年間
https://t.co/GHN0yf5jIC
by ボクにもわかる電子工作

これから実証。IchigoJam+MixJuiceで100日に挑戦中。

IchigoJam+MixJuiceで100日間、動作し続けるかもしれない、IoT温湿度センサを製作してみました。

前回は、単3電池3本で55日の実証に成功しました。

前回の結果:
このときの結果から、設計上、約2倍の長寿命化を図る改造を施して、再挑戦します。

試算上、4か月の動作期間が見込ます。
しかし、その一方で、ESP-WROOM-02単体では11か月の動作の実績があります。

このまま実証しても、探求心も実証の意義も少ないのです。

そこで、下の写真のように、乾電池を1本、減らして、2本にしてみました。しかも、秋から冬にかけての実験は、夏季よりも電池が早く消耗します。
この条件で100日を超えたら、達成感が得られるのではと考えました。


こんどは、単3電池2本で100日に挑戦する。懸念点は多いが、あとは待つだけ。

ビニールテープで覆われている部分は、まだ内緒です。成功したら、公開します。
by ボクにもわかるIchigoJam用マイコンボード
(ホームページのアドレスが変わりました)

低消費電力IchigoJamで乾電池動作のIoT温湿度センサを製作する

乾電池で長期間動作が可能なIchigoJamとMixJuiceを使って、IoT温湿度センサを製作してみました。
IchigoJam BASICには3種類の省エネ動作機能が標準装備されています。本ブログでは、下記のページで紹介した[3]Single Shot動作により、IchigoJamを低消費電力で動かします。
IchigoJam スリープ方法:
温湿度センサには、SiliconLabsのSi7021を使いました。Amazonで400円程度、AliExpressだと$2程度で販売されています。接続方法については、下記をご覧ください。
温湿度センサの接続方法:
https://blogs.yahoo.co.jp/bokunimowakaru/56159806.html
下図はIchigoJam、ネットワーク拡張ボードMixJuice、温湿度センサSi7021、アルカリ乾電池をケースへ収容したときの様子です。
IchigoJam SまたはTへMixJuiceを接続し、単3アルカリ乾電池×3本で電源供給する。温湿度センサには、安価で高性能なSi7021を使用した。

SingleShot動作を行うための製作のポイント

IoT温湿度センサを、どのようなタイミングで動かしましょうか?
多くの場合、予め決めた一定の間隔で周期的に動作すれば問題ないでしょう。また、測定する時以外はIchigoJamは何もせずに、ただ次の周期を待つだけです。
そこで、IchigoJamを低消費電力動作するための方法[3]SigleShotを用いて、20分間隔で周期的に動作させてみます。
具体的には、IchigoJamのSLEEPコマンドを使って、IchigoJamの動作を停止させ、20分後にBTN信号を入力して起動するようにしました。
下図は、MixJuiceのIO16端子をIchigoJamのBTN端子へ接続し、また、IchigoJamのIN4端子をMixJuiceのRST端子へ接続したときの様子です。
①MixJuiceのIO16端子をIchigoJamのBTN端子へ接続し、また、②IchigoJamのIN4端子をMixJuiceのRST端子へ接続する。
 
MixJuiceは、予め設定した時間が経過するとIO16からリセット信号を出力します。この信号をIchigoJamのBTN端子へ入力することで、IchigoJamをスリープ状態から復帰させます。
    ① MixJuiceに設定した時間が経過するとスリープ中のIchigoJamを起動する
    ② IchigoJamが起動したら、IchigoJam BASICからMixJuiceのリセットをかける
    ③ 温度と湿度を測定し、送信を行う
    ④ 次に起動するタイミングをMixJuiceへ設定する
    ⑤ IchigoJamをスリープへ移行させる
       20分間、おやすみなさい。。。

IoT用クラウドサービスAmbientへ送信する

IoT温湿度センサが測定した温度情報と湿度情報は、IoT用クラウドサービスAmbientへ送信することで、簡単にデータの蓄積と蓄積したデータのグラフ化が可能です。
製作したIoT温湿度センサをAmbientでグラフ化したときの様子を下図に示します。
製作したIoT温湿度センサからAmbientへ温度と湿度を送信し、Ambientへ蓄積したときの様子。

IchigoJam用 IoT温湿度センサのBASICプログラム

下記は、プログラムの一例です。IchigoJamのファームウェアは、Ver 1.2.3で動作確認しました。古いファームウェアでは動作しない場合があります。
プログラム2行目のxxxxにはAmbientのチャネル番号、3行目のxxxxxxxxxxxxxxxxにはAmbientのライトキーを入力してください。
入力を終えたら、必ず「save 0」でファイル番号0へ保存してください。IchigoJamはスリープ時にプログラムが消えてしまいます。スリープ復帰後にファイル番号0のプログラムが自動的に読み込まれ、プログラムの先頭から実行します。
new
1 uart0,2:?"IoT Envセンサ PS2
2 C=xxxx
3 K="xxxxxxxxxxxxxxxx"
4 T=1200:S=1
100 @CNF
110 out 11,0:out 11,1:wait 300
120 clk:clt:uart 1,2
130 if inkey() cont
140 if tick()>1800 goto @SP

150 ?"MJ APS":wait 40
160 if inkey()<>49 goto 120
170 clk
180 ?"MJ PCT application/json"
190 gsb @RX
200 @I2
210 let[0],#3ae6,#f3,#f5
220 ?i2cw(64,#802,1);:wait 2
230 ?i2cr(64,#806,2);
240 A=([3]>>8+[3]<<8)/37-474
250 ?i2cw(64,#804,1);:wait 2
260 ?i2cr(64,#806,2)
270 B=([3]>>9+[3]<<7)/26-65
300 @TX
310 uart 1:clk
320 ?"MJ POST START ambidata.";
330 ?"io/api/v2/channels/";C;
340 ?"/data"
350 gsb @RX:uart 1
360 ?"{";chr$(34);"writeKey";
370 ? chr$(34);":";chr$(34);
380 ? str$(K);chr$(34);",";
390 ? chr$(34);"d1";chr$(34);
400 ?":";A/10;".";A%10;",";
410 ? chr$(34);"d2";chr$(34);
420 ?":";B/10;".";B%10;"}"
430 ?"MJ POST END"
440 gsb @RX
450 if !S wait T*60:goto @I2
500 @SP
510 uart 1:?"MJ SLEEP ";T
520 wait 40,0
530 if inkey() cont
540 sleep
700 @RX
710 uart 0:clt
720 I=inkey()
730 if I clt:? chr$(I);
740 if tick()<40 goto 720
750 rtn

気になる電池の持ち時間は、なんと!55日間(一例)

この回路構成とプログラムを用いて、実際に何か月間の動作が可能なのかを確認してみました。下図は、Ambientで測定しつづけた実測値です。本例では55日間の動作が確認できました。
55日間(8週間)の室温と、電池電圧を測った。温度が30℃を超えている日は、エアコンを入れていた様子が分かる。電圧は徐々に下がるが、途中から上昇しているように見える。

この測定では、湿度の替わりに電池電圧を送信してみました。ところが、途中から電圧が上がってゆく様子が見られます。これは、IchigoJamマイコンのAD変換器が電源電圧を基準にしているためで、電池電圧の低下とともにAD変換を行うための基準電圧も低下してしまったためです。
そこで、IchigoJamの入力電圧とAD変換値との関係を求めて補正してみました。入力電圧とAD変換値の関係については、別途、実測で求めました。得られた関係式を用いて、正しい電圧値へ補正した結果を下図に示します。
55日間(8週間)の電池電圧の推移。補正を行うことで、電圧が下がってゆく様子が良く分かるようになった。

無線LANアクセスポイント停止による影響

期間中のデータを確認したところ、無線LANアクセスポイントが累計2時間にわたって停止していたことが分かりました。この停止中に電池の消耗を10%ほど縮めてしまっていたようです。
とくに、2回目の1.5時間におよぶ停止は、下図からも電池の消耗が明らかです。
例えば、30秒、経過しても接続できなかったときにスリープへ移行するような対策が必要だということが分かり、プログラムを修正しました(プログラムの赤文字部分)。

むすび

乾電池で IchigoJamを動かし、IoT温湿度センサとして実用的な動作期間(55日)を達成することが出来ました。より長期間、動かしたいときは、単2や単1型に変更すると良いでしょう。
また、動作間隔を長くしたり、MixJuice上のレギュレータを低消費電力のタイプに交換したりすることで、より長い期間の動作も出来るようになるでしょう。
by ボクにもわかるIchigoJam
https://bokunimo.net/ichigojam/ (ホームページのアドレスが変わりました)

Yahoo!ジオシティーズのサービス終了に伴うホームページ移転について

Yahoo!ジオシティーズが2019年3月31日にサービスを終了する予定です。
これにともない、ボクのウェブサイトの移転の作業を開始しました。
2004年から14年にもわたって利用してきたので、とても残念でなりませんが、266万ものアクセスをいただけたことを励みに、引き続き、新サイトでも努力してゆきたいと思います。
現在、下記の新サイトへの移行作業中で、段階的に、転送を設定してゆく予定です。
ご利用いただいている方々には、ご迷惑をおかけいたします。

 ボクにもわかる地上デジタル
(新)https://bokunimo.net/bokunimowakaru/

ボクにもわかる XBee
(新)https://bokunimo.net/xbee/
ボクにもわかる  IchigoJam
(新)https://bokunimo.net/ichigojam/

Yahoo!ジオシティーズのウェブサイトにリンクしていただいている方へ
(Yahoo!ブログ、GitHubを除く)

折角のリンクしていただいたにも関わらず、大変、申し訳ありません。
お手数をおかけいたしますが、リンク先の変更をしていただきたく、お願いいたします。
新サイトには、独自ドメインを設定し、今後、同じような事態を発生させないようにいたしました。
以下に、主要ページの移動先を案内させていただきます。
地デジ:    (旧)/bokunimowakaru/
        (新)https://bokunimo.net/bokunimowakaru/
XBee:     (旧)/xbee/
        (新)https://bokunimo.net/xbee/
 IchigoJam: (旧)/ichigojam/
        (新)https://bokunimo.net/ichigojam/
なお、ブログについては2019年3月以降も、継続します。
ご理解ならびに、ご協力をくださいますよう、何卒、よろしくお願い申し上げます。
2018/10/12
サイト管理人 国野 亘

サイト略歴・サイト移転日記

1995年        ウェブサイト開設
2003年10月     地上デジタル放送の技術情報ページを開設
2004年10月14日  Yahoo! カテゴリ検索に登録される
2004年11月01日  Yahoo!ジオシティーズへ移転・旧サイトの閉鎖
2005年12月29日  累積アクセス件数10万件
2008年01月19日  累積アクセス件数100万件
2018年10月01日  Yahoo!ジオシティーズのサービス終了の案内を受ける
2018年10月09日  ホームページの移転準備を始める
2018年10月12日  移転日記をつけ始める(このブログ)
2018年10月12日
Yahoo! ジオシティーズからサイトの移転をするときの最大の課題が、Google検索でのウェブサイトの新旧の関連付けです。
Googleで関連付けが可能なのは、ドメイン名の移転なので、ジオシティーズのドメインからの移転を関連付けることが出来ませんでした。
そこで、いくつかの実験を行いながら、段階的に移行することにしました。
まずは、IchigoJamのサイトから移転することにします。
IchigoJamをご利用の方々とはFacebookでのやりとりがあることや、公開してからの年数が、比較的、短いことなどから選択しました。
IchigoJamのサイトで行った方法は、以下の通りです。
  • <LINK REL="canonical" href="新サイトのURL">を移転元、移転先に設定
  • <META http-equiv="refresh" content="12; URL=新サイトのURL">を移転元に設定
  • 10秒後に新サイトへ遷移するスクリプトを移転元に設定
    参考にした情報:http://xirasaya.com/?m=detail&hid=370
  • 移転の案内表示を移転元に設定
  • Sitemapを空に設定(→エラーになるので、戻した)
これが上手くゆけば、他のページへも展開する予定です。
ただし、この方法だと元ページのコンテンツを消してしまうことになり、新サイトへ移行する前にGoogle側で検索ページが削除されてしまう懸念があります。
他のページについては、IchigoJamページの様子を見ながら、より安全な方法を見つけたいと思います。
反省点:
ボクは有料のYahoo!ジオシティーズに加入していたので、独自ドメイン設定が無料だったにも関わらず、設定していませんでした。Yahoo!の独自ドメインサービスへの移転であっても、今回と同様にGoogle検索の問題が生じるからです。とはいえ、移行の期限が十分にあれば、じっくりと検索エンジン側の移行を待てばよいのでリスクは無かったはずです。サービス終了を想定できなかった点が残念です。
移転のお知らせに置き換えるときに使用したスクリプト:
(理解せずに使用すると危険です!)
#!/bin/bash
URL_OLD="/ichigojam/"
URL_NEW="https://bokunimo.net/ichigojam/"
find ./ -name "*.html" |grep -v "trbat_index.html" > trbat_sitemap_.txt
cat trbat_sitemap_.txt | cut -d'/' -f2- | while read path; do
 url_old="${URL_OLD}${path}"
 url_new="${URL_NEW}${path}"
 echo $url_old "->" $url_new
 cp -i ./${path} ./${path}_tr.BAK
 cat trbat_index.html \
  | sed -e 's|{URL_OLD}|'${url_old}'|g' \
  | sed -e
's|{URL_NEW}|'${url_new}'|g' \
  > ./${path}
done
2018年10月13日
色々と調べてみましたが、昨日の方法でしか、Google検索のページ移動が出来ないことが分かりました。
また、Yahoo!からの転送(HTTP 301によるリダイレクト転送)についても、旧サイトの全てのページが同じURLへ転送されるという単純なものでした。
Yahoo!に対して、感謝の気持ちも残っているものの、腹立たしい気持ちも徐々に拡大中です。
少しだけ、抵抗の気持ちをこめて、利用料の登録を解除しました。
  • 全てのページに、新サイトへの転送設定(メタタグとJavaScript)を行いました。
  • Yahoo!ジオシティーズの無料サービスへ切り替えました。
  • 無料サービスでは100MB以下に抑える必要があったので画像や配布データを削除しました。
  • 無料サービスでは広告が表示されますが、10秒後に新サイトへ転送されると消えます。
引き続き、ご不便をおかけします。

by ボクにもわかるホームページ