2017年11月14日火曜日

デジタル積雪計を作る② -マイコンESP32を動かす-

前回：距離センサを使って積雪計を作る①

若干モチベーションの低下を感じますが、製作は続きます。


前回、マイコンにmbed LPC1768を使ってPCと有線接続でデータを拾うという説明をしました。
が、いざブログを投稿したら「無線便利だよ」という声を頂きまして、人の意見にすぐ流される自分は「うんすぐ無線やるかー」って感じになりました。
したがって、計画はマイコンにESP-WROOM-32を使って無線接続でデータを拾う形に変更になりました。





改めて、マイコンをmbed LPC1768からESP-WROOM-32に変更しました。
ESP-WROOM-32、通称ESP32は今年のはじめに開発ボードがわらわら出てきたばっかりのもうそれはそれは最新型の無線（Wifi + Bluetooth）モジュールです。

開発ボードは、スイッチサイエンスから発売されているESPr® Developer 32を使うことにしました。
秋月電子などから発売されているESP32-DevKitCのほうが500円以上安いのですが、こちらは突入電流の対策が取られてないらしいのと、若干ボードの幅が広くて一般的なブレッドボードに指すとジャンパワイヤを挿せるスペースが無いということで、余計な不安とかストレスを抱えたくないので止めました。そもそも突入電流の影響がどれくらいなのかについては全然分かってないのですが。


購入前に色々このボードのこと調べてたら思ってた1000倍くらい簡単に無線接続できそうな気がして、もしかして2017年凄いのではないか？と思っています。


んで、月曜日に買ったら火曜日にネコポスで届きました。
翌日に届くって関東ならまだしも本州最北端の青森県でそれは早い。
どうせ木曜日くらいなんだろうなと思っていたのでなおさら早い。


さて、開封の儀です。


次にESPr® Developer 32のはんだ付けをします。
ESPr® Developer 32にはピンヘッダが付属してないので細ピンヘッダを別途購入しましたが、ボードの基板が厚いのもあってピンヘッダが顔を出してくれません。これでは上手くはんだ付けできないので、1ピンずつ丁寧丁寧に樹脂部分の位置をずらして高さ調節をしました。おかげさまで顔を出してくれました。



さらに、ESP32(ESP-WROOM-32)でLチカ (WindowsでArduino IDE使用) - Qiitaを参考にしてArduino IDEとESP32を使うためのファイルを色々ダウンロードしてインストールします。

そのあと、ESP32をパソコンにつなぐと勝手にドライバをインストールしてくれるので、完了まで数分待ちます。
完了したらESP32のCOMポートがArduino IDEの[ツール]タブの[シリアルポート]内に追加されてるので選択して、IDEの→マークでESP32に書き込みます。
ちなみLチカに際してのコードも上のQiita記事のそのままを使わせてもらいました。

書き込み中はESP32というかESPr® Developer 32のシリアル通信を示すTX/RXのLEDランプが元気に光ってくれて、もうすぐLチカできるぞー！！っていうワクワク感を高めてくれます。


そして書き込みが終わると、LEDが産声をあげます。
はんだ付けがめっっっっっっっっちゃ汚いですが年に数回しかしない作業だから許してください。



これで無事Arduinoデビューを果たせたのではないでしょうか。


弘前市はあさって木曜日頃に初雪を迎え、週末以降はずーっと雪と雨を繰り返す予報ですが、果たして根雪までに間に合うのでしょうか。製作はまだまだ続きます。


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2017年11月9日木曜日

デジタル積雪計を作る① -計画-

11月ですが今年はじめての更新です。

気づけば立冬を過ぎ季節は冬を迎え、初雪を待ち望む声が少しずつ出てきた気がします。

そんな今日、急に「そういや数年前に積雪計を作ろうなんて言ってたな―」ということを思い出したので、モチベーションが下がらないうちに製作に取り掛かろうと思います。


おととし作った温度計同様、いちいち外に出て目盛りの振ってある棒を見て「あーきょうは20cmですね」なんてやるのは小中学生のうちに済ませたので、家から出ずに、勝手に積雪深を測ってもらいます。

とりあえずざっくりと部品を決めます。
まず必要なのは積雪深を測る部品で、これは距離センサと呼ばれるものを使おうと思います。
距離センサには赤外線だったり超音波だったりレーザーだったり色々なパターンがあります。
気象庁のアメダスでは、超音波とレーザーの2種類が採用されています。

今回は、（赤外線）レーザーを使ったVL53L0Xというセンサを使おうと思います。
このセンサは去年発売されたばかりで、分解能1mmという凄いやつです。ただ積雪深を測るのに1mm単位の精度は必要なく、ただレーザーが格好いいから使うだけです。

次にセンサを操るマイコンを決めますが、これはいつもどおりmbed LPC1768を使います。



さて、次にこの部品たちをどうやって外に置くかを決めます。
何となく今ホットなのは無線通信なので、
・パソコン側マイコンとセンサ側マイコンをXbeeとかで無線通信する
・センサ側のマイコンにWifiモジュールをつけて夢の無線LAN通信！
なんて方法が考えられるのですが、
残念ながら今の私にはWifiモジュールを使える技量が無いし、何となくハードルが高そうで手が出ないので、昔ながらの有線接続でいきます。昔ながらって素敵ですよね。


ということで、おそらく

[PC(地上5mくらい)]---|窓|---(この間10mくらい)----[マイコン・センサ(地上1.8mくらい)]

みたいな感じになると思います。
自分の部屋が2階なのが惜しまれます。



さてこんな雑な計画で作れるんでしょうか、おそらく次回に続きます。
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