【かんすい升製作日誌】モニタリング6-やっぱり水分計を調べよう
【かんすい升製作日誌】モニタリング4で、ようやく観測体制が整い、家にいても会社にいてもモニタリングを見ながら、数値の変化をはらはらしながら見ています。
【かんすい升製作日誌】モニタリング5-あれから一週間経ちました。
これで行けると思った水分計が、どうも期待したように働いていないようです。
私の期待する水分計の働きとは、
1.潅水直後に数値が跳ね上がる。
2.時間とともに数値がじわじわ減っていく。
とまあこんな感じなのですが、そのようにはなっていない感じです。
今日は、出かける前に、水分計を土から引っこ抜いてきました。これで、数値がガツンと下がっているはずなのですが、50％前後の数値が、36％になったものの、本当にこれでよいのか信じられなくなってきました。
昨年経験した苦い思い出が頭をよぎります。
【SALZ製作日誌】2020.07.24 水分計との格闘の末。。。
これからも長くお付き合いする水分計なので、もう少しきちんと調べてもよいかな、と思いました。
まずは実験装置を考えます。
水分計センターの値を読み取り、ディスプレーに表示します。これにより、
センサーが正しく働いているか？
感度は適切か？
のテストをしたいと考えています。
私の手持ちのマイコンで作ろうと思っています。
M5Stack GRAY
M5Stack CoreInk
M5StickC
Atom Matrix
Atom Lite
マイコンに求める要件は、
・水分計との接続が容易なこと（コネクタ形状、配置）
・必要とする情報の表示能力があること
・可搬性がよいこと（バッテリーの有無）
・屋外で使えそうか
・応用はききそうか？
等が現時点で考えられます。
水分計との接続が容易なこと（コネクタ形状、配置）について
今回テストしたい水分計は
DiyStudio 土壌湿度計 湿度検出モジュール 水分センサ アナログ出力土壌水分リアルタイムデータ V1.2 Arduino Raspberry Pi用 耐食性ケーブル付き DC 3.3〜5.5Vワイド電圧配線容量性センシングの原理を使用して土壌水分を検出します（5 個）
です。
WayinTop 自動水やり装置 DIYキット 静電容量式土壌水分センサー + 小型ポンプ DC3V 5V + 1M ホース + リレーモジュール 1チャンネル ガーデニング 家庭園芸 盆栽 庭園 花植 木鉢 植木鉢
のセットの一部でした。
前回の失敗からやはりコネクターはしっかりしている方がよいことに気づきました。M5シリーズは共通で、Gloveコネクタが付いています。
Gloveコネクタについて調べてみることにしました。
神楽坂らせんさん の記事
刺すだけ簡単！ M5Stackで環境監視システムをつくる！（Co2・TVOC・温度・湿度・気圧）
を見て気がついたのですが、
Gloveコネクタに種類があるそうです。
この中で紹介されていた記事で
ajimitei labo.さん の記事
M5StackとM5Stickの機種別GROVE端子情報まとめ
で、M5シリーズのGloveコネクタの種類について、詳しくまとめられています。
ラングシップさんの
Grove端子(HY2.0-4P、PH2.0-4P)について調べてみた
とても詳しく書かれていて、参考になります。
＠Gaku Hibiさんの
M5Stack Groveポート A-B-C
M5Stack Basic、Gray、CORE2のGroveポート。赤色になっていますが、これは、I2C向けのポートとなっており、UARTやGPIOポートとして利用することができません。
とあります。
えっ、そういうことだったのですか。高級感を醸し出しているのかと思っていたのですが、赤色になっている意味があったのですね。私が今使いたいのはGPIOの機能なので、つまりは使えないことになります。
電子工作の世界は奥深いと改めて思う所です。
ICTに慣れ親しんできた私にとって、同じコネクタで用途が異なるのは、D-Sub25pで終わったものと思っていました。あの当時、パラレルポートとシリアルポートがD-Sub25pを使用していたことがあり、とてもややこしかったです。
Gloveコネクタが使えないとなると、ジャンパーピンか、ブレッドボードで考える必要がありそうです。
必要とする情報の表示能力があること
そもそも何を表示したいかということなんですが、
水分計から返ってくる値（0 - 4096）
だけでよいでしょうか。
センサーの状態を調べたいという目的があるので、現在値だけでなく、前回値、過去の最大最小などがあるとよいでしょうか。
最終的には、センサーを外したときの水分量を0％とし、水中に浸けたときの水分量を100％とするような補正を掛けれればと思っています。そのために、上限、下限を調べる必要がありそうです。
と考えると、Atom MatrixやAtom Liteでは少し荷が重いように感じます。
表示能力で考えると、青から赤へ数値に応じた色の違いで表現すれば、LED一灯だけでも不可能ではないですが、色の使用はUI的にはあくまでも補助的に使用すべきと考えます。
可搬性がよいこと（バッテリーの有無）
電源の取り回しはなかなか厄介で、可能であれば、ワイヤレスの方が装置として使いやすいです。M5シリーズはバッテリーを内蔵しているものもあり、それが使えれば、装置がコンパクトにまとまります。私の持っているM5StickCはUSBコネクタを抜くと電源OFFになってしまいます。
電池がなくなってしまったのでしょうか？小型のモバイルバッテリーと組み合わせる形でもよいかもしれません。
屋外で使えそうか
常時屋外で使用するわけではありませんが、出きれば、屋外使用OKなものを使いたいです。
というのも、M5Stack CoreInkの電子ペーパーはUV禁止ということだそうで、できるだけ控えたいところです。
ということで、あれこれ考慮した結果が次の表になります。
ということで、M5Stack GRAYかM5StickCで取り掛かることにします。
M5Stack GRAYを使って、装置を作っていきます。
まずは使用するピンの決定です。
スペック表を見ながら、考えていますが、意外と使えるピンが少ないことに気づきます。
アナログ入力できて、スイッチや組み込みのセンサーと共用していないポートを探します。
ネットの情報を集めたところ、GPIO35、GPIO36あたりを使うとよいようでした。
GND
5V
GPIO35
の組み合わせを採用します。
ジャンパピンがとびとびになってしまいましたが、
ぐらつかないようにダミーのピンを挿して固定しました。
これは私のお気に入りの方法です。
ハードが決まれば、あとはソフトです。
ざっくりと、作ったソースが次のとおりです。
・WLTesterM5Stack
ここまで作って、とある事に気づきます。
私の持っているM5StickCの電池のことです。
make it easy さんの記事
M5StickCの内蔵バッテリーが充電されない問題 → 解決
を見ると、コメント欄に 神コメントが！
内蔵電池のリセット方法について言及されていて、その方法を試すことで。。。
なんと、バッテリが生き返ったのです！！
なぜこうなるのか、理由はわかりませんが、ともかく、うれしい。
ということは、
となり、M5StickCが総合評価で1位となりました。
M5StickCの電池容量はとても小さいのですが、テストだけなので、数分持てば十分使えます。
M5StickCでバッテリのテストをしてみました。
MUDAなことをしよう。 さんの記事
を試したところ、バッテリは問題ありません。
M5StickCでのテスト装置製作に舵を切りました。
M5StickCを用いることで良くなった点はGloveコネクタが使えそうだということです。
コネクタは白色でI/Oは問題なさそうです。
ソフトはこんな感じで組んでみました。
電池残量の表示機能も、MUDAなことをしよう。さんの記事を参考にさせていただきました。
・WLTesterM5StickC
配線、ソフトが揃いましたので、あとはケーシングを決めて装置の完成とします。あくまでもテスト用の装置ですので、耐久性とか見栄えとかはあまり気にしませんが、取り扱いやすいようにしておきたいものです。
モニタリング装置の温湿度計用に使ったアジャストケースのふたが余っていました。
MAKINO アジャストケース BSK-14S
はめてみると、ピタっとフィットします。
クラフトのこぎりで底に切り込みを入れて、水分計を差し込むと、いい感じに装置がまとまりました。
少しケーブルがはみ出ていますが、これが今の私の実力です。
最初から、この方向で行くなら、何もGroveコネクタを使わなくても。。。
なんて気もしますが、まずは装置が動くことを優先しました。
さあ、ここからが本番、水分計のテストになります。
少しいじっている感じだけだと、なかなか手ごわいセンサーのようで、なかなか思ったような結果になりません。テスト計画をきちんと立てて、この難題に取り掛かることにいたします。
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