【SALZ製作日誌】2020.07.24　水分計との格闘の末。。。

こんなに事が長引くとは、想像だにしておりませんでした。
結論から先に申しあげますと、水分計の課題は解決しました。
長い長い格闘の末、正常に動作するようになりました。

うまくいかなかった原因は、水分計の故障とチェック方法の甘さです。
仕事でもそうですが、なかなか解決できない問題があるときは、決まって複数の不具合が絡み合っているものです。

前回までのテストで、水分計が正しく値を返さない問題がありました。
SALZ2では、水分計を軽く握るだけで値が変わり、動作チェックができていましたが、今回はどうも怪しいのです。数値はふらふら変動しています。しかし、水分量を示しているようには感じられません。

そこで、水分計のテストをきちんと行うことにしました。テストの計画は以下のとおりです。

1.水分計チェックのためのプログラムを作成し、M5Atom Matrixで試す。
2.M5Atom Liteで試す。
3.M5StickCで試す。
4.Arduino Unoで試す。
5.別の水分計を試す。

今回使う装置を並べてみました。

左上：M5Atom Matrix
右上：M5Atom Lite
左下：M5StickC
右下：Arduino Uno

上：新しい部品
下：今まで使用していた部品

1.水分計チェックのためのプログラムを作成し、M5Atom Matrixで試す。

下記のプログラムを書いて試しました。

// WLTest 水分計テスト

#include <M5Atom.h>

void setup() {
   M5.begin(true, false, true);
   Serial.begin(115200);
}

void loop() {
   int ml = analogRead(32);
   // Serial.print("ML:");
   Serial.println(ml);
   delay(1000);
}

うーん。正常に動いているのかどうかもわからない値です。次のテストに移ります。

2.M5Atom Liteで試す。

プログラムは同じものが使えます。
試してみると、残念ながら同じような結果でした。

ということは、M5ATOM Matrixの故障ではないということは分かりました。
ただ、M5ATOM系特有の問題であれば、まだ分かりません。

3.M5StickCで試す。

これで行けるなら、M5StickCに宗旨替えしても良いかと思いました。ただ、扱えるGPIOが少ないので、別の苦労があるのでしょう。
使えるポートは26のみ。こちらで試してみます。

// WLTest 水分計テスト

#include <M5StickC.h>

void setup() {
   Serial.begin(115200);
}

void loop() {
   int ml = analogRead(26);
   //  Serial.print("ML:");
   Serial.println(ml);
   delay(1000);
}

テスト結果は、あまり代わり映えしないものでした。

4.Arduino Unoで試す。

analogRead()で悩んでいます。本家Arduino Unoで試してダメなら、根本的に間違っていることになります。

// WLTest 水分計テスト

#include <Arduino.h>

void setup() {
   Serial.begin(9600);
}

void loop() {
   int ml = analogRead(A0);
   //  Serial.print("ML:");    
   Serial.println(ml);
   delay(1000);
}

テスト結果は、同じくパッとしません。

5.別の水分計を試す。

となると、水分計の故障を疑うべきでしょう。今後の横展開に備えて、水分計を多めに買っていました。

5個セット DC3.3-5.5V 土壌湿度センサ 高精度 土壌湿度計 土壌水分テスト 土壌水分モジュール 機器制御用

同じように見える水分計ですが、基板上のペイントや、基板のカットは交換品の方がしっかりしている感があります。
ここで、ようやく結果が出始めます。

水につけたとき、216　あたり、外に出したとき、477　あたりになりました。

VCC：５V
GND：GND
IN：A０

に接続していました。VCCは５Vでも3.3Vでも変わりませんでした。
ということは、こちらの水分計を使えば、M5Atom Matrixでも動作するはずです。

ここで、少し補足いたします。今回はじめて、ArduinoIDEの機能「シリアルプロッタ」を使用しています。Serial.println(ml);　の値をグラフにしてリアルタイムにプロットしてくれます。今回はこの機能に本当に助けられています。いままで、シリアルモニタのみでチェックしていましたので、それらしい数字が変わっているだけで、正常と判断していました。グラフ化して、数字がよく見えます。

1.水分計チェックのためのプログラムを作成し、M5Atom Matrixで試す。

M5Atom Matrixで再試験を行いました。
結果はこちら。

横軸の数値で水分計を移動させました。
0～100：外に出す、水につける
100～200：外に出す
200～300：水につける
300～400：外に出す
400～500：水につける

このような結果でした。
何となく状況は変わっているように見られますが、ノイズが多く、値の振れも大きくて、Arduino Uno　との結果が異なります。

これは、SALZ3のソース内で、

//ピン配置
//   　　　■3V3   
//G21□　　□G22
//G25□　　■G19：排水弁用サーボモータ
// 5V■　　■G23：給水モータ用リレースイッチ
//GND■　　■G33：水分計センサ

const uint8_t WL_PIN = 32; // (G33)水分計センサ

としているためです。五里霧中でネットで情報を求めているなか、「どうもG33のポートを使う場合、32を使うとうまくいった。」という情報があったため、これを拠り所に設定していました。
これを、33に戻してみるとどうだろう。と思い、

int ml = analogRead(33);

にして、再テストしました。

// WLTest 水分計テスト

#include <M5Atom.h>

void setup() {
   M5.begin(true, false, true);
   Serial.begin(115200);
}

void loop() {
   int ml = analogRead(33);
   // Serial.print("ML:");
   Serial.println(ml);
   delay(1000);
}

横軸の数値で水分計を移動させました。
0～100：外に出す
100～200：水につける
200～300：外に出す
300～400：水につける
400～500：外に出す

VCC：3.3V
GND：GND
IN：33

これでOK。
外に出すと、2655あたり、水につけると、1120あたりの数値になります。

analogRead()の戻り値は、Arduino Uno　の場合、0-1023の範囲で、M5Atom Matrix　の場合、0-4095で戻ってきます。

外に出すと、2655/4096=0.65、
水につけると、1120/4096=0.27となります。

Arduinoの場合は、
外に出すと、477/1024=0.47、
水につけると、216/1024=0.21となります。

ようやく、目的の機能を得ることができました。

昨日、壊れたと思った水分計を再度テストしてみると、正しく動作しています。

最初の値のふらつきを見て、壊れていると感じたのか。。。

正しく動いています。
データの読み取りを見誤ったかと思いながら、analogRead(33)で昨日の追試をしてみると、

こんな感じで、値がぐらつき始め、analogRead(32)に戻しても、正しく動かなくなりました。

その後、10分ぐらい時間を置いて試してみたところ、湿った時の値が微増するのが気になりますが、なんとか使えるレベルだと思っていましたら、400秒を過ぎたあたりから、挙動がおかしくなりました。

この気まぐれな水分計と、いい加減なテストのおかげで、ずいぶん苦労しました。
キットに付属の水分計の不具合はちょっと困りますが、単価240円のパーツです。今回は部品交換して先へ進みましょう。

これまでのぐだぐだ日誌に
お付き合い下さりありがとうございました。

おまけ〜SALZ2の松の様子

SALZ2は順調に稼働しています。
SALZ2の松はすくすく成長しております。
ザル作りとして多肥多水かと問われれば、厳しい所ですが、自動潅水装置としてはとても優秀です。

SALZ2のロードテストについてはまた取りまとめてご報告いたします。

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