【SALZ製作】SALZ2のシェイクダウン
長い長いＧＷが終わりました。
ＧＷ突入直前にMaker Fair Kyoto 2020 onlineの情報を知り、急きょ出展することにしました。
自らも出展者となることで、他の出展者の展示をひとつずつ丁寧に見て回ることができました。
午後からのオンライン討論会も聴講しました。
結局、全ての展示を見て回る事はできませんでしたが展示会を満喫し、メイカー文化の楽しさと奥深さを垣間見ることができました。
このGWで自学の時間が多く取れ、SALZの製作も次のステップへ進むことができました。
ここまでの振り返りをいたします。
SALZ2が組み上がり、テストを開始しました。
先のポストでも触れましたが、obnizによらない装置作りを進めてきました。
新しい水やり装置キットをベースに、USBで駆動する水中ポンプをリレーに接続しました。
その各ステップは小さな失敗の連続で、
課題に当たる
↓
解決方法を模索する
↓
答えが出ない
↓
休む
↓
アイデアを思いつく
↓
試してみる
の繰り返しでした。
納期のない試行錯誤はとても楽しいものです。
これが仕事と異なるところですね。
装置の説明
名称：SALZ2（ザルツ２）
機能：盆栽用の自動潅水機能を備える。データロガー付き
マイコン：DOIT ESP32 DEVKIT V1
水分センサ：Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2
給水ポンプ：USB給電 AD180-0510 DC5V
リレーモジュール：キット品(JQC3F-05VDC-C)
サーボモータ：SG92R（SALZ1のまま）
コンテナ：アステージ製システムコンテナ 250
その他部品：USB延長ケーブル、ビニールホース、ジャンパー線、ブレッドボード、USBアダプタ２個口、屋外用延長コード、漏電保護タップ、ビニルテープ、エアコン用粘着テープ、塩ビ管、塩ビ管エルボ、ペットボトルの口、ビー玉、肥料カバー、タコ糸、バスコーク透明、プラ容器 ほか
SALZ1のハードを流用しています。
これまでの製作過程はこちらをご覧ください。
このハードウェアに、ESP32のマイコン、水分センサ、リレーを組み合わせます。
[ESP32、水分計、リレー]
[上部トレー]
[マイコン部]
[バルコニーの際に設置しました]
テスト中はESP32をブレッドボード２つにまたいで使っていましたが、片側はそのままピンに挿せばよいので、１つにしました。最終的には、VCCとGNDを２つに分岐させれば良いだけなので、ブレッドボードなしでも良さそうです。
今回は、これから夏に向かい、たくさんの日光を浴びて、大きく成長して欲しいため、バルコニーの際に設置しました。
そして、まずは「TEST_MODE」で動作確認。全てのサイクルタイムを短く設定しており、各装置が正しく動作するか確認しました。懸念していたサーボはキッチリと動作し、サーボホーンのキャリブレーションも不要でした。
そしていよいよ、「TEST_MODE」を切って、本動作にしようと思ったとき、
大きな問題に気付きました。
obnizのようにコントロールするスマホがないので、プログラムを更新するときは、装置からマイコンを取り出し、PCと接続しなければなりません。
これは今後の課題です。
プログラムに関しては、水やりキットのチュートリアルから出発し、SALZ1で作った処理フローの実装、Wifiの接続、IFTTT経由のGoogle Spreadsheetへのログ出力を取り込みました。ArduinoIDEでC言語を用いてのコーディングは安心してできます。
// SALZ2 r2020.05.10 bbd
// 参考資料:
// @masciiさん「ESP32からIFTTTを使ってLINE Notifyで通知を送ってみた」
// https://qiita.com/mascii/items/4c366ad4709469d5fda9
// TomoSoftさん「IFTTTを用いてESP-WROOM-02からGoogleドライブ・スプレッドシートに書き込み」
// https://tomosoft.jp/design/?p=7598
// ほか
#include <WiFi.h>
#include <WiFiClient.h>
#include <Servo.h>
//テストモード(ON:1, OFF:0)
//#define TEST_MODE 1
#define TEST_MODE 0
const int DRY_LEVEL = 3000;
const int WD_TIME = (TEST_MODE) ? (5 * 1000) : (10 * 60 * 1000);
const int DOBU_TIME = (TEST_MODE) ? (5 * 1000) : (10 * 60 * 1000);
const int WAIT_TIME = (TEST_MODE) ? (10 * 1000) : (60 * 60 * 1000);
const char* server = "maker.ifttt.com"; // Server URL
// 接続先のSSIDとパスワード
const char* ssid = "XXXXXXXX";
const char* password = "XXXXXXXX";
// IFTTT
String makerEvent = "salz2_check"; // Maker Webhooks
String makerKey = "XXXXXXXX"; // Maker Webhooks
int wsPin = 18; // 給水モータ用リレースイッチ
int wdPin = 19; // 排水弁用サーボモータ
int wlPin = 34; // 水分計センサ
float moistureLevel = 0.0;
int idLog = 0;
WiFiClient client;
Servo myServo;
void errorBlink() {
/*
for (int i = 0; i < 10; i++) {
digitalWrite(outputLed, HIGH);
delay(300);
digitalWrite(outputLed, LOW);
delay(300);
}
*/
Serial.println("errorBlink();");
}
void wifiBegin() {
Serial.print("Attempting to connect to SSID: ");
Serial.println(ssid);
WiFi.begin(ssid, password);
}
bool checkWifiConnected() {
// attempt to connect to Wifi network:
int count = 0;
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
Serial.print(".");
// wait 1 second for re-trying
delay(1000);
count++;
if (count > 15) { // about 15s
Serial.println("(wifiConnect) failed!");
errorBlink();
return false;
}
}
Serial.print("Connected to ");
Serial.println(ssid);
return true;
}
void sendIFTTT(String s1, String s2, String s3) {
while (!checkWifiConnected()) {
wifiBegin();
}
Serial.println("\nStarting connection to server...");
if (!client.connect(server, 80)) {
Serial.println("Connection failed!");
} else {
Serial.println("Connected to server!");
// Make a HTTP request:
String url = "/trigger/" + makerEvent + "/with/key/" + makerKey;
url += "?value1=";
url += s1;
url += "&value2=";
url += s2;
url += "&value3=";
url += s3;
client.println("GET " + url + " HTTP/1.1");
client.print("Host: ");
client.println(server);
client.println("Connection: close");
client.println();
Serial.println("url:" + url);
Serial.print("Waiting for response "); //WiFiClientSecure uses a non blocking implementation
int count = 0;
while (!client.available()) {
delay(50); //
Serial.print(".");
count++;
if (count > 20 * 20) { // about 20s
Serial.println("(send) failed!");
errorBlink();
return;
}
}
// if there are incoming bytes available
// from the server, read them and print them:
while (client.available()) {
char c = client.read();
Serial.write(c);
}
// if the server's disconnected, stop the client:
if (!client.connected()) {
Serial.println();
Serial.println("disconnecting from server.");
client.stop();
}
}
}
void sendData() {
sendIFTTT(String(idLog++), String(moistureLevel), "");
}
void wdOpen() {
//排水弁を開く
Serial.println("排水弁を開く");
myServo.attach(wdPin);
myServo.write(170);
delay(3000);
myServo.detach();
}
void wdClose() {
//排水弁を閉じる
Serial.println("排水弁を閉じる");
myServo.attach(wdPin);
myServo.write(10);
delay(3000);
myServo.detach();
}
void wsOn() {
//給水On
Serial.println("給水On");
digitalWrite(wsPin, LOW);
}
void wsOff() {
//給水Off
Serial.println("給水Off");
digitalWrite(wsPin, HIGH);
}
void setup() {
Serial.begin(115200);
delay(100);
pinMode(wsPin, OUTPUT);
pinMode(wdPin, OUTPUT);
digitalWrite(wsPin, HIGH);
wifiBegin();
while (!checkWifiConnected()) {
wifiBegin();
}
delay(500);
sendIFTTT(String(idLog++), String(moistureLevel), "SALZ2 Start");
for (int i = 0; i < 2; i++) {
wdClose();
wdOpen();
wsOn();
delay(1000);
wsOff();
delay(1000);
}
}
void loop() {
float val = 0.0;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
val += analogRead(wlPin);
}
moistureLevel = val / 5;
Serial.print("MOISTURE LEVEL:");
Serial.println(moistureLevel);
sendData();
if(moistureLevel > DRY_LEVEL) {
Serial.println("ドライ");
wdClose();
wsOn();
delay(WD_TIME);
wsOff();
delay(DOBU_TIME);
wdOpen();
}
delay(WAIT_TIME);
}今回の成果：
・obnizからESP32への転換ができた。
・制御用の端末が不要になった。
・装置が扱いやすくなった。
・ArduinoIDEで開発できた。
・馴染みのC言語でプログラミングできた。
・他の人にも勧めやすくなった。
・SALZ2をベランダの手すり側に設置できたこと。
・日当たりの良い場所に設置することで成長が早くなるかも。
・電源の取り回しに気を使った。
・Amazonの水やりキットを活用できた。
・リレーの使い方を勉強できた。
・静電方式の水分計を使ってみた。
・Arduino用のサンプルコードを入手できた。
・他の人にも勧めやすくなった。
今回の課題：
・ESP32を用いたプログラムの更新は、装置から取り外しUSB接続して行う必要がある。
・装置に付けたままで更新を行いたいときは、ノートＰＣを装置の近くへもっていく必要あり。
・土の上に置いた肥料が溶け出さない。
・どぶ浸けの水位の問題か？
・水位を上げることは問題ないが、上部トレーの縁を高くすると、日当たりが悪くなるのではないか。
・ポンプの勢いが増した、もう少し水深を深くしたい。オーバーフローの高さを上げたい。
・塩ビ管を切って取り付ければよいか。
・日なたに設置したにもかかわらず、乾くまでに時間が掛かった。
・閾値の調整。
・Wifiでパラメータを変えられる必要あり。（キャリブレーションが必要）
・土を変える。
・現在は、赤玉土100％
・植え替えにはリスクが伴う。
・約２週間は装置にセットできない。
参考資料：