サンタさん来訪に備え、室内のCO2濃度を快適にしておきたいと思っている 松下(ニックネーム: Max) です。
多すぎる二酸化炭素は脳の敵 と言われており、オフィスのIoTネタでもよく話題になるCO2の計測。センサーは探すとあるのですが、いかんせん5V駆動のものばかりで、 Wio LTE のような 3.3V マイコンで動かすには...
- 3.3V -> 5V DCDC 昇圧回路を挟む
- 3.3V で駆動するセンサーを探す
という選択肢となります。ちなみに、動作電圧3.3Vか5Vというのはプロトコルのようなものです。3.3V/5Vの両方に対応しているセンサーもありますし、電圧を「変換」することで動きます。
作るのは好きですが、目的を見失うので3.3Vで動くCO2センサーを探してみると...あるものですね！
1万円となかなかいいお値段ですが、昇圧回路を作って5Vのものを動かすくらいなら、既製品を使えばお金はかかるかもしれませんが、時間※が節約できるので、今回はこれを使ってみようと思います。
※時間 = 昇圧回路を作るだけじゃなくて、その回路が正常に動いているかチェックしたり、、、面倒なのはお金で解決したい派です。
S-300L にピンヘッダをはんだ付け
本当は Grove コネクタがついてくれていれば最強だったのですが、残念。
仕方ないのでピンヘッダをハンダで取り付けます。まあ、このくらいは作業するか。
下手なのはわかってます。突っ込まないで。
ブレッドボードで検証
S-300Lのピンヘッダは直接ブレッドボードに挿せます(2.54mmピッチ)。これは便利。
あとは Groveのジャンパーピン変換ケーブルを使って Wio LTE の UART と接続します。
ケーブルと S-300L の接続は以下の通り。
| Grove | S-300L |
|---|---|
| 黒 | GND |
| 赤 | VCC |
| 白 | Rx |
| 黄 | Tx |
こんな感じになります。
コード
この時点ではまだセンサーとマイコン(Wio LTE)間の接続を確認してみます。
S-300L から UART で出力されるデータフォーマットは公開されていますので、それを見ながら以下のようにします。
- S-300L <=> Wio LTE のスピードは 38400 bps
- 3秒毎に計測されるので UART バッファ内を待つ
- 区切り文字に LF (0x0A = \n)
#include <WioLTEforArduino.h>
WioLTE Wio;
uint16_t CO2ppm() {
while (!SerialUART.available()); /* wait max 3 seconds by spec (TODO: Timeout) */
String buf = SerialUART.readStringUntil('\n'); /* separete char by spec */
int pos = buf.lastIndexOf(" ppm"); /* Avoiding garbage in buffer */
String v = buf.substring(pos - 6, pos);
return v.toInt();
}
void setup() {
delay(200);
Wio.Init();
SerialUSB.begin(115200);
Wio.PowerSupplyGrove(true);
delay(500);
SerialUART.begin(38400);
SerialUSB.println("Ready");
}
void loop() {
uint16_t ppm = CO2ppm();
SerialUSB.println(ppm);
delay(5000);
}
ppm が表示され始めたら成功です。
誰もいない部屋なら800 ~ 1000 くらいの間だと思います。
※思いっきりテキストで 960 ppm とかコンソールに出力されてくるのは(´Д｀)ってな感じ。
SORACOM Harvest Data へ
Wio LTE は LTE Cat.1 モジュールと SIM 、そしてアンテナがあるので Wi-Fi 等が無くても単体でクラウドへデータを送ることができます。
今回は SORACOM の IoT データ収集・蓄積サービス「SORACOM Harvest Data」で以下のように計測したデータを蓄積します。
コード
前回のコードに以下の内容をつけ足しました。
-
setup()- セルラーモデム ON
- セルラーネットワーク(SORACOM) への接続
-
loop()- SORACOM Harvest Data への送信
#include <WioLTEforArduino.h>
WioLTE Wio;
uint16_t CO2ppm() {
while (!SerialUART.available()); /* wait max 3 seconds by spec (TODO: Timeout) */
String buf = SerialUART.readStringUntil('\n'); /* separete char by spec */
int pos = buf.lastIndexOf(" ppm"); /* Avoiding garbage in buffer */
String v = buf.substring(pos - 6, pos);
return v.toInt();
}
void setup() {
delay(200);
Wio.Init();
SerialUSB.begin(115200);
Wio.PowerSupplyGrove(true);
delay(500);
SerialUART.begin(38400);
Wio.PowerSupplyLTE(true);
delay(500);
if (!Wio.TurnOnOrReset()) {
SerialUSB.println("failed TurnOnOrReset()");
return;
}
if (!Wio.Activate("soracom.io", "sora", "sora")) {
SerialUSB.println("failed Activate()");
return;
}
SerialUSB.println("Ready");
}
void loop() {
uint16_t ppm = CO2ppm();
SerialUSB.println(ppm);
char payload[1024];
sprintf(payload, "{\"co2_ppm\":%lu}", ppm);
int status_code;
if (!Wio.HttpPost("http://uni.soracom.io", payload, &status_code)) {
SerialUSB.println("failed HttpPost()");
goto err;
}
SerialUSB.print("Status code:");
SerialUSB.println(status_code);
err:
SerialUSB.println("Waiting for next loop");
delay(5000);
}
前回とのdiffはこんな感じで21行加えています。
@@ -16,11 +16,33 @@
Wio.PowerSupplyGrove(true);
delay(500);
SerialUART.begin(38400);
+ Wio.PowerSupplyLTE(true);
+ delay(500);
+ if (!Wio.TurnOnOrReset()) {
+ SerialUSB.println("failed TurnOnOrReset()");
+ return;
+ }
+ if (!Wio.Activate("soracom.io", "sora", "sora")) {
+ SerialUSB.println("failed Activate()");
+ return;
+ }
SerialUSB.println("Ready");
}
void loop() {
uint16_t ppm = CO2ppm();
SerialUSB.println(ppm);
+ char payload[1024];
+ sprintf(payload, "{\"co2_ppm\":%lu}", ppm);
+ int status_code;
+ if (!Wio.HttpPost("http://uni.soracom.io", payload, &status_code)) {
+ SerialUSB.println("failed HttpPost()");
+ goto err;
+ }
+ SerialUSB.print("Status code:");
+ SerialUSB.println(status_code);
+err:
+ SerialUSB.println("Waiting for next loop");
delay(5000);
}
SORACOM 側の設定
SORACOM Harvest Data を有効にするには SORACOM Harvest Data でデバイスのデータをクラウドで収集・取得・可視化する を参考に進めてください。スクリーンショット付きです。
今回使った機材の費用
ざくっと計算すると、このくらいでした。
- 初期: 約 21,700円
- ランニング: 16円/日/SIM
※金額は税抜きです。
初期
| 役割 | 機材 | 金額 |
|---|---|---|
| マイコン＆モデムボード | Wio LTE JP Version | 9800円 |
| CO2 センサー | S-300L-3V | 9930円 |
| ブレッドボード | どこのやつだったかな？ | 300~500円くらい |
| ケーブル | Grove ジャンパーピン変換ケーブル (5本入り) | 500円くらい |
| SIM | SORACOM 特定地域向け IoT SIM (plan-D) | 895円 |
ランニング (1日分)
| 役割 | 機材 | 金額 |
|---|---|---|
| データ通信 / 基本料 | SORACOM 特定地域向け IoT SIM (plan-D) | 10円/日/SIM |
| データ通信 / 通信料※ | SORACOM 特定地域向け IoT SIM (plan-D) | 1円/日/SIM |
| データ収集・蓄積 | SORACOM Harvest Data | 5円/日/SIM |
※ 1回500B、10分に1回で約720KBの通信を想定
まとめ
できる限り既製品を使う事で、思い立ってから1日で完成できたのは大きかった。
（揃うまでに3日くらいかかったけど）
動くことは確認できたので、あとはケースや電源を考えることにします。
とはいえ、ここも作るのが面倒なので 既製品のケースやネジ で何とかしようと思います。
Grove 5V 出力昇圧 DCDC コンバーターがあると嬉しいのだけど！
EoT