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@mitsuoka0423(Takahiro Mitsuoka)

快適な睡眠を目指して寝床内気象を測定する(温度編) #sleeptech

Last updated at Posted at 2019-10-22

良い睡眠を取るために

みなさん、良い睡眠は取れていますか？　？
私は 1 日に夜 8 時間睡眠+日中仮眠を数回取らないと夕方にはクタクタになってしまいます。

毎日 8 時間睡眠を取るのはなかなか難しいので、睡眠の質を上げていきたいわけです。

その一環として、前回の記事(よく風邪を引くのでちょうどいい布団を教えてくれるLINE BOT作った)でちらっと紹介しましたが、今回は寝床内気象にフォーカスを当てたいと思います。

寝床内気象とは？

寝床内気象でググるといろんなサイトがヒットします。

寝床内気象とは、快適な眠りに関わる条件のうち、布団内の温度・湿度のことを指すようです。

bed-temp.jpg
(「寝室環境・寝床内の研究 ぐっすり眠るために最適な温度や湿度は？」より引用)

日本睡眠化学研究所さんの研究によると、

理想的な寝床内温度・湿度を明らかにするために数々の実験を重ね、その結果、「温度33±1℃」「湿度50±5%RH」という数値を導きだしました。

とのこと。

つまり、良い睡眠を得るためには、布団の温度を湿度が適切な値になっている必要があるようです。
手元に Obniz と温度センサーがあったので、早速温度を測る準備を始めましょう（湿度はまた今度）

ところで寝床内気象って何て読むんでしょうか…ねどこないきしょう？　しんしょうないきしょう？

アプリイメージ

  • 5 分ごとに布団内部の温度を測りデータベースに登録することで、データを集めていく。
    app-image.jpg

システムイメージ

  • マイコンの知識がないので、お手軽に使える Obniz を使用。
  • Lambda を使って、Obniz からの温度取得と DynamoDB への保存を行う。
  • 上記処理を Cron 実行させるため、CloudWatchEvents を使用

sys-image.jpg

回路イメージ

今回は Obniz でお手軽に実装するため、ObnizのJSパーツライブラリで対象となっている温度センサーを使用していきます。

Obniz

Obniz とは、

obniz（オブナイズ）は、ON/OFFやUART通信などのIO制御をクラウドのAPI経由で行える仕組みです。センサーやアクチュエーター、既存機器をネットワーク経由で直接操作でき、クラウド中心のIoT開発が可能です。

とのこと。青色のかわいいやつです。
公式サイト→ https://obniz.io/ja/

使用した素子

接続イメージは以下の通り。
circuit.jpg

処理の流れ

Lambda関数

大まかな処理の流れは、
　（1）Obniz から温度取得
　（2）DynamoDB への保存
です。

ソースをピックアップして説明します。

Obnizに接続
const Obniz = require('obniz');
const obniz = new Obniz(process.env.OBNIZ_ID);

const getTemperature = async () => {
  await obniz.connectWait(); // 接続を試し、接続するまで待つ
  const tempsens = obniz.wired("LM35DZ", { gnd:0 , output:1, vcc:2});
  return await tempsens.getWait(); // センサーの温度を取得
}

getTemperature().then((temperature) => {
  console.log(`${temperature}度`);
})
  • 取得した値を DynamoDB に保存する。
    DynamoDB の操作には、DocumentClient（公式ドキュメント）を使います。
取得した温度をDBへ保存
const AWS = require('aws-sdk');
const documentClient = new AWS.DynamoDB.DocumentClient();

const uuidv4 = require('uuid/v4');
const dayjs = require('dayjs');

documentClient.put({ // putメソッドでDynamoDBにアイテムを作成
  TableName: 'BedSensorTable',
  Item: {
    dataId: uuidv4(), // パーティションキー。UUIDを入れる。
    created: dayjs().unix(), // ソートキー。現時刻のUNIX時間を入れる。
    temperature: temperatureValue // 上記で取得した温度を入れる。
  }
}).promise();

CloudWatchEvents

上記で作成した Lambda 関数を 5 分に 1 回実行するようにルールを設定する。
AWSコンソール > CloudWatch > ルール > ルールの作成から適当にルールを作る。

cloudwatchevents.jpg

これで完成！

早速設置し、寝てみる

ベッドに設置してみた。
bed.jpg
うん。なかなかシュールだ。
シーツをかけると見た目は普通のベッドになりました。
bed2.jpg

実際に寝てみる。ベッドが柔らかいおかげか、意外と気にならなかった。

結果は、こんな感じとなった。
result.png

布団に入ると内部の温度が上昇し、40±2℃くらいで推移しているようです。
体感ではちょうど良い温度だったのですが、33℃前後って少し寒いのでは…？

改善したいこと

  • 意外と気にならないとは言っても、無意識にセンサーを避けて寝ていた。また、寝ていて Obniz の熱を感じる。
    Obniz の熱＋温度センサーが近い＝温度が高めに取得されている？
    どちらにせよ壊れるのはいやなので、Obniz とセンサーの間にケーブルを入れて、Obniz はベッドの外に出したほうがよさそう。
  • Obniz 直挿しだと素子がすぐ抜けてしまう。ちゃんとやるならはんだ付けなどをしないと。
    morning.jpg
  • 温度の見える化。時間の関係で、見える化にまでは至らなかった。LINE LIFFの v2 が公開されたらしいので使ってみたい。

詰まったところ

Obniz接続時のエラー(Error: ad 1 is not valid io)

Obniz を使って温度センサーの値を取得しようとすると以下のようなエラーが出てきた。

const Obniz = require('obniz');
const obniz = new Obniz(process.env.OBNIZ_ID);

const tempsens = this.obniz.wired("LM35DZ", { gnd:0 , output:1, vcc:2});
const result = await tempsens.getWait();
console.log(result);

{
  "errorType": "Error",
  "errorMessage": "ad 1 is not valid io",
  "trace": [
    "Error: ad 1 is not valid io",
    "    at Obniz.getAD (/var/task/node_modules/obniz/obniz/ObnizComponents.js:200:13)",
    "    at LM35DZ.wired (/var/task/node_modules/obniz/parts/TemperatureSensor/analog/AnalogTemperatureSensor.js:11:21)",
    "    at Obniz.wired (/var/task/node_modules/obniz/obniz/ObnizParts.js:54:17)",
    "    at Runtime.exports.handler (/var/task/index.js:5:26)",
    "    at Runtime.handleOnce (/var/runtime/Runtime.js:66:25)",
    "    at process._tickCallback (internal/process/next_tick.js:68:7)"
  ]
}

ドキュメントをちゃんと見ると、onconnect のコールバックとして温度取得の処理を入れないといけないらしい。

const Obniz = require('obniz');
const obniz = new Obniz(process.env.OBNIZ_ID);

obniz.onconnect = async function() { // 追加
  const tempsens = this.obniz.wired("LM35DZ", { gnd:0 , output:1, vcc:2});
  const result = await tempsens.getWait();
  console.log(result);
}

なんか書きにくいなぁと思いながらドキュメントを眺めていると、connectWait関数なる関数を発見。

const Obniz = require('obniz');
const obniz = new Obniz(process.env.OBNIZ_ID);

obniz.connectWait().then(async () => { // connectWaitに変更
  const tempsens = obniz.wired("LM35DZ", { gnd:0 , output:1, vcc:2});
  const result = await tempsens.getWait();
  console.log(result);
});

最終的に、温度を 1 回分取得する関数として以下のように落ち着いた。

const Obniz = require('obniz');
const obniz = new Obniz(process.env.OBNIZ_ID);

// きれいになった
const getTemperature = async () => {
  await obniz.connectWait();
  const tempsens = obniz.wired("LM35DZ", { gnd:0 , output:1, vcc:2});
  return await tempsens.getWait();
}

// 使うときはこんな感じ。async/awaitで書いてもよい。
getTemperature().then((temp) => {
  console.log(temp);
})
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