初めてのIoTデバイス完成

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ESP8266 をはじめて見たとき、IoT デバイスを作りたくてゲットしたのでやっと念願かなって出来ました。

ブログは目次がないので見にくいので、道のりをリンクしておきました。こうして改めて道のりを見てみると、最初にデバイスを見たときから4ヶ月経ったんですね。速いものです。あのころは、FDD でプロッター作っていまして素材を物色中に面白そうなデバイスだなと試しに買ったわけでして。こんなに面白いデバイスだったとは露知らず。

目次

続々と素材をゲット 2015/04/18

ESP8266 ESP-12 DoubleBlink 2015/05/08

ESP12単体でwifi connection 2015/05/09

ESP12単体で光センサーアナログ読み 2015/05/09

5V 18650 リチウムバッテリー充電モジュール 2015/05/10

ESP8266 ESP-12 spec 2015/05/11

AM2302温度湿度センサーをArduino Nanoでテスト 2015/06/14

ESP12単体で湿度温度照度のIoTデバイス 2015/06/15

ESP12の配線いろいろ 2015/08/19

Pin半田付け 2015/08/21

リチウムバッテリー駆動でESP-12 2015/08/23

3.3V 固定 DC-DCコンバータを調査 2015/08/23

100円均一の昇圧を使いまわし実装 2015/08/24

 

とにかく、現場合わせで成り行きで作っていったので温度湿度センサーを乗せる場所がありません。うーむ、どうしようかと思案したあげく、ESP12 の上に乗せることにしました。足を延長してPin ジャックに指すように実装。これでI2C デバイスを交換するときも可能ですしね。

b

とりあえず、部品が全部のるかどうか仮置き状態。なんとか載りそうです。

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ESP12 の下は床下配線。裏面でもよかったのですがどうせ隙間があるのだから有効活用と。プログラムコードも書きかえれるよう、UART の差込口も隙間に納めました。

 

で、全部組み終えて稼動した全体図がこちら。データをアクセスしているときに点灯するLED はフロッピーディスクのアクセスランプでちょっと小ぶりのやつです。下点灯していないのは赤いLEDで、100円均一の車載用12V ステップダウンDC/DC コンバータのジャンクからゲット。こちらも少し小ぶりでちょうど良かったです。

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リチウム電池を充電しながら稼動も可能です。これがしたかったがために、100円均一のDCDC で5V にしてその後3.3V にするロスが出ています。将来は、これをバックブーストタイプの1セル用に作られたIC を使い3.3V を作りたいです。

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UART のジャックがあるといいなと思っていたので、そういうのを隙間に作りました。これでコードのデバックや新しいプログラムも利用可能です。

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苦肉の策で、温度湿度センサーはこのような配置となりました。

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5V に昇圧した配線がちょっと難ありですが、まぁとりあえずです。

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今回勉強になったこと

・リチウム電池の変動は4.2V から 2.4V まであり、3.3V 出力する場合はバック・ブーストという方式DC-DC コンバートが有利

・バック・ブースト方式は、英名buck–boost converterで日本語では昇降圧コンバータ

・バック・ブーストは、入力が低い場合は昇圧動作、入力が高い場合は降圧動作をする

・専用IC は各社あり最も有名なのは、LinearTechnology 社のTPS63000シリーズか、LTC3xxxシリーズ

・LT社のバックブースト用ICの検索はここが便利

・1セル用の汎用モジュールは、あまりない。見つかったのはストロベリーリナックスさんが作っているもの

・太陽電池からの充電ユニットもこのバックブースト方式を使っているが、そのモジュール化されたものはVinの最小最大が大きいので、1セル用としては向かない

・電源ソースに、18650のリン酸鉄リチウムイオンバッテリー(Lifepo4)を使いたいところだが、電源管理モジュールが3.8V カットするものがない。あるはずだがまだ見つかっていない

・おそらく、リチウム1セルを使った製品にはこれがあるはず。携帯とかスマホとか。今度ばらしてみたい。

 

今回の工作でわかったこと

・ユニバーサル基盤でも頑張れば、このくらいまでは密度が上がる

・IoT デバイスというものがどういうものか体感できた(が、ロガーとの差がピンとこない)

・開発ボードを使って作ったほうが多少大きくなるが、速い(テストなら十分、小型)

・充電式にしてみたが、DeepSleep を活用し単3電池とかでもいいんじゃないの?

・そもそもWifi があるところって電源もあるから5V のUSB に挿せるタイプでいいんじゃないの?

 

今後の課題

・3.3V 生成にバックブースト方式の回路を採用したい

・Deep Sleep の検証

・WiFi がない環境でも採取できるようフラッシュメモリ領域に保存、後にアップロードしたい

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