無線温度計のモニター

モニターを募る案内を農協にお願いして資材売り場に置いてもらった。

して、その案内は以下の内容でした。

Furenai DIY Clubでは、「モバイル回線を利用しスマートフォンでビニールハウスの温度をモニターできる無線温度計」のモニターを抽選で1名募集します。興味のある方はぜひご応募ください。

応募資格

  • 年2~3回のアンケートに回答いただける方
  • 親機を動かすための100V電源が、農場で使用可能な環境がある方
  • できれば禁煙家の方

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ビニールハウスの温度をモニターする

Furenai DIY Clubではビニールハウスの温度モニターをDIYで作ろうと試行錯誤してきました。能力と時間が足りないながらも、第三世代の試作品ができたので、振内町でモニターを募集しようと思っています。以下が特徴です。

 

第三世代の概要:

  • XbeeArduino、ESP8266/32、AWS、データ通信ルーター、センサーDS18B20で構成。温度湿度を子機で計測して、親機に送信し、データ通信ルーターからAWSに送信するシステム。インターネットを利用してデータをモニターできる。

改良点:

  • ESP8266/32を使うことでコスト削減。
  • AWSの利用で、環境データがインターネットで確認可能かつ警報メールの設定を簡単化。
  • 湿度は現状いらないと割り切り変更、センサーをDS18B20にすることでコスト削減。

新たな問題点:

  • データ通信ルーターが高価。
  • 格安データSIMに月300円程度の出費が高いか安いかの判断が不明瞭。

未改善の問題点:

  • 夏場は温度制御の優先順位が低い。これは、本質的問題で実は温度計はいらないとも言える。結局はデータの有効利用ができる仕組みが成り立つのかということになる。

 

これまでの問題点を以下にまとめました。DIYで同じようなことをしている方の参考になれば幸いです。

 

第一世代の概要:

  • XbeeArduino、RaspberryPi、ThingSpeak、センサーDHT22で構成。温度湿度を子機で計測して、親機に送信し、RaspberryPiよりThingSpeakにデータを飛ばすシステム。インターネットを利用してデータをモニターできる。

問題点:

  • 農場から自宅にデータを飛ばして、自宅からインターネットにつなげるため、農場と自宅の距離が遠いと利用できない。
  • ThingSpeakの無料利用が営利目的ではできない。
  • 夏場は温度制御の優先順位が低い(ハウスの自動開閉は巻揚機の温度センサーで制御しているため?)。
  • 湿度は優先順位が低い(湿度は制御していない?)。
  • RaspberryPiのインターネット接続が利用者には容易でない。
  • RaspberryPiは比較的高価。


第二世代の概要:

  • XbeeArduino、RaspberryPi、RaspberryPi用ディスプレイ、IFTTT、センサーDHT22で構成。温度湿度を子機で計測して、親機に送信し、RaspberryPiでデータ処理と表示を行うシステム。インターネットを利用して警告メールを受信可能。

改良点:

  • RaspberryPi用ディスプレイでインターネット接続を容易にした。
  • ThingSpeakの代わりに、RaspberryPiでWebサーバーを使っってデータを表示。
  • 環境データがインターネットで確認できないので、IFTTT警報メール機能を利用することにした。
  • 飽差のグラフを表示できるようにした。

新たな問題点:

  • Webサーバーを使っってデータを表示は自宅のLAN環境のみでしか閲覧できない。
  • IFTTTのアカウント設定が利用者には面倒。
  • 飽差データは優先順位が低い。

未改善の問題点:

  • 農場から自宅にデータを飛ばして、自宅からインターネットにつなげるため、農場と自宅の距離が遠いと利用できない。
  • 夏場は温度制御の優先順位が低い。
  • 湿度は優先順位が低い。
  • RaspberryPi、RaspberryPi用ディスプレイは比較的高価。

IFTTTを利用するための設定(その2):機能のON/OFF

前回IFTTTのAppletを設定しました。今回は、IFTTT.comへのloginとメール機能のON/OFFの操作を説明します。

 

この説明では、Webからのloginを説明します。IFTTTは、iPhoneアプリAndroidアプリもあるので、スマホをメインに使うなら、iPhone AppAndroid App 版をダウンロードしてスマホから設定するほうが簡単です。

 

 

(1)IFTTT.comへのlogin。「Sign in」 のボタンをクリックします。

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(2)以下の画面が表示されます。もう一度、小さな文字で書かれた「Sign in」をクリックします。

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(3)登録したメールアドレス(または、アカウント名)、パスワードを入力し、「Sign in」と書かれた青ボタンをクリックします。

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(4)ログイン画面です。上のメニューから「My Applets」をクリックします。

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(5)「greenhouse」と書かれた枠をクリックします。

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(6)ボタン「ON」になっていればメール機能がONということです。OFFにするには、ボタン「ON」をクリックします。すると、(7)のような画面になりOFFになります。

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(7)メール機能をOFFにした場合のAppletの表示。再びONにするためには、以下の「Turn on」ボタンをクリックします。ONになると(6)のような表示になります。

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以上です。モニターしている温度が設定温度を逸脱している間はメールが送られてきます。メールを止めるためには、メール機能をOFFにします。

IFTTTを利用するための設定(その1)

無線温度計に、IFTTTのサービスを利用して、お知らせメール機能を追加します。

ここでは、無線温度計でモニターしている温度が、設定温度から逸脱したら、メールが送られてくるようにします。

 

そのためのIFTTTの設定方法が以下です。

 

ここではWebを利用して設定しますが、スマホをメインに使うなら、iPhone AppAndroid App 版もあるのでAppをダウンロードしてスマホから設定するほうが簡単かも?しれません。

 

それでは、始めます。

(1)IFTTT.comを開きます。

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(2)登録します。赤枠にメールアドレスを入力し、Get startedの青ボタンを押します。

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(3)パスワードを設定します(入力)。入力したら、Sign upの青ボタンを押します。

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(4)登録終了です。右上の「X」をクリックします。

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(5)このような画面になります。

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(6)右上をクリックするとメニューが表示されるので、「New Applet」を選択します。

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(7)下のような画面が表示されます。「this」をクリックします。

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(8)「webhooks」と入力します。入力すると、三角ぽいマークのアイコンが表示されるので、そのアイコン(webhooks)をクリックします。

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(9)画面が以下のように変わるので、右下の「Receive a web request」と書かれた枠をクリックします。

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(10)以下の画面になります。「Event Name」に[greenhouse]と入力し、「Create trigger」と書かれた白ボタンをクリックします。

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(11)以下の画面が表示されます。こんどは「that」の文字をクリックします。

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(12)枠に[email]と入力します。アイコンが2つ現れますが、「Email」と書かれた方をクリックします。

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(13)以下の画面が表示されます。「Send me an email」と書かれた枠をクリックします。

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(14)以下の画面が表示されます。枠の下にある「Create action」と書かれた白いボタンを探すため、下までスクロールします。

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(15)「Create action」と書かれた白いボタンをクリックします。

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(16)以下の画面になります。画面の下の方にある「Finish」と書かれた青いボタンを探し、クリックします。

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(17)以下の画面が表示されたら完成です。これ以降で、このAppletがちゃんと動くか確認します。

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(18)画面の上にスクロールし、My appletsのタブをクリックします。

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(19)さらに右側の「Services」をクリックすると以下の画面になります。三角ぼいアイコンで「Webhooks」と表示されたアイコンをクリックします。

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(20)以下のような画面が表示されます。右側の「Documentation」のボタンをクリックします。

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(21)以下の画面が表示されます赤枠の長い文字(暗号)をコピーアンドペーストで記録しておきます。(この暗号は、後で無線温度計のraspberry piに入力します。)

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(22)次に、メールが送られてくるかをテストします。中段のところに、[greenhouse]と入力してから、下の「Try it」と書かれた青のボタンを押します。ここまで問題なければ、登録したメールアドレスにメールが届きます。以上でIFTTTの設定は終了です。Webを閉じます。

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(22)今度は、Raspberry Piの設定です。メイン画面にアクセスし、「Email at Alert」の文字をクリックします。

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(23)以下の設定画面がですので、IFTTTの設定項目「Key(暗号、長い文字)」と「Event name」を入力します。Keyは手順(22)の長い文字をコピペします。Event nameは手順(10)で設定した、Alertを入力します。入力したらsubmitをクリックします。ここでは示しませんが確認画面に飛びます。

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(24)もう一度手順(22)から以下の画面に移動し、設定温度を設定します。例えば、モニター温度が5度以下、または35度以上の温度を示したとき、メールが来るようにするためには、Lowerに5、Higherに35を入力してsubmitを押します。

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長くなったので、IFTTTへのログインと、メール機能のON、OFFの仕方は、次回に説明することにします。

無線温度計親機のWifi接続とブラウザーでデータを表示する手順

DIYクラブでは、無線温度計をビニールハウス(家から1km以内)に設置して、温度をモニターする工作教室を行っています。

 

ここでは、表題にある「無線温度計親機のWifi接続とブラウザーでデータを表示する手順」を紹介します。

 

(1)RaspberryPiをWifiに接続(Wifiの設定)

(あ)画面左上(ラズベリーマーク)をクリックし、Accessoryを選んで、その中からkeyboardを選ぶ。すると、バーチャルキーボードが起動する。

(い)画面右上をクリック(二本の矢印マーク)する。

(う)バーチャルキーボードを使ってアクセスキーを入力する。

(え)二本の矢印マークが電波マーク(扇型)に変わったら通信成立を意味する。

 

(2-1)家でスマホをつかって温度を確認する方法
(あ)スマホを家のWifiに接続する。
(い)スマホのWebブラウザーを起動し、RaspberryPiのIPアドレスを入力する。

 

(2-2)家でPCをつかって温度を確認する方法
(あ)ChromeとかWebブラウザーを立ち上げる。
アドレスに、redhouse.local/
または、http://redhouse.local/
と入力する。

 

(3)RaspberryPiのIPアドレスの確認方法
(あ)画面左上(ラズベリーマーク)をクリック
Accessoryを選んで、その中からkeyboardを選ぶ。
すると、バーチャルキーボードが起動する。

(い)画面左上(ラズベリーマーク)をクリック
Accessoryを選んで、その中からinlineを選ぶ。
(う)inlineの画面$のあとに、”ifconfig”と入力する。
出力値のなかwlan0: を探す。さらにその行で、inet addr:を探す。

 

例えば、192.168.10.5 とか 192.168.100.6とかが探しているIPアドレスになる。番号は、環境によってことなるが、192.168.から始まる場合が多いです。

 

(4)インターネットから現在の温度を確認(出かけ先で確認可能)
お試しで、一ヶ月1000円位のサービスが一般的。今回は、商業用に使用可能な制限付きサービスの無料枠があったので、それを利用した。そのため、データの更新は15分毎、データは一般公開、いつ利用できなるかは分からない。公開アドレスはDIYの無線温度計設置の方のみにお知らせする。

無線温度計の子機(Xbee EndDevice)

Furenai DIY Clubでは無線温度計の開発を行っています。12/16に電子工作教室を開き、中学二年生の子に参加してもらい、子機の組み立てを行いました。組み立て後は、実際にビニールハウスに移動して、グリーンハウスから自宅までデータが届くようにセッテングを行いました。

 

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Furenai DIY Club is developing a WiFi temperature monitor system. We coordinated the DIY school on 12/16. A junior high school student attended the class and made a sensor box. After class, we moved to a greenhouse and set the system and confirmed the receiver in the house could get the data from the sensor in the greenhouse.

 

無線温度計の親機の箱(Container for XBee Coordinator)

Furenai DIY ClubではXbee, Arduino, SHT21を使ったOpen Sourceの無線温度計を開発中です。今回、子機からのデータを受け取る親機(XBee Coordinator)の箱をデザインしてみました。部屋に吊り下げることが可能です。

 

Furenai DIY Club develops Open Source Wireless Temperature measurement system with hardwares of Xbee, Arduino, and SHT21 temperature and humidity sensor.

We design a container for the Xbee coordinator which receives data from enddeviceces and routers in greenhouses. The container can be suspended using a cup hook on the top of it.

 ---Inside ---

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