【IoT】ESP-WROOM-02とBME280で安くてとことん長持ちする温度・湿度・大気圧センサーをつくる。
最終更新日: 2017/11/20 6:32pm
こんにちは。
経理の小高＠イーレンジャーです。
以前、ラズベリーパイ３ モデルBとHilego製BME280で、温度・湿度・大気圧をクラウドに送ってみてからあっという間に３カ月が過ぎました。
今回は、ESP-WROOM-02というWifi付きマイコン基板とBosch製BME280で同じようにAWSにおいたHTTPサーバーにwebhookします。
部品代は3000円くらいで、１カ月間動きました。
ラズベリーパイ＋BME280に、下のような簡易充電器でeneloop（1.2V, 1900mAh）4本使って給電したところ、8時間程度でデータが飛ばなくなってしまいました。
ラズベリーパイはLinuxですからこういった類のセンサーにはもったいないのですね。
間欠的に動作すればいいのですから、マルチタスクなOSは電力食いです。
ESP-WROOM-02をつかった場合の外観図は以下です。
上から見るとこんな感じです。
BME280の拡大図。
ESP-WROOM-02との通信にはI2Cを使いました。
部品の明細は以下となります。
| Ｗｉ－Ｆｉモジュール ＥＳＰ－ＷＲＯＯＭ－０２ ＤＩＰ化キット | 650 | 秋月電子通商 | |
| ＢＭＥ２８０使用 温湿度・気圧センサモジュールキット | 1,080 | 秋月電子通商 | |
| ブレッドボード | 200 | 秋月電子通商 | |
| 電池ボックス 単３×３本 リード線 | 60 | 秋月電子通商 | |
| 低損失三端子レギュレーター ３．３Ｖ５００ｍＡ ＴＡ４８Ｍ０３３Ｆ | 100 | 秋月電子通商 | |
| パナソニック eneloop 単3形充電池 4本パック スタンダードモデル BK-3MCC/4 | 982 | Amazon | ３本使用 |
| 3,072 |
その他、こまごまと以下の感じ。
| タクトスイッチ（小） | 秋月電子通商 |
| タクトスイッチ（大） | 秋月電子通商 |
| 抵抗内蔵５ｍｍ赤色ＬＥＤ（５Ｖ用） ＯＳＲ６ＬＵ５Ｂ６４Ａ－５Ｖ | 秋月電子通商 |
| 抵抗内蔵５ｍｍ黄緑色ＬＥＤ（５Ｖ用） ＯＳＧ８ＮＵ５Ｂ６４Ａ－５Ｖ | 秋月電子通商 |
| カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗） １／４Ｗ １０ｋΩ | 秋月電子通商 |
| ジャンパー線 | 秋月電子通商 |
ESO-WROOM-02はAruduino IDEで開発できるので、私のようなプログラマにとってはとてもありがたいマイコンです。
ウェブにもたくさんの記事が投稿されていてとても助かりました。
特に以下の記事の筆者の方々に感謝です。
hogehoge, world. ESP-WROOM-02(Arduino)によるWiFiネットワーキング (7) ~ 自作アプリケーションのための基本回路
ESP-WROOM-02のとても合理的な基本回路を提示なさっています。上の写真にある「赤いLED」はすごいアイデアです。
東京お気楽カメラ ESP-WROOM-02とBME280 電池駆動で温度／湿度／気圧測定 (その1)
温湿度・大気圧センサーBME280について詳しく記載してくださっています。レギュレータは手持ちのＴＡ４８Ｍ０３３Ｆを使っています。
東京お気楽カメラ 温度・気圧センサーBMP280を使ってみる
BME280から測定値を取得するプログラム、ESP-WROOM-02のWifi & Deep Sleep Modeを利用するプログラムを提供してくださっています。上の写真にある「緑のLED」はこちらのプログラムを参考にさせていただきました。動いているのは分かるのでとても便利な仕組みです。
ボクにもわかる電子工作 乾電池で連続340日間動作するESP8266搭載ワイヤレスセンサ
乾電池にこだわってかなりストイックに低消費電力を追求されています。今後のヒントがたくさんありそうです。
みなさんが作られたものばかりでは申し訳ないので、webhookの先は自社で簡易的につくった「データ保存＆グラフ表示」ツールにしました。CakePHP3でサクサクと作って、グラフはChart.jsに書かせています。
AWS EC2インスタンスへは自社の事務所からだけアクセスできるようにしてます。（サクサク、にもほどがある）
以下は温度（ピンク）と湿度（水色）の１週間分のグラフです。
以下は大気圧の１週間分のグラフです。
ひとまずの目標は１カ月でしたので、クリアできてめでたしめでたしです。
電圧がドロップしている感じもない（たまに測るだけですが）ので、もうしばらく動くと思われます。
「乾電池で何カ月もてばいいのか？」というのは一概に長ければいいともいいかねるように思います。
ウェブの記事を見ていると、WifiよりもXbeeやBLEのようなローパワーな通信プロトコルを使った方がよさそうですが、周辺機器などまでひっくるめるとWifiの方が圧倒的に便利です。
農業などでは「そもそもWifiはおろか有線もない」というケースが想定されますが、この場合にはSORACOMのような3G回線を使うとか、（コスト的に許容できるなら）LoRA WANといった選択肢がありますが、逆にこういったケースで3G回線などを使うのはゲートウェイなのかな、とか。
「１カ月に１回電池を取り換えるならOK」というケースなら、これでもいいということなかと思います。
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