소개

해저 산사태를 간이한 계측기로 측정할 수 없는가 하는 명제에 해당했습니다. Iot라면 전파를 날리기 위해 안테나 부분이나 배터리를 지상부에 준비해야 합니다. 해저 부표 등이 있습니다만, 고파에도 견딜 수 있는 튼튼한 구조가 필요하고, 꽤 고액으로 대규모가 되어 버립니다. 거기서, Arduino+가속도 센서+건전지로, 어디까지 사용해 실현성이 있는지, 가능성을 확인해 보았습니다.

소재

재료는 다음을 사용했습니다. 모두 아키즈키 전자나 아마존 등으로 준비에 손에 넣습니다.

Arduino Uno

SD 카드 실드

USB2.0 케이블 (A-B 타입) 50cm

브레드 보드

싱글 타입 건전지

Micro SD 카드 32G

3축 가속도 센서 모듈 KXR94-2050

전지 박스 단 1×2개용(플라스틱·리드 부착)

연결하면 이런 느낌이 듭니다. 테스트용 포함하면 이번 3세트 작성했습니다(사진 참조).

가동 시간 계산

건전지 4개(단일)의 병렬 연결로 Arduino+가속도 센서가 얼마나 가동하는지 계산했습니다. 조건은 아래 표의 일반적인 값을 사용했습니다. 센서를 사용하면 역시 약간 전류가 증가하는 것 같습니다.

【보드 센서의 전력】


보드
전압
현재
Wh(a)


Arduino Uno
5.0V
0.025A
0.125

Arduino Uno + KXR94-2050
5.0V
0.050A
0.250


【건전지의 용량】


　종류
현재
전압


단일
12500mAh ~ 17000mAh
1.5V

단이
5700mAh ~ 7700mAh
1.5V

단삼
2000mAh ~ 2700mAh
1.5V

단 4
850mAh ~ 1300mAh
9V


【가동 시간의 계산】

\frac{電池電流(mAh)}{1000} × 電池電圧（V）×電池個数（n）=Wh（b)･･･電池全容量 \\
\ Wh（b） \div Wh(a) = 稼動時間（h） \\

위의 조건과 계산식을 사용한 경우, 가동 시간은 약 10일로 추정되었다. Arduino가 꽤 전지를 먹어 버리는 탓인지, 너무 오래 가지 않습니다. 타이머 세트로, 가동 시간을 제한하거나 Arduino micro를 사용하면 상당히 다를지도 모릅니다만, 일단 이번은 Uno로 검증했습니다.

【참고 사이트】

htps : // 코 m / 우동 ws222 / ms / 1f4834

htp : // bg. 아오오오 r. jp / ゔ c 및 ry7 m / r chi s / 46227409. HTML

h tp // w w. 토끼 1975. 코 m/19 아우 g170655/

Arduino 스케치의 예

Arduino에는 시계가 없기 때문에, 로깅된 시간은, 가동하기 시작한 시간을 2000/1/1 0:00으로 하고, 데이터 흡인 후, Excel상에서 역산해 산출하도록 했습니다. Sleep의 값은 각 환경에 따라 변경하십시오.

#include <SD.h>
#include <TimeLib.h>
#include <stdarg.h>

const int chipSelect = 4;
byte val=0;

void setup(){
    pinMode(SS, OUTPUT);
    SD.begin(chipSelect);
    setTime(0, 0, 0, 1, 1, 2000);
    Serial.begin(9600);
}

String myPrintf(char *fmt, ...) 
{
    char buf[128];
    String result;
    va_list args;
    va_start(args, fmt);
    vsnprintf(buf, 128, fmt, args);
    va_end(args);
    //Serial.print(buf);
    result = buf;  
    return result;
}

void loop(){
    //シリアル読み取り
    val = Serial.read();

    File dataFile = SD.open("datalog.txt", FILE_WRITE);

    float x , y , z ;
    x = x + analogRead(3)  ;  // Ｘ軸を読込む
    y = y + analogRead(4)  ;  // Ｙ軸を読込む
    z = z + analogRead(5)  ;  // Ｚ軸を読込む

  if (dataFile) {
    String value;
    value = String(x) + "," + String(y) + "," + String(z) + "," + myPrintf("%02d:%02d:%02d", hour(), minute(), second() ) + myPrintf(",%02d/%02d/%04d", day(), month(), year() );
    dataFile.println(value);
    dataFile.close();
    Serial.println(value);
  }
  //10min
  delay(600000);
}

결과(1: 전압 강하)

Amazon 건전지를 사용하여 실제로 연속 가동해 보았습니다. USB 전압 검사기를 사용하여 정기적으로 전압 상황을 조사했습니다. 10일째가 되면 3V까지 전압 강하하여 Arduino의 정상적인 가동을 견딜 수 없게 됩니다. 역시 계산대로였습니다.

결과(2: 센서 값)

가속도 센서의 x, y, z 값이 SD 카드에 기록됩니다. 시간도 확실히 새겨져 있습니다.



스스로 조금 기울여서 놀아 보았습니다. 제대로 반응하는 것 같습니다.

결론

이번에는, Arduino를 이용해 건전지식의 로거 타입의 진동계를 작성해 보았습니다. 가동 시간에 대해서는, 로거 타입이면 최저라도 1개월은 갖고 싶은 것입니다. 그러므로, 아직 앞으로 개량은 필요할까 생각합니다. 또, 진동의 계측에는, 가속도 센서(KXR94-2050) 그 자체의 정밀도의 검증도 필요하다고 생각합니다. 이 근처에 대해서는 또 다른 기사에서 투고합니다.