歪みゲージのつかいかた

歪ませる必要があるので、このように上下に板をつけて挟みこみます。このとき、多少すきまが必要なのでワッシャーなどをかまします。

今回使った歪みゲージのスペックは以下の通りです。(コピペ) また、M4 と M5 のネジが切ってありました。

Rated Load: 1Kg
Rated Output: 1.0mV/V±0.15mV/V
Zero Output: ±0.1mV/V
Creep: 0.03%F.S./30min
Input End: Red+ (power), Black-(power)
Output End: Green+(signal), White-(signal)
Recommended operating voltage: 3 ~ 12 VDC
Maximum operating voltage: 15 VDC
Input Impedance: 1115±10%Ω
Output Impedance: 1000±10%Ω
Protection class: IP65
Total Size: approx. 3.15 x0.50 x 0.50 inch
Cable: 0.8 x 20 cm (diameter x length)
Material: Aluminum Alloy
Weight: 30g

HX711 で読んでみる (Arduino)

手に入れたのは↑のようなモジュールです。適当に配線して読みます。

以下のライブラリを使ってみました。

• https://github.com/bogde/HX711

README の通りにスケールを設定する必要があります。

#include <Arduino.h>
// https://github.com/bogde/HX711
#include "HX711.h"

const int DT_PIN = 2;
const int SCK_PIN = 3;

HX711 scale;

void setup() {
	Serial.begin(9600);
	Serial.println("start");
	scale.begin(DT_PIN, SCK_PIN);

	Serial.print("read:");
	Serial.println(scale.read());

	scale.set_scale();
	scale.tare();

	Serial.print("calibrating...");
	delay(5000);
	Serial.println(scale.get_units(10));

	scale.set_scale(-1536.00);
	scale.tare();

	Serial.print("read (calibrated):");
	Serial.println(scale.get_units(10));
}


void loop() {
	Serial.println(scale.get_units(10), 1);

	scale.power_down();
	delay(500);
	scale.power_up();
}

このようなコードを書いて、

1. 何ものせずに起動
2. calibrating... が表示されたらすかさず1円玉を1枚載せる (1g)
3. 値を読む
4. scale.set_scale(...); に値を埋めこむ

という方法をとりました。

どんな感じか

こんな感じで値が読めました。1円玉を1つずつ増やして5枚まで載せてみました。

ref.

• https://github.com/bogde/HX711

ゼロキャリブレーションの方法

窓をあけて換気扇をつけ、周辺環境をできるだけ400ppmに近付けます。最低でも30分ぐらいは換気します。室内であっても十分に換気ができていれば400ppm前後にはできるので、気をつけるのは息を吹きかけないようにする (自分が風上にいないこと) ぐらいです。人間の呼気中の CO2 は 4% (40000ppm) ぐらいなので、普通に影響します。

センサはシリアル経由で繋ぎました。起動に数分時間がかかるので放っておきます。

以下のスクリプトを実行します。

https://github.com/cho45/ruby-mh-z19/blob/master/examples/cal.rb

短いのでコピペすると

#!/usr/bin/env ruby

$LOAD_PATH << "#{File.dirname(__FILE__)}/../lib"

require 'mh-z19'

co2 = MH_Z19::Serial.new(ENV['PORT'])
# wait sensor startup
loop do
	detail =  co2.read_concentration_detail
	p detail
	case detail[:status]
	when 0
		p "booting"
	when 1
		p "startup"
	when 64
		break
	end
	sleep 1
end

co2.calibrate_zero_point

sleep 3

p co2.read_concentration_detail

こんな感じになります。この MH-Z19 はドキュメントに書いてないのですが、ステータスビットや認識している温度も返すようで、read_concentration_detail だとそれらもとれるような実装にしてあります。

グラフ

例によって1日ぐらい放置してみました。スパンキャリブレーションしていないので、やはり最大値に差があります。とはいえ 100〜200ppm 以内には入ってる感じなので、実用的にはとりあえず十分かもしれません。いずれにせよ何もしない場合よりは遥かにマシなので、必ずやったほうがよさそうです。

分解

効果

全体的に変な動きは減った。しかし中央(2ch) のレンジをかえるロータリーエンコーダはそもそも不良っぽくて完全には治らなかった。

ref.

• http://www.candrian.gr/index.php/owon-ds7102-rotary-encoder-fix/
• https://www.youtube.com/watch?v=jGueG7Aw-s8

ref

• https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?t=16054

serial ログイン

UART ピンからのログインの場合

sudo vim /lib/systemd/system/serial-getty@.service

ExecStart=-/sbin/agetty --keep-baud 115200,38400,9600 %I $TERM

となっているので

ExecStart=-/sbin/agetty -a pi --keep-baud 115200,38400,9600 %I $TERM

とする。

なお、この状態でシェルで reset を実行すると halt や reboot がハングするようになる。謎…… reset を殺して対応してるけど理由がわからなくて気持ちわるい。systemd がおかしいのだろうか？

console ログイン

ssh 経由とかの場合。

sudo raspi-config から設定可能です。なので基本的には raspi-config でやったほうがよさそう。

以下は手動でやる方法

sudo vim /lib/systemd/system/getty@.service 

ExecStart=-/sbin/agetty --noclear %I $TERM

となっているので、以下のように

ExecStart=-/sbin/getty --noclear -a pi %I $TERM

mackerel にメトリクスとして送る

mackerel-plugin-h2o みたいなのは今のところないっぽい? ので、status/json からとれる内容をポストするプラグインを書いた。

https://github.com/cho45/mackerel-agent-plugins/tree/mackerel-plugin-h2o/mackerel-plugin-h2o

音がちょっとうるさい

本体側で若干コイル鳴きしててうるさい。といってコイル鳴きなので、かなり静かな環境でなければ聞こえない。

待機電力

一本も電池を入れてない場合、液晶のバックライトが消えてスタンバイ状態になるようだ。このときの消費電力は 0.3Wぐらい。

全て充電完了になっている場合、液晶のバックライトがついて充電完了を知らせる表示になる。このときの消費電力は0.5Wぐらい。

その他

ACアダプタは12V 1.5A (18W) のものが付属していた。ポートあたり最大 500mA (1.2V) らしいので十分っぽい。

メモ

• h2o_now は ms 単位
• durations は h2o.h の COMPUTE_DURATION で *delta_usec = h2o_timeval_subtract*1; となっていてμsになってるっぽい
• server-status はどこのホストに書いても同じのがかえってくる (あくまでサーバ共通のステータスがとれる)

Raspberry Pi で喋らせる

Open jtalk で喋るようにしてあるので

• 1000ppm を超えたら換気をうながす (アラート)
• 600ppm 未満になったら告知する (アラート解除)

みたいにした。

alert = false

loop do
        begin
                ppm = get_latest.last
                case
                when ppm > 2000
                        system("jsay.sh", "CO2濃度が2000ppmを超えました。ただちに換気を行ってください")
                        alert = true
                when ppm > 1000
                        system("jsay.sh", "CO2濃度が1000ppmを超えました。換気を行ってください")
                        alert = true
                when alert && ppm < 600
                        alert = false
                        system("jsay.sh", "CO2濃度が600ppmまで下がりました")
                end
        rescue Exception => e
                p e
        end
        sleep 5 * 60
end

get_latest は GrowthForecast からデータをとってくるやつ。センサーからデータを読むプロセスは別にしてあるので、間接的にgfからとってきてる。

常に表示する

家で余っているスマフォに常時表示するようにした。これも GrowthForecast からデータをとる。具体的には

• ロード直後は http://gf.lab.lowreal.net/xport/home/sensor/co2?t=sh&width=60 で過去ログをとってくる
• その後は1秒ごとに http://gf.lab.lowreal.net/api/home/sensor/co2 を取得して number と updated_at を使う

グラフは vis.js を使ってみた。結構つかいやすい。example のうちの 404 Not Found を参考にしたらうまくできた。

今後

GrowthForecast にデータを投げてるので、gf の API をメインで使ってみたが、gf はそういう用途のためのものじゃないので、かなり無駄感がある。WebSockeet 経由でデータを転送するゲートウェイみたいなのをまず作ったほうがいいかもしれない。

ref

• 「感染症法に基づく消毒・滅菌の手引き」における次亜塩素酸ナトリウムの位置づけ