組み込みとクラウドな話題

LPWAちょっと調べまとめ

LPWA(Low Power Wide Area)の略。低消費電力で長距離通信を行う方式。

ここによくまとまってます。
https://soracom.jp/lpwa/
所管省庁の総務省のお知らせはこちら。
http://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/whitepaper/ja/h29/html/nc133220.html

INTEROP Tokyoの「Sigfox」ブースでよーく話を聞いてみました。
1台の基地局で半径十数kmを網羅できるそうですが、10分ごとに12byteしか送信できないそうです。しかも上りのみ。ただし、必要経費は1回線というか1端末数百円/年というお安さです。

数千万台の契約がないと事業としては成り立たないと担当な方は嘆いてました。
Sigfoxは、フランスの通信会社で多数の国に進出し、日本は京セラが専属販売契約をしたそうです。

スマートグリッドに向けて各家庭の電力計の計測とか、水道、ガス等の検針を今は人力でやってますがここのLPWAを適用すると一気にコストが減る感じです。

その他、Lora, NB-IoT等々各種方式がしのぎを削っているようです。

モジュールもそれぞれの方式毎に出ているようです、ESPのように1,000円以下になって、提供エリアが広がってくるとIoTなデバイスでは流行りそうです。
部屋の中でちまちま実験するのはWiFiがつながるのでいいのですが,外でもつながるとなると時計に埋め込んで身体データを蓄積したり、地盤の監視等、低消費電力と広覆域は新たな発見がありそうです。

2年目のラズパイ...10日目（ESP-WROOM-2)...python,LCD

micropythonは、無事動いてくれました。
ソースコードを綺麗に整形して表示できるように、Githubも勉強してアカウントを作成し、使い方を覚えました。

Lチカの状況を動画でblogに張るために、動画編集ソフトを自宅のWindowsマシンにインストールし、スマホで撮った動画を編集しました。非力なマシンなので結構つらいものがあります。Youtubeページで少し前までは編集できたようですが、サービス終了とのこと。

今回は、blogの中身薄いですが手間は結構かかってます。

定番の「Lチカ」IO4ポートに抵抗入りLEDを接続。

LEDをPWMにて明るさ制御する(俗称「Lモア」)

状況の動画です。LチカからのLモア（手ブレあり）です。

あとは、
ちょっと脱線して、小さいLCDへの出力です。
●aqm1602y-rn-gbw python

http://www.takunoko.com/blog/aqm1602xa-rn-gbw%E3%82%92raspberry-pi%E3%81%A7%E4%BD%BF%E3%81%86/
http://kaizou55.blog84.fc2.com/blog-entry-5.html

今回は間に合いそうにないので、また次回に。

2年目のラズパイ...9日目（ESP-WROOM-2）

ちょくちょく配線をすすめて、ようやく準備が整いました。

スイッチ2つはRSTと書き込みモードのためです。

●ARDUINO IDEでESP-WROOM-2に接続する
http://kohacraft.com/archives/1069194073.htmlx
●TeraTermで接続する
https://www.petitmonte.com/robot/esp_wroom_02_at_command.html

配線完了。

最初は、シリアルモニターから「AT」と叩いても、うんともすんとも言いませんでした。
コーヒーを飲んで、気分一新し新しい視点で見直すとなんだ「Tx,Rxの配線が逆じゃないの」、Tx→Tx,Rx→Rxと接続してました。

それを直すとすんなりとATコマンドの返信が戻ってきました。よっしゃ。
これで、シリアル経由でESP－WROOM-2にアクセスしているところまでは
確認できました。

次は、MicroPython化です。
https://15jamrecipe.jimdo.com/mixjuice/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%83%BC%E3%83%A0%E3%82%A6%E3%82%A7%E3%82%A2%E3%81%AE%E6%9B%B4%E6%96%B0/
●windowsからbinを書き込むツール
https://www.espressif.com/en/support/download/other-tools?keys=&field_type_tid%5B%5D=14
●micropythonのバイナリー
http://micropython.org/download
●書き込みモードの話
http://blog.bluedeer.net/archives/109

micropythonのバイナリーを書き込みツールで書き込んでみる。

ちゃんとfinishして、書き込まれているようです。

コマンドラインにもuploadとなにやら表示されます。

再度、リセットしてシリアル叩いてみますが、反応ありません。
うーん。今週は、ここまで。
次回は、micropythonをなんとしても動かすですね。

2年目のラズパイ...7日目（ESP-WROOM-2）

ブレッドボードが小さいので、大きいほうに入れ替えます。今日は、USB-Serial変換器の電源周りとシリアル機能を確認します。

まずは、
●USB-Serial変換器のドライバーの話
https://synapse.kyoto/tips/FTDI_driver/page001.html

USB-Serial変換器ですが、Win7にドライバーが必要なのでインストール。
COM6にて認識してます。

まずは電源周りを確認します。USBバスから出てくる5Vです。
LED直結ですが、最近は抵抗入りという便利なものがあります。これも抵抗入りです。

3端子レギュレーターで5Vを3.3Vにした出力の確認。

こちらも、問題ありません。
シリアルは、TxとRｘを接続します。

写真手前側の黄色いラインでTxとRxを接続してます。
あとは、TeraTermでキーボード入力した文字が表示されれば機能確認はOKです。

ちゃんと入力した文字が表示されます。

ここまでで事前準備はOKです。電源周りの5Vと3.3Vの確認。シリアル機能の確認が出来ています。
ハード系は地道に確認していかないと不具合が発生してからどこが悪いというのを後から調べるのは大変です。部品外したり、線を切ったりとしないといけなくなるので、出来たところ毎に確認して進めたほうが手戻りは少ないです。

2年目のラズパイ...6日目（ESP-WROOM-2）

USBケーブルを間違えて購入し、先週は進みませんでしたが、よくよく確認してmini-bケーブルを入手しました。

まずは先人の知恵をよく調べます。
https://tpedia.tech.gr.jp/20160111434/
https://qiita.com/hnw/items/3869f435405054511fda

要点をまとめると

ESP-WROOM-2は3.3V駆動、結構電力が必要。RL232の3.3V端子では電流が足りない
USB給電の5Vを3端子レギュレータを使って3.3VにしてESPへ給電する
ESP-WROOM-02には、書き込みモード、実行モード、SDブートモードがある

まずは、電源ラインから、
USB給電の5Vを取り出し、レギュレータに入れて、3.3VにしてESPに給電します。
レギュレータはJRC製のNJU7223F33を使用します。ピンは、向かって左から1.Vout,2.Vin,3.GNDです。
ノイズ対策のためVinには積層セラミックコンデンサ10μF、出力電圧安定化のためVoutには電解コンデンサ470μFを接続します。

まずはこんな感じで

GNDの配線をしていきます。

データシートと現物見ながらやってると疲れます。やっぱり配線図作成してから一気に配線したほうが楽だし間違わない感じですね。

家にいるといろいろと割込みが入り、今日はここまでです。

2年目のラズパイ...5日目（ESP-WROOM-2）

ラズパイからちょっと離れて、Wi-FiモジュールESP-WROOM-2としばらくは、戯れたいと思います。
それぞれのデータシートはこちら（ESP-WROOM-02、FT232RL）

まずは、足とジャンパーにピンヘッダーを半田付けします。

Wi－Fiモジュールはこちら。銀色のデバイス左側がWi-Fiのアンテナです。

USB-シリアル変換はこちら。USBは、ミニBでした。買ったケーブルはマイクロB（涙）。確認したつもりでしたが。

ブレッドボードに刺した全体はこちら。

10円と比較してますが、それぞれ非常に小さなデバイスです。

2年ぶりのラズパイ...4日目

ラズパイ＋センサー＋クラウドは、前回までで終了しました。

１週間ほど経ちましたが、問題なく稼働中です。グラフは横軸1メモリ/日です。夕方気温のピークがきて朝方に向かって下がってます。この一週間は日に日に気温のピークが上がってましたが、昨日夕方から急に気温も湿度も下がり過ごし易い環境です。

ラズパイは商用運用中なので突発停電対策はしておかないと、また痛い目にあいます。
モバイルバッテリーで充電と放電を無瞬断でやってくれる優れものがあるそうなので、ただいま探索中です。

先週は、秋月にいっていろいろ買いこんできました。

２年前から寝かしていたESP-WROOM-2、Wi-Fiモジュールです。マイコンとWi-Fiモジュール、アンテナが付いて650円です。技適も取っているので、電波法違反にもなりません。

ラズパイからちょっと離れて、今日からこれにセンサーをつけて、クラウドと連携させたいと思います。
ハード的には、USB-シリアル変換経由でこいつにアクセスします。ソフトウェアはデフォルトでATコマンドに反応するマイコンが入っています。この部分にmicropythonを送り込むとライトなpythonが動くようなので、そこまで行きたいと思います。

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