DIY wireless sensing greenhouse & uploading on free site for smart phone
DIY ハウス栽培向スマホ表示ワイヤレス 温湿度照度センサ

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DIY wireless device monitors temperature, humidity and light intensity (illuminance) by I2C sensor. You can see the daily report generated by app Slip21 anywhere on a free site with smart phone. I2C thermometer or illuminometer are more precise than conventional analog sensors. The wireless sensors can be installed at the higher location of tall greenhouse where men have to climb a ladder.

Table 1 TWE vs XBee
Wireless moduleTWEXBee
I2C interfaceYesNo
Wake up signalNoYes
DIP pitch2.54 mm2mm
Peak current17 mA>100 mA
API programmingApp_Tagnecessary
RegulationFCC CE etc*FCC ESTI RCM

Table 1 shows comparison with TWE and XBee. TWE can assemble on an usual 2.54mm pitch universal board. I measured the peak currents by my built peak current detector. *) CA AU VN JP

無料ホームページを始めれば,分散する圃場ハウスの温湿度管理,高所温度やサンルーム内の温湿度水温をいつでもどこでもスマホから監視できます。

TWE と XBee を用いたワイヤレス防滴温湿度照度センサを製作しました。ソフト Slip21 は測定記録をします。PCで動作する Slip21 は複数のセンサ出力をワイヤレスモジュール TWE もしくは XBee から受信し,記録するソフトです。施設栽培の営農管理用途を考えています。 外付けの温度センサのケーブルは最大 4m あり,地表温測定とか電波が伝わりにくい場所の温度測定が可能になります。オンライン測定の利点は遠隔でも状況を把握できる事です。 自動記録により,測定結果を翌朝,就寝時の測定結果を知る事ができます。特に夏夜間の高温障害,冬場の霜対策も立てやすくなるのではないでしょうか。[1][2]

ワイヤレスセンサの販売を BASE enokinet で始めました。「おんどとり」の 1/5 の価格です。[4]

参照

[1] ハウス栽培の高温対策
[2] 温度調節が難しい、小型ハウスでの高温期栽培について
[4] マイネットショップ: BASE enokinet




Minimum measurement system 最小システム構成

Slip21MiniA
Fig.3 XBee Minimum System
Slip21MiniTWEa
Figure11 TWE Minimum System

Fig.3 shows minimum measurement system by XBee. The extension temperature sensor is suitable in water or shielded local radio wave point.

Although XBee's API binary format communication is hard for beginners to handle, TWE is very easy to get a trial measurement by App_Tag and communication app Teraterm or something.

Installing App Slip21, You can see the measurements on any free site as shown in Fig.3 and Figure11. Slip21 records, and outputs daily report TWE.txt and/or Meas.txt within 24 hours in an assigned interval.

Fig.3 に XBee を用いた最小測定システムを示します。外付けの温度センサは電波が減衰する水中,もしくは局所の測定に適しています。ワイヤレスセンサを電池駆動にするにはスリープ動作が 欠かせません。XBee の場合だと API 形式のバイナリ通信が必要になり,ビギナには敷居が高かったけれど,Figure11 に示す TWE は通信アプリ Teraterm を用いて簡単に無線タグアプリによる 測定結果が得られます。

アプリ Slip21 は XBee もしくは TWE による測定結果を記録し,直近24時間の日報 Meas.txt もしくは TWE.txt をリアルタイムに出力します。PC 内蔵のタスクスケジューラと FTP により, FC2 などの無料ホームページにアップロードできます。出先でスマホ等でインターネット接続すればリアルタイムに測定結果がわかります。

Field test フィールド試験

Slip21a
Fig.1 My Measurement System

Fig.1 shows my measurement system. Wireless sensor #4, #5 and #6 are at the corner of west shown in Photo15. #1 is at the corner of east. #2 is indoor to measure room temperatures. #1 and #2 have another extension temperature sensor each. The extension sensor can apply for air, soil and liquid temperature measurement. Each wireless sensor includes a temperature sensor and a photo cell for Sun light intensity.

All the XBee wireless modules are the same type of wire antenna. 'Coordinator' means parent device. 'EndDevice' means child device.

This site shows revising manual. Slip21 updates daily record Meas.txt of XBees and TWE.txt of TWEs in my field all day long at real time. With mobile phone, you can see the report or the daily chart outdoor at real time. Click the below button, Daily real time TWE chart Daily real time XBee chart

If you want to refresh the chart, press F5. Press F12 to show the listing by browser console function. Chart.js draws these charts that I have opened in my site.

Fig.1 に応用例として,私の測定システム構成を示します。測定場所を Photo15 に示します。西側の樹木上に #4 #5 および#6 を Photo16 のように吊るしています。#1 は Photo16 のように東角に設置しています。#2 は室温測定に使用しています。設置部位は高さ 1.2m の壁と床です。 ワイヤレスモジュール XBee は全て同じ無印 ワイヤアンテナタイプを使用しています。コーディネータ Coordinator は親機を意味し, EndDevice は子機に相当します。モノワイヤレスの無線タグアプリによる温度,照度,気温湿度測定を開始しています。

改定中のマニュアルをサイトに掲載しています。XBee と TWE による測定結果 Meas.txt と TWE.txt もサイトに公開しておりモニタできます。 Daily real time TWE chart Daily real time XBee chart のボタンをクリック すれば,表示されます。F5キーを押すと,画面が更新されます。F12キーを押すと,リストが表示されます。これらチャートを描画する Chart.js はサイトで公開しています。

01040506OnTreeModified
Photo15 outdoor location at the east and west
040506OnTree
Photo16 #4 #5 #6 1.5m high 2018-07-03
040506OnTree
Photo17 #1 1.8m high 2018-06-25
Chart
Figure 7 Daily outputs chart
Chart
Figure 9 Analog sensors outputs chart compared with I2C
20170505
Figure 10 Photo cell saturates up to 3500 lux

#1 #4 #5 and #6 are located on shown in Photo 15. They are hooked on 2 trees at the corner of east and west. They are capped double shades to cut off the sun radiation heat. The shades are of one coin trash boxes.

#2 is located indoor to measure room temperature on wall 1.2m high and floor.

The extension sensor had measured hay temperature through PVC pipe. The sensor is capable for silage, compost, bed and bokashi. The splashproof case is applicapable for much humidity green house. The clear case passes the sun light for photo cell and illuminance sensor.

Figure 9 shows daily sensors outputs change chart. I get Meas.txt and TWE.txt on local PC and work them by LibreOffice Calc. I confirmed that analog temperature sensor error would be least around 20°C or 25°C. The error grows big as temperature lowers as shown. #1T and #4T are analog and I2C temperature sensors.

A photo cell saturated up to 750 mV as shown in Figure 10, when illuminance sensor was 3500 lux. The 5S peak was flat, though 5L increased more at the peak. Although #1 and #4 are installed side by side, Photo cell output 1S is far smaller than 4S. They are the same type and the same load resistors. It means that the photo cell has to calibrate to measure photo power. I found that the cheap I2C illuminance sensor was better than photo cell.

ポットを逆さまにした日除け用の笠は,本来排水のための穴があり直射日光による輻射熱の影響が避けられません。[1] #1 機の笠を Seria と Daiso で入手したゴミ箱を二重日除けにしてみました。外付け温度センサはサイレージ,堆肥,ボカシ,苗床の長期温度管理に適用できます。

本体ケースは防滴構造になっており,ハウス栽培内での使用を想定しています。光を検出するフォトセルのためにクリアケースを採用しています。

Figure 9 に示すチャートはサーバに記録された Slip21 のデータをローカルPCから Meas.txt および TWE.txt にアクセスして LibreOffice Calc により作成しました。 同一場所に設置した#1と#4の測定結果を比較すると,#1のアナログ温度センサの低温における誤差が大きいです。夜間は太陽の輻射熱の影響もないからセンサ単体の 誤差でしょう。20°ないし25°で誤差が小さくなるようにセンサが設計されているのと辻褄が合います。恒温槽での評価の際よりも悪い結果となったのはよく わかりません。光強度は両方とも同じ型番のフォトセルを使用し,負荷抵抗も同じ値です。XBee と TWE の ADC の違いによるものなのか。設置場所は異なるけど, 同じ XBee 同士でも#1の出力は半分程だから,フォトセル(光電池)のゲインの違いの可能性の方が高いような気がします。安価な I2C デジタル照度センサが 入手できるので光スイッチ用途でもない限り,照度測定するためにフォトセル個別にキャリブレーションをするメリットはないと思います。

参照
[1] 日除けの体をなさない笠



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I invite cooperative partners to develop the on-line measurement project for greenhouse or a staff to speak English (IELTS: Speaking 5.0, Listening 5.0). Please make contact and inquiry with Address. And also a staff welcome to code Visual Basic, Javascript and PHP with SQLite.

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