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概要:XBee による温度測定記録をリアルタイム公開を試験的に再開します。直近一日の気温と地表温,外光強度を Meas.txt に示します。リスト表示 Meas.txt を更新するにはF5キーを押下してください。サンプリング周期は 1分です。(2015-02-11)

測定時刻は年月日時刻の最新順になっています。プログラムおよびハードの改変中は測定結果が更新されません。 エンドデバイスの XBee よりの,API モードのパケットを受信後, USB ポートを介して開始日時,秒単位の現在時刻と経過時間を表示しつつ測定結果を取得します。取得はカレンダクロックに同期し, 周期 1 - 60 分が選択できます。Slip21 は Windows XP SP3以降で動作します。XPの場合は別途,.NET Framework 4 以降が必要です。 マイクロソフトからダウンロードできます。1GB のメモリが要件となっていますが,連続運用は400MHz,384MBの LAN サーバ上で動作させており,古いPCでも支障はありません。HTTPD も同一サーバ上です。LAN 運用なら HTTPD は必要ありません。 Slip21 はVector もしくは Download.com からダウンロードできます。

Slip21: 複数のワイヤレスモジュール XBee を用いた温度測定報告

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屋外気温地表温測定チャート

測定期間 2015/2/5 10:47 - 2/4 20:10(軒下)
Navy 01Ar, Red 02Ar, Green 02Lq
Scatter01Ar.pngXBee ワイヤレスモジュールに本体内蔵温度センサの他に,地温液温測定用の温度センサをケーブル接続して,2個の XBee 恒温槽(発泡スチロール)の箱に入れ, 屋外軒下に置いて測定したところ,夜間の低温域において片方の XBee に比較的大きなバラツキが発生した。その様子を以下に示す。 X軸は 24H 時刻,Y軸は温度℃である。上図は01機の内外の温度センサの出力が同じでチャートが重なるため分けている。サンプリング周期は1分です。



測定期間 2015/2/5 10:47 - 2/4 20:10 (軒下)
Navy 01Ar, Red 02Ar, Yellow 01Lq, Green 02Lq
Scatter01Lq.png バラツキの原因が温度センサ側なのか,XBee に起因するのかを判定するため,コネクタ接続されているいワイヤレスモジュールを 入替して,同じように測定してみた。Slip21 はエンドデバイスをワイヤレスモジュール固有のIDで管理しているのでこの場合01機は, 入替したセンサを測定している。結局,比較的大きなバラツキの原因は XBee ワイヤレスモジュールにあると考えていい。 13時ころに測定曲線が急変しているのは,恒温槽の蓋をあけ保冷剤を交換し,液温センサがすみやかに冷えるように保冷剤の 位置を変更したためです。

測定期間 2015/2/6 16:59 - 11:51 (玄関)
ChangeForModule.png

測定誤差補正のための予備検討

2015/2/9 15:44 - 2/8 15:45 における軒下における恒温槽内の2台のワイレスモジュール XBee による測定チャートを見た結果, やはり,01機の低温におけるバラツキが大きい。とりあえず,02機の本体温度センサを参照温度として,このセンサが一定に なっているサンプル数を抽出した結果,バラツキの範囲は±0.21℃である。ハウス内の設定温度としては,5℃以下は考えられないので XBee は使用に支障はないと 考えます。5℃以下の保存,貯蔵庫の温度管理としては実際に温度が変動していないのに少し不満のあるところかもしれない。手元に もう1台ワイヤレスモジュールがあるので,さらに1セットの温度モジュールを製作すれば,より信頼のあるデータとなると思います。
01 Sample Numbers at Constant Temp 2015/2/9
TimeSamplesTemp [C]
15:41 - 15:29134.7
14:33 - 15:21145.8
7:56 - 7:35221.0
7:34 - 7:14210.9
6:49 - 6:29210.9
02Ar をリファレンスとして,平均,標準偏差およびバイアス(偏り)を求めてみると,単純にオフセット(平行移動)による補正は どうなのかなと思わせる結果となった。例えば,0 - 50℃ の測定範囲の場合,中心温度 25℃を基準として,両端での温度誤差が どうなるのか測定しないと補正は妥当ではないと思われる。半導体温度センサの非直線性は,半導体の性質上,やむを得ないだろう。 バラツキの少ない 02機を便宜上,基準としたが,高精度の温度センサにより,校正しないと 0.5℃以内の確度を得るのは困難だ。 ただ,温度変化をいち早く,とらえるという目的においてはこれで十分なのではないか。

01機と03機の XBee 入替

ブログに記載した判定の目的で,01機と03機の XBee を入替えて,終日測定してみた結果,03機のバラツキは表に示すように 非常に小さくなった。偏りは 0.25℃の範囲に収まった。測定時刻は 2015/2/11 7:35 - 6:54 の82サンプルであった。もし, 入手した XBee がエンドデバイスとして, ADC(アナログ/デジタル変換器)のバラツキが大きければ,それを Coordinator もしくはルータとして用いればいいだろう。
Average & Scatter at 1, 5.8 [C]

01ArRef01Lq02Lq
AVG5.055.804.745.46
STDEV0.2100.200.05
Bias-0.750-1.06-0.34





AVG0.021.000.490.98
STDEV0.1900.200.04
Bias-0.980-0.51-0.02









補足

Average & Scatter at 3.4 [C]

Ref02Lq03Ar03Lq
AVG3.43.523.153.60
STDEV00.040.090.02
Bias00.12-0.250.20
チャートの作成にフリーソフトの OpenOffice Calc を使用しています。画像ファイル png に変換すると,画質が極端に落ちます。 Microsoft のフリー開発ツール VB2010 Express によるチャートを画像化しても,これほど劣化しなかったので意外でした。




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