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デバイス試作プロジェクト

　各社員は、空き時間や自ら時間を作って、苦手な技術や今後必要であろう技術について勉強しています。 技術書を読み漁っても良いのですが、実際に作ってみることが有用であると考えます。そこから何か発展したより良い製品が生まれてくることを期待しています。
　以下に、作成したもので比較的わかりやすい内容を紹介したいと思います。すべて手作業ですので出来栄えについてはご了承ください。あくまで初期試作・勉強レベルの域です。

 

Pr001 Bluetooth−GPS
GPSモジュールから出力するNMEAデータ形式フォーマットをBluetoothで送信するロガー。
GPSが付いていないタブレット端末などに便利。(電池内蔵:給電中)

 

Pr002 Bluetooth−3D Sensor
３軸加速度センサーの値を独自テキストフォーマットに変換してBluetoothで送信するロガー。
内蔵電池型と外部給電型の2種作成。使用用途により使い分ける。

 

Pr003 屋内位置情報検出
Bluetooth端末のRSSI値を使っておおよその位置情報を把握。センターサーバで管理。多方面で有効活用ができると予想している。

 

Pr004 FPGAを使ったLCD制御
FPGAからI2Cによるキャラクタ液晶表示とカラーLCD(バッファ無)表示(60fps)を行う試験。全てHDL記述による。

 

Pr005 FPGAでCMOSカメラ制御
カメラモジュールからデータを取り込みカラーLCDに表示(60fps)させる。トリミング位置変更、カメラ設定など全てHDLにて行う。

 

Pr006 FPGAで気圧センサー制御
SPI制御により気圧センサーの値を読み取り、気温・気圧・標高(気圧により計算した値)をキャラクタLCDに表示。全てHDL記述。

 

Pr007 Raspberry Pi 拡張カード
拡張コネクタを利用しSPI/I2C/GPIOを制御させ、IPアドレス/CPU負荷率/メモリ使用率/CPU温度/外気温/気圧/時刻をLCDに表示。電源制御も組み込み中。

 

Pr008 情報遠隔収集システム
各センサーから取得したログ情報などをまとめ、３Ｇ回線を使ってサーバへ送信するシステム。 遠隔地でのデータ収集に威力を発揮。いろいろな用途に使えると予想。

 

Pr009 Bluetooth スピーカー
スマートフォンなどの音楽再生をBluetoothを使って受信し、アンプしてスピーカーから出力。 アンプはD級を使用して消費電力を考慮。Blutoothとパルス幅変調(PWM)の勉強。ちょっとした音楽再生には便利。

 

Pr010 WiFi Audio
RaspberryPIを組み込んで音楽サーバを構築。WiFiアドホック接続をして、スマホなどから制御や音楽再生を行う。 I2S出力によりハイレゾ再生が可能であるがスピーカーが高域まで対応していないのが残念。

 

Pr011 WiFi 温湿度ロガー１
温度と湿度を一定周期でサーバにPOSTするロガー。バッテリ駆動でESP-WROOM-02を使ったWiFi接続。 電源のない場所の温湿度管理に便利。10分間隔の測定の場合、110mAhバッテリで1週間以上動作可能。(菓子箱実装)

 

Pr012 WiFi 温湿度ロガー２
温度と湿度を一定周期でサーバにPOSTするロガーの太陽光パネル＋Ni-MHバッテリ駆動版。 ESP-WROOM-02を使ったWiFi接続。晴天が続けばバッテリの心配はあまり必要なさそう。(100均ソーラーライト使用)

 

Pr013 FeriCa Reader/Writer
RaspberryPI3にUSB接続の非接触ICカードリーダー／ライターを接続し、ICカードからの情報を取得したり書き込んだりする装置。 出退勤管理や各種データの取得、電子マネーなどの利用履歴や残高確認などに応用できる。

 

Pr014 FeriCa Reader
ESP-WROOM-32とFeliCa リーダー・ライター RC-S620Sを使った非接触ICカードリーダー。非接触ICカードからの情報を 管理サーバーへPOSTして応答メッセージにより各種処理を実行させる。

 

Pr015 ナンバーディスプレイ
電話の着信時に表示される発信者電話番号を簡単なハード回路(FSKモデム未使用)とソフトウェア処理(ESP-WROOM-32)によって読取り表示、 着信拒否などのフィルタ機能や通話ログ機能などを実装し、迷惑電話防止などに応用。

 

Pr016 WiFi環境モニター
室内の温度・湿度・CO2濃度を定期的に測定してWiFi経由でwebサーバへPOSTする装置。 ESP-WROOM-32を使用。これで社内環境のモニターができ、早めに換気や温湿度調節ができます。

 

Pr017 WiFi 温湿度ロガー３
温度と湿度を一定周期でサーバにPOSTするロガーの太陽光パネル＋Ni-MHバッテリ駆動版の第2弾。 ESP-WROOM-32を使ったWiFi接続。 前回よりも大き目な太陽光パネルでNi-MHバッテリも単4型を2本使用。

 

Pr018 Sigfox 環境モニター
Sigfox（シグフォックス）通信を利用した環境モニタ装置で温度・湿度・CO2濃度を定期的に送信します。 センサが本体に内蔵型と外部型の2種を作ってみました。 WiFi環境のない場所での使用を想定。ユーザーは維持費を低価格で実現できることがメリット。 1回12バイトのデータ送信で通信回数は1日最大140回、通信速度は上り100bpsですがこういった環境モニタ装置には十分。

 

Pr019 LPWA(920MHz帯) 環境モニター
interplan社製LPWAの920MHz無線モジュールを利用した環境モニタ装置で温度・湿度・CO2濃度を定期的に送信します。 センサが本体に内蔵型と外部型の2種を作ってみました。しかもTAKACHI社製の防水筐体を使ってみました。 WiFiより通信距離を伸ばしたい場合に有効と考えます。

 

Pr020 IEEE802.15.4 温湿度モニター
IEEE802.15.4規格の通信を利用した温度と湿度データを一定周期で送信する装置。CR2032リチウム電池にて動作。 受信装置は、受信データをWiFiへプロトコル変換をしてWebサーバへデータをPOSTする仕組みを作りました。

 

Pr021 LPWA(920MHz帯) 変換アダプタ
interplan社製LPWAの920MHz無線モジュールを利用し、受信したデータをWiFiへプロトコル変換をしてWebサーバへPOSTする装置。 WiFiモジュールは、ESP-WROOM-32を使用し920MHz無線モジュールも制御する。

 

Pr022 BLE 温湿度モニター
AHT25温湿度センサーを使用して取得したデータをBLEのアドバタイズデータに埋め込み定期的に送信する装置。 温湿度のほかにも電池電圧を測定して電池残量を確認できることとした。単４アルカリ乾電池2本使用。

 

Pr023 LPWA(920MHz帯) 変換アダプタ２
interplan社製LPWAの920MHz無線モジュールを利用し、受信したデータをWiFiへプロトコル変換をしてWebサーバへPOSTする装置の第2弾。 屋外で使用することも考慮して防雨ケースに入れることとした。

 

Pr024 LTE 変換アダプタ
BLEのアドバタイズデータから、必要なデータを取り出しLTE通信モジュールからwebサーバへデータをPOSTする装置。 WiFi環境のない場所での使用を考慮。IoTに特化した格安SIMなどを利用して維持費を抑える。

 

Pr025 WiFi中継機
XIAO ESP32C3を使用したWiFi中継機。インターネット上で公開されているESP32をつかったWiFi中継機用のソースを流用した学習の一環。 IoT機器の設置場所により中継機が必要な場面が多いことに必要性を感じる。しかしながら市販品で安い機器があるためあえて制作する必要性は少ないかも。

 

Pr026 LPWA(920MHz帯) 変換アダプタ３
BLEのアドバタイズデータから必要なデータを取り出しinterplan社製LPWAの920MHz無線モジュールからデータを定期的に送信する装置。 BLE通信を利用したIoT機器から受信したデータを数キロ先まで飛ばしたい場合などに利用できる。（Pr023の装置と組み合わせる。） 屋外で使用することも考慮して防雨ケースに入れることとした。

 

Pr027 自動水やり装置
土壌の水分を計測して、設定した水分量を下回った場合に自動的にペットボトルの水を散水する装置。 水分量は定期的にBLEのアドバタイズデータに埋め込んで送信する。受信装置と組み合わせればスマホなどから水分量を確認することができる。 今後は重量センサーを組み合わせて、ペットボトルの水が少なくなったら通知するような仕組みや、電磁弁を制御するような仕組みも作りたい。

 

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