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自動変温サーモスタット(変温君)作製(自作) Feed

2012年1月 8日 (日)

サーモスタット「変温君」に新機能

最近、換水用の貯水タンクの水温を測るのに 

サーモスタット「変温君」の温度センサーを使うと便利な事に気付いて

ここのところ これを使う場合が多い



あ、そうそう 話は逸れますが・・・・

以前は このサーモスタットを年間、日間、時間で大きく水温が変わる

沖縄の海に因んで「琉球」と名付けておりましたが

今一、ピンとこないので

サーモスタット変温君と単純な分かり易い名前に改名した事を

先に書いておきます(笑)





話は戻って


あ そう、でも基本的には 換水で温度合わせは 

わざわざしない流派だったんですが

実際に真冬に 貯水タンクに手を浸けると ちょっとビックリする温度なので

そんな時には 流石に温度合わせをする事もありました



そんな時に 貯水タンクに温度計を入れておいて 温度を測ってから

水槽の温度と見比べて合わせる、あるいはサーモスタットとヒーターを

貯水タンクにセットするのが普通のやり方ですが

この変温君は 主要6箇所の温度センサーと 

予備に1個の温度センサーを装備していて

この予備の温度センサーはいろんなところで使う事を想定して

7メートルの長いケーブルで繋いでいるので 

予備の温度センサーだけを貯水タンクまで引っ張る事ができる


こうすると 水槽の温度も 貯水タンクの温度も 

サーモスタットで同時に表示されるので

いちいち貯水タンクの温度を見に行かなくても テレビを見ながら

メインタンクと貯水タンクの温度が同時に確認できるようになって

温度合わせをする時には こうやって「変温君」を使っていた


今まで 換水時に温度合わせをしなかったのは いちいち貯水タンクの

水温を確認するのが面倒だったから

という単純でナマクラな理由ですが 

これで かなり手間が省けるようになったので

温度合わせが そんなにも面倒臭くなくなった

もっと大昔には 貯水タンクにもサーモスタットとヒーターをセットしていた事も

ありましたが これが意外と危険な行為で

ヒーターが入ってる事に気付かないまま換水を進めると 

貯水タンクの水が抜けてしまって 後から煙が出てくる

なんて事になった事もある

なので 個別に貯水タンクにサーモスタットをセットする事も避けている





と、そんなところで・・・・・・

どうせなら 温度が確認するだけじゃなくて 貯水タンクのヒーターも

メインタンクの温度と比較してヒーターをON、OFFさせれば

完全な温度合わせが 手放しでできるんじゃないの!!


そうすれば テレビを見ながらじゃなくて 

寝ながらでも完璧な温度合わせができる 



これだと 換水時には 温度センサーやヒーターのケーブルが

邪魔になるので 換水時には 必ずセンサーとヒーターのケーブルは

外す事になり

ヒーターを切るのを忘れて 換水を進めてしまう心配も無い!



だはは

そんなところで 変温君のバージョンアップをしました!!


左上の表示(23.1℃)がサンプの水温で 

温度管理の基本は このサンプの温度を基準に行う

その右の()の中の表示(27.9℃)が クーラーの設定温度

ヒーターの温度設定は 現在、クーラーからマイナス5℃の設定なので

ヒーターは約22.9℃でONになる

動画では サンプが設定温度内に入ってるので クーラーもヒーターもOFFで

緑のLEDが点灯している

温度が下がってヒーターがONになれば 赤いLEDが

また 温度が上がってクーラーがONになれば 

青いLEDが点灯するようになっている


貯水タンクのヒーターがONの時は 一番右側のLEDが赤く点灯する!!


下の行の表示は

Main (メインタンクの水温)
Breeding (太陽光ブリーディングタンクの水温)
Bee (ミツバチの巣箱内の温度)
Outside (外気温)
Inside (室内の温度)
ErrorCount (センサーがエラーになった回数)
Test (予備のセンサーの温度)

と順番に表示されている

貯水タンクの温度は Testのセンサーを使う
(現在はセンサーが室内に置いてあるので 室内の温度に近い温度を表示している)

2011年4月 6日 (水)

サーモスタット「琉球」 完成

作製からテストも含めて もう半年以上になるサーモスタット

ケースも出来上がって

いよいよ完成!!

いよいよ、と言うより

やっと完成

P4060043

商品名は 温度変化の大きなサンゴ礁に因んで

「琉球」と名付けました




搭載した機能としては

まず このサーモスタットの一番大きな特徴である 1日の水温に変化をつけて調整できる事

Fax_21_5

・1日の最高水温、最低水温 それと合わせて 

・最高水温、最低水温を何時に設定するか それから 

・クーラーとヒーターの設定温度の差を何度にするか

・設定温度に対して 何度の差がついた時点で クーラー、ヒーターのスイッチを入れるか

また 何度になった時点でスイッチを切るか

・エラー表示は何度に設定するか

などの設定が自由にできる




それから1年間の温度変化に関しては

Fax_22_2

・冬の最高水温、最低水温

・夏の最高水温、最低水温

・最高水温、最低水温を設定する日はいつか

などの設定と

・クーラーおよびヒーターを完全にOFFにする期間の設定

などの設定ができる




その他 危険回避の為

異常高温 、異常低温を察知したときにはエラー表示をするようにしておいた




それから このサーモスタットの2つめの大きな特徴である

温度データの記録機能


記録媒体はSDカードで

今のところ 

・メインタンク
・サンプ
・ブリードタンク
・外気温
・室内温
・蜜蜂の巣箱内部
・予備

合計7箇所の温度を 2秒、10秒、1分、10分 毎に記録するのと

Fax_31

Fax_32

その日1日の

・最高気温、最低気温

・メインタンク最高水温、最低水温

・ブリードタンク最高水温、最低水温

・蜜蜂巣箱の最高温度、最低温度

・クーラーの稼働時間合計

・ヒーターの稼働時間合計

を記録し続ける

Fax_33

このサーモスタット本体の機能の他に

SDカードに記録したデータを 編集したり グラフに表示したり

また 温度設定などサーモスタット本体からの設定もできますが PCで設定する方が手軽なので

設定項目も全て SDカードに書き込む事ができるように PCアプリケーションも同時に開発しておいた

上記のグラフもすべてSDカードに記録したデータを元に このPCアプリケーションで描かせたものです!!



ざっと こんな感じですが

機能をいっぱい付け過ぎて

全部思い出せていないかも知れません(笑)




少し長い月日がかかりましたが

晴れて 完成

という事にしておきます!!

 

2011年4月 3日 (日)

そろそろ仕上げに

かなり長期間、テストや改良を続けてきたサーモスタットですが

周辺ソフトも合わせて満足のいく仕上がりになってきたので

そろそろ完成させようと思います


そこで最終仕上げに 回路を入れるケースの製作に入りました




まずはアクリルでケースを作る

いつもなら カットから穴あけまで全てオーダーで加工してもらうんですが

ここのところ 注文してるアクリルが多くて 小遣いが苦しくなってきたので

穴あけくらいは自分でやろう、と カットだけの注文にしたので

少しだけ時間が掛かります



ケースが仕上がった状態がこれ

P4020021

これで キカイダーパターンとして完成!!

と、しても良かったのですが

ふと ホムセンに立ち寄った時に わりと好みの感じが良い木目の出た板が売ってたので

この板で仕上げたくなった!!

P4020022

以前にウェーブマシンのケースを作った時は ブロック状の杉をくり抜いてケースにしたのですが 感じ良く仕上がる代わりに非常に手間が掛かったので 今回は薄板を使って箱にする事にしました

アクリルのボックスに木の箱を被せる構造にする事で 薄い板でも使えるようになるので
作製が簡単にできる 

スイッチの穴やSDカードの穴、LCDの部分などは彫刻刀で切りぬいておくので
この作業が 一番手間が掛かります

P4020023

ただ 作業としては 一番工作をしてる実感が湧くところで

好きな作業です

切り抜きが終わったら サンドペーパーで滑らかに仕上げて




この後、のこぎりで切り取って箱に組んでいきますが




夜になったので 今日は ここまで!!

2011年3月10日 (木)

久しぶりに電気ネタ

ここのところ 電気関係もいろいろやってみたいのがあるんですが 他が忙しくて

なかなか手をつける事ができず

電気ネタが ほとんど無かったのですが


ここにきて 完成寸前だったサーモスタット回路に不具合が・・・・・・


ここ数ヶ月 何の問題もなく 順調に温度調整とデータの記録を続けてきていたのですが

突然、SDカードのエラーが出始め 2ヶ月分のデータが飛んでしまった

それからエラーの回数が増えてきて とうとうデータの書き込みができなくなってしまった


時々不具合が出る、というような症状の場合の殆どが接触不良、あるいはショート寸前の場合が多いのですが この回路の場合 本来、基板実装型のパーツを電線で配線してる部分が多くて 接触不良や断線になる可能性が高い箇所がいっぱいある

どのワイヤーが悪いのか 順番に点検していくと 点検で動かす事で大丈夫だったワイヤーが切れてしまったり やればやるほど深みに嵌っていって どこが悪かったのか さっぱり解らなくなってくるし それまでは 時々しか出なかった症状が最後には さっぱり正常に動作しなくなってしまった

これ以上点検するより 全部配線をやり直した方が早い!!

という事で 全部やり直したのですが これまた正常に動いたり動かなかったり

何の修理でもそうなんですが 時々動かないより 完全に動かない方が仕事がし易いのですが 今回の場合、タチが悪い事に時々動かない、という症状


およそ 怪しい部分は判ってる

P3080207

このレベル変換器の周りの配線



本来は こんな付け方をするのでは無いのですが 端子のピッチが基板に合わないので 細かい端子に無理やりワイヤーをハンダ付けしてるので 非常に具合が悪くて これも一ヶ所直すとワイヤーが動いて 隣に接触したり 接触不良になったり


本来の装着方法にしてやった方が良いのは解ってたけど 当時は これに合う基板を探す事ができなかった
でも こんな細かいピッチから 今使ってる基板のピッチに変換する基板が見付かったので これを取り寄せてみた

P3090209_2

P3090210


ハンダ付けすると

P3090211

やっぱ 全然格好良い!!

本当なら SDカードスロットも それ用の基板に装着した方が良いのですが SDカードはまだ扱い易いので とりあえず レベル変換器だけ先に改良してみる事にした


P3090213

これで 端子周りの接触不良やショートの不具合は半減できると思うので これで組み上げてみた

今のところ順調に作動してくれてるので また様子を見て そろそろ本当の完成にしたいところです(笑)


 

2011年2月 5日 (土)

エラー表示

ほぼ完成に近付いてきたサーモスタット回路ですが

先日の大事故があったので 改良を加えた


改良を加えたのは 異常温度の表示機能で

以前から 設定した異常高温、あるいは異常低温が出た時には LEDで高温時は赤 低温時は青の点滅で 異常を知らせる機能を付けていたのですが メインタンクの異常温度に対してだけの機能だったので 今回の事故のような場合にも対応できるように ブリードタンクでの異常温度を検出した場合も LEDで表示して 合わせて メインタンクの異常なのか、それともブリードタンクの異常なのかと その時点の温度を最上段で表示するように プログラムを書き換えておいた

これに プラスして ブリードタンクの循環も複数のポンプで行うように改良する事にした



このサーモスタット回路については 長く掛かりましたが 今のところ ほぼ思い通りの機能を付ける事ができていて 不足に思うところは何も無いところまで仕上がってきてるので そろそろケースの作成に入って完成に向けていこうと思う



かなり大きなメモリー容量の86%まで使ったプログラムですが

PCアプリケーションも合わせて

自分としては 大満足の仕上がりになりました

2010年12月17日 (金)

そろそろ仕上げに入ろう!!

サーモスタットのプログラムも 殆ど望み通りに動くようになってきたし

このサーモスタットを活用する為の PCアプリケーションも ほぼ思い通りの仕事ができるようになってきた



本来の仕事である 温度の調整とデータの記録に係わる部分は 随分前に ほぼ完成してたのですが 

もっと基本的な部分で 機械の使い勝手の部分で ボタン操作に係わる部分のプログラムが なかなか上手くいかなかったので かなり時間が掛かってしまった

操作の数だけボタンを並べれば プログラムは簡単なんですが 12種類の操作をするのに12個のボタンを並べるのはスマートでは無いし 使い勝手も非常に悪くなるので できるだけ少ない数のボタンで 長押しや同時押しなどを組み合わせて 5個のボタンで12種類の操作をするように組んでみた 

これがプログラムにすると 結構ややこしいもので
こういうボタン操作などの 本当の基本部分に関しては あんまり面白くないせいかwebでサンプルプログラムを探しても 意外と出てこなく
全て自分で作った独自のプログラムで組んでみたので 余計に時間が掛かってしまった

Thermo101206

↑ここ10日分のデータ



ここのところ 気温も随分下がってきたので 1日で合計600Wのヒーターが

500分(8時間以上)稼動している

まだ真冬ではないので もっと稼働時間が増える事になるけれども

真冬で どれくらいの稼動時間になるのか?

今まで あんまり気にした事は無かったけれども 面白いもので こういう機械があると 気になるようになってくるし どうすれば省エネになるのか?、なんて今まで考えた事もないクセに  そんな事も考えるようになってきた(笑)

温度の記録もエラーやリセットも出ずに順調に記録を続ける事ができているので 

そろそろ仕上げに入って 完成させる方向へ持っていこう!!

2010年12月 9日 (木)

サーモスタット 機能の追加

いつまで経っても 完成しない・・・・・・・・・(笑)




もういつでも 使える状態で テストも兼ねて実際に問題なく稼動してる状態なんですが

使えば使うほど 欲しい機能が増えてくる



ここ最近 記録したデータをグラフに表示する機能を作ってるところで

12月に入ってからのデータを連続してグラフにしてみると

Thermo101201

当然ですが この季節でも 厳密に温度管理しようとすると クーラーが稼動する時間帯(グラフ下のラインにライトブルーで表示されてる部分)が発生する

このサーモスタットは自分で思うように温度変化を付ける為のものなので これで順調に シビアに管理できている訳ですが 実際のところ 変化の加減までシビアに調整する必要は無く 逆に ある程度ランダムな温度変化が有った方が面白い

もうこの季節になると いくら天気が良くても30℃を越える事は無いだろうから

あえてこの涼しい季節にクーラーをONする必要も無いだろう(逆エコになるし)



という事で


機能として クーラーとヒーターと それぞれ OFFにしてしまう期間(月単位)を設定できるようにしてみた

Fax

本当のところは 季節ごとに 自分でコンセントを抜いておけば良いだけで

そんな機能が 必要か???

と聞かれれば




「必要ありません」

と答えるでしょうね(笑)



鍵を刺さなくても ドアが開いてエンジンが掛かる自動車を作ってるみたいなもんだと思えば良いでしょう(笑)




余談ですが・・・・・

この機能が付いた自動車を初めて見たとき

「鍵くらい自分で刺せや~~~!!」

「この機能を搭載するのに いくら高くなってんね??」

「これこそ 逆エコ、資源の無駄使い」

って思ったのは私だけでしょうか??








でも 人類が今まで ここまで発展してきたのは ほとんど全てが この「ナマクラ」を追い求め続けてきた結果なんですね

そして地球上の生物で人類だけが退化してきている・・・・・・・・・・・(笑)







最終的には家のエアコンみたいに リモコンで温度設定できるようにしようか、とも思ってる





2010年12月 7日 (火)

サーモスタットツール バージョンアップ 

サーモスタットのデータをPCで扱う為の アプリケーションのプログラムを作ってるところですが

少し触り始めると いつもの事で 

「あれもしたい これもしたい」・・・・・

「ああできないか?、こうできないか?」・・・・・



使えば使うほど 欲が出てきて いつまで経っても完成しない(笑)




エクセルを使わずに 直接グラフを表示するところまでは 先日の記事にUPした通りですが

それだけでは エクセルを使うのも そう変わりはない

どうせ自分で作るなら・・・・

という事で


今回は まず一つ目として

サーモスタットのデータは毎日 1日、1時間、10分、1分、10秒、2秒 と 6種類のデータファイルを1個ずつ作成していて
そのデータの中から 表示したいデータをアプリにドラッグするか、あるいは データを入れたフォルダーを指定する事で中のデータを統合してグラフに表示するようにしてたのですが
もっと自由にできないか?、という部分で フォルダーを指定するのではなく どこからでも 複数のファイルを同時に選択したままドラッグする事で読み込めるようにしたのと ドラッグするのが同時でなくても 後からドラッグしたデータをどんどん追加して表示できるように改良してみた


それから もう一つ 

以前は アプリでグラフを表示したら そのままPCのデスクトップを「Windows」の「Prt Scr」(プリントスクリーン)で「ペイント」に貼り付けて プリンターから画像データに変換して 変換した画像をトリミングして 画像として仕上げてたのですが 何日分かのデータを画像にするのは手間が掛かる

そんな事で いちいちプリントスクリーンなどを使わずに グラフを直接、画像にして保存できる機能を付けてみた
当然、画像に仕上げる時間は比較にならない




これで 何日分かのデータでも簡単にグラフにして画像に保存できるように改良したのですが

どうせなら ついでに・・・・・

という事で 複数のデータを同時にドラッグしておいて ボタン一つで

勝手に順番にグラフに変換して画像に保存していく機能も追加してみた

これで 10日分でも100日分でも ボタン一つで 勝手に画像が仕上がってくれる!!










まあ、そんな事より

たかが サーモスタットに そんな機能が必要なのか?????



答は簡単!!

必要ありません

単なる お遊びです!!

偶に プログラムも触っておかないと忘れてしまうので・・・・







  

2010年12月 5日 (日)

サーモスタット用ツール

サーモスタットを活用し易くする為に PCアプリケーションを作り始めましたが

簡単に作ろうと思ってたのですが 面白いもので

こんなのも やり始めると また どんどん欲が出てくるものです


当初は温度設定などの面倒な部分だけPCアプリで作ろうと思ってたのですが

触り始めると グラフの作成も エクセルを利用するのではなくて独自で作ってしまおう、と・・・


エクセルの方が見た目は格好良くて綺麗なグラフができるのですが エクセルはエクセルで問題があって データを行で管理するものですから データが途切れる事なく 例えば10秒なら10秒でずっと絶え間なく繋がってるデータなら問題ないのですが 途中でスイッチを切ってたり 修理してたり カードを抜いてたりする事もある訳で
そんな場合に エクセルだと例えば1時間分のデータが抜けてたとしても 行で管理するものだから グラフにした時には空いてる時間に関係なく 繋いだグラフになってしまいます

それが どうも気に入らないところで 時間のデータもきっちりと記録してる訳ですから データが抜けてる部分は グラフでも抜けて表示したかったんです

それから 現在10個のデータを記録してグラフに表すようにしてますが いつもいつも10個のデータ全部を表示する必要はなく 逆に必要なデータだけを表示したい時もあるわけで そんな時には エクセルで調整するのは結構面倒で 機敏に動けません


それから 古いエクセルだと 65536行までのデータしか扱えないのも大きな理由で
例えば 1分毎のデータだとして1日に1440行で 45日分
10秒毎のデータだとして1日に8640行で8日分
最短の2秒毎だと1日に43200行で1日半分

せめて 1分毎のデータを1年分くらいは表示したいもので

これが 独自のプログラムでグラフも自分で作れば 大きなデータでも動きが遅くなるだけで あんまり限界は考えなくても良い


あとは自作の良いところで なんでも自分の好みで 自分専用の機能が作れる事かな!!



そんなのが有ったのと PCアプリのプログラムも しばらく触らないと すぐに忘れてしまうので 忘れてしまわないように、というのも大きな理由です

 

見た目は エクセルの方が綺麗ですが 使い勝手は好みで仕上げられるのが良い!!

2010年12月 1日 (水)

サーモスタット用 PCアプリケーション

サーモスタットも だいぶん煮詰められてきたところで

使い勝手を もう少し向上させる為 少しPCアプリケーションに機能を追加しておいた

002

今までは 設定温度などのサーモスタットに設定するデータは 回路に取り付けたボタンを押して順番に設定するようにしてたのですが 設定項目が増えてくると 一つずつボタンで±の設定 をしていくのは結構面倒になってきた

そこで 今までの 書き込んだデータからグラフを作るアプリケーションに機能を追加して サーモスタットの設定データを全て PCで打ち込んで 設定データのファイルを作ってから そのファイルをSDカードにコピーする事で 一気に設定できるようにしてみた

Temp_csv33

今日は 朝は気温も低かったけれども 昼から温度が上がり

すごく温度変化の大きな1日でしたので ヒーターもクーラーも稼働する事になってた様です

ミツバチの巣箱などは 1日で20℃の温度差になっているし

ブリードタンクも 1日の温度差が5.5℃になっている



この大きな温度差が プラスと出るのか マイナスと出るのか??

これからが楽しみです!!