芝生×IoT

２月２日（日）

 

「芝生×ＩｏＴ」

 

早くも2月になってしまいましたねぇ。
つい先日まで正月だった気がするが、時間が経つのは早い。

 

年取ったせいかねぇ・・・。

 

 

あっ、ちなみに、
私は未だに正月気分です・・・(汗）

 

 

さて、
ここの所、プリント基板上にて構築しながら、モヤモヤするというか、
スッキリしないというか、喉につかえるような感じがぬぐえないまま時間が経ってきているだよね。

 

その原因はなんなのか！？

 

今回はその解明と対策からスタートしたいと思います。

 

 

MOSFETの上限容量

現在、作成している散水部はソレノイド（水電磁弁）を操作して、スプリンクラーを動かしたり止めたりします。
そのソレノイドを動かす為に、１２Vの電気が必要になる。

 

その１２Vの電気を扱うために使用しているのがMOSFETというもの。
スイッチング用途で使用する物で、１２VをON/OFFするものだ。

 

MOSFETにはNチャネル型とPチャネル型の2種類あり、
Nチャネル型は通常はOFFで電荷をかけるとONになる。Pチャネル型はその逆の動作。
だったはず、たぶん・・・。

 

なので、散水部ではNチャネル型を使用しているのだが、
この使い方が正しいのか！？

 

ってことが、ずっとモヤモヤしていた原因・・・。

 

私の動作確認時の接続の仕方（向き）が、先駆者の皆さんの設置方法と違っていたが、
でも、私のテストでは問題なく動作したいた・・・。

 

けど、モヤモヤがつづいていたんだよね・・・。

 

 

色々と調べを進めると・・・、
やはり私の接続方法が間違っていたようだ・・・（汗）

 

 

しかも、更なる過ちに気づいてしまった・・・（涙）

 

使用しているMOSFETは「2N7000」という型番のものだが、
耐電圧は60Vで問題はないが、耐電流が200mAしかない。

 

使用するバッテリーは「12V　5A」の容量があるのに・・・
これじゃ過電流で壊れるか、下手したら火災になる可能性だって・・・（恐）

 

したがって、
MOSFETを変更しなければならず、
既に組みあがっていたプリント基板から「2N7000」を外し、
60V　5A対応の「2SK4017」に変更することに。

 

 

左が「2N7000」、右が「2SK4017」

 

 

ちなみに、この2種はドレイン、ゲート、ソースの配置が違うので注意が必要だ。
間違えないように回路図を書き直して・・・。

 

旧回路図

 

新回路図

 

違いが判りますかね・・・。
MOSFETが変わったのはもちろんですが、ドレイン（D）側に抵抗（当該回路の場合、ソレノイド）が位置しているのが正しい使い方らしい。

 

また一つ勉強になった！！
かつ、これでスッキリした。

 

心おきなく作業を進められるぞぉ。

 

さぁ、どんどん行こう！！

 

 

 

 

 

 

9割方組み上げが完了

 

こんな感じで・・・。

※これはまだ8割方の時の物だ・・・（大汗）

 

右上にある本番機（ESP-WROOM-02）は、スケッチ修正等をしやすくするため、取り外せるようにした。

 

 

裏側はこんな感じに・・・。
それにしても、酷い仕上がりだ・・・（大汗）

 

実際に組み上げて分かったことがある。
それは、「効率的な配置（配線）を考える大事さ」かな。
配線が交差すると見栄えが悪いし無駄な長さが・・・。

 

このあたりは経験なんだろうなぁ。
今後の課題として、というか、私の成長次第だね・・・（汗）

 

9割方完了しているが、残っている作業は、
右上にある本番機（ESP-WROOM-02）に対する電源（3.3V）を供給する配線が出来ていない。

 

結線は難しくないが、なぜ残しているかというと、
本番機（ESP-WROOM-02）の許容電流は80mAだといわれている。

 

しかし、
DCDCコンバータ（M78AR033-0.5）はデータ上、0.5A（500mA）の出力電流になっているが、
私が実際に実験したときは1A（1000mA）出てたんだけどなぁ。

 

電流を下げないと本番機が壊れる可能性もあるので、
これは再度確認して、3.3V　80mAを流すよう、部分設計し直しが必要だ。

 

 

 

 

 

ケースに収めてみる

 

本番機への電源供給以外は配線が済んだので、
配線ミスがないか、導通確認及びバッテリーを繋いで一部動作確認をしてみた。

 

煙が立ち上がらないか、非常に心配だったが・・・、
恐る恐る・・・、スイッチONしてみた。

 

結果は大丈夫でした。
ただ、すべてに電気を通したわけではないので、まだまだ安心はできないが・・・。

 

この状態でも動作確認できる事が２つ・・・。

 

デジタル電圧計の表示確認と夏モードスイッチON時のLED点灯。

 

デジタル電圧計はスイッチを押している時だけ表示されるようにした。

 

誤操作を無くすため、LEDは夏モードがONになっている時のみ点灯されるようにした。
逆に即時散水スイッチは、ONにすると直ぐにスプリンクラーが動き出すので誤操作がわかりやすいからね・・・。

 

 

さて、ケースに収めてみるとこんな感じになる。

 

 

これを見て、思い付く・・・。
ソレノイドの電源ケーブルが・・・、ないよね・・・（汗）

 

折角なので、ソレノイドに電源ケーブルをつける作業をする。

 

ソレノイドから、接続箇所までの長さを図り、
ケースから取り外したら、半田付け開始！！

 

相変わらず素人ハンダだが・・・、接写できない仕上がり・・・（恥）

 

このソレノイド（水電磁弁）は電極の区別がないのだ。
なので、どちらを＋にしてもまったく問題なし。

 

ケースに戻してみると・・・。

 

ようやく形になってきたよ・・・。

 

でも、まだまだ経験が足りないね・・・（涙）

 

まぁ、素人がここまで出来たら良しとしないとね、っと自らポジティブシンキングに・・・。

 

 

 

 

最後に

 

前々回の記事でもあったように、ソーラーパネルの設置がまだできていないが、
ある程度、どのように設置するか考案はできた。

 

けど、まだ材料は未調達だけど・・・。

 

さぁて、散水部は電流が調整出来れば完了となる。

 

完成したその後は、散水動作の確認して・・・。
あっ、スプリンクラーを狭庭仕様に修正しないとなぁ・・・。

 

そうそう、センサー部もバッテリー駆動化にしないと・・・。

 

まだまだ、やるべき事は多いですが、
一つづつ課題を解決していかないとね。

 

 

 

闘え、ボンビーリーマン！
負けるな、ボンビーリーマン！
常緑のために！

 

 

#芝生#常緑#ボンビーリーマン
#IoT