東京工業大学 ロボット技術研究会

東京工業大学の公認サークル「ロボット技術研究会」のブログです。 当サークルの日々の活動の様子を皆さんにお伝えしていきます。たくさんの人に気軽に読んでもらえると嬉しいです。
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LED

「ロボット技術研究会」通称「ロ技研」は、その名前の通りロボットの制作や研究はもとより、電子工作や機械工作、プログラミングなどの幅広い分野にわたるものつくり活動を行っています。

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メダカの照明 Ver.2

こんにちは、14のけりです。
今回は最近作った電子工作の紹介をします。

概要

メダカの水槽の照明

以前、PICで作ったメダカの水槽の照明(←リンク)を紹介しましたが、今回はこれをバージョンアップしました。めだかの照明がどのようなものかは以前の記事を参考にしてください。

fish

格安WiFiモジュール

今注目のWiFiモジュールであるESP-WROOM-02を使ってWiFiに対応しました。これにより、スマートフォンなどからブラウザ経由で操作できます。

このWiFiモジュールを使った赤外線学習リモコンの記事も書きましたので合わせてご覧ください。

ESP-WROOM-02 WiFiモジュール 秋月電子にて550円(2016/3/14現在)
esp-wroom-02

ギャラリー

全体

LEDはなんと、

  • 白色LED12個
  • 赤色LED6個
  • 緑色LED6個
  • 青色LED6個

の計30個の1WパワーLEDを備えています。

all

基板

Dサイズのユニバーサル基板に実装しました。回路はとても簡単です。

board2
board1

LED

light

回路図

sketch

スマホからの操作画面

ボタンを押すことでLEDの明るさを11段階で変えることができます。

page

時間同期モード

「Set Time Sync」から時間同期モードに設定すると、朝6時から徐々に明るくなり正午にMAXになり、午後6時までに消灯するようになっています。これでめだかは時間感覚が狂わず、健康に生きることができます!!

時刻はNTPサーバーから取得しているので時計合わせも不要で正確です。

ソースファイル

ソースファイルはGithubに公開していますので興味がある方はご覧ください。→リンク

ただし、他人に見せるつもりで書いたソースではないので説明は皆無です。

まとめ

シリアルによるコントロールだった前のバージョンに比べてかなり進化しました!今後はJavaScriptなどを使ってさらに進化させていきたいですね!

fish_up

メダカ水槽の照明の自作

こんにちは。
椋けり(@Ryokeri14)です。 
みなさん、進捗いかがですか?
僕は、ぼちぼちです。
 
今回紹介するのは、
メダカの水槽の照明です。 

高校時代の親友の刺激を受け、
5月ごろからメダカを飼い始めました。 
生き物を飼うと、実に癒されます~
IMG_0529

水槽には水草があるので、
程よく光を当てなければなりません。
普通のLEDライトで照らしてもよいのですが、
ここはロ技研民として、自分で照明を作ることにしました。 

ところで、皆さんが帰宅する時間は何時ごろですか? 
帰宅するころには暗くなってますよね? 
朝、家を出るときに照明をつけて置くと、帰ってきても点きっぱなしです。
それでは、メダカの時間感覚が狂ってしまい、かわいそう 
ということで、マイコンで明るさを自動制御することにします。 

さらに、こんなことで電気を無駄使いしていると、親に叱られるので、
電力源はソーラーにします。
とても運がいいことに、僕の家には自作の100W級ソーラーシステム(←リンク)があります。
これを電力源に使います 
IMG_1703

メダカのことを英語でkillifishと言います。
なので、今回の工作の名前は killifish light としました。

killifish light のポイント
1.時間に合わせて明るさが自動で変わる。
2.ソーラーを電力源にする。
3.電子工作を楽しむ。

です。

マイコンは、いつも使っているPICマイコンにしました。
PIC18F27J53です。↓秋月URL
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-05847/
このPICはPICの中でもかなりハイスペックです。内蔵モジュールも多く、とても便利に使えます。
そのなかでも、今回の目玉は、RTCC(リアルタイムクロック&カレンダー)モジュールです。
クロックを取り付けるだけで自動で時計のカウントをしてくれます。
これをもとに、水槽の照明の明るさを制御します。 

LEDは秋月電子のパワーLEDを使いました。
I-07750
常用の1W白色パワーLEDを12個と
装飾用として赤、緑、青の1WパワーLEDをそれそれ6個ずつ用意しました。
LEDは全部で30個ですLED好きにはたまらないですね

それらを放熱用のアルミ板にのせて、LEDを取り付けました。
けっこう熱が出ます
IMG_0562
IMG_0563

次に基板を作ります。
今回はユニバーサル基板で作りました。
部品も少ないので2時間くらいでできました。こんな感じです。

IMG_0564

写真左が電源ケーブル、右がLEDのケーブルです。
上の青くて丸いものは半固定抵抗です。つまみを回して明るさを変える機能も付けました。
右下のコネクタは、シリアル通信UARTの端子です。PCと接続できます。

IMG_0567

 今回は、ソフトウェアも気合を入れて作りました
シリアル通信UARTによってPCから様々な機能を設定できるようにしました。
IMG_0568

USB⇔シリアル変換器
IMG_0570

ターミナルを操作しているようなイメージです。
コマンドを入力してENTERを押すと、レスポンスが返ってきます。
PC側ではTera Termでシリアル通信をします。
まず、PCで「help」と入力するとメニューが現れます。help2

メニューにあるように「t」と入力すると現在時刻が表示されます。
t

「adjust_the_time(at)」コマンドを用いて時計合わせをします。
「at y 15」と入力すると、年が2015年になります。
aty

同様に「at M 6」と入力すると、月が6月になります。
続けて、日、時、分、秒を設定して、時計合わせ完了です。
ats

一度設定してしまえば、もう設定はいりません。
見てわかるように、曜日も表示されます。

「set sync」と入力すると、時間同期モードになり、
昼間は明るく、夕方には徐々に暗くなり、夜は消灯というように、
照明を自動制御をしてくれます。
setsync

こんな感じです。
IMG_0572

ここまでで、一応、目的の機能はできました。


ここからは、フルカラーLEDで遊びます。
白色LEDのほかに光の三原色のLEDも付けたので、それを使います。
シリアル通信でコマンドを送るとその通りに色が変わります~

まずは、「pwm clear」コマンドで全部のLEDを消灯します。
pwmclear
IMG_0571

次に「pwm R 100」などと色と、パーセンテージを入力するとその明るさで光ります。
pwmr
IMG_0573


緑色
pwmg
IMG_0579


青色
pwmb
IMG_0580


赤+青=マゼンタ
pwmrb
IMG_0577


赤+緑=イエロー
pwmrg
IMG_0574


緑+青=シアン
pwmgb
IMG_0576


最後に全色をつけてみました。
写真ではなんだか赤っぽいですが、直接目で見るとけっこういい感じです。
pwmrgb
IMG_0575


PCがなくても基板の上の半固定抵抗を回すことで明るさを細かく変えることができます。
また、タクトスイッチで時間同期の設定やLEDのオンオフ設定ができます。
IMG_0564



まとめ 
 メダカの照明というのをきっかけに、電子工作を繰り広げました。作っていてとても楽しいですw
しかも、これはソーラーの電力で動いているので、どれだけLEDを光らせても電気代は0円です
これほど素晴らしいことはほかにありますかね??
電子工作ってなんでこんなに楽しいんだろう
メダカちゃんたちも元気いっぱいです
IMG_0534


 

100W級ソーラーシステム自作

どーも。椋けり(twitter:@Ryokeri14)です。id研です。
そう、秋月バイトの彼です。

夏休みにもかかわらず、バイトを入れすぎて
全然遊んでないじゃないか!

じゃあ電子工作をしよう!

秋月電子で稼いだお金は秋月電子で使おう。そう、還元。
ということで、どん!
 
あれ?こんなの秋月では売ってないぞ?
はい。これはAmazonでポチりましt…
お値段
¥13,800
高いよぉ

秋月での買い物はこちら。 
ソーラー充電コントローラー(12/24V)10/10A CXN10-1.1
ソーラー充電コントローラー[CXN10-1.1]
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-02824/
¥6,000

ソーラー充電コントローラー用リモートディスプレイCXM-1.2
ソーラー充電コントローラー用リモートディスプレイ[CXM-1.2]
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-02826/
¥4,000

完全密封型鉛蓄電池(12V22Ah) WP22-12
鉛蓄電池12V22Ah[WP22-12]
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gB-00020/
¥4,500

ソーラーパネルの設置には
近くのホームセンターで売っていた
「イレクターパイプ」という金属パイプを使用。
あとはステンレス製のワイヤーで固定。
パイプ、ジョイント、ワイヤー、VVFケーブル代
¥5,166

さらにAmazonで36Ahの鉛蓄電池を増設。¥5,000

とまあ、システムに必要なものをはこんな感じ。

★作り方★
イレクターパイプを切って組み立てる。
VVFケーブルでソーラーパネルと鉛蓄電池をつなぐ
終わた\(^o^)/

はい、できました!
IMG_1703
IMG_1705
 ↑ベランダにイレクターパイプを使って設置。

IMG_2233
 ↑部屋ではこんな感じ

下の配電盤にはDCジャックがずらりと並んで
様々な機器に電気を供給する。
IMG_2239
真ん中のつまみは机の照明の明るさ調整用の可変抵抗。
PICを使ってPWM制御だぜ!
IMG_2244
これが机の照明。1WのパワーLEDを18個も使ってチョー明るい!

次にこれがUSB電源出力
IMG_2248
IMG_2249
DCDCコンバーターを使って5Vに安定化している。
IMG_2247
最高6Aまで出力できる超優れものだ。

あと、電気が余ってるときは
DC/ACインバータを使ってAC100Vを作る。
IMG_2253
この形になれば、パソコンでもテレビでもなんでも使える!
ただし、やりすぎるとすぐに鉛蓄電池が空になるから注意。

ここまでは2Fの自分の部屋の中で電気を使っていた。

次に出窓の穴とアンテナの穴をとおして
電源を1Fに通す。 
IMG_2252
このへんはテキトーに。
これで1Fのリビングでも充電可能に。
IMG_1215
IMG_1217
IMG_1216
こちらのUSB電源給電器には、アナログ電流計が取りつけてあって
リアルタイムで充電電流を見ることができる。
充電が終わると電流計もちゃんと0を指していてなかなかおもしろい。 

今回のシステムの概要図です。
SCN_0001


まあ、今のところはこんなとこですかね
費用はシステムづくりに3万円程度ってところ。
照明用LED代を含めると恐ろしい金額に( ;∀;)
発電でこの分を賄うのは何十年先のことやら…
やはり、重要なのは自分で使う電気を自分で作り出すことですね
さあ、これからも電子工作の毎日だ!
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