#9 M5Stamp Picoを用いた測定ユニット
M5Stamp Picoを用いた測定ユニットを作製しました
M5Stamp Picoを用いた測定ユニットを作製しました
2021年8月に登場したM5Stamp Picoを用いた測定ユニットを作製しましたので，紹介したいと思います。個人的に使用する機能を中心に実装したので，その機能については偏りがあるかと思いますが，是非ご覧ください。
2021年8月に登場したM5Stamp Picoを用いた測定ユニットを作製しましたので，紹介したいと思います。個人的に使用する機能を中心に実装したので，その機能については偏りがあるかと思いますが，是非ご覧ください。
測定ユニットの特徴
測定ユニットの特徴
主な特徴は以下の通りです。
主な特徴は以下の通りです。
①Wi-Fiを用いたクラウドへのデータ送信・蓄積(*バックアップとしてmicroSDを使用することができます)
①Wi-Fiを用いたクラウドへのデータ送信・蓄積(*バックアップとしてmicroSDを使用することができます)
②様々なSDI-12センサを最大4本まで使用可能
②様々なSDI-12センサを最大4本まで使用可能
③スマホ・タブレット・PC等による端末の設定
③スマホ・タブレット・PC等による端末の設定
①Wi-Fiを用いたクラウドへのデータ送信・蓄積
①Wi-Fiを用いたクラウドへのデータ送信・蓄積
本ユニットはWi-Fiに接続することにより，クラウドにデータを送信・蓄積します。また，測定間隔の制御にNTP(Network Time Protocol)を活用しているため，Wi-Fiへの接続が必要となります。
本ユニットはWi-Fiに接続することにより，クラウドにデータを送信・蓄積します。また，測定間隔の制御にNTP(Network Time Protocol)を活用しているため，Wi-Fiへの接続が必要となります。
測定データはGoogleのサービスであるGoogleスプレッドシート上に蓄積され，グラフは自動で生成されます(カスタマイズ，再生成も可)。複数のユニットを使用したい場合も，ユニット別にデータが保存されるためデータ管理が簡単に行うことができます。また，複数ユニットのデータは，同一シート内の別のタブ(図の下，モザイク部)に保存されているので，アクセスも容易に行うことができます。
測定データはGoogleのサービスであるGoogleスプレッドシート上に蓄積され，グラフは自動で生成されます(カスタマイズ，再生成も可)。複数のユニットを使用したい場合も，ユニット別にデータが保存されるためデータ管理が簡単に行うことができます。また，複数ユニットのデータは，同一シート内の別のタブ(図の下，モザイク部)に保存されているので，アクセスも容易に行うことができます。
②様々なSDI-12センサを最大4本まで使用可能
②様々なSDI-12センサを最大4本まで使用可能
本ユニットは，SDI-12センサを最大で4本まで接続・測定することができます。使用可能なSDI-12センサは現時点(2021年10月)で以下の通りです。
本ユニットは，SDI-12センサを最大で4本まで接続・測定することができます。使用可能なSDI-12センサは現時点(2021年10月)で以下の通りです。
①Digital TDT sensor (Acclima社)
①Digital TDT sensor (Acclima社)
②Digital True TDR sensor (Acclima社)
②Digital True TDR sensor (Acclima社)
③WD-5 (A・R・P社)
③WD-5 (A・R・P社)
④TEROS-21 (METER environment社)
④TEROS-21 (METER environment社)
③スマホ・タブレット・PC等による端末設定
③スマホ・タブレット・PC等による端末設定
本ユニットはプログラミング不要で，スマホ等から端末の設定を行うことができます。所定の手順で端末をウェブサーバーモードへと移行させることにより，スマホ・タブレット・PC等から端末の設定画面を開くことが可能です。主な設定項目は以下の通りです。
本ユニットはプログラミング不要で，スマホ等から端末の設定を行うことができます。所定の手順で端末をウェブサーバーモードへと移行させることにより，スマホ・タブレット・PC等から端末の設定画面を開くことが可能です。主な設定項目は以下の通りです。
①機器情報：機器のバージョンや現在の設定を閲覧するページ
①機器情報：機器のバージョンや現在の設定を閲覧するページ
②直近の測定結果：直近の測定結果を表示するページ
②直近の測定結果：直近の測定結果を表示するページ
③Wi-Fi：周囲の接続可能なアクセスポイントをスキャンし，接続設定を行うページ(手動入力も可)
③Wi-Fi：周囲の接続可能なアクセスポイントをスキャンし，接続設定を行うページ(手動入力も可)
④測定間隔：機器の測定間隔を変更するページ(1分,5分,10分,20分,30分,60分から選択可)
④測定間隔：機器の測定間隔を変更するページ(1分,5分,10分,20分,30分,60分から選択可)
⑤SDI-12使用センサ設定：測定に使用するセンサのアドレスを設定するページ
⑤SDI-12使用センサ設定：測定に使用するセンサのアドレスを設定するページ
⑥SDI-12センサアドレス変更：SDI-12センサのアドレスを変更するページ(1本接続時のみ可)
⑥SDI-12センサアドレス変更：SDI-12センサのアドレスを変更するページ(1本接続時のみ可)
⑦アップデート：ファームウェアを更新する際に使用するページ
⑦アップデート：ファームウェアを更新する際に使用するページ
⑧測定ログのダウンロード：microSDカードに保存された測定ログ(.csv形式)をダウンロードできるページ
⑧測定ログのダウンロード：microSDカードに保存された測定ログ(.csv形式)をダウンロードできるページ
現時点(2021年10月)での課題
現時点(2021年10月)での課題
今後実装したい機能や現時点でのバグ等について紹介します。
今後実装したい機能や現時点でのバグ等について紹介します。
①M5Stamp PicoのGPIO25は，Wi-Fi使用時にアナログ入力不可
①M5Stamp PicoのGPIO25は，Wi-Fi使用時にアナログ入力不可
おそらくハード側のバグと考えられますが，M5Stamp PicoのGPIO25は，WiFi.begin()宣言後にアナログ入力を受け付けません。これは，主電源を切断する以外の方法(例えば，Deepsleepからの再起動)ではリセットされず，1度宣言すると，電源が切断されるまで継続されます。ユニット完成後に判明しましたので，基板上のスロットが1つ使用できなくなりましたが，予備スロットを設けておりましたので，そちらで代用しています。
おそらくハード側のバグと考えられますが，M5Stamp PicoのGPIO25は，WiFi.begin()宣言後にアナログ入力を受け付けません。これは，主電源を切断する以外の方法(例えば，Deepsleepからの再起動)ではリセットされず，1度宣言すると，電源が切断されるまで継続されます。ユニット完成後に判明しましたので，基板上のスロットが1つ使用できなくなりましたが，予備スロットを設けておりましたので，そちらで代用しています。
②測定ログのダウンロードが遅い
②測定ログのダウンロードが遅い
測定ログのデータ量が増加すると，急激にダウンロード時間が増加することが分かりました。より効率的なダウンロード手法について検討中です。
測定ログのデータ量が増加すると，急激にダウンロード時間が増加することが分かりました。より効率的なダウンロード手法について検討中です。
③クラウドへのデータ送信失敗時のデータを次回以降に再送する機能
③クラウドへのデータ送信失敗時のデータを次回以降に再送する機能
今後実装したい機能として，クラウドへのデータ送信に失敗した際にmicroSDカードに保存したデータを再送する機能です。この機能を実装することで，欠測した際の処理をスムーズに行うことができると考えています。
今後実装したい機能として，クラウドへのデータ送信に失敗した際にmicroSDカードに保存したデータを再送する機能です。この機能を実装することで，欠測した際の処理をスムーズに行うことができると考えています。
④電源供給用のUSBスロットの実装，DC-DCコンバーターの実装
④電源供給用のUSBスロットの実装，DC-DCコンバーターの実装
現在このユニットは5Vの電源により動作しますが，バラ線での接続形式となっています。より簡単に使用するために，電源供給用のスロットを追加実装したいと考えています。また，ソーラーパネル+鉛蓄電池による自給型を想定し，12V電源に対応可能なDC-DCコンバーターを実装したいと考えています。
現在このユニットは5Vの電源により動作しますが，バラ線での接続形式となっています。より簡単に使用するために，電源供給用のスロットを追加実装したいと考えています。また，ソーラーパネル+鉛蓄電池による自給型を想定し，12V電源に対応可能なDC-DCコンバーターを実装したいと考えています。
⑤基板の小型化
⑤基板の小型化
本ユニットの基板サイズは13.6 × 8 cmであり，個人的にはやや大きく感じています。基板上のパーツの密度を向上させることによる小型化を検討しています。
本ユニットの基板サイズは13.6 × 8 cmであり，個人的にはやや大きく感じています。基板上のパーツの密度を向上させることによる小型化を検討しています。
M5Stamp Picoを用いた測定ユニットの紹介は以上となります。
M5Stamp Picoを用いた測定ユニットの紹介は以上となります。