2ch温度ロガーの温度センサ交換

先日、天気鍋の水温測定中に異常値を記録した温度ロガーですが、レジンで封止した温度センサの防水が破れた模様だったので、最初から防水対応になっているデジタル温度センサに交換しました。ロガーの製作記事はこちら など。

写真は交換前のロガーと、新たに購入した防水デジタル温度センサです。ケーブルが予想より太い。これまでのアナログ温度センサの接続はコネクタにしてあったので容易に交換できます。ケース内左上のホットボンドで固めてあるのがピンヘッダを使ったコネクタ。

防水デジタル温度センサはDS18B20というものでアマゾンで購入。2つでよかったが3つで安かったので、予備を考えて3個入り。

DS18B20温度センサー温度プローブ

信号線にプルアップ抵抗が必要だったので、ユニバーサル基板の切れ端に抵抗を載せてピンヘッダを挿してコネクタ代わり。半田付け箇所が切れないようにホットボンドで固めています。あと、ケーブルが太かったのでチャンネル毎に別のゴムブッシュを通しました。

プログラム変更は、アナログセンサをAD変換して温度を読んでいた部分を、1ワイヤーのデジタル通信での読み取りにした。このセンサは複数センサを並列に繋いでも個別のアドレス毎に読み取れるらしいが、今回はこれまで2ポート使っていたのでそのままチャンネル毎にポートを分けました。

測定している様子。ch2は手で触っているので高めに出ています。

防水性能はまだ分かりません。今週末、晴れたら天気鍋で試してみます。

夏休みの自由研究：ソーラークッカー 天気鍋（トラブル発生）

太陽を追尾するターンテーブルの調整は、ぼほよくて12時間で180度回転しました。今日は朝のうち晴れたり曇ったりだったので、あまり期待しないでターンテーブルに載せた天気鍋の評価です。写真はまだ南東の方を向いています。これが徐々に南に向いていく。

途中で温度を見たら、温度ロガーが200℃を越えていておかしなことになっていました。センサが壊れた？かと思い、急遽外気を測定していた他方のセンサも鍋に入れて測定を継続。

結果、当初から鍋に入れていたセンサの温度はずっと異常（グラフ橙色）、もう一方も終盤になって異常値を記録するようになっていました。昼にそうめんを茹でるために鍋を回収したので今日の最高温度は66.7℃付近。十分熱くなっていてソーラークッカーはちゃんと働いています。

鍋からセンサを取り出してみると、レジンで固めたセンサが柔らかくなっていて水が進入した気がします。こんなになるのかとちょっと意外。調べてみると、一般的なレジンの耐熱温度は70～80℃らしい。これではダメですね。繰り返し70℃前後のお湯の温度を計っていたので徐々に劣化したのかと思う。

耐熱レジンで固めようかと思ってアマゾンで調べたら結構高い。それではと防水仕様になっているデジタルセンサを使うことにしました。小型の金属チューブに入ったケーブル一体型のセンサです。今までのセンサはアナログだったので、ESP32で書いたロガーのプログラムを変更する必要がありますが、大した手間ではないと期待。ただ、これまでの記録と差が生じる可能性もある。

週末にはロガーの改修ができるかと思っています。その後、快晴で暑くなってくれるとよいのですが。

夏休みの自由研究：ソーラークッカー 天気鍋（太陽追尾ターンテーブル）

久しぶりにArduinoで電子工作、と言っても工作全体から占める割合は僅か。

天気鍋で80℃のお湯を沸かすことを目指して、太陽を追尾するターンテーブルを作ってみました。動力は昔アマゾンで買った小型のギヤ付きステッピングモータ、これをArduino nanoで動かします。タイヤはミニ四駆のものでホイールは3Dプリントしたもの。モータの取り付け部品も3Dプリント。

テーブルは家にあったべニア板を丸く切り出して、写真のような回転ベアリングを使います。これで水2.5L＋鍋＋透明バケツ＋反射板を支えられるハズ。

横から見た様子。タイヤを天板に押し付けるためにスプリングを使っています。当初このスプリングが強すぎてタイヤが回らなかったので、少し切って短くしました。

水2.5L入りの天気鍋を載せて動くか確認のためにモータを早く回しています。アニメーションGIFになっています。この重量が乗ってもちゃんと動きました。

太陽の動きに合わせてモータの回転速度を調整します。1時間で15度回転させればよいので、あらかじめ概算のパルス間隔を出しておきました。タイヤの直径、テーブルにタイヤが接する半径、ステップ数とギヤードモータの減速による回転数などから計算しました。

中心に分度器を置き、テーブルに接しないように差し金を渡して計測開始。

3時間後の様子です。45度になればよいのですが、50度くらいまで進んでしまいました。組み立て時にタイヤが接する位置がテーブルの中心に寄ったようです。

50/45=1.11倍進んだので、ステッピングモータのパルス間隔を1.11倍遅くして調整。

水を入れた天気鍋を載せて12時間のテスト開始です。明日の朝5:15頃に180度回っていれば調整完了です（最近5:00前に目が覚める）。バケツの向こうに差し金が立てあり目印にしています。それが反対側のバケツの取っ手に一致すれば180度です。

上手く行って、明日晴れたらこのターンテーブルに反射板と天気鍋を載せて評価してみます。

夏休みの自由研究：ソーラークッカー 天気鍋（75度超え）

関東地方も梅雨明けしましたね。朝から快晴で日差しが強い。天気鍋日和です。昨日作った太陽熱反射板 を使って天気鍋を試してみました。

いつもの場所はかみさんが布団を干してしまったので少し離れた地面の上。反射板を広げて、天気鍋を置きました。写真はお昼頃、透明バケツの蓋が結露していていい感じです。

温度を確認したら、なんと75.6度で目標の60度を大きく超えました。簡易的な反射板だけど効果は抜群です。

温度推移はこんな感じ。最高温度は75.7度でした。70度超えまで一気に上がっていて気持ち良い。この温度なら温泉卵が作れるかと鶏卵を2個投入したので温度が少し下がってしまいました。

今日のお昼は外食したので、そのまま実験を継続しています。夕方16:00頃に鍋をバケツごと部屋にいれたので温度が急に下がり始めています。お湯は夕飯のときに冷や麦を茹でるのに利用。温泉卵は温度が高すぎたのか、湯で時間が長すぎたのか普通のゆで卵になってしまった。

午前中、外気温が50度近くになっているのはセンサに直射日光が当たっていたため。気付いて日陰にいれたので徐々に下がっています。

75度を達成できたので欲が出てきました。次は途中で卵を入れたりせず、80度を狙いたく考えています。太陽を追尾するターンテーブルも作ってみようかと検討中。

夏休みの自由研究：ソーラークッカー 天気鍋（反射板製作）

午前中は時々雲がかかりましたが、いよいよ関東も梅雨明けかと思うような天気です。という訳でまた天気鍋（ソーラークッカー）を試してみました。夏休みの自由研究です。

今回は朝8:00前に開始しましたが、この時間はまだ直射日光が当たりません。グラフで水温が急に上がっている8:53頃から日光が当たってきたと思われます。その後、9:32頃から温度が下がっていますが、これはちょっとトラブってセンサが水から出てしまったため。その後は順調に水温があがり、今日は45度まで達しました。目標は60度なのでまだまだ。

という訳で、太陽熱を集める反射板の製作です。この時期の昼頃の東京の太陽高度を調べてみると70度くらいなので、そのときに天気鍋に熱が集まるように設計。と、いうほどの設計ではない。

方眼厚紙を使って1/10スケールで試作してみました。真ん中の50円硬貨が天気鍋。

左右と後ろを折り曲げて、こんな感じになる予定。

家にあったプラダンを切り出しました。底は二重にしてあります。あまり意味はないかも。底から立ち上がるところは、幅広のセロハンテープをヒンジ代わりにしています。下に写っているのが厚紙の1/10モデル。

両面テープで、キッチン用のアルミホイルを貼り付けました。

側面を立ち上げて両サイドを背面を洗濯ばさみで止めます。真ん中に天気鍋が置いてあります。アルミホイルに鍋が写っているので上手く太陽熱が鍋に当たりそう。左右は鈍角で、時間経過によって太陽の方向が変ってもある程度熱が集まることを期待。時間経過と共に回転するターンテーブルがあれば完璧。ギヤードステッピングモータとArduinoなどで簡単に作れそう。

明日、朝から晴れたら試してみる予定。さて、何度までいくか!?

梅雨明け間近、天気鍋を試す

今年の梅雨は梅雨らしい天候が続いて気温も低めでしたが、今週後半からようやく晴れ間がでるようになってきました。間もなく関東も梅雨明けでしょうか？暑くなりそうです。

今日は朝から晴れていたので 先日作った天気鍋 を試してみました。黒い鍋に水を2.5Lくらい入れて、反射が大きいステンレス製の鍋蓋はしないで、透明バケツに収めて日向に出します。繋がっているのは、昨年作った温度ロガー、これで水温を記録しました。

まだアルミホイルを使った反射板は用意できていません。次回測定時にまでには準備したい。写真を縦に通っている黒いのは散水ホース。

温度ロガー、Ch1が気温（右上にセンサが写っています）、Ch2が水温です。1分単位に記録しました。

朝は良く晴れていて直射日光が当たっていたのですが、次第に雲が流れてきて陽が陰ります。直射日光が当たっていた時間は感覚的に半分くらいでしょうか。

記録された温度の推移です。はじめは順調に上がっていますが段々とゆっくり上昇。このあたりは曇っていた時間が長かったと思う。最終的に40度を超えました。

外気を測定しているセンサにも直射日光が当たって温度が上がっています。日陰を作っておけばよかった。

試している間に、梅雨の間伸び放題となった雑草を抜いたり、枝葉の剪定などを行い久しぶりによい汗をかきました。で、お昼はこのお湯を沸かしてそうめんです。薬味はミョウガとシソの葉、「夏」ですね。

次はアルミホイルの反射板を用意して試してみます。60度くらいまで上がらないか期待しているのですが。

大人の遠足

大きな地震や梅雨の台風が続き、なんだか気分がすぐれません。頭痛もあって、これが気象病かと思うこの頃です。晴れないと鬱々してしまう。工作を行う気力も減退中。先日作ったソーラークッカー；天気鍋 も試せない。

そんな中、先週は気分転換に休みをとって東京の調布にある深大寺と神代植物公園を訪ねてみました。名前はよく聞いていたけど初めての訪問。深大と神代、読みは同じだけど漢字が違うのに気付いた。

深大寺の花手水、神代植物公園で育てた見ごろの花で飾っているそうです。家族の健康と平安を願ってきました。

お昼は門前にある名物の深大寺そばを喫食。平日ですが門前のお店は結構込み合っています。意外と若い人も多い。インバウンドの外国人は見かけませんでした。

こちらは神代植物公園の紫陽花、アナベルです。公園は若い人は少なめで高齢者が多い感じ。

こちらは広大なバラ園、数えきれないほどの多種のバラが咲き誇っています。

大温室にあるベゴニアの部屋。この部屋が一番カラフルでした。

往きは京王線の調布駅からバスでしたが、帰りはバスで吉祥寺にでて、駅前と井の頭恩賜公園をぶらぶらしてみました。東京で育ちましたがここも初めて訪れました。どんだけ出不精なのか？ 平日なのに大勢の人で賑わっていて、これが都会か。

以上、梅雨の合間の一日、大人の遠足でした。今週も天候がイマイチのようですが、なんとか乗り切りましょう。