素晴らしき金魚水槽システムの実現を目指し、 Sipeed Maixduino で金魚水槽の温度、pH値を取得してUDP送信し、それをブラウザ表示、データベース保存までを実施しております。また水草育成促進のためにLED照射も実施しています。

データのUDP送信のご報告が抜けておりましたので、ここでさせていただきます。

構成

Arduinoマイコンにセンサを接続してUARTでデータをMaixduinoに送信して搭載されたESP32のWiFiでUDP送信しています。

部品

Sipeed Maixduino

　
Adafruit Metro Mini 328 – 5V 16MHz

　
防水温度センサ DS18B20

　
pHセンサ PH-4502C

　
フルカラーLED Neopixel (WS2812B ) 48セル

Adafruit コード

Arduino IDEでコーディングできるマイコンのAdafruit Metro Mini 328を使用して温度とpH値、pHセンサの電圧を取得して1分おきにMaixduinoへUART送信します。

Adafruit Metro Mini 328はArduino IDEにおいてAruino UNOとして振る舞いボードライブラリのインストールなどは必要ありません。

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>

#define ONE_WIRE_BUS 11  // 温度センサデータ線(黄)
#define SENSER_BIT    13      // 精度の設定bit

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);

float x = 0.0;
char temp[10], pH[10], Vol[10];

const int analogInPin = A0; 
int sensorValue = 0; 
unsigned long int avgValue; 
float b;
int buf[10],tmp;
float pHVol = 0.0;
float y  = 0.0;
  
void setup(void){
  Serial.begin(9600);

  sensors.begin();
  sensors.setResolution(SENSER_BIT);
}

void loop(void){ 
  sensors.requestTemperatures();              // 温度取得要求
  x = sensors.getTempCByIndex(0);
  dtostrf(x, 6, 2, temp);

  for(int i=0;i<10;i++) {
    buf[i]=analogRead(analogInPin);
    delay(10);
  }
  for(int i=0;i<9;i++){
    for(int j=i+1;j<10;j++){
      if(buf[i]>buf[j]){
        tmp=buf[i];
        buf[i]=buf[j];
        buf[j]=tmp;
      }
    }
  }
  
  avgValue=0;
  for(int i=2;i<8;i++) avgValue+=buf[i];
  
  pHVol=(float)avgValue*5.0/1024/6;
  y = -5.804 * pHVol + 21.928;
 
  dtostrf(y, 6, 2, pH);
  dtostrf(pHVol, 6, 2, Vol);

  Serial.println(temp);
  Serial.println(pH);
  Serial.println(Vol);
  delay(60000);
}

#include <OneWire.h>

#include <DallasTemperature.h>

#define ONE_WIRE_BUS 11 // 温度センサデータ線(黄)

#define SENSER_BIT 13 // 精度の設定bit

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

DallasTemperature sensors(&oneWire);

float x = 0.0;

char temp[10], pH[10], Vol[10];

const int analogInPin = A0;

int sensorValue = 0;

unsigned long int avgValue;

float b;

int buf[10],tmp;

float pHVol = 0.0;

float y = 0.0;

void setup(void){

Serial.begin(9600);

sensors.begin();

sensors.setResolution(SENSER_BIT);

}

void loop(void){

sensors.requestTemperatures(); // 温度取得要求

x = sensors.getTempCByIndex(0);

dtostrf(x, 6, 2, temp);

for(int i=0;i<10;i++) {

buf[i]=analogRead(analogInPin);

delay(10);

}

for(int i=0;i<9;i++){

for(int j=i+1;j<10;j++){

if(buf[i]>buf[j]){

tmp=buf[i];

buf[i]=buf[j];

buf[j]=tmp;

}

avgValue=0;

for(int i=2;i<8;i++) avgValue+=buf[i];

pHVol=(float)avgValue*5.0/1024/6;

y = -5.804 * pHVol + 21.928;

dtostrf(y, 6, 2, pH);

dtostrf(pHVol, 6, 2, Vol);

Serial.println(temp);

Serial.println(pH);

Serial.println(Vol);

delay(60000);

}

Maixduinoコード

MicroPythonでコーディングし、MaixPy IDEで書き込みました。
MaixduinoによるUDP送信は以下のサンプルコードを参考にしております。
　https://github.com/sipeed/MaixPy_scripts/blob/master/network/demo_esp32_socket%20_udp_cli.py

Adafruit Metro Mini 328からのセンサデータをUARTで受信し、値をディスプレイ表示し、WiFiでUDP送信します。

LEDテープは急に点灯すると金魚ちゃんがビックリするとお母ちゃんに言われたので、電源投入後データ受信(1分)ごとに少しづつ輝度を上げて最終輝度に達するようにしています。

あくまで金魚ファーストです。

import network, socket
import time
import lcd
from Maix import GPIO
from fpioa_manager import fm, board_info
from machine import UART
from board import board_info
from modules import ws2812


WIFI_SSID   = "SSID"
WIFI_PASSWD = "パスワード"
SERVER_ADDR = "xxx.xxx.xxx.255"
SERVER_PORT = 1234

lcd.init()

ledNum = 48
bright = 0

class_ws2812 = ws2812(board_info.D[4],ledNum)

fm.register(board_info.D[2], fm.fpioa.UART1_RX, force=True)
uart_1 = UART(UART.UART1, 9600,8,0,0, timeout=1000, read_buf_len=4096)

# IO map for ESP32 on Maixduino
fm.register(25,fm.fpioa.GPIOHS10)#cs
fm.register(8,fm.fpioa.GPIOHS11)#rst
fm.register(9,fm.fpioa.GPIOHS12)#rdy
fm.register(28,fm.fpioa.GPIOHS13)#mosi
fm.register(26,fm.fpioa.GPIOHS14)#miso
fm.register(27,fm.fpioa.GPIOHS15)#sclk

nic = network.ESP32_SPI(cs=fm.fpioa.GPIOHS10,rst=fm.fpioa.GPIOHS11,rdy=fm.fpioa.GPIOHS12, mosi=fm.fpioa.GPIOHS13,miso=fm.fpioa.GPIOHS14,sclk=fm.fpioa.GPIOHS15)

print("ESP32_SPI firmware version:", nic.version())

err = 0
while 1:
    try:
        nic.connect(WIFI_SSID, WIFI_PASSWD)
    except Exception:
        err += 1
        print("Connect AP failed, now try again")
        if err > 3:
            raise Exception("Conenct AP fail")
        continue
    break
print(nic.ifconfig())
print(nic.isconnected())


sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
sock.settimeout(1)
while 1:
    read_data = uart_1.read()
    if read_data:
        res = read_data.split()
        print(res)
        lcd.draw_string(0, 0, res[0] + " deg", lcd.WHITE, lcd.BLACK)
        lcd.draw_string(0, 20, "pH", lcd.WHITE, lcd.BLACK)
        lcd.draw_string(25, 20, res[1], lcd.WHITE, lcd.BLACK)
        lcd.draw_string(0, 40, res[2] + " V", lcd.WHITE, lcd.BLACK)
        sock.sendto(res[0] + ", " + res[1] + "\n".encode(),(SERVER_ADDR, SERVER_PORT))
        bright = 3 + bright
        if bright > 20:
            bright = 20

    for i in range(ledNum):
        a = class_ws2812.set_led(i,(bright,bright,bright))
        a=class_ws2812.display()

sock.close()

import network, socket

import time

import lcd

from Maix import GPIO

from fpioa_manager import fm, board_info

from machine import UART

from board import board_info

from modules import ws2812

WIFI_SSID = "SSID"

WIFI_PASSWD = "パスワード"

SERVER_ADDR = "xxx.xxx.xxx.255"

SERVER_PORT = 1234

lcd.init()

ledNum = 48

bright = 0

class_ws2812 = ws2812(board_info.D[4],ledNum)

fm.register(board_info.D[2], fm.fpioa.UART1_RX, force=True)

uart_1 = UART(UART.UART1, 9600,8,0,0, timeout=1000, read_buf_len=4096)

# IO map for ESP32 on Maixduino

fm.register(25,fm.fpioa.GPIOHS10)#cs

fm.register(8,fm.fpioa.GPIOHS11)#rst

fm.register(9,fm.fpioa.GPIOHS12)#rdy

fm.register(28,fm.fpioa.GPIOHS13)#mosi

fm.register(26,fm.fpioa.GPIOHS14)#miso

fm.register(27,fm.fpioa.GPIOHS15)#sclk

nic = network.ESP32_SPI(cs=fm.fpioa.GPIOHS10,rst=fm.fpioa.GPIOHS11,rdy=fm.fpioa.GPIOHS12, mosi=fm.fpioa.GPIOHS13,miso=fm.fpioa.GPIOHS14,sclk=fm.fpioa.GPIOHS15)

print("ESP32_SPI firmware version:", nic.version())

err = 0

while 1:

try:

nic.connect(WIFI_SSID, WIFI_PASSWD)

except Exception:

err += 1

print("Connect AP failed, now try again")

if err > 3:

raise Exception("Conenct AP fail")

continue

break

print(nic.ifconfig())

print(nic.isconnected())

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

sock.settimeout(1)

while 1:

read_data = uart_1.read()

if read_data:

res = read_data.split()

print(res)

lcd.draw_string(0, 0, res[0] + " deg", lcd.WHITE, lcd.BLACK)

lcd.draw_string(0, 20, "pH", lcd.WHITE, lcd.BLACK)

lcd.draw_string(25, 20, res[1], lcd.WHITE, lcd.BLACK)

lcd.draw_string(0, 40, res[2] + " V", lcd.WHITE, lcd.BLACK)

sock.sendto(res[0] + ", " + res[1] + "\n".encode(),(SERVER_ADDR, SERVER_PORT))

bright = 3 + bright

if bright > 20:

bright = 20

for i in range(ledNum):

a = class_ws2812.set_led(i,(bright,bright,bright))

a=class_ws2812.display()

sock.close()

動作

水温とpHが送信されPC上でUDP送信を確認できました。
以下の動画では1秒ごとに送信してNode-REDで受信して確認しています。

#Maixduino 搭載の #ESP32 で水温とpHをUDP送信#maix #sipeed #エッジAI活用への道 pic.twitter.com/FnngXz3DaY

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 13, 2019

おわりに

どんどん金魚水槽が理想のシステムに近づいてまいりました！引き続き頑張りましょう 🙂

それでは次の道でお会いいましょう。

UnitV をゲットしました！ーエッジAI活用への道 11ー

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Maixduino で温度、pHデータをUDP送信ーエッジAI活用への道 10ー

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