４章：無線式温度記録計

作成2014.08.04

　無線式温度記録計の検討を行います。

　電源電圧を一定にするため、低損失ＣＭＯＳ三端子レギュレータ　３．３Ｖ１５０ｍＡ　ＸＣ６２０２Ｐ３３２ＴＢを使用します。
　また、電流計測用として47Ωの抵抗をいれました。（これにより供給電圧は若干低下します。）
　高精度ＩＣ温度センサＬＭ６１ＢＩＺを使用します。
　無線マイコンTWE-Lite DIPは子機：間欠1秒モードを設定します。
　計測される電流は無線マイコンTWE-Lite DIPと高精度ＩＣ温度センサＬＭ６１ＢＩＺで消費される電流の合計となります。

品名	単価	個数	小計	購入先
低損失ＣＭＯＳ三端子レギュレータ　３．３Ｖ１５０ｍＡ　ＸＣ６２０２Ｐ３３２ＴＢ　２個入	50	1	50	秋月電子通商
高精度ＩＣ温度センサＬＭ６１ＢＩＺ（４個入）	50	1	50	秋月電子通商

無線式温度記録計回路外観
　無線式温度記録計回路外観を以下に示します。

oCoStick（トコスティック）用Windowsアプリの修正
　標準のToCoStick（トコスティック）用Windowsアプリは測定結果がファイルに自動保存できないため、ファイル自動保存機能を追加します。

３．１　frmMain.vbのデザイン
（１）記録開始ボタンを追加
（２）記録終了ボタンを追加
（３）SaveFileDialog1を追加、Filterに「(*.txt)|*.txt」を設定

３．２　Class frmMainのグローバル変数
　下記を追加
Dim OutText As String = ""
Dim RF As Boolean

３．３　Private Sub lstIncomingData_SelectedIndexChanged
　下記を追加

                    If RF = True Then
                        OutText = OutText & sDat.timeGot.ToString & vbTab & fmt.byDstAddr.ToString & vbTab & pay.iAddrSender.ToString & vbTab & pay.byLQI.ToString & vbTab & pay.iVolt.ToString & vbTab
                        OutText = OutText & ((pay.iBtnMask And 1) = 1).ToString & vbTab & ((pay.iBtnMask And 2) = 2).ToString & vbTab & ((pay.iBtnMask And 4) = 4).ToString & vbTab & ((pay.iBtnMask And 8) = 8).ToString & vbTab
                        OutText = OutText & pay.ausPWM(0).ToString & vbTab & pay.ausPWM(1).ToString & vbTab & pay.ausPWM(2).ToString & vbTab & pay.ausPWM(3).ToString & vbTab & vbCrLf
                    End If

３．４　Private Sub Button1_Click
　下記を追加

    Private Sub Button1_Click(sender As System.Object, e As System.EventArgs) Handles Button1.Click
        OutText = OutText & "受信日" & vbTab & "送信元ID" & vbTab & "個体識別番号" & vbTab & "電波強度" & vbTab & "電源電圧[mV]" & vbTab
        OutText = OutText & "DI1" & vbTab & "DI2" & vbTab & "DI3" & vbTab & "DI4" & vbTab
        OutText = OutText & "AD1" & vbTab & "AD2" & vbTab & "AD3" & vbTab & "AD4" & vbTab & vbCrLf
        RF = True
    End Sub

３．５Private Sub Button2_Click
　下記を追加

    Private Sub Button2_Click(sender As System.Object, e As System.EventArgs) Handles Button2.Click
        RF = False

        'SaveFileDialogを開く
        If SaveFileDialog1.ShowDialog() = DialogResult.OK Then
            'OutTextの内容をファイルに出力
            My.Computer.FileSystem.WriteAllText(SaveFileDialog1.FileName, OutText, append:=False)
            OutText = ""
        End If
    End Sub

*以上の変更で測定結果をタブ区切りのテキスト形式でファイル保存が可能となります。
*記録開始ボタンで記録を開始し、記録終了ボタンでファイル保存します。

　変更済みプログラムは「40-4.zip」ファイルをダウンロードしてください。

[40-4.zip]をダウンロードする。

解凍するとフォルダー内にTWE-ToCoStick_保存対応フォルダーがあります。TWE-ToCoStick_保存対応フォルダー内に
TWE-ToCoStickフォルダーとApp_ToCoStick.exeがあります。

温度特性の評価
　温度特性の評価数表を以下に示します。

受信日	送信元ID	個体識別番号	電波強度	電源電圧[mV]	DI1	DI2	DI3	DI4	AD1	AD2	AD3	AD4	棒状温度計
2014/07/31 11:03:00	124	2164277437	156	3183	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	632	65535	65535	65535	4
2014/07/31 11:05:30	124	2164277437	156	3183	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	648	65535	65535	65535	5
2014/07/31 11:07:05	124	2164277437	156	3186	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	732	65535	65535	65535	12
2014/07/31 11:07:30	124	2164277437	156	3186	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	752	65535	65535	65535	15
2014/07/31 11:07:45	124	2164277437	156	3183	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	768	65535	65535	65535	17
2014/07/31 11:08:15	124	2164277437	156	3186	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	788	65535	65535	65535	19
2014/07/31 11:08:30	124	2164277437	153	3183	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	788	65535	65535	65535	20
2014/07/31 11:09:04	124	2164277437	126	3186	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	808	65535	65535	65535	23
2014/07/31 11:09:20	124	2164277437	123	3183	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	820	65535	65535	65535	24
2014/07/31 11:10:01	124	2164277437	123	3186	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	872	65535	65535	65535	27
2014/07/31 11:10:20	124	2164277437	156	3186	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	892	65535	65535	65535	29
2014/07/31 11:10:35	124	2164277437	120	3183	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	916	65535	65535	65535	30
2014/07/31 11:10:50	124	2164277437	126	3186	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	928	65535	65535	65535	32
2014/07/31 11:11:20	124	2164277437	129	3186	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	952	65535	65535	65535	34
2014/07/31 11:11:39	124	2164277437	123	3186	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	964	65535	65535	65535	35
2014/07/31 11:11:55	124	2164277437	156	3183	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	972	65535	65535	65535	36
2014/07/31 11:12:10	124	2164277437	123	3183	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	992	65535	65535	65535	37
2014/07/31 11:12:30	124	2164277437	120	3183	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	988	65535	65535	65535	38
2014/07/31 11:13:05	124	2164277437	153	3183	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	1000	65535	65535	65535	40
2014/07/31 11:13:30	124	2164277437	123	3183	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	1008	65535	65535	65535	41
2014/07/31 11:13:45	124	2164277437	123	3183	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	1020	65535	65535	65535	42
2014/07/31 11:14:25	124	2164277437	156	3183	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	1024	65535	65535	65535	43
2014/07/31 11:15:20	124	2164277437	159	3186	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	1040	65535	65535	65535	44
2014/07/31 11:15:30	124	2164277437	123	3183	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	1032	65535	65535	65535	44
2014/07/31 11:16:00	124	2164277437	159	3186	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	1032	65535	65535	65535	44
2014/07/31 11:16:15	124	2164277437	159	3183	FALSE	FALSE	FALSE	FALSE	1032	65535	65535	65535	44

*上記の数表において、棒状温度計の数値を除いてデータは自動保存されます。
*高精度ＩＣ温度センサＬＭ６１ＢＩＺの出力電圧はAD1にmVの単位で表示されます。

高精度ＩＣ温度センサＬＭ６１ＢＩＺの出力電圧と温度の関係をグラフに示すと図4-3のようになります。

　図4-3から温度（℃）と表示値(mV)の関係式は
　　温度（℃）＝0.0982×表示値(mV)-58.407　---（実験式）
が得られます。
　高精度ＩＣ温度センサＬＭ６１ＢＩＺのカタログ式は
　　温度（℃）＝0.1×表示値(mV)-60　---（カタログ式）
若干の誤差がありますが、ほぼ近似の式となります。

*電圧レギュレータの電圧は3.3Vですが、47Ωの抵抗をいれているため3.18Vに低下していることが上記の数表から確認できます。
*誤差要因としては、AD変換誤差と高精度ＩＣ温度センサＬＭ６１ＢＩＺの特性誤差が考えられます。

消費電流の評価
　消費電流の評価結果を図4-4に示します。

図4-4から
（１）1ｓ間隔で電流が変化する。
（２）最大電流14.0mA
（３）平均電流0.287mA
（４）増大時間59.4ms
（５）動作開始電流4.8mA
（６）スリープ時の電流はゼロ（測定限界以下）
等であることが確認できます。

　スリープ時の電流はゼロ（測定限界以下）から、高精度ＩＣ温度センサＬＭ６１ＢＩＺの消費電流は限りなくゼロに近いことになります。
乾電池の寿命予測
（１）単三アルカリ乾電池の放電容量2000mAH
（２）初期電圧は1.5Vで放電終止電圧は0.9V
（３）単三アルカリ乾電池を4個使用した場合、初期電圧は6Vで放電終止電圧は3.6V
（４）従って電池寿命は
　　電池寿命＝2000/0.287＝6969(h)=290(日）
となります。

　間欠10sの場合は電池寿命は約10倍となり、電池寿命は約8年程度になることが予想されます。
結果の検討
（１）無線式温度記録計は非常に簡単な配線で実現可能である。
（２）ToCoStick（トコスティック）用Windowsアプリのファイル自動保存への変更は簡単でした。
（３）間欠1sの場合、単三アルカリ乾電池を4個使用の電池寿命＝2000/0.287＝6969(h)=290(日）となる。
（４）間欠10sの場合、単三アルカリ乾電池を4個使用の電池寿命＝約8年となる。
（５）通常温度の変化は緩やかであり、測定は1分間隔でも十分である。（この場合電池交換不要となる。）
（６）欠点としては、測定データの保存はWindowsパソコンで行うため、Windowsパソコンは連続運転が必要となる。（家庭では難しい！！）
（７）時々であるが通信に失敗した場合、その時のデータが欠ける。
（８）超簡単！無線マイコンTWE-Lite DIP （トワイライト・ディップ）と高精度ＩＣ温度センサＬＭ６１ＢＩＺの組合せはベストマッチする。

５章：I2Cのアクセス（ＬＰＳ３３１使用高精度大気圧センサーモジュール）に行く。

トップページに戻る。