ワイヤレス温度計 #1

　夏に、無線な水温計を作ろうと思っていたら、もう年末だ。ようやく取り掛かったが、キーボードや、リモコンでの実績のある2.4GHzの通信ではなく、今までチョロチョロと実験してきた BLE（Bluetooth Low Energy）でやってみることにした。

　温度センサ は、DS18B20 にケーブルがついたのを調達。ステンレスパイプの中にセンサが入れられて、熱収縮のチューブで防水処理されている。本物は、センサだけで、数百円するそうだから、パチもんだろうけど。0度（氷）、100度（沸騰水）を試したぶんには、正確だった。

　送信側は、nRF51822 の BLE ビーコンもどき。ひたすら、測定温度をアドバタイズパケットに乗せて垂れ流すだけ、接続もさせない。

　受信側は、なんでも出来るESP32。とりあえず、７セグメントの LED に温度表示できるようにした。最初、Windows PC + Delphi でのソフトウェアで処理させようとしたが、まともに動かなかった。

　温度とバッテリ量を表示するだけなら、スマホやタブレットなんかの nordic の Androidアプリ用に、パケットを送信すれば、それで目的は達成される。Android アプリは、自前では作れないから（早々に挫折した）、測定データを何か利用するなら、ESP32 から、WiFi で飛ばせばいいかと。

　で、やりたいことは、実現できそうではあるが、実用化出来るかは、別の話。BLE は、色々と難しい。というか、電波飛ばなすぎだよな。

※ 技適マーク無しの無線デバイスの実験は、日本国外で行いましょう。

INA219 モジュールで電流測定、その３

　ESP32 を、wifi 接続にしてみた。18650電池にして、充電は、USB経由で可能。

　んー、USBケーブルが無くなっただけでは、意味がないな。ソケット通信じゃアプリがないと使えない。ESP32 のWebサーバ上で、動かすことが出来れば、ブラウザあればいいだけだもんな。JavaScript かなんかで、グラフが描けるライブラリあったような。

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追記　2022-10-21

　使い勝手がよくない。おとなしく有線でいい。まぁ、失敗もあるさ。

ESP-WROOM-32（ESP32）で 無線リモコン（送信側）

　電流モニタを作ったことで、副作用的に動作確認出来るようになったのは、大きな進歩。Arduino の工作で省電力絡みなら、もはや無いと話にならない。オシロとか論外にしても、PCに接続できるテスタも、けっこういい値段すると思うので、INA219 はおススメ。裸のESP32 の書き込みとデバッグには、ESP-01用のアダプタを流用する。ESP8266 用なので、3.3V でそのまま使える。

　仕切り直しで、新たなベースとなるリモコン、NECパソコン用？を使い始めた。NECの製品なのに、赤外線信号は、家製協(AEHA)フォーマットっぽい。でも、リピート信号も同じデータ流しつづけるから、独自フォーマットなのかも。

　ボタンを離したときも信号が出力されるので、ボタンダウン→ボタンアップの2回の送信を１セットとする。省エネ的に、長押しのリピートは無駄。ESP じゃない、2.4G のリモコン作り始めた当初は、この方式にしてたが、誤動作が多くて諦めた。

　とりあえず、実用になるかわからないが、うまくいくと下図のようになる。途中のリピート信号を無視（といっても、割り込みで、スリープ解除されてしまうが）して、最初と最後だけ送信する。

INA219 モジュールで電流測定、その２

　より詳細にデータ取得するべく、WEMOS Lolin32(ESP32) を使って組んでみた。INA219モジュールの他は、押せなくなったリセットボタンの追加と、自動書き込み失敗防止のコンデンサ、あと、ケーブルで引き出した測定開始スイッチ。

測定データは、一旦、メモリに貯めた後、USBシリアルで、Lazarus で作ったへっぽこなチャートソフトにまとめて転送する。ESP32 なのに、WiFi のワの字も無いが、高速なArduino として、コスパは断トツ。

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　数値の正確さはともかく、電流消費の相対的な値の確認ぐらいには使えると思う。上グラフは、赤外線リモコンを調べたもの。SONYプロトコルと、NECプロトコルの違いが良くわかる。NECのは、リピート信号のみ送っているので省エネだが、先頭の値の取得を失敗できない。

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　ESP32 単体のグラフ。ライトスリープ → ESPNOW 送信ｘ４ → ライトスリープ。ディープスリープでは、立ち上げに時間がかかりすぎて駄目っぽい。グラフにしてみると、デバッグにとても便利。

ESP-NOWを試す

　ESP32を２つ使って直接通信する話。通常のWiFi接続だと、立ち上がってから IP設定するまでのタイムラグがあるので、すばやい送信など不可能。もちろん、立ち上がってしまえば問題は無いが、バッテリ駆動を考えると、スリープ必須なわけで、常時電源供給される環境でも無い限り使いものにならない。

　ESP-NOWは、高機能のESP32を、単機能の2.4GHzの無線モジュールと同じような使い方も出来る、というわけだが、果たして置き換えるメリットがあるのか？

　例えば、2.4GHzのリモコンをESP-NOWで作るなら、送信側の ATmega等のマイコン + WiFiモジュール が、ESP32一つで処理できる。受信側は、同じようにATmega32u4 と組み合わせる必要があるが、次VERのESP32は、USB直の制御出来るようになるとの話もあるので、将来的には、こちらもESP32一つで済むようになるかもしれない。

　現時点で、消費電力の高そうなESP32にわざわざ置き換えるのが正しいのか分からないが、ゴチャゴチャと作成するのが困難だった送信側デバイスが、簡単につくれるようになるだけでも価値はあるかもしれない。

　受信側をつくらず、ESP-NOWを Bluetooth キーボードにして送信しても、やはりタイムラグは大きいので、実用性はない。BLEで?ぎっぱなしでも、異常に電池食わないとかなら使えるが。そもそも、ESP32を使った実用的なBluetoothキーボード、誰か作った人いるのだろうか？Bluetoothデバイスの自作は、まだ敷居が高そうだ。