まずは、IOT化して問題になってくることが1つあります。
生活は便利になりますが、それは今回書く記事の内容をクリアした後の話です。

IOT機器が増えると問題が増える

何をいってるの？
そうなのです。まず、IOT化を進めて行くにつれて大問題が発生します。
何が発生するか？解説をしようと思います。

IOT機器の基礎

IOT機器には、かならず必要な要素がいくつかあります。
生活を便利にしてくれるは1つあるとして、リモートで制御出来る事が大きいです。
もうお分かりですよね？

スマホにアプリを入れて、そのスマホから家の中や設定によっては家の外から
アクセス出来るようになることがあげられます。

すなわち、既存の何かをIOT機器を置き換えた場合、
ネットワークへの接続が1つ1つ増える事になるのです。
それがなにか？と思われるかも知れませんね。

ネットワーク接続が増えることに対して

ネットワークに接続する為には、方法が2つあります。
1つは、物理LANケーブルを使ってスイッチングハブに接続してネットワークに参加させるパターン。
IOT機器でも、大きい機材については、実際このパターンも存在します。

もう1つは、無線LANにてネットワークに参加させるパターンです。
小さい機器が多いIOTに対しては、この接続方法がほぼだと思います。
小さい機材の中にLANコネクターなどがつけれないので、小型の無線LANモジュールを
内藏させる場合がほとんどです。

IOT機器が1台や2台くらいなら、何ら問題はで無いでしょう。
ただ、1戸建てなどで、家の中にあるswitch類を全部IOT機器に置き換えるパターンを
想像してみてください。

家の中のswitch数えても、10や20くらいは存在すると思います。
それらを全て無線LANに接続すると、ある一定の数を超えたあたりで
ネットワークが切断されたり、ルーターがハングアップするようになるのです。
はい。これが、大問題の根源なのです。

何故発生するの？

深い話ですが、無線LANのアクセスポイントやルーターは、
接続して処理出来る数が大凡決まっているのです。

例えるならば、バスに乗れる人数は決まっており、それ以上乗っても
走らなくはないけど、ブレーキの問題、馬力の問題で坂道が登れなくなったり
そういう事が起こります。

無線LANでも同じ事が起こります。
想定以上の無線LAN機器がネットワークに参加すると、
1つ1つの機器と無線LAN機器が数秒おきに電波で何らかのアクションをとってきます。
通信内容の話は、ここで書いてもあまり意味がないので割愛しますが
1台や2台くらいなら、問題ないですが、それが40台・50台になってくると
さばききれず、通信自体が不安定になってきます。

無線LAN機器にも、安定して動作する接続数というのが存在します。
台数を設定する上で、メーカーは、設計段階で、このくらいの機器を接続して
使う様にそもそも設計をする為、それ以上の物が来ても接続自体はできるが
動作は保証しないという結果になります。

台数が想定以上だと、無線LAN機器のCPUであったり、
メモリーであったり、OSの作り込みであったりによって
不安定化してく傾向にあります。

そのためメーカーは、想定台数をあらかじめ公表している事がほとんどです。

この記載されている台数以内であれば、問題なく使える指標となる台数です。
筆者は、最大16台としてる無線LAN親機に40台くらい接続してしばらく使いましたが
最初は良いのですが、途中からハングアップ（勝手に動作不能）におちいり
その度に、電源を切って再投入をしないと行けない羽目になりました。

結局こんな事になってしまうのです！！

結局どうするか？

接続する台数を目安に購入すると良いと思います。
筆者の家では、結局IOTの台数が40台を越えているので、下記の動画の様にIOT用のe-meshの無線LAN親機と
ASUSの無線LANの親機で用途を別ける事で安定した通信を可能になっています。

今までは、ASUSの無線LAN1台＋AI-mesh1台で全部の無線LAN機器を取り扱っていましたが
速い通信をする機材に足を引っ張られて、IOTが不安定になる事も多々あり
安定しなかったので、完全に用途を別けたら安定しました。

接続は、ASUSの無線LAN親機までは、2.5Gbps出接続しASUSの無線LAN親機の1Gbps有線ポートから
ELECOMもWANポートに接続されて、IOT機器に通信を提供しています。
IOT機器は、右の無線LAN親機から37台へ通信が常時流れています

IOT機器は、通信速度より安定度を基準にした方が良いです。
通信速度は、さほど必要ありませんので、どれだけ安定して運用できるか？
そこにつきると思います。

そもそも、ここにうつっているASUSが安定して通信が出来れば、それで良かっただけなのですが
よくフリーズして大変でした。ただ、これ置いている部屋が悪く、熱暴走していただけかも知れません。
その部屋から、無線LAN親機だけ外にだしたので、それで温度問題は解決したように思います。

ただ、IOTを別にした方が、再起動した際の影響とかが少なくておすすめです。
また、気をつけていただきたいのは、こうやって無線LANの親機を2台並べるのは
得策ではありません。

どうしても電波干渉を引き起こすので、通信速度だったり品質が低下を招きます。
筆者は、どのようにしているか？というと、無線LANの電波には、チャンネルという
概念があります。上の方のチャンネルと、下の方のチャンネルで出来るだけかぶらないように
別のチャンネルを指定して運用している訳です。

無線LAN親機には、だいたいチャンネルを自動設定するに最初はなっていると思います。
それは、田舎とかで隣の無線LANの電波が一切ないような場所で使う場合は
それで問題ないのですが、マンションなどで、隣左右上下などありとあらゆる方向の
電波をひらっているような場合、自動設定はおすすめ出来ません。

筆者の家でも、隣近所のありとあらゆるWIFIが受信出来ます。
筆者の家からかなりの数の電波が飛んでいるのは間違いないのですが。

Androidのアプリで無線LANのアナライザーとかありますので、
それを参考にして固定しちゃった方が遙かにスループットはでると思います。

最後に

IOTの無線LANデバイスは、ほとんどが過去の古い技術が使われています。
よって、かなり癖があったり、それにより繋がらない等の状況もよく発生します。
下記の機材がその1つでした。少し古めの企画だったのですが、
mesh機能が特殊で、それをIOT機器が理解出来なかった模様で
記事を読んで見てください。

そのため、最新のもの使えば大丈夫だは、半分あってて、半分間違っています。
新らしすぎて、無線LANのプロトコルに新しい技術のパケットやヘッダーなどが
のっているとそれを理解出来ず、接続出来ない場合があります。

なので、高い最新のものより、少し枯れた無線LAN親機を買う方が安定したりします。
この辺りがIOTをきれいに安定的に運用するコツだと言う事が、今回の家中IOT計画では
実証出来たことになります。参考になさってください。

The post IOT化のキモ！！ first appeared on ～下町物語～.

ことしは、色々な植物を植えたのですが、どうも熱帯的な植物もあって
13度を下回ると成長が止まるという事みたいなので、あまり寒くなる前に冬支度をし始めました。

植えている物

・パパイヤ　15℃以下で成長が止まる　適正温度25℃～30℃

・Lemon　-3度を切ると実がならなかったりするらしい

・ミラクルフルーツ　生育温度は20～30度　15度を切ると生育が止まる

・菓子くるみ（瀕死） 比較的寒さに強い が暑さに弱く、今年は暑かった為瀕死状態

・オリーブ　比較的寒さに強い

この中で寒さにめっきり弱いのは、パパイヤとLemonとミラクルフルーツじゃないかと思います。

冬への備え

1．温室の設置を検討し、蕗ざらしの風から保護する

2．13度を下回りそうならヒーターを入れて、ある程度の温度をキープする

この2つは、昨日に設置と電源関連の引き回しが終わって
昨日から運用を開始しました。

まとめると、20度～30度の間で育てた方がいい植物がある為
出来るだけ、その温度帯をキープした方が良いが、電気代の兼ね合いで
最低設定温度を15度を下回らなければ問題ないと設定して
16度から20度の加熱でインターバルと設定しようと思います。

日中の温度変化

上が温室内の温度と下が温室内の湿度をモニタリングしているグラフとなります。
日中は、温室だけあって丼付きで31度を上回ってしまったので、今ちょうど温室の入り口を開けてきました。

13時辺りから温度がガクッと下がっているのは、外気が入ってきて温度が下がった感じです。

ヒーターの運用について

下記の赤枠ですが、これがヒーターで制御した時の温度変化です。
ハンチング防止の為、RUN温度が16度にして、ストップ温度を19度に設定している為
センサー部分で16度をし回ると、ヒーターがONになって19度まで加熱します。

その後、16度まで下がるまでは待機する動きになります。
よって、グラフとしては、このようなとげとげのグラフになります。

日中は、真冬ではないので、16度を割ることはなく、ヒーターOFF状態が続いています。
真冬になると、そこそこの頻度でヒーターが入る気はしますが。

ヒーター自体は、150ｗのヒーターなので、温室が広いと発熱量が足りず厳しめかと
思っていましたが、以外に問題無く温度が保てているようです。

足り無ければ追加で、ヒーターを増設出来るだけのサーモスタットを取り付けています。
800ｗ位までのヒーターなら耐えれる感じの設計です。

ブレーカーも10Aのブレーカーを取り付けて、万が一の場合でも、問題無いようにしています。
下記みり限り、通電していたのは4時～7時の間で30分ついて30分休止しているような波形ですので
たいした時間通電されはなさそうな感じですね。

諸々の育成条件を見て、2021年11月2日から起動温度16度にして停止温度を20度に設定しました。

今日は比較的暖かいので、現時点では22度くらいの温度で保てています。
夕方に温室を閉めに行って、夜中どのタイミングで冷えてくるかですね。

後は、パパイヤは東京でも越冬は厳しそうと言われて居るので、
温室でどのように育っていくのか？楽しみですね。

温度設定については、これはワイヤレスにて手元で管理出来る為
凄く便利です。現在検出している温度も表示されており、ヒーターがONの状態か
ＯＦＦの状態かも手元で分かります。

また、最低温度を下回るとアラームを鳴らす機能もあります。
よって、活動停止する13度辺りでアラームを鳴らすように設定を入れました。

The post 庭に温室を設置しＩＯＴで温度管理を！ first appeared on ～下町物語～.

ガーデニング

題名をみても何のことか？分かりませんが、自宅で去年からLemonを栽培しています。
しかしですよ、去年はLemonの葉っぱにチョウチョが卵を産んで1日で葉っぱがなくなり
花どころじゃなかったですね。結局2年目ですが、実がつくこともなく、木だけで冬を越しました。

もう枯れてしまったかな？と、一応水をやっていたら目が出てきて葉っぱがでたので
いったん、水をちゃんとやる事にして、今年もチョウチョが卵を何回も産んで
駆除してを繰り返している日々でございます。

ちょっとみないと、3匹位孵化して食べにかかっていた事もありました。
毎朝朝食を食べた後に、確認するようにしています。

そこで、自宅をよく開ける事もあるので、水やりが結構キモになってくると思っています。
去年は、陶器の自動水やり機をつかっていたのですが、陶器部分が目詰まりを起こすと
たわしでガリガリこすっても、もう駄目になっちゃうのでこれはNGで、電動ポンプで
くみ上げて定期的に水をあげる装置を最近まで使ってました。

これの欠点は、タンクに水がなくなるともはやお手上げ状態になるのと、バッテリーが単4電池4本で
いつなくなるか？全く予想出来ない点です。1ヶ月持つときもあれば、すぐ切れる時もあるという感じです。
最大の欠点は、タンクに容量が限られているという点ですね。

これを打破する為に、最近水道直結の水やり機を採用して、数日運用したのですが
どうも、これはこれで、接続部がネックで上手く行かず、今パーツを頼んで調整を試みます。

ついでに、最近雨が多いですよね？

そうなんですよ。水も雨の日はあげなくていいと思いますし、日々の自動水やりって足りてるのか？
不足しているのか？全く分からないんですよね。

よって、こんな時どうすればいいのか？ドラえもんに聞いたんですよ。
ドラえもん！！何か良い道具ないって？ｗ

ドラえもんがだした、道具はこれでした。

土壌センサー！です。

これは、上記図3の部分がセラミックになっており、ここを土に刺すことによって
土の水分量をサンプリングして、CloudにアップしてスマホやPCからいつでも水分量が確認できるという奴です。

現在キャリブレーション中ですが、こんな感じで既に植木鉢に搭載されて、水分量をサンプリングし始めています。
基本的に、100％の位置を覚えさせて、0％の位置を覚えさせて、その値から100％から0％を算出する感じです。

少しやり方を書いておくと、デバイスの水検知部をカップにいれた水の中に沈めます。
センサー部がセラミックになっているので、少し給水に時間がかかります。
そこででてきた、ＬＯＷデータ値を100％として、まずは登録させます。
つづいて、実際に土にさして、水分量をどんどん抜いていきます。

24時間経過をみて、この時点で水やりをしないと行けないポイントを見定めて
そこを0％の値としてＬＯＷデータを記録します。
それによって、100％から0％の指標としてCloudにアップされます。
0％もうすこしなので、そろそろ遠隔で散水を始めるか？とか

水分量がおおいので、遠隔で水路を閉じて水やりをスキップするか？とかができる用になります。

水やりについて

ついでに、最初に書いた自動水やり機ももう1段かませて、それがｗｉｆｉに接続されて、外からでもいつでも
蛇口を開けられる状態にします。下記の様な仕組みを想定してます。

散水タイマーがいまいち接続がわるいので、下記のように接続を改善します。

植えている物

・Ｌｅｍｏｎ　　　　比較的寒さに弱い？
・パパイア　　　　　寒さに弱い
・菓子くるみ　　　　寒さに強いけど、暑さに弱い
・ミラクルフルーツ　寒さに弱い

夏は、とりあえずくるみは日陰に入れてやり過ごし、冬は外に出しておいても大丈夫かなと思っています。
その他の南国系の奴は、温室を用意してそこに格納しようと思っています。

温室化計画

設計的には下記の図を予定してます

基本的に温室だけでは、夜間だと15度を阻止できないと思うので、
ヒーターを入れてそれをＩＯＴで制御する方向性で考えています。

1．分電盤を取り付けて100ｖを温室のそばに用意する。
2．ヒーター制御ユニットを使って、250ｗの対流式ヒーターを制御する
　　13度点火　18度停止　10度以下アラーム発報設定よ予定
　　常時ヒーター制御コントローラーで把握温度をウォッチングする
3．温室内の温度と湿度を管理する為に、ＩＯＴを設置して気象観測ユニットに接続してCloudに展開
4．土壌センサーを使って、各植木鉢の水分量をCloudに展開し把握する
5．温室内の照明は、ソーラーLEDの蓄電池に日中チャージして夜間自動点灯で夜間ライトアップを行う

暖かい日は、日中ヒーターがOFF状態で節電になるし、雨や雪の日は、ヒーターが24時間稼働するかもしれません。
その辺りの管理を全て、IOTで行って自動運転が出来れば最高かなと思っています。

下記が温室用にテスト運転中のIOTデバイスから出力されるデータをグラフ化したものです。

冬手前に温室を用意するので、それまでは、特に使う用途もないんですが、いったんオンラインのままで
つかおうかと思っています。

温室は下記を予定

分電盤は下記のレイアウトで依頼済み

USBは、散水タイマーをｗｉｆｉから制御するデバイスの電源確保の為、ＵＳＢ出力を1つ取り付ける
コンセントを設置してもらって、2口で対応予定です。上についてるのが、そこからヒーターに出力して
温度により自動的にＯＮ・ＯＦＦとなるコンセントです。右にサーミスターを接続するジャックがあります。

照明およびライトアップ用の機材はこれ

これ2つ用の機材ですが、そこをあえて、1つにすることで、ソーラーパネルが1つ用より大きい事で
蓄電池にたまる容量を増やして、消費を2つから1つにすることで、朝まで点灯してても
残容量が0にならずに行ける感じを想定しています。

あえて、温室に2つＬＥＤをつけてもいいですけどね。ただ、そんなに明るくしてても
何をする別けでもないので、1つでエモい感じにしておきたいと思います。
電気代もいらないのがいいですね。

だいたい、この辺りまで考えましたので、後は実際に秋口までに作ってしまって
運用を開始できたらと思います。

といっても、梅雨で雨に当たりすぎて、根腐れっていうのもいやなので
早々に温室はたててしまうかもしれませんね。ヒーター類は後で考えるとして。

今日は、ガーデニングとＩＯＴの融合のお話でした。

The post ガーデニング？果樹園？IOT融合のお話 first appeared on ～下町物語～.