気象計測センサー ⑩マルチセンサー ノードコントローラ

気象センサー　ノードコントローラのソフト開発も大体終わりましたので、基板制作に入ります。

ここで問題が発覚..　入るのか?   入らないのか?

多層基板は作れませんのでせいぜい両面基板で何とかしなければなりません。

気象計測センサー 地震計 その①

気象センサーシリーズに　地震計(振動センサー)を追加しました。

屋内設置型と　屋外(地中埋設)型の二種類をリリース予定で、これは地中埋設型です。

地中埋設型は、地面の振動をより正確に検出することができ、建物や構造物の固有振動による誤差を低減できますが、地中に埋設する際に必要な防水構造と丈夫な外郭を持つ必要があります。

この製品では、耐食性に優れたステンレス材による厚さ3mmの筒状の外郭に +2G ～+16Gまで 計測可能な加速度センサーを組み込んであります。

直径32mm　長さ40mmと小さく頑丈な構造でセンサーはシリコンゴムで防水性を確保し地中に埋設します。

ケーブルは多芯ケーブルで1メートル程度伸ばしますが、耐候性を考慮したケーブルが必要になります。

地震波形は、標準400Hz　　最大1000Hz程度の周波数成分を維持したまま記録できますが

大量のデータを吐き出すことになりますので、センサー近傍に　地震計ロギング機能を持つノードコントローラが必要になります。

現在開発中ですが標準400Hz  最大加速度2Gならば X,Y,Z軸それぞれ独立して、振動が検出されなくなったあと30秒程度継続して記録することができます。

記録した波形は一時的にX,Y,Z独立して強震データフォーマット(未対応)
１行目：観測点コード
　２行目：観測点の緯度
　３行目：観測点の経度
　４行目：サンプリング周波数
　５行目：データの単位
　６行目：データ開始の時刻 (左から、年　月　日　時　分　秒）　
　７行目：成分名
　８行目以降：データ（左から７行目の成分の順、符号は北・東・上が正、南・西・下が負）

もしくは

CSVファイルかWAVファイルに変換してSDカードに格納します。

気象計測センサー ⑨マルチセンサー ノードコントローラ(ロギング機能付き)

気象観測を自動的かつ電子的に長期間継続的に行おうとすると最後まで問題になるのが「電源」と「表示/操作」です。

特に東日本大震災で経験した一週間にも及ぶ停電も考慮すると低消費電力であることは必須項目になるわけです。

表示器やキー入力機能に関しては常時必要はないのですが、メンテナンスやロギングしたデータや現在値をその場で確認したい場合は必要になり、操作性や視認性も考慮すると大きな画面が必要になり、こちらも停電を考慮するとパソコンは使えません。

ということで上記を解決する方法を検討した結果もしかするとこの方法で実現できるかもしれません。

基本的にバッテリで動作し停電時でも動作し、記録するデータには正確なタイムスタンプを書き込めるようにRTC (Real Time Clock)を持たせ、時刻合わせは、無線LAN経由で、NICTのNTPサーバにアクセスし一週間に一度程度の頻度で日本標準時JSTとRTCを同期させます。ネットが寸断された場合は月差30秒程度の誤差になります。

各種センサーは、I2Cにより複数接続可能で拡張性があり、データを大容量のフラッシュメモリ16Gbyte(32G,64G)に蓄えます。

記録したデータは今やだれでも持っている可能性の高いスマホに転送します。

電源以外の主要な部品は左側のブレッドボードがほぼ全てで、右側の小さいブレッドボードは、現在開発中の「3軸地震計」です。

デバッグ環境として使用しているArduino Uno R3はAVR 8ピンマイコンの代用で、最終的には使用しません。

左側のブレッドボードにはSDカードとD3231 の載ったRTC基板があるだけです。

　

あれれ..表示器とキーボード、そしてメインコントローラはどこに?

ご心配はいりません。今回の主役はなんといっても左側のブレッドボードに乗っているSDカードでしょう..

あれがスマホに刺せない(microSDではないし)寸法の大きなただのメモリカード見えてしまっているそこのアナタ..

もう少ししたら「正体」を明かしましょう..

アレはただのSDカードではありません..

切手サイズのLinux.....