3回で作る遠隔監視装置 » 未設定

第3回

ちくわ — Sat, 19 Aug 2017 15:35:22 +0000

早くも最終回です。今回はサーバ側です。まず、第1回で出てきたさくらの通信モジュールを、さくらのIOTプラットフォームに登録しなければなりません。

ここの資料を参照してさくらIOTプラットフォームに登録します。資料はβ版なのですが、現在でもほぼ変わりありません。8ページまで参照し登録、プロジェクト作成を行います。プロジェクト名は何でもいいです。

9ページから17ページまでサービス追加の話になり、資料ではincoming webhookなどを説明してますが、「DataStore API」を追加してください。今回使うサービスはDataStore APIのみです。

続いて18ページ以降に従い、モジュールを登録します。登録すると、20ページのように登録したモジュールのIDが表示されます。このIDをメモっておいてください。あと、連系サービスにDataStoreがあると思います（先ほど登録しましたね）。ここをクリックすると、Tokenが表示されます。これもメモって下さい。先ほどメモったIDと、このTokenの2つがあればさくらIOTプラットフォームからデータを読み出せるという仕組みになっています。

続いて、サーバを用意します。データの流れは電力計本体→さくらIOTプラットフォーム→用意したサーバ→パソコンやスマホ、という流れになります。サーバ側のプログラムはPHPを使いますので、PHPが使えるレンタルサーバを用意してください。無論自前のサーバを持っていればそれでもいいです。今回はさくらのレンタルサーバ・ライトプランを使うことにします。2週間無料お試しできます。なお、日報メールを送ろうとする場合はCRONを使う必要があるのでライトプランではダメです。

パソコンでメモ帳か何かを開き、以下をコピペして、さきほどメモったIDを$module = “*****”の******の部分に入れてください。次に同じくメモったtokenを同様に$token = “******”の******の部分に入れます。終わったら、好きな名前.phpで保存してください（日本語はやめましょう。例：test.php）なお、－－－－－－－－の部分は不要です。

ーーーーーーーーーー

$token = “******”; //******のところにtokenを入力します
$module = “******”; //******のところにmoduleを入力します

$x = 1; //調整係数

$url = “https://api.sakura.io/datastore/v1/channels?token=”.$token.”&module=”.$module.”&size=1&before”.date(‘Y-m-d’, strtotime(“+ 1 days”)).”&channel=1″;

$ch = curl_init();
curl_setopt( $ch, CURLOPT_URL, $url);
curl_setopt( $ch, CURLOPT_HEADER, false );
curl_setopt( $ch, CURLOPT_RETURNTRANSFER, true );
$result = curl_exec( $ch );
curl_close( $ch );
$data = json_decode( $result, true);
$now_power = round(($data[‘results’][‘0′][‘value’] * $x / 500),2);

$url = “https://api.sakura.io/datastore/v1/channels?token=”.$token.”&module=”.$module.”&size=1&before”.date(‘Y-m-d’, strtotime(“+ 1 days”)).”&channel=11″;

$ch = curl_init();
curl_setopt( $ch, CURLOPT_URL, $url);
curl_setopt( $ch, CURLOPT_HEADER, false );
curl_setopt( $ch, CURLOPT_RETURNTRANSFER, true );
$result = curl_exec( $ch );
curl_close( $ch );
$data = json_decode( $result, true);
$today_power = round(($data[‘results’][‘0′][‘value’] * $x / 500),2);

echo “Now:”.$now_power.”kWh
”;
echo “Today:”.$today_power.”kWh”;
?>

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保存したらFTPソフトでさくらのレンタルサーバにアップロードします。その後、先ほどアップロードしたphpファイルをパソコンか携帯から見てみましょう。データは朝5時から夜20時前まで5分おきに送信されています。現在の発電出力と本日の累計発電量が表示されていれば、成功です。私のテスト環境（パネル12.24kW、パワコン5.5kW x 2）では下記のような結果になりました。Nowが現在の発電出力、Todayが本日の累計発電量です。

エラーが出た場合は、サーバ側にトラブルがあります。どこかうまくいっていません。

Now:0kWh

Today:0kWh

と出る場合は、本当に発電してない(夜間とか雨とかパワコンの故障とか）か本体の製作ミスか通信圏外か通信時間外か、他の何かでしょう。原因が究明されることを祈っております。

※表示されるのは最終発信データです。つまり昼に20kW発電している状態で停電となった場合、夜になってもずっとNow:20kWと表示されます。それを見て異常と思ってください。もしくはプログラムを改変してデータ発信時刻を取得するなどの方法もあります。

※実際の発電出力とズレが出る場合は、上記ファイル（＊.php)のなかの調整係数を変更してください。私の環境では数％低めに出ましたので、$x = 1.03に変更しました。3相だと1.73にしてください。

お疲れ様でした。

第2回

ちくわ — Sat, 19 Aug 2017 14:44:03 +0000

続いて本体のソフトウェアに移ります。前回出てきたArduino UNO Rev3というマイコンで動かすのですが、プログラムを入れてやらないと動きません。今回はそのプログラム編です。

まずはArduinoIDEというソフトをインストールします。この辺はgoogle先生に「Arduino　始め方」あたりで聞けば教えてくれますので、各人調べて下さい。

ArduinoIDEを起動したら、スケッチ→ライブラリをインクルード→ライブラリマネージャを起動します。起動したら検索窓に「sakuraIO」と入れるとさくらIOのライブラリがでますので、インストールします。もしかしたらTimerOneライブラリもいるかもしれません（私はすでに色々入れているので、、1からだとどれが要るのかいまいち分かりません）。さて、メイン画面に

ーーーーーーーーーーー

void setup() {
// put your setup code here, to run once:

}

void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:

}

ーーーーーーーーーーーー

多分こんな画面が出るので「全部消して」、以下のものをコピペしてください。ーーーーーーの部分は要りません。

ーーーーーーーーーーーー

#include
#include
#include
#include
SakuraIO_I2C sakuraio;

//50Hz地区では、SMP_NUMを67→80、WAIT_NUMを3933→3920へ変更する
#define SMP_NUM 67
#define WAIT_NUM 3933

uint32_t unixtime;
float Irms = 0;
float Watt = 0;
float total_Watt = 0;
float total_Irms = 0;
float Watt_hour = 0;
int smp_status = 0;
int cal_status = 0;
int sec_cnt = 0;
int A[SMP_NUM];
int arrNUM= 0;

void timercall() {
int a,r;
if (smp_status == 0) {
a = analogRead(0);
A[arrNUM] = a – 511;
arrNUM ++;
if (arrNUM == SMP_NUM) {
arrNUM = 0;
smp_status = 1;
cal_status = 1;
}
}
else {
arrNUM ++;
if (arrNUM == WAIT_NUM) {
arrNUM = 0;
smp_status = 0;
}
}
}

void wattcal() {
float amp;
Irms = 0;
Watt = 0;
for (int b = 0; b < SMP_NUM; b++) {
amp = A[b] * 5.0 / 1024 * 200;
Irms += amp * amp;
}
Irms = sqrt(Irms / SMP_NUM);
Watt = Irms * 105;
}

void outputcal() {
total_Watt += Watt;
total_Irms += Irms;
Watt_hour += (Watt / 3600);
sec_cnt ++;
if (sec_cnt == 300) {
sec_cnt = 0;
if ((hour() > 4) && (hour() < 20)) {
sakuraio.enqueueTx(1, (abs(total_Watt) / 300));
sakuraio.enqueueTx(11, abs(Watt_hour));
sakuraio.enqueueTx(21, total_Irms / 300);
sakuraio.send();
}
total_Watt = 0;
total_Irms = 0;
if (minute() < 15) {
unixtime = (uint32_t)(sakuraio.getUnixtime() / 1000UL);
if (unixtime != 0){
setTime(unixtime + (9 * 60 * 60));
}
}
if ((hour() == 3) && (minute() < 15)){
Watt_hour = 0;
}
}
}

void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(15,OUTPUT);
pinMode(16,OUTPUT);
digitalWrite(15,HIGH);
digitalWrite(16,LOW);
for (;;) {
if ( (sakuraio.getConnectionStatus() & 0x80) == 0x80 ) break;
delay(1000);
}
for (;;) {
unixtime = (uint32_t)(sakuraio.getUnixtime() / 1000UL);
if ( unixtime != 0 ) break;
delay(1000);
}
Timer1.initialize(250);
Timer1.pwm(9, 512);
Timer1.attachInterrupt(timercall);
}

void loop() {
if (cal_status == 0) {
delay(1);
}
else {
wattcal();
outputcal();
cal_status = 0;
}
}

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東日本（50Hz地域）の方は、書いてある通りプログラムを修正してください。西日本（６０Hz地域）の方はそのままでOKです。

その後、ArduinoとパソコンをつないでArduinoに書き込んでください。その辺のやり方は先ほど「Arduino　始め方」で調べたページに書いてあると思います。

書き込みが終わったら、本体を設置します。

※単相であることを前提に話を進めます

主幹ブレーカーから赤、白、黒の線が出ていますが、赤か黒のどちらかにCTセンサを噛ませてください。CTセンサの向きはどちらでも良いです。その後ACアダプタから本体に給電します。

※CTセンサには向きがあるのですが、今回作るものは向きを気にしなくて構いません。

※3相につける場合は、3本の線（R,S,T）のどれにつけても構いません。

※写真の配電盤はCTセンサだらけですが気にしないでください。ウチのテスト環境です。

第2回はこれで終わりです。お疲れさまでした。

第1回

ちくわ — Sat, 19 Aug 2017 14:23:01 +0000

さて、まずは本体を作ります。部品は秋月電子とアマゾンでそろいます。2~3万円しますが動かない可能性も十分にありますし、何かあっても私は感知しません。それでもいいという方で、かつ最終回まで読んで、記載内容に分からない所がなかった方のみ先に進んでください。

品物の後に書いてある記号は、秋月電子の部品番号です。秋月電子HPの検索窓に入れて検索すれば目当ての品が表示されます。

・10kΩ抵抗　2本 (R-03399)

・10Ω抵抗　1本 (R-03327)

・ユニバーサル基盤　1個　(P-08241など）

・ターミナルブロック（2ピン以上のもの）　１個　（P-01306とか）

私は手持ち部品の関係でP-07756を使ってますが、ターミナルブロックの仕様よりもCTセンサの線のほうが太いのでP-07756を使うのはお勧めしません。

・ピンソケット１ｘ３ピン以上のものでロングンタイプ　１個　 (C-06360とか)

・Arduino UNO Rev3　１個　(M-07385)　互換品でも可です。私はアマゾンでkeystudio製のものを買いました。

・９ＶーＤＣアダプタ（出力２Ａ以上のもの）　１個　(GF18-US0920-Tなど)

・さくらの通信モジュール用Ａｒｄｕｉｎｏシールドボード　１個　(M-12195)

・さくらの通信モジュール　１個　(M-12194)

以上のものは秋月電子で入手できますが、もちろんどこで買っても構いません。続いて

・U_RD 社製分割型CTセンサ　CTL-24-CLS　１個　(型番を間違えないでください。300Arms用を使います）

が必要です。私はアマゾンで買いました。こんなものまで売ってるんですよねアマゾン。

次に通信モジュールの組み立てです。上記で出てきたさくらの通信モジュール用Ａｒｄｕｉｎｏシールドボードとさくらの通信モジュールをドッキングさせます。

気を付けるポイントとして、さくらの通信モジュール用Ａｒｄｕｉｎｏシールドボードでジャンパとスイッチの設定が必要です。ここの6ページ目の「I2Cピン選択ジャンパ」の図の通りにジャンパピンを設定してください。SPIとかUARTにしてはいけません。つづいて、2ページ目の図にある「I/O電圧切り替えスイッチ」を５Vにしてください。あとは4ページ目を参考にさくらの通信モジュール用Ａｒｄｕｉｎｏシールドボードをドッキングさせます。

続いて配線ですが、配線図（？）は以下のようになります。A0~A5はArduinoの基板に書いてあります。ユニバーサル基盤を使って、以下の配線図になるように適当に配線しましょう。ええ、配線はこれだけです。

CTセンサの線に順番はありません。白黒好きな順番ではめてください。

作るとこんな感じになりました。本体はこれで完成です。

※アンテナを金具で90°曲げていますが、必要ありません。

はじめまして

ちくわ — Sat, 19 Aug 2017 12:47:14 +0000

こんにちは。おそらく皆さん食傷気味と思われる遠隔監視装置についてです。市販品は色々ありますが、あえて作ってみます。自分で作れば愛着もわきます。今回作るのは

・CTセンサ式。パワコン出力50kWまで対応（つまり低圧は全部OK)。

・CTセンサは1個。発電所全体の発電量のみが分かります。精度はあまり良くありません（たぶんエコメガネ程度）。

・維持費は月65~200円程度。材料費は２～３万円程度。

・単相パワコン用。

です。維持費の内訳は通信費：月65円、レンタルサーバ使用料：月129円（さくらのレンタルサーバーライトプラン使用時）。サーバー1つでそれなりの数を動かせますので、たくさん運用すれば安くなりますし、スマホは使わずパソコンからしか見ないのであれば、XAMPPでも使えばサーバ費用は不要になります。その場合の維持費は月65円ですね。

今後ですが

第１回：本体を作る（ハードウェア編）

第２回：本体を作る（ソフトウェア編）

第３回：サーバ側プログラムを作る

の計３回の予定です。なお、記事を参考に作ったが動かない、何らかの不利益が出た、などありましても私は一切の責任は負いませんし対応も致しませんので、仮に作るのであれば自己責任でお願いします。

※3相でも使えますが、その場合は第3回で出てくるサーバ側プログラムの調整係数を1.73に変更すれば良いはずです（未実験）。電源用に単相契約が必要です。第1回で出てくるACアダプタは100~240V対応なので、3相から2本引いて使うというのは低圧だと契約違反になるのでダメです。

今回作るのは現在稼働中の装置を極力簡素化し作りやすくした物で、現在稼働中の装置は

・CTセンサー9台（パワコンごとに発電量監視が可能）

・VTセンサー1台（力率計算と測定精度の向上を図っています）

・監視カメラ1台（通信帯域の問題上、静止画を1日1枚撮れるだけです。それでも雪が積もっているとか、雑草が生い茂っているとか、嵐の後もパネルは飛散してない、などは分かります）

と今回作るものに比べ高機能となっています。また、サーバ側プログラムも

・表示がグラフィカル、かつ複数発電所を一括表示

・日報メール送付機能あり。1メールに複数発電所データを記載

と高機能ですが、今回作るものと基本部分は同じです。

↓現在稼働中のものです。今回作るものとは別になります。

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