データの記録

今月初めにバッテリー容量の確認をする際にバッテリーに電球を点灯させて電圧の変化を記録しました。
この時、データを記録するのにパソコンオシロで電圧を記録させて測定しました。
パソコンオシロは本来このような使い方をするものではなく、電気信号の波形を測定するものでもっと時間の短い(通常1秒以下)電圧の変化を確認するもので、今回使用したパソコンオシロでも10時間以上のデータは記録出来ません。
通常、このような記録にはアナログデータロガという長時間のデータを記録するものが有りますが、最も安価な物でも2万円以上します。
年金生活者としてはこれにここまでの金額を割くわけには行かなかったので、前回は測定時間を５時間程度に抑えて測定しました。
この時に「電気の虫」がゴソゴソ。　何か方法は無いか。　温度の記録もしたい。　アア～～!。
そこで、本箱の中で眠っていた本がムクムク。
「CQ出版社」今すぐ使えるパソコン計測USBマイコン基板。
本体3800円、計測基板とCD(プログラム)付き。
現役時代に買ったものの、さわりかけてそのままになっていた。

アナログ信号をデジタル化してパソコンに取り込む為の学習(経験)用書籍。
付属CDのソフトをノートパソコンにインストルして付属基板を繋ぐと、使えそう。
アナログ入力が３チャンネル(３箇所の電圧を同時に記録)。　
記録は秒設定で10000万回まで。(30秒設定にすると300000秒、オ! 83時間)
使い我っては、データロガ専用とまでは行かないが大きな問題ではない。
なぜか解らない(ふに落ちない)所もありましたがとりあえずパス。
しかも、深く追求しなければ難しくない。(正に、今すぐ使える。)
ハンダ付けと配線の経験(繋げば電気は流れる。)そしてオームの法則(電気の流れを押える。抵抗、電圧、電流の初歩的な関係)程度の知識が有れば使えそうです。
という事で、データロガとして使う事に絞って書かせてもらいます。
今回のデータロガの全体です。(何をしようと、しているのか。)



最終、一定間隔のデータをエクセルで読取ってグラフを作成出来ればOK。グラフでデータを分析。
①CDからパソコンにソフトをコピー。
②計測基板をUSBに接続して基板を認識させる。(ドライバーインストール・通信ポート確認)
③ソフトを動かす。
これで、動かしたソフトから計測基板に指示が出せるようになります。
後は、適当に触って遊ぶ。つぶれる事はない。
　参考に
　・シリアルポートを設定して接続ボタンを押す。
　　　-----　接続した基板と通信が出来るようにする。
　・標準指定で　入力チャンネルに温度を選択して、値を指定後に開始ボタンを押す。
　　　-----　基板の温度検出がサンプリング回数指定回測定してグラフ表示されます。
　これで、パソコンから基板に指示が出て、基板から測定結果が返って来ている。
次に測定の為に、
・センサーとの配線をし易くする為に付属基板を加工
　　　基板に拡張ピンと端子台取付など。(本誌「付属基板を仕上げる。」)
材料　数百円程度。
・小型のブレード(テスト)ボードを準備。これも数百円程度。
　
・温度センサーを準備
　温度センサーには幾つかの種類が有りますが、今回は温度センサーIC(TMP36GT9Z)を準備しました。
安価(120円/個)、センサーに電圧(2.7～5.5V)を加える事で温度に応じた電圧を出力。
　　(0℃で0.5V、-25℃で2.5V、50℃で1.0V、100℃で1.5V)測定範囲-40℃～125℃
電圧を見ると直ぐに温度が判る。(出力電圧-0.5V)×100
　　但し、精度は±2℃です。　精度はいらない、これで飯を食っているのではないと割り切る。
　　何より、電圧信号が高いので(センサー内に増幅器が付いている。)扱い易い。
　配線ケーブルにはUSBケーブルが４芯シールドなのでこれを流用して配線。

コンデンサーと抵抗は無くっても動きますがノイズ対策として有った方が良いと思います。
センサー用電源は基板のアナログ電源AVdd 3.3Vを使用。
基板に使用しているアナログ-デジタル変換ICのアナログ電圧は1.17V程度で頭打ちになるようなので実質1V未満(50℃)で使った方が良いと思われます。50℃以上の場合は抵抗で出力電圧を1/2にしてエクセルで修正するのが簡単。
上記温度センサーを基板に接続して、標準設定で入力チャンネルを切り替え後に動作を確認。
PGAゲインを１以外にすると出力が小さく出る事がありました。4以上では数値が異なるようです。
申し訳有りませんがこの原因については解りませんでした。
更新レートはアナログ値の動きが遅い場合、出来るだけ遅くしておいた方が良いと思います。
試しに昨夜小型ソフトクーラに保冷材を入れて冷却能力を測定。

センサー位置はクーラー内とクーラー外ボケットから顔を出してクーラーサイド1.5cmの空間。そして基板本体の温度。

今朝、データを取出してエクセルでグラフ化。
初回としてはこんなものか。
クーラー内部で3回ほどおかしな温度変化がある。これはクーラに入れて置いた棒状温度計を触った時、クーラー内部の空気が動いた様。
テーブルがアルミだった為か、部屋が冷え込むときにテーブル上の基板の温度が下がっている。
計測開始３～５時間目に外部温度が若干上がっている。これは私の体温か?。
夜中、気流の流れが有ったようで外気の温度が不安定。
いろいろ身に覚えがあるものばかりが目に付く。
しかし、温度差１０℃程度の所では１時間に0.7℃程度の温度が下がっている。
これが、クーラーの保温効果。
結果を見て、保冷材の表面温度も取りたかった。
しかし、手元に部品(コンデンサ)がない。
小物部品はぼちぼち揃えながら今後に生かして行こうと思います。
おもちゃが増えました。