午後からずっと聞いております。
令状無しGPS捜査の是非の最高裁判断が報道されている今日、ebayで送料込み4.6ドルだったGPSモジュールが香港から届いた。注文から1ヶ月で到着。
ラベルはカラープリンタで印刷したようなものが雑に貼り付けてある。shopには、oldと書いてあるが偽物、コピー品の可能性は??
付属のアンテナは2個入っていた。
PCと接続し評価ソフトで動作確認。GPSとMSAS のPRN#129(MTSAT1 ひまわり6号)、PRN#137(MTSAT2 ひまわり7号)が受信でき、測位成功。このモジュールはGNSSのうちGPSのみ対応。さて何に使うか。
ebayで中国から購入する超安価モジュールが増えていく…。
http://www.enri.go.jp/~sakai/pub/symp10_msas.pdf
http://www.amtechs.co.jp/2_gps/pdf/NEO-6_j.pdf
FM放送帯がノイズっぽいこともあり、無線機 IC-7100でFM放送帯の上下を受信していたところ、63.17MHzで中波ラジオの放送音声が強力に入感していることに気づいた。イメージ混信かと思ったが内容からSBS静岡放送ラジオのSTL(演奏所ー送信所間の中継回線)とわかった。さらに65.15MHzでもNHK静岡第一放送が、弱いが入感する。いずれも熱海中継局向けの回線と思うが、50Wくらいのはず。どこから送信しているのだろう。
60MHzのアナログSTLってまだあったのかと思ったが、マイクロ回線より設備が安価で、長距離飛ぶなどの理由で利用されている。総務省の委員会ではデジタル化によってステレオ化するとか議論されていたが、今後はどうなるのだろう。
ebayでわずか1.72ドル(送料込!)で売られている中華8桁7セグメントLEDモジュールを購入。
MAX7219 8-Digit LED Display 7 Segment Digital Tube For Arduino Raspberry Pi
ドライバがMAX7219なので、信号線3本でESP8266と接続可能が可能。
MAX7219のLEDライブラリと、NTPライブラリを用いて、NTP時計を試作してみた。
ESP側のピン割当を、7セグ側のピン配列にあわせることで、ブレッドボードを介して超シンプル接続。
7SEG側 ---- ESP側
VCC --- IO2(+3.3Vに接続)
GND---IO15(GNDに接続)
DOUT---IO13
CS---IO12
CLK---IO14
これ以外の配線は、ESP側のIO16をRSTに接続、3.3VとENを接続したのみ。
ちなみに下2桁は秒間を33msで歩進させ、NTSCのタイムコードジェネレーターっぽい表示(ノンドロップフレームモード)をするようにしてみた(笑)
ここまでに製作したブレッドボードをありあわせのクリアケースに収めて運用を開始した。ケースからは電源用のUSBケーブルが1本出ているだけ。こんな小さなブレッドボードに920MHz帯と2.4GHz帯の無線機があって、32bitMCUが2つも動いて、ネットにも接続できているというのはすごいもんだ。リアルタイムの表示は、下手に液晶や7セグLEDで頑張るよりhtmlのrefreshで表示させたほうが、文字は大きくできるし見やすく、家族受けも良い。 下の写真では液晶表示とWebサイト(30秒でrefresh)の例。数値に差があるのは表示のタイミングの差による。
ambientには電力、R相電流、T相電流、R相+T相電流の棒グラフが表示できている。電力の利用状況でその家庭の生活サイクルが想像できるというのがよくわかる。また、スマートメーターと何らかの理由で通信ができない時間帯も把握できる。
(上の表示例、横軸(時間軸)の設定が異なっているので注意)
ここ3週間程度連続運用した実績からわかったことは
・スマートメーターが30分おきに積算電力値を送信してくるが、そのタイミング以降、しばらく(2~5分程度)通信できない場合があるようだ。これはソフトのエラー処理がいい加減だからなのかもしれないが、teratermで手動でコマンド送信して実験していたときにも、不可解な動きのときもあったので、一概にそうとは言えないのかもしれない。また、2,3時間通信できない状態になっているのも3週間のうち4回ほどあったがどういう状態に陥るのか調べられていない。スマートメーター自身はAルート(電力会社が相手)の通信しているはずなので、Aルート側の通信時にBルートから通信要求があった場合にどうなるかなど、よくわかっていない点も多い。((追伸)2,3時間通信できない状態になっているように見えたのは、ambientの1日のアップロードデータ数3000件の制約によるものでした)
それでもほぼリアルタイムに電力が把握できるのは魅力的である。例えば蛍光灯を消せば、消費電力が下がるのが目に見えてわかるし、小型の機器をコンセントから外すと待機電力の数Wが下がるのもわかる。また朝食時にオーブンやトースターを使っているときにドライヤーを使うと一気に3500Wを超えて(我が家は40A契約)、もう少し電気を使うとブレーカーが落ちるのではないかというような状態もリアルに感じることができる。一定の電力量になったらアラーム出すとか、電気料金に換算して表示するとかもやろうと思えば自在。我が家は消費電力の大きな家電がR相側に偏っているのもわかった。
今回自作したようなもの(適当な名前が無いが、スマート電力ウオッチ?)が、もっとオシャレなケースに入って、台所にちょこんと置けるワイヤレスなガジェットにするとか、常時稼働しているWifiルーターや、CATVや衛星のSTBに組み込んで、HEMSのホームサーバーとしてテレビ画面に電力の状況を表示するとかしてエコ(節電)に役立つようにすればよさそうだが、そういう商品やサービスがまだ少ないのは、やはりWiSUN無線モジュールのコストやHEMS機器の認証制度がハードルなのだと思う。
無線回線は特定小電力無線局として法制度が整備され、技適も取得されていて、信頼性が高い。通信プロトコルは、国際標準化されているものが利用されている。電力の利用状況はその世帯のライフスタイルが想像できるものなので容易に傍受されてならないので、認証と暗号化がされている、などいいことづくめのようだが、あまりにしっかりしていて、通信モジュールのメーカーも国内メーカーに限られていて単価が高く、家電にどんどん組み込んでいくのはハードルが高そう。自作したシステムの原価だけでも1万円はかかっているので、量産品に内蔵するにしてもコストは5000円くらいになってしまうのではないか。
また、今回の実験の前提である電力の スマートメーターに関しては、導入の経緯を探ると、電力自由化や省エネといったキーワードで国策として取り組んで来た様子が窺える。常識的に考えれば、電力会社からすれば検針コストは下がるものの、電力自由化や省エネは、本音は否定的だったであろうから、スマートメーターの導入自体あまり乗り気ではなかったのかもしれないし、メーターの導入コストは電力料金に転嫁され、消費者に選択の余地がないのはいかがなものかといった議論や、メーターが電波を出すのだから、電磁波の健康影響を懸念した意見など、いろいろな議論があったようだ。
一時的なはなしだがこういうエピソードも。
http://diamond.jp/articles/-/72437
今回の実験はそうした経緯があって、その上で遊ばせてもらっている。Wi-SUNとECOHNETLite、今回の実験を通じて触れることができたのは良かったが、まだまだいばらの道を感じる。
さて、実際にやってみます。
void send_ECHONETLiteComm() {
int ECHONETLiteComm[17] = {0x10, 0x81, 0x00, 0x01, 0x05, 0xFF, 0x01, 0x02, 0x88, 0x01, 0x62, 0x02, 0xE7, 0x00, 0xE8, 0x00}; //コマンドバイト列
sSerial.print("SKSENDTO 1 FE80:0000:0000:0000:xxxx:xxxx:
int d = 0; for (d = 0; d <= 15; d++) { //コマンドの送信
int senddata1 = ECHONETLiteComm[d];
sSerial.write(senddata1);
}
sSerial.println();
} //改行送信して終わり
(3)電文の受信
ECOHONET Liteコマンドを送り終えたら、仮想シリアルポートを監視して、データが来たら変数配列に格納。改行コードが来たら、改行コードの前の所定の位置が、瞬時電力取得値を示す0xE704かつ瞬時電流取得値を示す0xE804であるかチェックし、そうであるならば、それぞれの値(16進ASCIIテキスト)を取得し10進整数に変換するという手抜きなもの。各電文のヘッダは見ていない。
スマートメーターは30分おきに積算電力値を送り付けてきたリ、900秒ごとにPAN認証をし直したり、ビーコンを撒いたりしてくれるが、それらの電文は無視している。また、コマンドを送出後相手がダンマリになった場合、所定の秒数経過後、SKSREG、SKJOINからやり直すようにしている。
(4)結果の出力
瞬時電力測定値と、瞬時電流測定値(うちは単相3線式なのでR相、T相それぞれ電流値が得られる)が得られたら、簡易なhtmlを生成し、ESP8266webserverで他のPCのブラウザから読めるようし、さらに値をambientに送信し、液晶表示器にも表示されるようにした。現在時刻はNTPを使って得ている。
スマートメーターとの通信頻度はとりあえず30秒。920MHz帯特定小電力無線の通信時間の制限は超えていないはず。
1枚のブレッドボードにまとめてみる。
続く。