ESP32

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新潟県上越市の「やまぎし農園」に、環境データーモニターシステムを設置し、試験運用を開始しました。

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「やまぎし農園」は主にトマトを栽培していますが、一度でもやまぎし農園のトマトを食べたものなら他のトマトは食べられなくなるような美味しさです。

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やまぎし農園については以下のページに紹介されています。
http://www.local-pressjoetsu.com/member13.html

本機は自宅に構築した気象モニターを極力シンプルに小型化したもので、XIAO ESP32C3コントローラーをベースに1900 mAhの小型Lipoバッテリーに太陽電池パネルを取り付け、これのみで連続的にデータ収集が可能な仕様になっています。インターネット接続は、IoT用格安Simを実装した4Gのモバイルルーターを屋外に設置し、モニターとはWifiで接続しています。

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データ収集項目やセンサーの選択・設置方法他は、山岸さんの長年のトマト栽培ノウハウから得られた知見を元に実装しています。

実際の農園の環境は非常に過酷で、真夏の高温に激しい湿度変化や降雨、これから冬場に向かっての低温や豪雪など予断を許さぬ状況が続きます。はたして本機が実際の農業の現場でどのくらい有益なものになるか、今後が非常に楽しみです。

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学生のころから、電子部品を調達するために頻繁に秋葉原に出向いていたのですが、コロナ以降ほとんど通販ですますことが多くなって、実店舗に足を運ぶ機会は以前より少なくなってしまいました。(交通費より送料の方が安いし)
しかしやはり現物を手に取って形状や状態を確認したり、思わぬ掘り出し物に出会ったりするワクワク感は、現地に実際に足を運ばなければ得られないものです。

秋葉原に行ったら必ず訪れるのが「秋月電子」で、6月に2Fにもフロアーが拡張されたのですが、ここに「掘り出し物コーナー」というのがあります。そこで見つけたのが「ボッシュ製総合環境センサBME680を使用したセンサモジュール」です。これは現用品は1320円で普通に販売されているものですが、なぜか1個だけ300円で出ていて即Getしました。特に不良品でも無いようで、早速動作させ、まともなデータが得られることを確認しました。

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BME680は気温、湿度、気圧が1つで測定できるマルチセンサーですが、加えて「ガス(有機溶剤、アルコール等)濃度」の測定をサポートしています。テストでArduinoのライブラリーからこのガス濃度を取ってみると「GAS = xxxkΩ」という値で出てきて、いったいこれが何を示しているのか?さっぱりわかりません。

そこでボッシュ社のサイトをチェックすると、BSEC(Bosch Sensortec Environmental Cluster )というライブラリーがサポートされていて、これを利用すると上記のGAS値をIAQ(Index for Air Quality)やCO2濃度に変換してくれるのです。そしてなんとBSECはArduinoをサポートしていて、ライブラリーマネージャーから簡単にインストールして利用できます。

https://github.com/BoschSensortec/BSEC-Arduino-library

実際試してみるとこのライブラリーを利用できるプロセッサーは非常に限定されていて、最近よく使っているXIAOのESP32C3などではコンパイルエラーが出て使用できません。いろいろ試して「ESP32 Dev Module」で確実に動作することがわかりました。早速ブレッドボードで組んで、linuxサーバーにデータを送ってGrafanaで表示させてみました。

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IAQは写真のTable4のような定義になっていて、空気の汚れ具合を数値で確認することができます。CO2の値はほとんどこのIAQにリンクしているように見えますが、一応ppm値で出てきます。別にCO2モニターを持っているので比較すると、値の絶対値は目安程度?に考えた方が良いようです。

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このBSECライブラリーはソフトウェアの後処理で換算値を算出するので、よくセンサーモニターでやる一定周期で測定して休止期間中にスリープさせてバッテリー駆動させるような使い方はできません。そのため電源を常時つないでおく必要があります。

CO2 gas

今回掘り出し物でたまたま300円で調達できてラッキーでしたが、普通に購入しても価値のある非常に面白いセンサーです。
あとこれの別機種の新製品でBME688というのが出ていて、これはなんと匂い成分のAIプロファイリングをサポートしています。

https://www.bosch-sensortec.com/…/gas-sensors/bme688/

例ではエスプレッソコーヒー豆とドリップ用コーヒー豆の匂い成分の違いをBME AI-Studioでモデリングしています。

https://youtu.be/4vdliMRtxBY?si=4A4DEWqV4ra1i-1S

コーヒー紅茶好きとしては、非常に興味深いので是非試してみたくなりました。

ということで、やはり実際に店舗やコンサートや講習会などに足を運ぶことで、意外な出会いや情報を得ることができるということを実感した、という次第であります。