なんとか家を建てる

10平米の集熱板を作る費用についていい加減に皮算用してみます。
アルミ板
http://item.rakuten.co.jp/shopos/29/
平米あたり2000円　-> 10平米で2万
なまし銅配管
http://www.haikanbuhin.com/shopping/detail2/3661_42000941/
mあたり390円
ピッチ200 として、平米あたり5mは必要なので、10平米で約50*390=2万円
あとはベンダーの購入が必要
枠板 OSB合板
平米あたり800円 -> 8000円
枠板 1×4 1.82*0.91１個分で1800円程度。６枚で1万円
ポリカツインカーボ 1.82*0.91m で3000円 –> 18000円
ポリカ波板-> 6尺 10枚で11000円　有効幅 550mm 程度なので、2枚必要なので、ツインカーボとあまり変わらない？　波板は、形の変形が少なそうだが。
断熱材 1.82*0.91m で1000円 –> 6000円
合わせて、73000円也！ということで、大きいのを作るほどトク！
実は全体の中でアルミと銅管が占める割合はめちゃめちゃ大きいわけではないということがわかったので、耐久性を考えて、素直にアルミと銅管で作るのがよいかも。

ようやく、ロガー・コントローラーが形になってきたので、温水器に取り付けてみました。
ロガーは、作っていきながら、部品が足りない！やら、これ必要ない！やらやっているのでまだ完成していません。が、３点の温度（集熱板、蓄熱漕、外気温）をサーミスターで測定しつつ、集熱板の温度が蓄熱漕の温度より１０℃以上高いときにリレーで循環ポンプをONにすることができます。
また、他には蓄熱漕の水位を測定、太陽光パネルの電圧（ポンプは太陽光パネルの電力で回すつもりなので）も合わせて測定しつつ、SDメモリーに記録していくことができるようになりました。

これがロガーの基板で、arduinoボードの上にマイクロSDシールドを乗せて、arduinoボードの下にIC基板をつなぎ、リレー、RTC、端子板などを配線しています。この乗せ方にするため、Arduinoボードのコネクターはちょっと出し方を変えています。RTCがI2C接続なので、analog端子を２つも消費してしまいます。AD変換も本当はもっと必要（バッテリー電圧や蓄熱漕も複数点で温度を見たい）なので、これは、後でI2C接続のAD変換器を増設することにしています。
　私はよくこういう方式でまとめるんですが、基板が収まっているケースは、１００円ショップで売っているレンジOKのタッパーです。ねじ止めもせず、線をつないで放りこんでいるだけです。完成したら両面テープで留めるかもしれませんが、まだ未完成なので、このまま。配線はタッパーに切り込みを入れてそこからまとめて出します。
　基板も大き目のものを使って、配置もぎりぎりにせず、あえてテキトー感があるような感じで配線していきます。アイデアが湧いても後から直せるのでこれがよいです。
arduinoはなかなかプログラムも簡単でよいですね。人の書いたコードを都合のいいところだけ、コピペしまくりですが、とりあえずロガー・コントローラーのソフトが１晩ででき、楽しいです。
たとえば、リアルタイムクロックの操作には、こちらのライブラリを使用させていただきました。
ただ、USBコネクターを抜き差しすると、外部電源で動かしていてもリセットがかかってしまうようで、なんでだろ？って思っています。とりあえず、リセットボタンを押してスタンドアローンで動くことを確かめておきました。`
–> あとで回路図を見返したら、USBの状態が変わったらリセットがかかるような回路になっていた。うーん。問題はないけどね。
ロガー・コントローラーの電源は、すでに使用している、太陽光パネルで充電する蓄電池システムから１４V程度を取りました。しばらく動作を検証したら、ポンプの電力もこのバッテリーから取ろうと考えていますが、今のところは商用電源から取っています。

とりあえず、最初のデータをグラフにしてみました。測り始めてすぐに雲がかかって集熱板の温度が下がっていきます。温度のデータはノイズが大きいですねー。もうちょっと手当てしないとだめだね。

一応、集熱板がアツアツの時は、ポンプが回り、雲がかかったときには、ポンプが停止することを確かめました。蓄熱漕の中の水は５３℃程度まで上昇しました。データが取れるのが楽しみです。
夜になってデータを吸い上げてみました。

なんか、夜になってから、急に循環が勝手に起こって蓄熱漕の温度が下がっています。
ポンプを回した形跡もないのですが、これって集熱板のなかに残っている水が自然循環した？
かなり温度が下がっているので、今後の改良では無視できない要素です。

今日もいい天気、太陽熱温水器作ったのはいいけど、日が照るとホースが熱で壊れそうなので、循環させないといけないし、循環させたらさせたで、お風呂ポンプの耐久性が気になるしで、難しいですね。。。
今日は日が照って、１１時過ぎには、集熱板は８５℃、蓄熱漕の水温は５１℃を記録していました。すごいですねー！改良すべき課題ははっきりしていますが、やはり長期間屋外にさらすものなので、耐久性には特に気を付けて考えなければと思うようになりました。

ロガーの製作状況
とりあえず３点の温度、水位、太陽光パネルの電圧、バッテリーの電圧、照度、気圧がモニタでき、SDメモリーカードに保存しつつ、温度をみてポンプをON/OFFすることができるArduinoハードウェアを８割程度実装しました。
運用状態では、太陽光パネルで充電したバッテリーでシステムを動かそうとするので、バッテリーの充電状態をみてポンプを動かす、または、バッテリーの充電が不十分のときは、商用電源からバッテリーを充電しておく、などの制御が必要になりますので、そこを見込んで回路を組み立てました。
とりあえず、SDメモリ、リアルタイムクロック、サーミスター、リレーが動くことを確認しました。
リアルタイムクロックは、ソフトを動かしてみたら、バッテリーバックアップがついていないことに思い至り、後でスーパーキャパシタと抵抗とダイオードで、自動充電されるバックアップを追加しようと考えています。
ソフトウェアはまだまだ。ハードウェアの方も、防水容器の中に入れたり、サーミスター等のセンサーの線を伸ばしたりがまだで、屋外に設置できるような感じにはまだなっていません。通信もRS422などを使ってリモートから接続できるようにしようとしていますが、インターフェース回路の実装がされていません（今はUSBで給電）
製作の過程で、Arduinoのボードのつくりはなかなかよく考えられていて、ボードの回路が余計な時に切り離すことが割合容易だと感じました。
また、Arduinoといっても実際に私が使っているのはFreeduinoというボードのキットなのですが、回路が微妙に手抜きされていて、お金のある人は（というかケチでなければ）純正を買ってもいいかもしれません。
具体的にはSDメモリを動かすのに３．３V電源が必要なのですが、Freeduinoでは、それをUSBシリアル変換チップの３．３V出力をそのまま出していて、５０ｍAしか出す能力がありません。SDメモリを動かすのには不安を感じたので、LDOを５Vのラインに入れて、SDメモリへはLDOからの３．３Vが使えるようにしました。
今日はとりあえず、コードをいくつか書いてみて遊んでおしまいでしたが、何とかポンプの制御を行えるところまでは持っていきたいものです。
と、作業をしていると、今度はポンプの耐久性が気になってきてポンプをもっといいものにしたくなり、いろいろ調べものをしていました。
ポンプは３ｍ程度揚水でき、90℃程度の温水を通じてもよく、耐久性があり、DC12Vで動き、消費電力がせいぜい20W程度の（バッテリー駆動するので）ものを探そうと考えています。エコキュートの中に入っているポンプがちょうどよさそう。でも、小売りしてもらえるのだろうか？
それから、ここの所毎朝システムが凍っているので、循環をさせる前に氷が解けるのを待つ必要があります。やはり市販品と同等に、不凍液を循環させて、熱交換器で蓄熱漕の水を温めるシステムにしないとだめ？効率がどうしても落ちてしまうだろうから、悩ましいところです。

Arduinoのロガー・コントローラーを作るにあたってのメモ
温度をサーミスターで測る。
ここ。サーミスターに常に電流を流さないようにすることが必要。
水位センシング
ここの原理を使うつもり。
照度
これか、秋月の照度計キットの回路からエッセンスをパクって作成しようとおもう。
気圧は必要ないけどI2Cセンサーモジュールを衝動買いしたので無暗につなぎます。
リレーは、将来大き目のモーターなどをつなぐかもしれないので大げさかもしれませんが、5A流せるリレーを調達しました。コイル電圧が12Vの方がコイル電流が小さい（44mA)良かったかもしれないけど一応（５Vのはコイル電流が100mAもあり、USBからの電力では動かないと思う）。コイルへの電力を5V-VCCから取らないように気を付ける。
RTCは秋月の8564モジュールを使います。
ピンが余ってたら割り込みに応じて動作するようにしたいのだけど、ADにとられて余らないので、時々RTCを見に行くというような実装になると思う。(この程度のロガーは、30秒に1度程度仕事をすれば十分でしょう）。
こんな人が似たようなコンセプトの物を作って使っていらっしゃるので参考にしてみようと思う。