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。
太陽熱温水器の作成（９）
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。
太陽熱温水器の作成（８）
温度等の記録装置兼コントローラーを作る
日射量と各部温度の変化からどの程度の効率で集熱できるのか計測するためと、集熱できるときに循環ポンプを回す制御を行うために、コントローラーを作ります。
基本的には、マイコンで、照度・温度等を測りつつSDメモリに保存、集熱板の温度と水温を比較して、集熱板の温度が高くなったときには、ポンプの電源を入れる制御をするのですが、マイコン部分は、前にやっていたプログラミングをずいぶん時間が経って忘れてしまいましたので、楽にプロトタイプが作れるかもしれないarduinoを使ってみようと思いました。
今日ボードを買ってきましたが、家づくりでビンボーなので、できるだけ安いものをと
キットを購入（2200円）。
SDメモリへ保存するためにマイクロSDシールドなんてのも購入（コネクターとICがついているだけなのに1500円近く。高けーよ！）。
何を買うのか調べるためにいろいろなArduino関連の物を眺めていたのですが、ふと思ったのは、ブレッドボードとか、ピンヘッダーにピンを差し込んで配線とか、簡単に動きそうな気がするのですが、これ使ってみんな最終的に何かするものを作っているのだろうか？という疑問。
他には、センサーのためのphotoダイオード、サーミスター、制御のためのリレーとトランジスタ、ダイオード、あれこれ取り付けるためのIC基板、センサーや配線を取り付けるための端子板、リアルタイムクロック等を秋月電子で購入しました。
容器はたぶん弁当箱を使うと思います。蓋に基板等を全部マウントして、本体をかぶせておしまいという感じ。アルミの弁当箱を使うのも面白いかもしれない。
今日はたぶん、Arduinoを組み立てておしまいかな。。。
太陽熱温水器の作成（７）
保温された蓄熱漕の製作
これまで循環された水はポリバケツの水を温めて終わりだったので、ポリバケツの水がどんどん冷えるためどれだけの熱を集熱板から回収できたか判断することが難しいです。
これでは、温度を測っても何を測っているのかよくわからず、あまり面白くないので、蓄熱漕とその前の配管を断熱することにしました。
蓄熱漕は、ホームセンターに売っていたRVコンテナ（もどき）１４００円に3cm厚のスタイロフォームを内側にはめ込んで断熱漕を作ります。これで25リットル程度のタンクになります（小さいですね）。
水を中に入れるので、0.06mm厚の120lポリ袋（ポリエステル）を２枚重ねで中にいれ、ポリ袋の中に水を入れてタンクとします（水の重みで自然にタンクの形になるはず）。
蓋にはホース２本と温度計を差し込む穴をあけ、蓋にもちゃんとスタイロフォームを挟んで、スタイロフォームと水槽の間にはポリ袋を挟んでRVコンテナの蓋をしました。
ホースは、できるだけ温室箱の中を引き回し、外に出るところには、断熱材を巻いています。
一応水の循環ができることを確認しました。
夜になってしまったのでテストはまた今度。
1/5の朝も寒く、例によって配管は凍っていました。
配管が凍って詰まっていましたが、日が当たったときに、ホースを壊したくないので、しょうがないのでポンプを動かして出かけました。
帰ってきたのは夜20時でしたが、循環は継続しており、温室箱の中は14℃程度、このとき蓄熱漕は２０℃程度ありました。お湯が温室箱の中に循環することによって今度はラジエーターのような働きをして冷やされているということになります。
循環を停止してしばらく待って、21時過ぎに温度を見ると、温室箱の中は2℃（凍りかけ！）になっていました（露出したところの配管も凍ってそう）が、蓄熱漕の中はまだ２０℃程度を保っており、保温性能はしっかりしてそうです。
1/6の朝もやはり凍っていました。この日は、あまり日差しはありませんでしたが、16時頃には帰ってきたので、蓄熱漕の温度を見たところ35℃をさしていました。温室箱はすでに日陰に入っていましたが集熱板の温度は２６℃程度で、蓄熱漕と集熱板には循環させた場合１０℃程度の温度勾配ができるようです。
太陽熱温水器の作成（６）
今日も晴れました。朝は曇っていましたが、朝蓄熱漕を見たら、氷が分厚く張っていて、温水器の中に残った水もバリバリに凍っていました。。。。
温度についてもう少し調べたいので、アルコール式の温度計（３００円）を２本買ってきて、１本は、集熱板のすぐ横に、もう一本は、蓄熱漕の水につけてみました。
今日も晴れて、どんどん温度が上がります。
集熱板は75℃程度になっていることがわかりました。ホースは実は６０℃耐熱（たぶん）なので、こりゃダメだ。。。という感じで、あわてて循環を開始します。集熱板のところは熱いお湯になっていたようで、氷があっという間に融けました。蓄熱漕の水は最初は２℃でしたが、すぐに２０℃ぐらいになりました。
循環を続けると定常状態で、集熱板が70℃～７５℃、蓄熱漕が３５℃程度で安定しました。
やはり、集熱板から蓄熱漕までの間の熱抵抗や、蓄熱漕その他での熱損失があり、難しいようです。
こんご、集熱板の温度が上昇したときに循環を行うこと（必須）と、集熱板とホースの間の熱抵抗を下げること、ホースや蓄熱漕の保温を改善することでもう少し高い温度が維持できるようにいじっていこうと思います。
サーモサイフォン式（いわゆるよく見る太陽熱温水器と同じで、自然循環式）を試してみようと思っていましたが、今のホースを続ける限りはホースを熱から保護するためにやはり強制循環は必要そうです。
それから、太陽熱温水器の木枠が昨日までは、地面と直接接していて湿気やらなんやらで耐久性に問題が出そうだったので、１個９０円のブロックを４つ買ってきて、温水器と地面の間の縁切りをしてみました。