ESP8266で作った植物栽培LEDコントローラを晒していく
というわけで晒していく。
調査した記事以外は作業記録みたいな感じで
何がどうなっているのかの自分用メモ。
とりあえず仕様
どんな動作かを想定する。
毎日、決まった時間に植物栽培用LEDを点灯させ、決まった時間にLEDを消灯、ディープスリープに入りまくる。
「入りまくる」というのは、ESP8266は一回のディープスリープで最長でも3時間～4時間しか眠れないから。
植物栽培用LEDはFETでロードスイッチしてPWM制御し、１サイクル400usの50% Dutyで、200us点灯、200us消灯を繰り返す。
電源はACアダプタ12VからMini360降圧モジュールでLED用電源を作り、更にAMS1117-3.3でD1 Mini（ESP8266）用に3.3Vを供給。
D1 Miniに搭載されているLDOは使わない。
何故ってテープLEDを6.8Vで点灯させるので、D1 Miniモジュールに入れる時、搭載されているLDOではちょっと怖いから。
どうやらこのLDOはRT9013というLDOらしく、入力最大電圧が5.5Vなんす。
後発のD1Mini V4ではME6211に変更されているらしいですが、これも最大入力電圧が6Vらしいのでオーバー。
ドロップアウトが大きくとも入力定格が大きい1117系はこういう所で使えるんですねと学習。
植物栽培用テープLEDは20個ｘ３セット接続できる様に調整。
何かセンサーを追加したくなった時用に、I2Cバスを外出ししておく。
ざっくりとこんな感じ。
植物栽培LEDを決まった時間に点灯させるだけだしテキトーでいいと思う
回路図
先ずは回路図。
だいぶテキトー。
PWMでロードスイッチするFETにはSI2300を使用。
ゲートドライブ抵抗もかなりテキトーに100オームくらい？みたいな感じで設置。
ナマっててもオシロ無いから確認なんかできましぇん。（ぇ
そのうちオシロを入手したら考える。
あと、ゲートとソース間の抵抗を省略。
D1 MiniモジュールではD8ピン（GPIO15）には、どうやらプルダウン抵抗がついているらしいので、これをPWM信号出力をにした事でゲート・ソース間抵抗が要らなくなる。
※しかしボードモジュールによってこの周辺回路は色々違うので、実際にテスターを当ててみたりして確認して下さいね。
Mini360降圧モジュールは安価で素晴らしいけれど、D1 Mini（ESP8266）がディープスリープして極端に省電力になると暴れる恐れがある。
実際にLED点灯時よりも発熱が大きくなったので、平滑コンデンサを電解とセラミックと2重に設置して暴走停止。
テスターで見た感じ12VのDCアダプターの出力もDeepSleep時には結構暴れたので、こちらも平滑コンデンサを追加。
アダプターの方は1mA以下では落ち着いてくれなかったが、振れ幅が5mA以下におさまったのでブリーダー抵抗は追加せず。
12Vアダプターに付けれるブリーダー抵抗とかって、ちゃんと計算してないけど恐らく数ワット抵抗になるでしょう？
そんなデカいもの持ってないし(´・ω・｀)
更にマイコンに供給する3.3Vを作るのにAMS1117を平滑器兼降圧器として挿入。
AMS1117も超低電流では発振したりするらしいけど、1mA以下（テスター読みで0mA）でもいまのところ大丈夫そうなのでこれでよし
点灯時に負荷が増加すれば落ち着いたのでまぁこれでいいや。
あとは繋いだだけみたいな。
PCBデザイン
ユニバーサル基盤に乗っけるのでこんなものは必要無いかもだけれど
なるべく空中配線を無くしたいのでKiCadのPCBエディタで配置してみる。
うん、なかなかかっちょいい。
こういう風に見れると、ユニバーサル基盤に設置するにしてもアガる。
抵抗が巨大なのは長いリードのモデルが無かったから。
実際は全部1/4W抵抗。
あと2段目のAMS1117-3.3 LDOは裏面に張り付けた。
PWM制御でロードスイッチするMOSFETはSOT-23で小さすぎたので、DIP変換基板を利用。
裏面のパッドに直接やろうかと思ったのだけど、このユニバーサル基盤は穴位置やパッドがだいぶズレてるので上手くいかないと思う。
1117系LDOの様なSOT-223辺りが限界やも。
3Dモデル
なんとKiCadは3Dモデルが表示できる模様。
チョーかっちょいい気がしてきた。
色々3Dモデルが無いところもあるけれど、とりあえずソレっぽい雰囲気が出てる。
斜めから見ると更にカッチョイイ
ユニバーサル基盤なんで回路はスッカスカなんだけども、だいぶ気分がアガる。
こうする事で配線ミスを少なくできるのもいいですね。
裏にもAMS1117を配置したのが見れる。
うん、基板っぽい
いいね、基板
というわけで準備が整ったので実際にユニバーサル基盤に設置してみる。
実際の出来上がり
・・・・
3Dモデルまでは、すげぇカッコいい感じでしたよ？(´・ω・｀)
どうしてこうなった・・・・？
茶色か？茶色がいけないのか？
まぁいいや、動けば。
ほら、斜めから見たらちょっとカッチョよくなった！
・・・なった？
裏面はこんな。
・・・きたねぇ
ランド剥がれてる所あるし
いいよ・・・動けばさ・・・
どうせ茶色だし
設置してみる
実際に設置したのはこんな感じ。
LEDテープの受けには配線カバーのフタ部分を利用。
植物栽培用テープLEDを張り付ける面にボンドでアルミホイルを張り付けて反射板代わりに。
あとは100均で買って来た太めの針金を曲げてアームを作り、突っ張り棒に吊る。
なんか工程が雑になってきた・・・
まぁこんなもんです
力尽きて来るんだろうね・・・
さて、一応出来上がり。
毎日朝5時に点灯し、夕方7時に消灯する。
PWM制御でLEDの電気も節約・省電力。
お休み中はディープスリープで省電力。
時計合わせにWIFI繋ぐのは一日1回のみ。
テープLED 20個の点灯中は100～150mA
ディープスリープ中はちょっと電源アダプタが暴れるので正確なところは判らないけれど、5mA～10mA。（12V計算）
※テープLED20点追加毎に100mA前後増加。
少し多めに見積もって、DeepSleep中は15mA、点灯中は180mAとして計算して
( 0.15W x 10時間 ) + ( 1.8W x 14時間 ) = 12V 26.7W／日
どのくらいの電気代になるかというと、、、計算めんどいのでAIさんに聞いたら大体一日あたり0.8円～３円くらいだそう。
だとすると多くても一か月あたり100円くらいなもんか。
まぁまぁの省電力になったと思う。
うん、いいね。
DIY感出てる。
植物までの距離とかテキトーなのがまたいい。
あとで針金作り直そう・・・
尚、プログラムソースは色々検証したゴミが溜まっていてお見せできるクオリティではなく、、、
ゴミ掃除するのもめんどいのでそのままリリース。
二号機作る時にでも整理しよう・・・
とにかくPCBデザインと3Dモデル表示がかっちょ良かったので記事に。
そんな日もあるさ