水道料金 エコロジカルライフ via DIY 償却
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 屋外の複数の雨水タンクの貯水量をリアルタイムで屋内で知る装置を数セット製作した。最初はリードスイッチと
リレーマトリックスで製作したがその後マイクロコンピュータを利用したモデル、さらには無線でタンク⇒屋内をデータ通信
する物まで作ってみた。


エコロジカルライフ via DIY
水道メーターを入手した

2012-05-22 Tue.
 以前からネットオークションで中古の水道メーターを探していた。新品ならば
いつでも入手可能だが、中古はなかなか見つからず、思い立ってから入手まで
1年を要してしまった。
ネットで見つけた中古の水道メーター。
 中古なので入手したときは外観は泥だらけ、傾けたら内部に残っていた水が
こぼれ出たのには驚かされた。おそらく現場で掘り起こしたままの状態で発送
したものと思われる。

オークションで入手した中古の水道メーター。
 メーターを入手した目的は稼働中のエコトイレの消費水量やポンプの送水能力
をより正確に把握したいからなのだ。

2012-05-24 Thu.
 今回入手したメーターは公称20mmφの製品なので、ビニールホースに接続する
ためには以下の画像 #4812-12 の様な手順が2セット(上・下流側)必要となる。
 今回は物置の手持ちの部品で構成したが、専用部品を使用すればもっと少ない
構成で可能だと思われる。
公称20ミリφのメーターにビニールホースを繋ぐには・・。

中古品で助かったこと。
 メーター本体以外の品々は DIY ショップで入手可能だろうと軽く考えていたが
上画像の黒い塩ビチューブは需要が限られた商品なので入手は簡単ではないと
知った。今回は中古で入手したためこのチューブが付いた状態で入荷したのは
ラッキーだったと言えよう。

『出初め式』は成功するか?
 この画像は3年前 ( 2009年 ) のものだが、このホースにメーターを取り付けて最初
の動作テストを行った・・・・・のだが、、、、。

庭の散水用ホースで基本動作テスト開始
 ホースとメーターはこの様に繋いだ。ところがメーターは全く動かないのだ。
メーターの接続を逆にして水を逆に流したり、コンコンと軽くたたいてみたり
いろいろ試みたが全く動作しないのだ。メーターが壊れているのだろうか?。

メータが動作しない・・・。
 オークションの相手に「動作しないので、もう一個購入したい。と在庫の有無を
問い合わせたが、(返品依頼と思われたのか)回答は返らなかった。

 動作しない原因は以下の様なものが考えられる。
1、メーター本体の故障。この場合は破棄するしかないだろう。
2、水以外の粘着度の高い物を流したため内部メカが溶着したのものか?。
3、砂などの異物ががメカ部分に詰まり動作できない?。
_

 メーターの入力側にはフィルターがセットされていて異物を防いでいる。
(マウスポインターを画像 #4828-12 上にスライド In & Out されたし)

付属のフィルター
 フィルターは考えていた以上に目が粗いが、この目を通過するような大きさの
ものならば内部メカに影響を与えないのだろう。少々粗めの砂などが吸い込ま
れてもメータ機能には無影響なのだろう。

温水で再テスト
 今度は温水を流してみた。上は家族が入浴後温水を吸い上げ、メーターに流し込
んでいる様子だ。10分ほど連続運転後、メーターを逆に接続して同様の時間繰り
返してみた。そして、何回かのトライの後メーターが正常に動作していることに気づ
いた。と同時に湯船の底に小さな石ころを見つけた。

犯人が見つかった!。
 犯人はこの小石だった。どの様ないきさつでこの小石がメーターに入り込んだのか不明だが、水流に応じて
回転する小さな軽い水車にひっかかっていた小石が、今回のメーターにホースを繋ぎ直す動作などで小石が
動かされ、水流で押し出されたのだろう。
 小石の表面は見事に磨き上げられていることで、かなりの期間メーターの中でコロコロ転がっていたのだろう
と推察できる。

 メーターの接続口から息を吹きかけるとパイロットインジケーターは軽やかに回転する。また下流側から吹き
かけた場合、インジケーターは逆転することも確かめられた。

2014-08-15 Fri.
 おそらく日本でもどこかのショップで扱っていると思われるが、米国のサイトで水流センサーを見つけたので
入手した。

 詳しい仕様は不明だが、ホール効果素子を採用しているとのことだ。理想は二相出力だが、単相でもいろいろ
楽しめると思われる。現在各種データを得るためテスト中である。⇒⇒


 2014年8月、完成したカレントメーター:水流計。⇒⇒

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エコロジカルライフ via DIY
水道メーターの読み方
 別ページにも記したが、メーターはアナログ表示とディジタル表示のコンビネーションなので、誤読しやすいの
で注意が必要だ。
 下()の画像 #09-2221 に記録されたメーターが示す値を読み取っていただきたい。
このメーターが示す値は??
 「簡単なことだ。 2037.087 だよ。」、、、、と読み取ってはいませんか、、。正しくは 2036.987 なのです。
 水道メーターの検針員は 2037立方辰(実際より多い値で)読み取りますが結果として翌月の検針で相殺され
るため問題は起こりません。

メータの表示値は 212.288 です。
 ついでにもう一問、メーターの値を読み取ってください。 212.388 なんて答えないでね。

2012-05-25 Fri.
 正常に動作するようになったメーターで、早速残り湯の給水に使用しているバスポンプの送水能力を調べて
みた。 ⇒⇒

 市役所の回覧や、経験を伴わない知識だけの Web のページで、漏水を調べる方法として、家の全ての水道栓を
止めた状態で、メーターの中のパイロット、通称 [ コマ ] が動く(回転)場合は漏水です。などと記されている。
 間違いではないが、説明不足と言えよう。個人的経験として、水道局に漏水の報告をしたところ、やって来た市の
担当者は、調査の後『漏水はありません。』として帰ったが、後で私が漏水個所を見つけ出し画像に記録し再度
水道局へ連絡したことがあった。やって来た(別の)担当者は漏水を認め、『前回出向いてきた担当者がやる気を
無くするのでこの件は内密に願いたい。』と言い出したのには驚かされたものだ。
 正確な漏水チェック方法は、は Alliance pass word を使ってアクセスしていただきたい。


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DIY で楽しむエコロジカルライフ
特殊部品の入手手段

 タンクやバスタブの『水位を知る』安価に確実に知る手段としてフロートスイッチが上げられる。他に超音波
や水の導電性を利用する手段もあるが、私が DIY の基準とする『6〜10年間の耐久性』をクリアーできるの
はフロートスイッチがベストなのだ。しかし化学工場や食品工場向けの製品価格は、我々アマチュアにはち
ょっと手が出せない価格なのだ。
 今回の DIY ワークで最も入手困難な部品の一つに [ マグネット・フロート ] が挙げられる。運が良いとネット
オークションで [ フロート・スイッチ ] 等の名称で出品されることもあり、入手分解する方法があるが、フロート
単体の入手はまず不可能だ。

 補足 2014年秋
 
 現在は [ フロート・スイッチ ] の入手は簡単で、web ですぐ見つけることができる。しかし ほとんどすべてが
Made in Chinaなので信頼性は非常に劣る。できれば高価だが食品や化学プラントで使用される商品の入手
がベストなのは以前と変わらない。
 個人的には、現在使用している作品の(すべてでは無いが)水位センサー部は超音波を利用したモジュールに
交換した。理由は私の DIY の基準とする『6〜10年間の耐久性』をクリアーするためだ。

 

 以下に示す事例は破棄するファンヒーターから入手する方法を記した一例だ。

廃棄するファンヒーターから部品を取る。
 時々動作不良になる事が多いため今回破棄を決断したファンヒーター。

ファンは再利用が簡単。
 送風ファンは最も簡単に取り外せ、床下や天井裏の換気などに簡単に再利用できる部品だ。


 灯油の貯水残量をチェックするためにフロートスイッチが本体底部のタンクに組み込まれている。手で掴ん
でいる部品が今回取り外した灯油レベルスイッチだ。

廃棄するファンヒーターから回収したフロートスイッチ
 この画像は2年ほど前に廃棄するファンヒーターから取り出した灯油のレベルセンサーだ。


 燃焼、送風、タイマー、温度調整などファンヒーターの全ての動作をモニター/コントロールしているメインボ
ード。リレーやコンデンサーなどは取り外して再利用可能だが新品でも数百円程度なのでレィバーコストを考
えるとわざわざ取り外す意味は低い。またいつ再利用するか分からぬのに保管して置くことも無意味だと考
える私は即廃棄する事が基本ルールだ。

フォトカプラー、トランジスターアレイなど・・・。
 フォトカプラー、トランジスターアレイ、24V リレー、ケミコン、・・・・。基板上でなく本体にセットされている
部品でファンヒーター独自の物がある。正式な名称ではないが、 [ 振動スイッチ ] だ。地震発生の時や
人や家具などがヒーターにぶつかった時などに燃焼を即時に停止する目的の部品なのだ。私は防犯ス
イッチとして流用した経験がある。
 ⇒⇒ 防犯センサー作品例


 いつもは廃棄するのだが今回は近日中に試作品を作る予定があるのでコネクター類を取り外した。
その後画像後部の2枚の基盤は廃棄した。蛇足だがこの機器(三菱電機製)に使用されているケーブル(電線)は
特殊規格の品だ。

2014年12月
 上の画像左中央部に見える黒いパーツは振動センサーだ。動作中のファンヒーターにつまずいた時などに瞬時に
パワーオフする役目を担っている。今回はこのパーツを再利用した作品を製作した。 ⇒⇒

コネクターはJST社の製品だった。
 コネクター類は JST :日本圧着端子製造株式会社の VA & NH シリーズで、私は10年ほど前から
使用している製品だ。約1年後、手元に残したのは画像のコネクター類だけだった。いつか使うかも
知れないと『ゴミ』を手元に残すことを私は最も嫌うのだ。


 コネクターについて。今回廃棄するファンヒーターから回収した [ 最大の獲物 ] はマグネットフロートだったが、
付属していたコネクターも再利用可能なのだ。前述したようにこのコネクターのメーカーは日本の JST 社の製品
で、個々の構成コンポーネント類は全て個人で購入可能なのだ。たとえば、コネクターのピンを受け止める画像
左の茶色のリード線の先端の金具のパーツ ID ナンバーは SHF-002T-0.8BS なのだ。異なるピン数のハウジン
グ、ストレート or アングルドタイプのジャックなども当然入手可能だ。
 画像下部の金属片は以前入手した SHF-002T-0.8BS で、以前は 1,000〜10,000個単位でしか入手できなかっ
たのだ。

 今回のコネクター類は2014年に製作したこの作品で使用した。 ⇒⇒

具体的に自作機器に使用しているコネクターの
使用例をしめそう。
 具体的に自作機器に使用しているコネクターの使用例を示す(↑、↓)。
障害の切り分け時はコネクターが役に立つ。
 なにかトラブルが発生した時に、コネクターを差し替えることでトラブルの発生源を切り分けたり
モジュール交換作業でもハンダごてが不要など、効率の高い作業が可能なのだ。
_
2014-12-06 Sat.
 以前廃棄するファンヒーターから回収したセンサーと引き出しの中のジャンクパーツで [ 工作 ] を楽しんだ。

 このセンサーの動作原理はいたってシンプルだ。その構造だが、教会の鐘をイメージして欲しい。振動が加わったり、傾くことで
中心部の重りが鐘に触れる。本物の鐘なら音が出るのだが、重りと鐘に個別に導線がつながっている構造なので、鐘と重りが
導通⇒この導通をを振動や傾きを感知したと判断するわけだ。
 実際の商品は製品に組み込まれ流通後の安全のため、振動で回路がオープンするようにデザインされている。

 これが完成品だ。車内にセットしておき、動作中は前面の LED がランダムに On Off する事で周囲に『この車は警報装置が
付いていますよ。』 と予防線を張り・・・。実際に振動などが車に与えられれば、警報を鳴らすのだ。
 警報は電源を切らぬかぎり解除できない。・・・・実は、パワーオン後一定時間内に赤いスイッチを操作することで、いくつかの
警報モードが選択可能なプログラムが組み込まれている。


 内部の画像だ。センサーは、画像右上、全体のプロセスは 8ビットのマイクロプロセサーが担う。省エネチップなので
消費電力は、 LED 消費分程度しか消費しない。手持ち部品を使用したため PIB 上には 7805 が見えるが、78L05 で充分
なのだ。(次回作品では 78L05 を使用するつもりだ。)
 プログラムは基本動作の振動を感知してブザーを鳴らす機能に加え、スイッチ操作で、どの程度の傾きや振動でセンス
するかを知るモードや、警報時間調整などのモードが組み込まれている。

 memo' 振動センサー UBUKAWA UG-7 参考価格 5.10$
      ブザー 秋月電子 DB Products HDB06LFPN 参考価格 100\ w/tax
      キャビネット TAKACHI YM-90
      MPU Microchip's  PIC12F683
_

 その後機能を強化した作品を製作した。


 ひとまわり大きくなったこと、LED が増えたこと、上部に窓が追加されたことなどが外観上の違いだ。


 右が Latest model で、以下の様な機能を追加した。
1、明るい日中は LED の点滅が目立たぬため、夕刻頃の暗さから点灯するようにした。無論防犯機能は 24時間稼している。
2、アラーム音を大きくした。
3、異常を感知したとき、無線で屋内の受信モジュールに(約 200m が有効距離)知らせる機能を加えた。


 周囲の明るさを知るセンサーは最初のモデルは Cds を使用したが、Cds は環境破壊に関係する商品なので光トランジスターに
切り替えた。(この画像は無線関係の機器は未搭載だ。)
 

 当初は廃棄するファンヒーターから取り外した振動センサーも、製作依頼の件数に追いつかぬため、 OMRON 製 ( 画像
#15-R0017835 のグリーンのコンポーネント)を採用したが、個人的には Panasonic 製に切り替えるつもりだ。


 後述するように、このモデルは複数を(二桁)製作する事となってしまったが、手作りなので、 LED の間隔とか、光センサー
・警告音用の窓の大きさは一定ではない『製品』が工房に並ぶこととなった。

 現在テスト中だが、次期モデルは人物が車に接近すると小さな警告音 Pi ! 、Pi ! 、Pi ! 、を出す機能を持たせた。
人物センサーだが、赤外線を利用した集電センサーは誤動作が多い、特に晴天時の太陽光の赤外線による誤動作は
有名だ。超音波は車内からガラスを通じて照射できぬ弱点と誤動作の問題があり、採用できなかった。採用したセンサーは
指向性の関係で 360度のモニタリングはできないが、車にいたずらをしようと考える人物は犯行前に車の周囲をうろつくだろ
うと想像し、車内から聞こえる小さな警告音や光で犯行を思いとどまるだろうと考えたのだ。

 このプロトタイプのモニターを依頼した友人の報告。彼の部屋はアパートの3偕、駐車場はアパートに隣接した空き地。
深夜 02:00 ころ室内の警報で目覚めたが、最初目覚ましの時間を誤ってセットしていたと思ったそうだ。すぐに車の警報だと
気づき、窓を開け駐車場を見ると愛車の付近に二人の人物が見えたため、『おいっ』と声を掛けたところ、二人は近くに駐め
た彼らの車で逃げ去ったとのことだった。
 その後車を確かめたところ、被害はなかったが、付近にバールが残されていたそうだ。大げさに言えば危機一髪で被害を
免れたと言えよう。
 基本的に作品の製作依頼は受けぬ私だが、彼が勤務先でこの件を話したことから製作依頼が舞い込み、正直なところ
迷惑している状況だ。

 その後センサーから屋内への通信モジュールは価格や使いやすさが理由で、 TOCOS社の 製品に切り替えた。


 画像は 2016年のものだが、左側の黒いモジュールが通信モジュールで今回の様なアラーム通信には最適の製品だ。


 4台の車両にセットし、屋内でどの車両でアラームが発生したのかの識別が可能だ。この製品の使用目的はこの様な単純な
業務では無く、よりレベルの高い使用方法があるのだが、残念ながら私の能力では使い切れないのが残念だ。


  TOCOS 社のTWI-Lite Dip : トワイライト・ディップ を応用したリモートセンシング作品の例。カーポートに駐車した軽自動車
のドアをバタンと閉めた程度の振動を感知して屋内に知らせてくれている。TOCOS 社は本来企業向けに大量の製品を納入して
いる企業なので、われわれコンシューマークラスへの対応はぎこちなさを感じる。資料も少なく70歳を越える私の頭脳は理解する
のが大変だった。 画像下は残り湯をトイレットで再利用するためのタンクの貯水量を屋内で有線でモニターする作品だ。2016
年1月はこの有線部分を無線化した作品を製作中だ。




_
TWE-Lite DIP にアプリケーションなどをインストールする

入荷した TWE-Lite DIP にアプリケーションなどをイストールする。


方法ー1

 入荷したままの TWI-Lite Dip トワイライト・ディップではできることは限られている。例えば相互にデータやメッセージ
を送受したい時は TWI-Lite Dip 内のファームウエアの書き換えが必用だ。書き換えは PC:パソコンから行うがインター
フェースは USB が手っ取り早いが、TWI-Lite Dip 自体より高価な TWE-Lite R(↓)が必要となる。



方法ー2
  TWE-Lite Rを使わないで書き込むには EIA-232 を経由する方法もある。

 あなたの PC の後部パネルに 232C コネクターがあれば、 232Cケーブルをつなぎ、信号レベルを変換のため、2個の IC を
経由して TWI-Lite Dip に書き込みを行う。
 必用な IC は
 EIA232E の信号レベルを TTL レベルにコンバートするのは ANALOG DEVICES 社の ADM232
◆TTL レベルをTWI-Lite Dip トワイライト・ディップの 3Volt レベルにコンバートするのは秋月電子の FXMA108 使用の
   M04522 。

方法ー3
 最近の PC は 232C コネクターを持たない機種がほとんどなので、USB ⇒ EIA-232コンバーターが必要となる。
私の PIC プログラムライターは秋月電子の旧型だ。

 この PIC プログラムライターを Win7で使うための USB ←→UART ( 232C ) のケーブルをお持ちならば。


 蛇足だが、昔の秋月電子の英語バージョンでは AKIDUKI と記されていた。


 このような方法で書き込み可能となる。

Mar'16

 その後のTWI-Lite Dip トワイライト・ディップを使った作品例。屋外の四カ所にある貯水タンクの貯水量や水温を
屋内でモニター可能な作品だ。 製作リポート ⇒⇒


電磁波を使った作品例



 車両アラームで、近づく人物を感知するセンサーシステムの主な構成部品。ユニバーサルボードは 1.27mm ピッチの
特殊サイズだ。

Model-12 で実際に野生動物を感知するのは初めてだ。
 今回の基本アイデアは、2008年2月に野鳥自動撮影のために製作した作品の延長線上にある作品となる。画像は
当時 ( 2010年10月 ) 庭でベリファイ中のプロトタイプ。

下 ( )は組み上げてブレッドボードに仮設置したもので、電磁波の照射およびその反射波で判断している。

 電磁波なので対象との間にガラスや木材が存在してもまったく影響を受けない。より複雑なプログラム、例えば接近した相手と
当方の距離と時間を記録するなど・・・。も可能だが、私のプログラミング能力のレベルもあり、現時点では LED やブザーの On
/Off に留まっている。
 画像(↑)は PIC 12F683 を使い、基本動作ベリファイプログラムを実行中の様子。

 現時点の感知レベルは車両のダッシュボードにセットした場合前方から近づいて来る、もしくは立ち去る成人を約7〜8mの時
点で感知可能である。


 異なるマイクロプロセサーを使ったプログラム開発も並行して進めている。この画像のテストは人物の接近と離反を判断し、
状況に応じて、赤、緑いずれかを点灯させている。具体的使用例として、
アイデア−1、 商店の入り口にセットし、店に入る来には、『いらっしゃいませ』。 店を出るには、『ありがとうございました』
などと異なるメッセージで反応する。
アイデア−2、 防犯センサーとして使い、不審者の進行方向を識別し、不審者の正面を撮影可能なカメラにレリーズ信号を
送る。
 

 電磁波はガラスや布、木材などを通過することは周知の事実だが、感知能力にどの程度影響するか調べた。


 テスト場所は屋内。送信モジュールから約40cm の位置に公称9mm のコンパネ板を2枚立て、約5m離れた位置の人物(成
人)を対象として試した。
 対象の人物が約半歩 ( 30cm ) 体を前へ傾けるか後ろへのけぞる挙動をほぼ100%感知できた。 この程度のテスト環境では
遮蔽板の有無の影響の判断は困難で、テストには10m程度の距離が必要だと思われる。
_
2015-01-14 Thu.

 誰もが考えるアイデアだが、車両に接近する人物などを画像に記録することも試してみた。この様なアイデアの実践で躓くのが
カメラのレリーズ方法だ。DSLR:一眼カメラならリモートレリーズコネクターがあるが、コンシューマークラスのデジカメではリモコン
機能を持つモデルは意外と少ないのだ。

リコー CX1 は USB を PC communicate と remote release に共用している。
 今回使用したカメラはリコーの CX-1 だ。( Latest model は CX-6 ) 採用理由は USB を通じてカメラのレリーズが可能だからで。
実は 2010年にマイクロコンピューターを使ってカメラをコントロールするシステムは製作済みなのだ。(画像は2010年のもの)


1、今回製作したセンサーが人物を感知するとカメラコントローラーに信号を送る。
2、カメラコントローラーはリコー CX1 にパワーオンとレリーズ信号を送る。多くのカメラは再起動したときイニシャルコンデ
  ィションに戻るのが一般的だが、CX-1 はパワーオフ時点のモードで再スタート可能なのだ。
3、電源は単祁織┘優襦璽廚12本(画像には見えないが裏側に3本セットされている。)で CX1、カメラコントローラー、
  センサーモジュールに給電している。
4、稼働時間は、5年以上酷使したエネループ12本で、約48時間の連続稼働が可能だ。本格的に稼働させる場合は車から
  の電源供給とか、より大容量の充電池の使用が望ましい。
 
ロボットカメラ Model-20 で撮影した。
 2010年、庭に現れる野鳥撮影を目的に製作した製作したカメラコントローラー。⇒⇒
木箱の中にコントローラーとカメラがセットされている。

2015-01-15 Thu.

 野鳥自動撮影と比べると、この種の自動撮影は単純なので、センサー用マイクロプロセサーにカメラコントロール用の F/W を
組みこんだ。


 長時間の撮影が可能なように、カメラ内蔵電池は使用しないでコントローラーから電源供給するようにした。


 マイクロプロセサーを使う事で様々な応用アイデアが可能だ。人物の接近を感知した時点で、無線を使い遠方の屋内に通知
するアイデアは既に製作済みだ。

 適当なキャビネットに組みこみ、『野生動物撮影用簡易ロボット』として組み上げた。 ⇒⇒



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