環境監視システム自作 親機1 特定子機監視器

親機1は特定の子機の測定値を表示監視するユニットです。無線モジュールにはTWE-Liteを使い、大きな文字で表示できるようにグラフィックLCDパネルを使いしました。温度の警報アラーム、アラーム音量の調整、液晶バックライト調整機能や、子機の電池電圧や受信電波品質の表示なども行えます。

1.居間に置いた親機1の様子

環境監視システム 個別監視器
穴の加工は正確に行うためにフライス盤を使用しました。

2.回路図

環境監視システム 特定子機監視器回路図

親機1 特定子機監視器回路図

3.各部、各ユニットについて

① 小型無線ユニット: TWE-Lite DIP UFLアンテナタイプ

 ファームウェアを 無線タグアプリ の Parent に書き換え
  Samp_Monitor_Parent_JN5164_1_5_5.bin
  書き込みツールは USBアダプターTWE-Lite R  と TWE-Programmer.exe
 設定変更(インタラクティブ)モードに入って設定
  データ形式は Simple Tag V3 形式 とする

② アンテナ: ZigBee室内アンテナ TWE-AN-099
③ CPU: PIC16F1938
④ グラフィック液晶表示器: 128×64ドット バックライト付 TG12864シリーズ
⑤ 電源: ACアダプター DC5V1A
⑥ ケース: タカチ TWF型フランジ足付難燃性プラスチックケース  TWF9-6-17W

4.ボックス内部の基板の様子

環境監視システム 個別監視器裏

基板は基板加工機で自作しました。

5.PICマイコンのプログラミング

プログラムはCCS PCMで作成しPikkit3で書き込みました。

① 通信機能
親機側の無線ユニットとPICマイコンとの通信は232Cで行います。割込により232Cの信号を受信します。

② グラフィックLCD表示
大、中、小の必要な文字のドットフォントをプログラム中に持ち、表示させています。

③ LCDバックライト調整
ボックスの前面に光センサーを設け部屋の明るさを測定。LCDバックライトLEDをPWM駆動し、周りの明るさに応じてデューティー比を変化させバックライトの明るさを調整します。真夜中にバックライトも真っ暗になってしまわないよう最低値の設定もできます。

④ 子機識別機能
子機から送られてくる送信モジュールのIDにより特定の子機を識別。PICのEEPROMに保存されているIDと比較して表示するか否かを決めます。現在のところは、PICが初期状態で最初に受信した子機のIDがEEPROMに保存されるようにしています。PICをいつでも初期状態に戻すこともできます。

⑤ 警報アラーム機能
現在の所、温度警報のみとなっています。設定モードで警報温度、上限/下限、ON/OFF を設定しフラッシュROMに保存します。警報ONで警報温度になると内蔵のスピーカーから電子音(PWMの矩形波)が鳴ります。PWMのデューティー比により音量が変わるように回路を設計してあります。その音量(デューティー比)は設定モードで設定できます。

⑥ 電源電圧・電波品質の表示
TWEの無線タグアプリは子機側の電源電圧や親機側の受信電波品質も送ってきますので、その値をLCDに表示しています。

まだまだ問題もあるので少しずつ改善しています。

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