2022-7-25 SORACOMUG 発表 畑の真ん中とお部屋で動かすソラカメ

畑の真ん中とお部屋で動かすソラカメ（ソラカメ）（SORACOM　Air＋Wio LTE JP Version）（SOARCOM　Arc）　

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1. 畑の真ん中とお部屋で動かすソラカメ （ソラカメ）（SORACOM Air＋Wio LTE JP Version）（SOARCOM Arc） 2022/7/25 SORACOM UG Online #13 ～ クラウドカメラ「ソラカメ」特集 発表 株式会社シードプラス 前嶋武 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 1
2. 注記 • この発表は、2022/7/7のSORACOM DISCOVERY 2022 ナイトイベントでのLT、 「畑に設置したソーラーパネルでソラカメを動かしたい①」のつづきになってい ます。 • 今回使用したサンプルコードの出典、および前回の発表スライドに関しては、 巻末のAppendixにまとめました。URLをご参照願います。 • 記事中の製品仕様等は執筆時点（2022年7月）のものです。 • 記事中の作例を参考に制作等を行う場合は、自己責任にてお願いいたします。 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 2
3. （株）シードプラスの紹介 2022/7/25 前嶋 武 プラントメーカー営業、 教育系コンサルタント会社企画部門、 切削油剤アプリケーションエンジニア 業務用機械製造会社を経て 2019年7月に独立。 2020年よりIoT分野のビジネスに参画 ㈱ソラコム 認定ソリューションパートナー SORACOM UG もくもく会に毎回参加中 SORACOM Lagoonの個人ブログ開設 ＠anysonica http://www.seedplus-jp.com By SEEDPLUS @anysonica Page 3
4. この発表の概要 ・小規模農家さん向けの便利な屋外カメラを、ソラカメを使って作る。 ・屋外だけでなく、部屋の中でもソラカメを使って農業の勉強をする。 （暑いので） 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica 小規模な農園で耕作し、 暑さに参っている人（例）⇒ Page 4
5. 1.前回のつづき （ソーラーパネルで屋外に設置したソラカメを動かす） 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 5
6. ソーラー＋ソラカメ 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica ATOM Cam ２を畑に設置。 （WiFi：SORACOM Air ＋ Huaweiのミニルーター） Page 6
7. 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 7
8. 保存した動画（やはり動画は便利） 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 8
9. カメラを運用して、見つかった課題。 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 9
10. 課題①（電力不足で、常時は使えない？） 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica • 現在のソーラーパネルは、Arduinoで収集したデ ータをSORACOM Airで送信するためには十分 だが、写真のポケットWIFIルーターとソラカメの 組み合わせでは、24時間いつでも映像を見るこ とは不可能。 • これはポケットWIFIルーターの使用方法に課題 があると考えられる。 • もっとも安定的に映像が見られるのは15：00- 16：00であることから、ソーラーシステムの充電 が終わり、バッテリー電圧が12V以上の時に映 像を送信可能になると考えられる。 • この二つの機器を稼働させつつ、ソーラーパネ ル用のバッテリの電圧を測定することにした。 Page 10
11. 独立した電源で、電圧を測定・送信する仕組み 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica 電圧測定センサは、すでに 設置してあるものを使用。 （WioLTEのA6に設定） • Wio Extension RTCをWio LTEと組 み合わせ、30分に1回測定時だけON にする。 • それ以外はシャットダウン。 • 電源にはIoT用のモバイルバッテリー を使用し、保護回路なく断続的に信号 を送信できるようにした。 • これによって、ソーラーパネルの電源 に負荷をかけることなく測定が可能に。 Page 11
12. 使用したSORACOMのサービス • SORACOM Air • SORACOM Harvest Data • SORACOM Lagoon 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 12
13. IoTのフロー 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 13
14. 測定した結果 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica 12V以上で送信可能（検証必要） Page 14
15. 2022/7/25 このデータを1週間程度収集して、 設備増強計画の基礎データにしたい。 By SEEDPLUS @anysonica Page 15
16. 電圧データまとめ 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica 1. WioLTE＋Liイオンバッテ リーで、30分に1回データ を送信した場合は、約70 時間分のデータを記録で きた。 2. ソーラーパネル用のバッ テリーの電圧のピークは 各日16：00であり、そうsン 可能な時間帯は12：00- 18：00である。 3. 今後このデータをもとに、 ソーラーパネルの能力を 増強させたい。 12V Page 16
17. 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 17
18. 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica 参考：Arduino＋LTE Shieldでの送信テスト Page 18
19. 課題②（通信量が膨大）6月・動画撮影時 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 19
20. ご利用は計画的に（通信量を考慮して）7月 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 20
21. ２.部屋でソラカメ （植物の性質をソラカメを使って調べる） 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 21
22. タイムラプス機能を使ってみた。 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica • ブロッコリースプラウトの 生育の過程をタイムラプ スで記録。 • 3日間の記録を４０秒程度 の動画にした。 • 作業は「設定をして、ボタ ンを押すだけ」。 • SDカードが必要です。 • スポンジの上のスパナは、 単なる重りです。 Page 22
23. 植物の呼吸のようすを調べる 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 23
24. 使用したSORACOMのサービス • SORACOM Arc • SORACOM Harvest Data • SORACOM Lagoon 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 24
25. 植物の呼吸を可視化してみたい… 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica 出典：進研ゼミの「定期テスト対策 中学理科」のページより 光が当たっているあいだ ↓ 光合成＋呼吸（CO2減少？）。 光がない状態 ↓ 呼吸だけ（CO2増加？）。 この状態を、二酸化炭素濃度 測定を行って可視化したい。 Page 25
26. 今回のために、作成した実験装置(改良前） 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica • 密閉容器（Ⅰ）…対照試験用 • 二酸化炭素濃度測定センサー（SCD40） • M5STACK BASIC（可視化用、with SORACOM Arc) • 二酸化炭素発生装置 • 密閉容器（Ⅱ）…植物観察用 • 二酸化炭素濃度測定センサー（SCD40） • M5STACK BASIC（可視化用、with SORACOM Arc) • 植物（シルクジャスミン、×２） • 二酸化炭素発生装置 • ソラカメ Page 26
27. 実験装置を改良。 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica • はじめは二酸化炭素発生装置を密閉容器内に入れていた が、二酸化炭素濃度の制御が難しかったので、写真のよう に外付けのものを制作した。 • 二酸化炭素濃度を測定し、必要な二酸化炭素濃度 （2500ppm程度）になったら発生器を切り離し、シール材で 接続用の穴を密閉・封入を行う。 • 二酸化炭素発生器の中には重曹の水溶液とビタミンCの錠 剤が入っており、この二つが反応して二酸化炭素が発生。 • NaHCO3+C6H8O6=C6H7O6Na+C02+H2O Page 27
28. SCD40のデータシート（抄録） 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica データシート入手先 https://sensirion.com/jp/products/product-catalog/SCD40/ Page 28
29. SORACOM Arcを使用して可視化。 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 29
30. M5Stackでも、SORACOMが簡単に使える 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 30 • SORACOM Arcを使用することで、Virtual SIMを使用して安全・簡単にSORACOMのサー ビスに接続できます。 • 今回はSORACOM UGでお世話になっている、 Kenichiro Kimuraさんの作成したコードを、若 干修正して試してみました。 • 簡単にSORACOMに接続でき、しかも非常に安 定しています。 • ※次ページのスライド中のリンクにあるコードを 発展させたものを使用しています。
31. SOARCOM ArcとEＳＰ３２向けのライブラリ 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 31 WireGuard-ESP32 Kenta Idaさんが作成した、 ESP32で使用できるライブラリ。 Arduino IDEのライブラリマネージャ ーからも、VsCode⇒PlatformIOから も使用できます。 今回使ったコードのもとは、Githubに。 設定方法等、詳細はこのスライドを公 開するときのAppendixに掲載予定で す。 https://www.arduino.cc/refer ence/en/libraries/wireguard- esp32/
32. EＳＰ３２向けのライブラリが出来た！ 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 32 WireGuard-ESP32 Kenta Idaさんが作成した、 ESP32で使用できるライブラリ。 Arduino IDEのライブラリマネージャ ーからも、VsCode⇒PlatformIOから も使用できます。 （イメージは Kenta Idaさんの資料 より） https://www.arduino.cc/r eference/en/libraries/wire guard-esp32/
33. 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica この実験での、ソラカメの役割 測定値の遠隔監視に、 今回はソラカメを使用。 Page 33
34. 実験の結果…二酸化炭素濃度の推移 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica CO2濃度（植物あり） CO2濃度 （容器の密閉度確認用） Page 34
35. 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica ピーク：7400ppm 光合成のない時間帯（呼吸のみ） 光合成の時間帯 光合成のない時間帯 スタート 2700ppm 対照試験用の容器内の濃度は 24時間で15％低下 Page 35
36. 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica ソラカメ…ミニ温室が結露している？ Page 36
37. 温度・湿度の測定結果 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 37
38. 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 38
39. 2022/7/25 ありがとうございました。 ※今後、この取り組みに進展がありましたら、 再度発表させていただきます。 By SEEDPLUS @anysonica Page 39
40. • Appendiⅹ （発表以降に収録した資料） 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 40
41. ソラカメ編（画像 品質の違いについて） 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 41
42. ３６０P（左）とHD（右） 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 42
43. 草が伸びていく様子… 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica 草刈り後1週間経過 Page 43
44. 草が伸びていく様子… 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica さらに1週間経過 Page 44
45. Wio LTE編 追加資料 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 45
46. バッテリー電圧の測定用の基板 2022/7/25 https://www.robotshop.com/jp/ja/voltage-sensor-module.html By SEEDPLUS @anysonica Page 46
47. 実際のデバイス（仮組み） 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 47
48. WioLTEを使うためのリファレンス（１）ハード 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica ソラコムの製品ページ https://soracom.jp/store/5301/ WioLTEハードウェアについて（Seeed 株式会社の資料 Wiki on GitHub) https://seeedjp.github.io/Wiki/Wio_LTE_for_Arduino/Hardware-ja.html LTE モデム搭載プロトタイプ向けデバイス Wio LTE をセットアップする」（㈱ソラコムスターターガイド） https://users.soracom.io/ja-jp/guides/dev-boards/wio-lte/ Page 48
49. WioLTEを使うためのリファレンス（２）ソフト 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica 定数と関数のリファレンス（Seeed 株式会社の資料 Wiki on GitHub) https://seeedjp.github.io/Wiki/Wio_LTE_for_Arduino/Reference-ja.html#wioltea4 「LTEモデム搭載済みIoTデバイス「Wio LTE」でセンサーデータの収集とグラフ化をしてみた」 https://dev.classmethod.jp/articles/wiolte-data-to-cloud/ ハンズオン資料（Seeed Takashi Matsuokaさんのスライド） https://www.slideshare.net/TakashiMatsuoka2/wio-lte-83726098?from_action=save Page 49
50. WioLTEを使うためのリファレンス（３）RTC 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Wio Extension-RTC ソラコムの製品ページ https://soracom.jp/store/5229/ 「Wio Extension-RTCを使用する」 ソラコムのスタートガイド https://users.soracom.io/ja-jp/guides/dev-boards/wio-rtc/ Seeed社の製品ページ※このページを参照して、ライブラリとサンプルプログラムをダウンロード https://wiki.seeedstudio.com/Wio-Extension-RTC/ Page 50
51. M5STACKとSORACOM Arcについて 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 51
52. SOARCOM Arcについて（リファレンス） 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica ①SORACOM Arcとは（SORACOMのサービス概説ページ） https://soracom.jp/services/arc/ ②SORACOM Arcについて（SORACOMのドキュメント） https://users.soracom.io/ja-jp/docs/arc/ ③SORACOM Arcを使って、仮想デバイスからLINE Notifyに通知を送ってみよう（ハンズオン） ハンズオンテキスト（これが一番わかりやすかった） https://soracomug.github.io/soracom-arc-button-simulator-handson/#0 YOUTUBE https://www.youtube.com/watch?v=hCWqjngrwNQ 私としては③の資料を使用してWireGuard,バーチャルSIMの仕組みや設定方法を学びました。 Page 52
53. SOARCOM ArcとEＳＰ３２向けのライブラリ（既出） 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 53 WireGuard-ESP32 Kenta Idaさんが作成した、 ESP32で使用できるライブラリ。 Arduino IDEのライブラリマネージャ ーからも、VsCode⇒PlatformIOから も使用できます。 今回使ったコードのもとは、Githubに。 設定方法等、詳細はこのスライドを公 開するときのAppendixに掲載予定で す。 https://www.arduino.cc/refer ence/en/libraries/wireguard- esp32/
54. WireGuard-ESP32の参考資料 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 54 WireGuard-ESP32 Kenta Idaさんが作成した、 ESP32で使用できるライブラリ。 Arduino IDEのライブラリマネージャ ーからも、VsCode⇒PlatformIOから も使用できます。 （イメージは Kenta Idaさんの資料 より） https://www.arduino.cc/r eference/en/libraries/wire guard-esp32/
55. 設定（ESP３２の場合） 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 55 １.ユーザーコンソール から SORACOM Arcのためのバー チャルSIM/Subscriberを作る。 ２.WireGuardをインストール して、VPNの設定をする。 ３. １．と２．で設定した情報 をESP32のコードに書き 込む。 １．と２．の手順は「SORACOM Arc & IoTボタンシュミレータ ハンズオンテキスト」を参考にしました。 https://soracomug.github.io/soracom-arc-button-simulator-handson/#0
56. 複数デバイスの管理上での、SORACOM Arcのメリット 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 56 結論： ユーザーコンソールに備わっている、便利 な機能を使用してデバイスごとに詳細に 状態管理を出来る。 特に、イベントハンドラーが使用できるの で、接続状態の情報を得やすくなる。 （※制約があります）
57. 謝辞と補足 • 今回使用したWio LTE JP version用のコードは（株）ソラコム様のホームペー ジに掲載されているサンプルコード（MITライセンス）をもとに作成しています。 • Wireguard-ESP32ライブラリの使い方等は本文中に記載された出典を参照 いたしました。 • このスライドを制作するにあたり助言をいただきましたSORACOM USER GROUPおよび（株）ソラコムの皆様に感謝を申し上げます。 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 57
58. End of the document 2022/7/25 By SEEDPLUS @anysonica Page 58