Slide 1
Slide 1 text
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
Slide 2
Slide 2 text
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
Slide 3
Slide 3 text
（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
Slide 4
Slide 4 text
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
Slide 5
Slide 5 text
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
Slide 6
Slide 6 text
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
Slide 7
Slide 7 text
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
Page 7
Slide 8
Slide 8 text
保存した動画（やはり動画は便利）
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
Page 8
Slide 9
Slide 9 text
カメラを運用して、見つかった課題。
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
Page 9
Slide 10
Slide 10 text
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
Slide 11
Slide 11 text
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
Slide 12
Slide 12 text
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
Slide 13
Slide 13 text
IoTのフロー
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
Page 13
Slide 14
Slide 14 text
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
Slide 15
Slide 15 text
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
Slide 16
Slide 16 text
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
Slide 17
Slide 17 text
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
Page 17
Slide 18
Slide 18 text
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
参考：Arduino＋LTE Shieldでの送信テスト
Page 18
Slide 19
Slide 19 text
課題②（通信量が膨大）6月・動画撮影時
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
Page 19
Slide 20
Slide 20 text
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
Slide 21
Slide 21 text
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
Slide 22
Slide 22 text
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
Slide 23
Slide 23 text
植物の呼吸のようすを調べる
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
Page 23
Slide 24
Slide 24 text
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
Slide 25
Slide 25 text
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
Slide 26
Slide 26 text
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
Slide 27
Slide 27 text
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
Slide 28
Slide 28 text
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
Slide 29
Slide 29 text
SORACOM Arcを使用して可視化。
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
Page 29
Slide 30
Slide 30 text
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。
Slide 31
Slide 31 text
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/
Slide 32
Slide 32 text
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/
Slide 33
Slide 33 text
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
Slide 34
Slide 34 text
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
Slide 35
Slide 35 text
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
Slide 36
Slide 36 text
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
ソラカメ…ミニ温室が結露している？
Page 36
Slide 37
Slide 37 text
温度・湿度の測定結果
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
Page 37
Slide 38
Slide 38 text
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
Page 38
Slide 39
Slide 39 text
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
Slide 40
Slide 40 text
• Appendiⅹ
（発表以降に収録した資料）
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
Page 40
Slide 41
Slide 41 text
ソラカメ編（画像 品質の違いについて）
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
Page 41
Slide 42
Slide 42 text
３６０P（左）とHD（右）
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
Page 42
Slide 43
Slide 43 text
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
Slide 44
Slide 44 text
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
Slide 45
Slide 45 text
Wio LTE編 追加資料
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
Page 45
Slide 46
Slide 46 text
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
Slide 47
Slide 47 text
実際のデバイス（仮組み）
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
Page 47
Slide 48
Slide 48 text
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
Slide 49
Slide 49 text
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
Slide 50
Slide 50 text
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
Slide 51
Slide 51 text
M5STACKとSORACOM Arcについて
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
Page 51
Slide 52
Slide 52 text
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
Slide 53
Slide 53 text
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/
Slide 54
Slide 54 text
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/
Slide 55
Slide 55 text
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
Slide 56
Slide 56 text
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）
Slide 57
Slide 57 text
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
Slide 58
Slide 58 text
End of the document
2022/7/25
By SEEDPLUS @anysonica
Page 58