Raspberry Piで簡易地震計

Raspberry Piで電子部品を組み合わせて簡易地震計を作る話。
2018/11/16 社内LTで発表したスライドです。

Transcript

1. Raspberry Pi Raspberry Pi で で 簡易地震計 簡易地震計 2018/11/16 Takuya Yamaguchi (@no_clock)
2. P2P 地震情報 (p2pquake.net) P2P 地震情報 (p2pquake.net) for Windows, Android, Twitter, Web
3. 2008 年 2008 年 Raspberry Pi がなかった頃 … Raspberry Pi がなかった頃 …
4. ( 引用元: CQ 出版社)
5. 加速度センサ付きマイコン基板 加速度センサ付きマイコン基板 イーサネット 3 軸加速度センサ C インタプリタ SilentC 搭載 これ地震計作れるのでは？？ ColdFire 基板の加速度センサを試してみた
6. 1 ヶ月かけて試行錯誤 1 ヶ月かけて試行錯誤
7. 静止状態で震度 2 ～ 3 静止状態で震度 2 ～ 3 ノイズが多く使い物にならない
8. それから 9 年 … (2017 年 ) それから 9 年 … (2017 年 ) Raspberry Pi に手を出す
9. 5" デジタルサイネージ 5" デジタルサイネージ ※ ブログ記事: typewriter.hatenablog.jp
10. スマートホーム (?) スマートホーム (?)
11. … … 地震計リベンジするか … ？ 地震計リベンジするか … ？
12. 簡単地震計レシピ : 方針 簡単地震計レシピ : 方針 はんだ付けしない 入手先は秋葉原にある電子部品やさん ( 秋月、マルツ) 震度1 から計測したい
13. 簡単地震計レシピ : 材料と配線 簡単地震計レシピ : 材料と配線 計 2,220 円 (Raspberry Pi 除く) ※https://www.p2pquake.net/dev/rpi_seismometer/how_to_make/
14. 簡易地震計レシピ : 震度の算出 簡易地震計レシピ : 震度の算出 ※GitHub: p2pquake-takuya/rpi-seismometer
15. 簡易地震計 完成 ! 簡易地震計 完成 !
16. 簡易地震計 精度 簡易地震計 精度 K-NET 計測震度 つくった地震計 震度2 (2.1) 震度2 (2.06) 震度1 (1.2) 震度1 (0.97) 震度1 (0.7) 震度1 (0.64) 震度2 (1.7) 震度1 (1.20) ✅ まあまあ良さそう ✅ 震度1 から拾えている ( 注: 強震観測網 K-NET のデータを利用しています)
17. 簡易地震計 精度 簡易地震計 精度 P 波 S 波も見える（縦揺れ→ 横揺れ）
18. 道のりは長かった 道のりは長かった 3 ヶ月くらい毎週秋月に通って試行錯誤 1. 配線 電子部品の説明書とにらめっこ 配線決めるのに1 時間 配線ミスでセンサ何個もダメにした 2. ノイズ ノイズを減らさないと話にならない ハード、ソフト両面で対策 後述
19. ノイズ対策（ハード編） ノイズ対策（ハード編） 1. 電圧変動 Raspberry Pi の5V/3.3V →CPU/Ethernet/USB load ですぐ変動 対策 定電圧レギュレータとコンデンサ 電源とセンサ出力を安定化 2. 設置場所 壁に貼り付け 貼り直すときに壁紙が剥がれる不具合
20. ノイズ対策（ハード編） ノイズ対策（ハード編） 静止状態のノイズ: ±15~20LSB → ±2LSB
21. ノイズ対策（ソフト編） ノイズ対策（ソフト編） オーバーサンプリング 一般の計測震度計: 100Hz つくった地震計: 200Hz フィルタ 気象庁がフィルタ特性を出している これに近いものを雑に実装
22. 対策の結果 対策の結果 静止状態の震度: 0.83( 震度1) → 0.11( 震度0)
23. 地震計リベンジ成功 地震計リベンジ成功 Raspberry Pi で充実したIoT ライフを！
24. 参考 参考 気象庁 計測震度の算出方法 防災科学技術研究所 強震観測網(K-NET,KiK-net) コンデンサ・ワールド｜TDK Techno Magazine