OpenPLCの扱い

OpenPLCの扱い

記述途中です

 

カウンターの実験

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PC+Arduino Uno 

■■■　ArduinoUnoCounter-Thonny　■■■

■ハード　Arduino Uno  SW合計4個　

 2番端子 -- SW -- GND

 3番端子 -- SW -- GND

 8番端子 -- SW -- GND

10番端子-- SW -- GND

 5番端子 -- 470Ω -- LED黄色 -- GND

 7番端子 -- 470Ω -- LED赤色 -- GND

  < 回路図描画　不正確ですがお許しを＞                       　

　                    +v 　

A0番端子 ----| 光センサ　

                 30KΩ--GND

                                                     --- +V

A1番端子 -- VR中央端子 --|

                          　　　　　   --- GND

A2番端子　未

A3番端子 -- 470Ω -- LED緑色 -- GND

A4番端子 -- 470Ω -- LED黄色 -- GND

A5番端子 -- 470Ω -- LED赤色 -- GND

PC　＜------＞ Arduino　Uno 　　USBケーブルで接続します。

■ソフト

file name direct.ino　なるファイルを開きます。Arduino Uno COM Port を指定し、繋ぎます。

IDEのシリアルポート　で現在Unoに書き込んであるファイル名が表示するプログラムであれば、ファイル名を表示します。

●counter-0004.py　

Thonnyで実行します。Arduino Uno 8pin(プルアップ）SW を押下します。反応があります。

Arduino Uno 8pin(プルアップ）SW を押下すると、カウンターが数値を表示する。

カウント数をタイムスタンプ付きでファイルを保存します。

素晴らしいです！！

面白い！！

●counter-0010.py 

Thonnyで実行します。Arduino Uno 8pin(プルアップ）SW を押下します。反応があります。

Arduino Uno 8pin(プルアップ）SW を押下すると、カウンターが数値を表示する。

カウント数をタイムスタンプ付きでファイルを保存します。

素晴らしいです！！

面白い！！

●direct110-counter-randam-large.py

Arduino Uno 8pin(プルアップ）SW を押下すると、カウンターが数値を表示する。

PopUpする場所が変化して面白い！！

以上

1月からの外気温をグラフに

 

#Good. 素晴らしい！

#5色使用して描画しました。

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

import pandas as pd

import matplotlib

matplotlib.use("TkAgg")  # Thonny 対策

# --- 読み込む CSV ファイル一覧（ファイル名は必要に応じて調整） ---

csv_files = [

    "data88088-2026-1月分-A.csv",

    "data88088-2026-2月分-A.csv",

    "data88088-2026-3月分-A.csv",

    "data88088-2026-4月分-A.csv",

    "data88088-2026-5月分-A.csv",

]

# --- 月ごとに色を変えるための色リスト ---

colors = ["royalblue", "orange", "green", "red", "purple"]

plt.figure(figsize=(14, 6))

# --- 各 CSV を順番に読み込んでプロット ---

for file, color in zip(csv_files, colors):

    df = pd.read_csv(file, encoding="utf-8")

    df["created"] = pd.to_datetime(df["created"], errors="coerce")

    # 月名を凡例に使う（ファイル名から抽出してもOK）

    label_name = file.replace("data88088-2026-", "").replace("-A.csv", "")

    plt.plot(df["created"], df["温度"], label=label_name, color=color)

# --- 0℃ライン ---

plt.axhline(0, color="black", linestyle="--", alpha=0.4)

plt.title("Outdoor Temperature (January–May 2026)")

plt.xlabel("Date")

plt.ylabel("Temperature (°C)")

plt.legend()

plt.grid(True)

plt.tight_layout()

# JPG 保存

plt.savefig("temperature_2026_Jan_to_May.jpg", dpi=300)

plt.show()
------------------------------------

1月1日から5月31日において

151日X（24X60/5)=151x288=43488 

5分間隔で測定しています。データ個数は約4万3千個あるはずです。

4万3千個。これをグラフにプロットする作業を行わせるわけです。

私はエクセルを使用しても、描画させられません。

そのように考えると、このプログラムのすごさを実感します。
AIでプログラムを作りました。

ワンショット回路に電子音

 ワンショット回路に電子音

最初はワンショット回路を作った時は、LEDの一定時間点灯回路でした。
しかし見逃しにより、発生のタイミングを把握しずらく感じました。

するとブザー回路を追加する事は一般的です。
ブザー音の音色をより電子的な音色とできないか検討しました。


より電子音的な音色としたワンショット回路です。
（ラッチ回路とも言いますよね！）

ブザーは使用せず、スピーカーへ電子音源相当の信号を一定時間送っています。
後日製作回路の一部を載せます。

＊電子音的な音発生装置の既製品があれば良いのですが、見当たりません。
　

PICの音源を約3秒ほどスピーカーから発します。
スピーカーから音源を発している時の装置の全電流は、75ｍAです。

そして、音源が停止しますと、装置の全電流は140mAほどの電流が継続して流れます。

　そこで、電流停止回路を音源が停止した直後に動作させる仕組みにしています。
これにより装置の待機電流は4.8ｍAになります。（この4.8mAは電源パイロットLEDの消費電流）

　なんとも、複雑な回路による電子音発生装置です。
もっとスマートでシンプルな方法はないものか思案しています。
　
　世の中にある電子装置の電子音は、どのような構成でしょうか。
分かる方いますか。

私はメカニカルブザー音は好きではありません。用途にもよりますが。

国会議事堂ではメカニカルブザーですね。

2026年2月の気温 富士山？

     

　富士山になっています？

Pythonによる片対数グラフ用紙の作成と関数

 

AIでプログラムを作りました。
昔はFortranで数値計算をしたものをファイルに書き出し、このファイルをBasicによる片対数グラフ用紙に読み込んで描画していました。

● このグラフについて

Arduino Uno の11番ピンに付けたスイッチ（Normal HIGH）をActive　Lowにすると、

Windows　PC　の画面に信号がPOP-UP します。そして、数秒経過ごとに赤(上）-->青（下）と点灯を自動で切換します。


この手順の概略を書きます
書きかけ途中です

複素数を描画(Python言語による）

複素数を描画(Python言語による）

AI（Copilot）の支援により、簡単に描画できました

Python言語による複素数の描画です　

複素数　A、Bの表示です

楽ですね！  

以下の様にキーワードを与えて、AIが生成したプログラムをVSCへ貼り付けます。
そして、実行し、さら改良していきます。

私が与えたKey Wordは以下です。CopilotこのWordを逐次与えました。

[Python言語で　数学　複素数の扱い　グラフ化　です]

[具体的な値が分かりやすいので、以下のようにします。 複素数を　A　B　とします A=5+3i B=8-5i]

[虚部のiをすべてjに変換したプログラムとしてください。 電気電子工学系で使用するので]

[そして、原点から各プロット座標へ、ベクトル描画を行ってください]

[絶対値の表示を、グラフエリアにも同様に表示してください]

-----♦--------♦-------♦------♦------♦---------

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

# 複素数の定義（電気電子工学表記）

A = 5 + 3j  # j を使用

B = 8 - 5j

# 絶対値（ノルム）の計算

abs_A = np.abs(A)

abs_B = np.abs(B)

# ターミナルに絶対値を表示

print(f"|A| = {abs_A:.2f}")

print(f"|B| = {abs_B:.2f}")

# 実部と虚部を抽出

real_parts = [A.real, B.real]

imag_parts = [A.imag, B.imag]

---  省略

---

-----♦--------♦-------♦------♦------♦---------

もしAIを私が使用しなかったら、このプログラムを作ることができたであろうか？
Pythonの参考書を読み、試しては試す。
相当な時間が必要であることが想像できます。

いまここにAIが生成したプログラムは、私は現在完全に解説はできません。
しかしながら全体といてはイメージがつかめた感じです。
使いながら、プログラムを理解していく方針も悪くはないと感じています。

以前なら、Fortran とBasic を組み合わせたりした過程をPyhton言語では一気に行えますね！

[Python言語]が大好きになりました。

ESP32 DevKitC-32E （マイコン） ＆ Si7021（温湿度センサー）

 ESP32　DevKitC-32E （マイコン） ＆　Si7021（温湿度センサー）

Ambient とWebで検索してください

このような状態で実用に供することが可能となりました
（下図は一連の登録およびESP32へのプログラム書き込み後の結果です）

素晴らしいです

温湿度センサー Si7021

 温湿度センサー　Si7021

このセンサーは　I2C接続ができます。
温度および湿度を計測します。安定して、ほぼ正確な値が取得出来ます。

お奨です。

　このセンサーへの接続線を何メートルまで延ばせるか？
AIによると1m　という応答でした。

ESP32 + RTC

 ESP32 + RTC

RTC (Real Time Clock)   時計のことです

この画像には、ESP32マイコン（中央）、RTC（左上）、温度湿度センサSi7021(左下）が写っています。

RTCをうまく使えました。いままで、RTCへ現在時刻を登録（初期設定）する方法を、私は

プログラム中に年、月、日、曜日（番号）、時、分、秒　を書いて、初期設定していました。ここの部分を少し改良しました。

アンビエントデーター株式会社のIoTクラウドサービスに接続した場合は、RTCまで用意する必要はありません。
IoTクラウドサービス側で、各データの先頭に年月日時刻を付けてくれます

↓　下記は自身のRTCからの受信画像です

　

25/  とは西暦2025年　です。プログラムの改善により　2025/ としました。

あとは、Mon/Day/HH:MM:SS です。

このタイムスタンプを観測データの先頭に付けるようにプログラムしました。

　↑　温湿度センサー　Si7021 

 このセンサーは優れものです。安定しています。

TANITA の温度計をこのセンサーの近くに置き、比較しました。
温度に関しては、ほぼ一致です。これはすごいことです。

PC側はTera Term で受信します。　TeraTermもすぐれものアプリですね！
TeraTermの使用法も次第に理解が深まりました。しかし、まだまだ用途がありそうです！

アンビエントデーター株式会社のIoTクラウドサービスに接続した場合は、RTCまで用意する必要はありません。IoTクラウドサービス側で、各データの先頭に年月日時刻を付けてくれます。

32ビットマイコンに着手

32ビットマイコンに着手　ESP32マイコン

 

このマイコンのプログラム開発は、Arduino IDE においてESP32が使えるようにカスタマイズした。その手順は、Web や参考書籍に載っています。

お薦め書籍

IoT開発スタートブック　ESP32でクラウドにつなげる
電子工作をはじめよう！

技術評論社　下島健彦　著

写真には2種類の32Bitマイコンを載せています。
■上から4枚の写真
ESPRESSIF　DevKiC-32E

DEVELOPMENT BOARD  

ESP32 DevKit

　製造会社名　品番　版　でしょうか。　いろいろ書いてあります。    

■ 下から2枚の写真

GROVE 　STARTER　KIT　for Arduino

seeed studio

GROVEという独自の規格をアピールしています。半田ごて作業をすることなく、コネクター

を介しての接続で実験できることを主張しています。
　しかし、最下部の写真の様にケーブルを自分なりに加工して使用しました。そして、ブレッドボードを使用しました。

とにかく最初にプログラムするとなると、LEDの点灯です。そして、LEDを消灯する。
いわゆるLチカです。

LEDーチカチカ　が動作すると、やっぱりうれしいですね！
全てのはじまりは、Lチカからです。

赤外線センサー&電子オルゴール

 赤外線センサー&電子オルゴール

10ｍ距離の動体物も検知しました

20m ぐらいの距離は検知しているようです

不感知動作回路を基板に組みました

 不感知動作回路を基板に組みました

赤外線センサー受信部は、動体物を検知すると3秒間のOneShot動作回路に調節しました。一度検知してから、次の3秒後には動体物があれば、また検知して動作します。

せわしくオルゴール音を発します。

そこで、マイコンを介在させて以下のようにしました。

緑LED点灯は、オルゴール動作によりスピーカよりオルゴール音を発している状態です。

約20秒間オルゴール音の動作です。

オレンジLED点灯は、赤外線センサーが感知してもこのマイコンにより不感知として扱い、オルゴール音は発しません。約40秒間にわたりオルゴール音は発しません。

以上により、頻繁な動作を抑え、安定な動作としました。

これは用途によっては良し悪しです。もちろん、20秒ー40秒の時間の変更はPICマイコンのプログラムで変更可能です。

つぎはこの装置を三脚に取りつける工程に入ります。

赤外線センサー ＆ ICオルゴール

 赤外線センサー ＆ ICオルゴール

PIC12F683でOneShotを実現

Monitor Display (監視表示）

 Monitor Display (監視表示）

先の「電子カレンダー」と似たようなプログラムではあるが、違いはアラーム動作に入ったことが眼で確認できるプログラムである。現在Unoにプログラムを書き込んで実験しています。
UnoはSRAM容量の制限がNanoより厳しく、アラームのすべてを記述したプログラムではありません。今後Nanoへ書き込み、すべての予定のアラームを書き込んだプログラムで実験する必要があります。

マイコン（Arduino Nano)が正しく時刻を検出しているか確認します。
そのためにマイコンにLCDを取付けて動きを表示することが必要です。

LCD表示様子_ACM 1602NI-FLW-FBW-M01-I2C接続キャラクタLCDモジュール 16x2行 白色バックライト付　を使用。

マイコンNanoのRestスイッチを押下すると、

Nanoへ書き込んだプログラム名を表示  [Rtc60SecIntLcdAlm_100] [Wk-1]

 [9_Mon 16_Day]     Wk-1  は０から数えて1番目の曜日　月曜日

現在時刻　日付　曜日（曜日番）を表示 [11:4:1]

60秒毎に割込み動作に入ります   [その結果 in Func()]

通常動作に入ります [in Loop()]

＊LCD表示器への電源OFFとしても問題ありません。そのようにすれば電流消費を節約できます。

＊RTCは初期化した内容を保持するため
必ず電池でBackUp通電しておくこと。
（主原電OFFの前にBackUPを通電すれば良い）

以上によりこのLCD表示器を見れば、現在時刻および警報動作へ入ったときが確認できます。

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３V電池 抵抗100Ω　ダイオード　RTC +電極　のハード。Uno 3.3V のルートに *ダイオードを入れた。

装置電流測定 

Uno 3.3V 端子電源より　9.3mA を吐き出してる. RTCへは３V電池でBackUpの状態である

３V電池でBackUp　その接続を外しても9.3ｍA と同じ値であった。

（4.5mA　LCD照明を暗くして）

LCDの電源OFFでは 1mA  ●  <--- 今後SWを入れて構成すると良いと思う。

BackUp３V電池からRTCへの吐き出し電流は0.02mAであった。この状態は、Uno3.3VがRTCへ給電してある時である。

Uno3.3VがRTCへ給電STOPでは0.02mA　であった。 ● <---- RTCをこの状態で保管できる。BackUp電池の消費を抑えながら保管できる。

--------------------　　

RTC(Real Time Clock) 電子カレンダーを作る

 RTC(Real Time Clock) 電子カレンダーを作る

2秒間隔の歩進としました

RTCの初期設定部の要の一部を載せます。

問題は、Initializeプログラム書き込み時に

いかに実時刻を書き込むかにかかっている

// ★★★★

// Wire.write(0x59); //秒 　 00秒と書いては良くない. 59秒と書くこと. [ 下記↓[分＋１]が直ちに書き込まれると考える.59秒だから.

// Wire.write(0x23); //分　　20分などと.　 [[ここの分＋１] がスタートすると考える.よって[Compile&Write]時間を見込むこと]

// [↑一度[Compile&Write] に要する経験値秒を調べる. それを考慮してWriteする.おおよそ15～30秒ぐらいの範囲である]

// Wire.write(0x17); //時　11時など [↑一度[Compile&Write] に要する経験値秒を調べる.（一度実行する） それを考慮して再度Writeする]

// ★★★★

すばらしい！

主電源OFFとするときは、RTCのSRAMへバックアップ電源を供給してからとする事。
そうでないと、上記実時刻合わせを再度強いられます。

先の獣害対策装置には、時計の様にLCD部に表示するまでの機能は付けませんでした。
しかし、運用中の保守において必ず欲しいという機能です。

--

書きかけです

稼働中です

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使用バッテリーについて

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2024.6.14 Amazon からバッテリー＆充電器＆バッテリテスター　到着　総額\40247円

LiTime 12V50Ah リン酸鉄リチュウムイオンバッテリー　６４０W 出力　4000回以上リサイクル

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Ampere Timeから

LiFeP04

(50A BMS)

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マニュアル

リン酸鉄リチュウムイオン　（LiFeP04) バッテリー

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製品概要

12.8V 50Aバッテリー

動作電圧：１２．８V

充電電圧：14.4V±0.2V

推奨充電電流：１０A　（０．２C）

最大継続充電/放電電流：５０A

最大継続負荷電力：６４０W

M8*1.25mmピッチ　マイナス端子

M8*1.25mmピッチ  プラス端子

W198mmXD166mmxH170mm

付属部品

M8-35/64"(14mm)ターミナルボルト

ボルト絶縁カバー

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14.6V10A LiFeP04 バッテリー充電器

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メーカー：Shenzhen Litime Technology Co.,Ltd

公式サイト：jp.litime.com

メール：service.jp@litime.com

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10A(0.2C) 約5時間で容量の100％まで満充電されます。

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2024年

*到着バッテリー　13.15V　６６％　6月15日　到着バッテリー

6月15日　10:00～13:30　充電したt　１３．６５V　　１００％

6月16日　8:00　　１３．４V

6月17日　9:05　　１３．４０V　100％　　

6月17日　11:15　　負荷（獣害対策装置）へ通電

6月17日　14時　畑に設置完了。運用開始。　天候は曇りから、雨になる予報である。

2024.8.19 6:50 残量計78％　12.5V(負荷接続状態にて）

特に変わったこと無し

2024.8.25 18:30

バッテリー電圧（デジタルテスタ）計　9.92V 無負荷開放端子電圧

別アナログ電圧テスタでは内部抵抗が表出するせいか、1.5V 

バッテリー残量計　全く反応せず

●8月19日　まで確実に出力供給は行えました。

バッテリーを満充電からの日数は63日です。2か月間は供給できたことになります。

負荷の使用頻度・負荷の状態によりますが、66日間持続できたことは喜びです。

2024.8.26 7:17 

デッキにて充電開始　7:17   RedLED常時点灯

充電完了　12:50  GreenLED常時点灯

●約5時間で充電満状態でした。このことは、バッテリー説明書通りでした。
「10A(0.2C) 約5時間で容量の100％まで満充電されます」

　

●再度、畑へ設置し再稼働させました

2024.8.26  午後   15:00　再稼働