天気予報LED

現在は販売していませんが、mbedとESP8266を使った天気予報LEDという商品が結構好評でした。

仕組みはとてもシンプルで、LEDの色で今後の天気を教えてくれます。赤のLEDが光っていたら晴れ、青が光っていたら雨になるなど、今後の天気が一目瞭然です。そしてこのキット、お子様に天気アイコンを描いてもらうことで、とても可愛い天気予報表示プレートになります。毎日見るのが楽しいキットでした。

さて今回は、このキットをアップグレードして、ESP8266の代わりにESP32を使い安定性を増し、さらにはんだ付けや配線作業なしの、組み立てるだけで完成する簡単キット版にしたいと思います。

回路の作成

回路の仕様としては

• マイコンモジュールにはESP32-DevKitCを使う
• LEDを4つ接続する
• 部屋の明るさに応じてLEDの明るさが変わるようにする

といったところです。

マイコンモジュールを使って回路を簡略化

ESP32-DevKitCマイコンモジュールを使うので、回路図はとてもシンプルになりました。

LEDは赤、黄色、青、白の４色です。色によって明るさが違うので、それぞれ異なる抵抗値の抵抗を接続することにしました。抵抗値は実験的に決めました。

部屋の明るさに応じてLEDの明るさが変わる

部屋の明るさは、昼間は明るいので視認性を高めるためにLEDは明るく光り、夜はLEDが眩しくならないように暗く光るようにしたいと思います。

そのため、環境光センサを使ってみたいと思います。いつもはCdSを使うところですが、CdSは最近は環境に良い半導体式に置き換わってきています。今回半導体式を試してみようと思いいます。

使い方は簡単です。CdSとほとんど同じ使い方です。

センサと抵抗をつないで、その間の電圧をモニターします。明るくなるとセンサを通過する電流が増えるため、モニターしている電圧が上がります。逆に暗くなると、電圧が下がります。この信号をESP32のD/Aコンバータを使って取得し、部屋の明るさを測定しようと思います。

基板の設計

基板自体を表示プレートとするので、表面に配線がこないように背面だけで配線してみました。

表から見るとこんな感じです。

紙で試作

仕上がりがイメージできるように、紙に印刷してLEDを取り付けて作ってみました。黒いタイヤのようなところは、アルミでできた脚を取り付けて、レストランのテーブルにあるお品書きのような感じに自立できるようになる予定です。

天気のアイコン、シールにキットを買われた方やお子さんに描いてもらって、基板に貼り付けるようにしようと思います。

PCBWayに発注

日本語で発注できるPCBWayに基板をステンシルを発注します。今回の基板は幅が100mmを超えてしまったので、ちょっと割高になってしまいました。

ステンシル(メタルマスク)は、画鋲で基板とステンシルの位置決めできるよう基板の隅に1mmの穴が開いたデータになっています。ステンシルにその穴が開くように、「既存の基準点」の項目を「レーザーが通る」に設定しておきます。

また、標準のサイズではステンシルが大きすぎてかさばるので、幅200mm 高さ150mmにカットしてもらいます。日本語だけでも大丈夫だと思いますが、英語も併記してみました。

カートに入れると、データのレビューが始まります。レビューとは、データが正しく製造できるデータかどうかPCBWayの方がチェックする工程です。

レビューは今回は10分くらいで終わり、発注できる状態になりました。

レビューが完了し、上部のステータスが支払い待ち「２」となりました。これで発注ができます。

届くのが楽しみです

はんだ付けプログラミング不要の、組み立てるだけの簡単なキットして、小さなお子様から大人まで誰でも楽しめるようにしたいと思います。

基板が届くのが楽しみです。組み立てに必要な部品も別のお店に発注したのですが、PCBWayは届くが早いので、基板が届いても組み立てるのは後になってしまうかもしれません。部品も早く届くといいな。

2020.8.26 追加　つづきはこちら👇👇

追加終わり