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Ambientにアナレンマを描くプログラムを修正

 2017年12月から Ambient にデーターを送ってアナレンマのグラフを描く試みを行っています。仕組みとしては、太陽電池パネルの電圧変化から日の出と日の入り時刻を推定し、ESP8266を使ってAmbientnにデーターを送るようになっています。

▼Ambientにアナレンマを描く試みのページ
アンビエントのページ
  実際のページはこちら→日の出・日の入り時刻でアナレンマを描く (チャネルID: 200)のページ

 アナレンマのグラフを全部描くには1年かかるのですが、今年の1月に最初のサイクルを無事終えることが出来、何とかアナレンマの図形のプロットが完成しました。この時点でいったん終了にしても良かったのですが、特に手間がかかる訳では無いのでそのままにしています。(上のリンク先の下の方に最新のグラフがあります)

 アナレンマのグラフのプロットは天候の具合でばらつきが出るので、出来るだけ長期間のプロットを行った方がグラフの品質が上がるはずです。ということで、どこかが壊れて継続不能になるまで運転を継続することにしました。

 ただここで気になるのは、アナレンマのデーターと同時にアップロードしている太陽電池パネルの電圧データーです。このデーターは1分間隔でアップロードしているので、1ケ月分でデーターサイズは約1Mバイトになります。

▼パネル電圧のログのページ
パネル電圧のグラフ
 実際のページは、ソーラーパネル電圧 (チャネルID: 202) 

 これがあると、発電状況をネット経由で監視できるので便利なのですが、最近はほとんど使っていません。ただ、ここを見ればシステムが正常動作しているかが判るので、そういう点ではまだ利用価値はあります。ただ、そういう使い方ならデーターの更新頻度をもっとを間引いても問題ありません。

 ということで、データーの更新間隔を1分から30分間隔に延長することにしました。

▼ESP8266のデーターのプログラム書き換え
ESP8266のプログラム書き換え
 ESP8266のプログラムを書き換えるのは1年半ぶりなので、いろいろと忘れていることが多くて一苦労しました。覚え書きとしてtoolのメニューの内容を記録しておきます。

▼ArduinoIDEのtoolメニュー
20180607ArduinoIdeSetting

▼書き込みに使ったUSBシリアルアダプタに相性問題があった模様
ESP8266プログラム書き換えのUSBアダプタ
 下側のFT232RLではプログラムの書き込みがうまくいきませんでした。そこで、上のPL2303HXの入っているアダプタを使いました。なおこのアダプタはWindows10のアップデートがかかる度にドライバが無効にされてしまうという、厄介なやつで、USB Code 10Fixというプログラムを使って復活させて使いました。

 新しいプログラムはこちら。_20180607_AnaLtest-IP28_final2.ino なお、プライベートな情報は削除しています。また、ネットの環境によってはこのままではうまく動かない可能性があります。

 これでパネル電圧のログが30分間隔になったので、Ambient に余計な負荷を掛けないで済みそうです。

 せっかくの機会なのでグラフを少し見て行きます。

▼現在のアナレンマ
アナレンマ
 現在八の字の上部を右向きに進行中です。

▼日の出、日の入り時刻
日の出日の入り時刻
 左が日の出、右が日の入り時刻のグラフです。グラフをよく見ると上昇と下降の傾きが違っていて、どちらのグラフも下降の方の傾きが急になっています。(こうなる理由は自分で調べて下さい)

 もうじき夏至を迎えますが、日の出時刻は夏至の10日くらい前が一番早くなります。左のグラフを見ると日の出時刻が急角度で極小値に近づいていることが良く判ります。

 右の日の入り時刻のグラフで、右下がりの赤矢印は 「秋の日は釣瓶落とし」 と言われる、日暮れの時刻がどんどん早くなる様子を表しています。そう言うのだったら、左側の日の出のグラフの急傾斜の部分(赤矢印)にも何か言ってやってもいいような気がします。例えば、「春の日はうなぎ登り」とか、、w

◆まとめ
 これでアナレンマのグラフをメンテナンスフリーで作図できるようになりました。いつまで続けることが出来るか判りませんが、できるだけ続くように頑張ってみたいと思います。

 アナレンマの作図に関してはアナレンマのカテゴリに関連記事をまとめています。興味にある方はご覧ください。

アナレンマの作図状況 2017年冬至

 太陽電池パネルの電圧を監視することでアナレンマを描く試みの最終回です。開始から1年経ち、二回目の冬至を迎えましたが、これで作画完成です。

▼Ambientで公開中のアナレンマのグラフ元のデーター(2017/12/23現在)
Ambientのグラフ

 左上から順に、日の出時刻、日の入り時刻、昼の長さ、南中時刻で、左下がアナレンマのグラフです。日の出、日の入り時刻が変化していく様子がよく判ります。
 秋分の日の記事ではアナレンマのプロットの左下が開いていましたが、今回の図ではきっちりと閉じていて見事に (?) アナレンマの8の字が完成しています。

▼同じデーターをエクセルで作図
元データ

▼エクセルで描いたアナレンマ(vs理論値)
エクセルのグラフ(理論値との比較)
 赤いプロットが天文台が発表している日の出/日の入り時刻で描いたアナレンマ、つまり理論値です。

 1年分のデーターが揃ったので、プロットの色を月別に分けてみました。

▼アナレンマの月別カラープロット
アナレンマの月別カラープロット
 こうするとプロットが交差している部分の構造が判り易いです。このグラフは手っ取り早くエクセルで12色に分けて描いていますが、VBAなどのプログラムで色を滑らかに変化させればもっと判り易くなると思います。

◆まとめ
・どうなるか判らないのでとにかくやってみたのですが、何とかアナレンマ(らしきもの)の作図が出来ました。必要な物は、太陽電池パネルとIOT環境だけなので、チャレンジし易いと思います。

・私の環境はマンションなので、太陽電池パネルから全天の半分しか見通すことが出来ません。これがもし、全天を見渡せる屋根の上に設置された太陽電池パネルだったら、もっと綺麗なアナレンマの8の字が描けたのかも知れません。また経緯度が違えばアナレンマの形も微妙に変わってくるはずです。どなたかチャレンジしてみませんか。特に学校の地学部や科学部などでみんなで取り組むと良い経験が出来るはずです。これ、大げさに言うと天体観測なので、天文部の人にもお勧めしたいです。

・この仕掛けを今後どうするかですが、特に手を掛けないでもAmbient側にデーターが溜まっていくので、当面はこのまま動かし続けて2年目のプロットに入りたいと思います。
 但し、現在のプログラムは1分間隔でパネルの電圧を送信しているのですが、これではAmbientに負荷を掛けてしまって申し訳ないので大幅に間引く、もしくは電圧の送信は中止してしまおうかと思っています。
 なお、使わないデーターを保存していただくのでは心苦しいので、電圧測定家結果は逐次削除しています。(この記事を執筆時点のパネル電圧のグラフはこちら)

・最後になりましたが、Ambient様のサービス無しにこの試みは実施できませんでした。ありがとうございました、感謝いたします。

 この試みについては、「アナレンマを描く」というカテゴリーに関連記事をまとめています。興味のある方はご覧ください。

アナレンマの作図状況 2017年秋分の日

 太陽電池パネルの電圧を監視することでアナレンマを描く試みを行ってます。始めたのは去年の冬至の頃で、昨日は秋分の日だったので4分の3のまで進んだことになります。

 なお、作図はAmbientのサービスを使わせて頂いてリアルタイムで公開しています。まあ、リアルタイムと言っても朝夕一回、つまり一日に2点しか新しいデーターは追加されません。

 現在のプロット状況を見てみます。

▼Ambientで公開中のグラフ(2017/9/24現在)
Ambientで公開中のアナレンマ作図状況
 このグラフは、Ambient で アナレンマを描く試み (チャネルID: 200) というページのスクリーンショットです。

 左上から順に、日の出時刻、日の入り時刻、昼の長さ、南中時刻で、左下がアナレンマのグラフです。日の出、日の入り時刻が変化していく様子がよく判ります。現在は秋分の日なので、振れ幅の中間までプロットが進んでいます。

◆秋の日はつるべおとし
 せっかくグラフがあるので一つ豆知識です。右上の日の入りのグラフを見ると、上りと下りの傾斜が違っていて、下りの方が傾斜がきつくなっています。こうなる理由の説明はさておき、この現象は「秋の日はつるべおとし」という言葉の説明によく使われます。秋は日があっという間に沈む、という意味だったと思いますが、日が沈む時刻がどんどん早くなっていくので、日が沈むのが速くなったように感じるということだそうです。

 話を戻します。同じデーターをローカルのPCの Excel にも保存しているので、そのデーターでグラフを書くと以下のようになっています。

▼ローカルPCの Excel で描いたグラフ
EXCELに書いた日の出日の入り時刻

▼Excelで描いたアナレンマ
EXCELで描いたアナレンマ

 青い点が実測値、赤い点は天文台の暦のページのデーターからプロットしたもので、いわば理論値です。実測値はかなりばらつきがあり、また理論値より右上にオフセットしています。でもプロットのばらつきの中心はほ、ぼ理論値通りに行われている感じです。

 秋分点なのでアナレンマの8の字の上のループを終わり、下の大きなループに入って少し進んだところです。上のループは、バラツキの影響でかろうじて存在が確認出来る程度になってしまいました。下側の大きなループは、たぶんはっきりと判るグラフが出来上がるのではないかと期待しています。

◆まとめ
 あと3ケ月でアナレンマが完成するはずです。もう一息なので、それまでプロット用のハードソフトなどが無事に動き続けることを祈っています。あとAmbientさん、よろしくお願い致します。
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