ESP32 と乾電池で実現する WiFi 温湿度センサー
電子工作ESP32 と 単三乾電池3本で，ワイヤレス温度センサーを324日間屋外で動作させることができましたので紹介します．
機能概要
作ったのはこんな感じの温度センサーです．
- 30秒ごとに温湿度を計測し，10分ごとに WiFi 経由で計測データを送信
- 電源は 単三乾電池3本
データーの送信は Fluentd を使用し，InfluxDB にデータを蓄え，Kindle や Grafana 等で表示するようにしています．
特に Kindle による屋外気温の表示が便利で，外出する前には家族全員が活用しています．今では無くてはならないインフラです．
回路構成
使った回路は次のようなシンプルなものです．
- 単三乾電池3本の先に，Strawberry Linux のTPS62742 モジュールを接続
- TPS62742 の出力電圧は 3.0V 設定にし，ESP-WROOM-32 と Sensirion SHT-35 温度センサに電源供給
- ESP-WROOM-32 の GPIO25, 33 を SCL, SDA として SHT-35 と接続
- 乾電池の電圧を 1MΩ 抵抗2本で分圧し，GPIO32 に接続 (電圧モニタ用)
これらをタカチの防水ケース WH145-33-M3-WN に収めるとこんな感じになります．写真は1年間屋外に設置した後のものなので，カバーがやや黄色くなっています．
ソフト
ソフトは，ESP32 の ULP を使い，メイン CPU を Deep Sleep モードにしたまま，温湿度計測する作りにしてあります．また，電池消費をなるべく抑えるため，いくつかの工夫を仕込んでいます．
この辺りは，以下の記事に記載してありますので，適宜参照いただければと思います．
ソフト全体は Github に登録してあります．
※21年10月時点では，上記リンク先の説明において GPIO14 も使うことになっていますが，これは電源ICとしてTPS61291 を使っていた頃の名残で，今回は使っていません．
乾電池の電圧推移
最後に，324日間動作させたときの，乾電池の電圧推移を紹介したいと思います．
5月に電圧がガクンと落ちていますが，これはこのタイミングで Fluentd サーバが落ちたために，ESP32 が接続リトライを繰り返したためです．このトラブルがなければ，あと1～2週間は粘れたかもしれません．
長期動作の過程で得られた情報を『ESP32 の長期屋外動作データ』で紹介していますので，興味のある方は読んでみてもらえるとありがたいです．
今後について
次は 電源IC を変更して 1年以上の動作を目指してみようと思っています．
関連記事
アクアリウム電子ペーパ M5Paper で水槽モニタリング
電子工作ESP-WROOM-32 を低消費電力で動かす基板
電子工作ESP32 と Fluentd で作る高精度 WiFi 温湿度計
電子工作ESP32 で放射線量ロギング
組み込みESP32 の ULP コプロセッサを使って超低消費電力 I2C 通信
電子工作
