2015年11月28日土曜日

温度計を作った

最近めっきり寒くなってきて雪も降ってきたこの時期、天気大好きな人なので気温を測ってみたり、積雪の深さを測ってみたりしたくなるわけです。
で、毎日外に出て温度計を見てやるのもいいのですが、それはもう小中の頃にやって満足したので、勝手に測ってもらおうと思ったのが今回の企画です。

実際、すでに全国に散りばめられているアメダスのデータであれば10分ごとの気温をリアルタイムで見られるのですが、やっぱりそれじゃ面白く無いです。自分でやらないとね。


てことで、今回はマイコンとセンサーを使って自動収集してみました。
使ったのは、mbed LPC1768と、手元にあった大気圧センサLPS25Hです。LPS25Hは大気圧の補正のために温度センサを内蔵しているのでそれを利用します。
秋月電子で購入するとLPC1768が7000円LPS25Hが600円です。

LPC1768とLPS25Hは配線の簡単なI2Cで通信させます。画像のように配線しました。


LPC1768にプログラムを突っ込みます。LPS25Hのライブラリはこれを使わせてもらいました。
コードは下のとおりです。

#include "mbed.h"
#include "LPS25H.h"

Serial debug(USBTX,USBRX);
LPS25H baro(p28, p27, LPS25H_G_CHIP_ADDR);

int main() {
    while(1) {
        baro.get();

        debug.printf("%5.2f,%3.2f\r\n", baro.pressure(), baro.temperature());

        wait(10);
    }
}


これを実行して、LPC1768とパソコンをUSBケーブルで接続して、Windows上でTera Termなどを使って見ると、下みたいに10秒ごとに大気圧と気温がカンマ区切りで出力されます。




おかげさまで自動で気温を測ることができました。
これで日本の天気大好き少年少女たちが毎日外へ温度計を見に行かなくても良くなりました。


これでも十分なのですが、せっかくパソコンに出力したのでもっと遊ぼうということで、気温の推移をグラフにしてみました。
Visual Studio2015で作成し、シリアル通信の部分はこちらのサイトを、グラフ化の部分はこちらのサイトを参考にしました。言語はC#。

左上でシリアル通信しているCOMポートを選択、右上のボタンで接続,切断、左下に生の受信データを表示して、右下で最大1時間分(361個)の気温データをグラフ化しています。


X軸のラベルを時刻にしてみたかったのですが、ここだけどうしても分からなかったので、妥協案として別途labelを置きました。labelはアンチエイリアスをかけることが出来ないらしいので、これも妥協しました。

グラフを見てみると、1時間経ってもだいたい-3度で安定してることが分かりました。
アメダスでもそれくらいなので、とりあえず狂った値ではなさそうですが、設置環境の考慮はしてないので風を受ける分、本来の気温より数値が低く出てるかもしれないです。



ということで、温度計を作っただけでなくグラフ表示ソフトまで出来ましたというお話でした。

2015年10月8日木曜日

修学旅行 4日目(京都自主研)

6:00 起床 朝食
めっちゃ眠い。朝食はパンとかウィンナーとかな洋食っぽい感じ。部屋食なので比較的早目に食べました。

8:00 旅館発 伏見稲荷大社
京都駅と伏見稲荷はJRですぐの関係です。千本鳥居を見ていたら地元の美容室が奉納した鳥居がありました。

10:00 広隆寺
500円消費。撮影禁止だったのですべて肉眼で見てきましたが、暗い部屋の中の仏像が幻想的でした。

10:40 天龍寺
600円消費。人が多いけど広いのでとても満足しました。池には鯉もいて日本象徴してるなーと思いました。

11:30 渡月橋
わたりづきばし とか読んでましたが、とげつばし でした。なにせ川が広い。近くに人力車を引っ張る若い人が客引きをしてましたが、なかなか引けなくて暇そうでした。死んだ顔してました。

13:00 飯を食いたい
「嵐山人多すぎて食べられるするならスペースがないから帰る。」

14:00 京都駅
結局京都駅に戻って昼食。結局豚カツ。美味しいのでいいです。
同時にお土産な八ツ橋を大量購入して満足。17時までひたすら周辺を歩いて暇つぶし。

17:00 旅館
大体3番乗りくらい。真っ先に風呂入りました。

18:20 夕食
すき焼きって聞いてたのに肉三枚しか無いのおかしいと思う。

その他
京都から伏見稲荷に行く時に、いわゆる満員電車というやつに乗りました。同じ班の人たちにはいろんな意味で好評でした。

あした
鹿と触れ合って帰りたい。
飛行機はANAの予定を見る限り平常運航しそうなので、大丈夫だと思いますり

2015年10月7日水曜日

修学旅行 3日目(大阪自主研)

6:30 起床 朝食
6時起床予定なところ、2日目と間違えて6時半に起床。朝食は前日同様バイキングでした。

8:00 自主研出発 大阪城
8時半頃に大阪城に着き、9時に入場。城の中は質素なのかと思ってたところ、結構資料館っぽい感じでした。最上階は展望スペースもありました。

10:30 海遊館
まず目に入ったのは観覧車です。全面透明版で構成されたシースルーな観覧車はなかなか面白かったです。
館内は純粋な水族館でした。11時半にはカワウソとイルカの餌やりを飼育員がしていました。カワウソがかわいい。あとエイとかカピバラとかサメとか熱帯魚とかいました。

13:00 天保山 昼食
学生ということでなのか、ドリンクをサービスしてくれました。オレンジジュースを注文した某君は早速床に撒いて落ち込んでました。
お好み焼き屋ということで豚玉を注文。さすが本場だけあっておいしかったです。

14:30 難波
野球関連で何かと有名な道頓堀橋、そしてグリコネオンを見てきました。グリコネオン思ったよりでかかったです。あと中国人がやったらめったら居ました。日本人よりいたんじゃないかと思うくらいいました。あと寄り道して店に寄りましたが、店員も中国人が多かったです。

16:00 あべのハルカス
おそらく学年で自分たちの班だけが行っているであろう場所へ行きました。ます地上16階にエレベーターで上り、チケットを購入して60階に。去年3月開業だけあって設備が新しく、なかなか高級感溢れるビルでした。58階のテラスも綺麗。

18:00 夕飯
大阪らしいものを探した結果、なんかカツ丼を食べました。思ってたより美味しかったです。

その他
かばんにお金を入れ忘れて8000円位で行動しましたが、1000円オーバーくらいで乗り切りました。

あした
修学旅行後半なので、思い出づくりを頑張れればいいなと思ってます。

修学旅行 2日目(広島)

6:30 起床 朝食
一旦6時に起きたものの、眠すぎて二度寝。朝食は和食バイキングがメインで、昨日の洋食の悪夢から無事開放されました。ヨーグルトにメロン乗っけると美味しいです。

9:00 広島平和記念公園
1クラス3グループに別れて行動。ガイドさんが案内をしてくれました。何せこのガイドさん、「あれ、なんだっけ(笑)」「ちょうど言いたいときに出てこない(笑)」というのが多くてみんなで公園で笑ってました。平和。慰霊碑に向かって合掌もしました。
その後、資料館も見学。泡状になった瓦、ボロボロになった服、歩く場所のない街、一つ一つが原爆の怖さを物語っていました。

11:30 昼食
いわゆる広島風お好み焼きを堪能。カウンターで一人一つ頂きました。焼きそばと卵の組み合わせはオムそばで体験してるので、どこか食べ覚えがある様なない様な、そんな感想を持ちました。

13:40 宮島 厳島神社
本州から宮島へはフェリーで移動しました。当時は静穏な風でしたが、フェリーでは強風。ちゃんと潮の香りもしました。
宮島って鹿いるんですね。奈良公園ばっかり気が行っていました。そしてみんな鹿が近づくと逃げてました。ホテルでG見たらどうするんだろう....。
さて、神社の中を巡り、お土産にもみじ饅頭を購入し、再びフェリーで本州に帰還しました。

17:00 山陽新幹線
人生初新幹線でした。北海道新幹線も函館までだし、人生に新幹線が絡んでくるのはもう少し先なのかもしれないです。
いざ目的駅に着くと、広島のガイドさんとはお別れ。駅で200数名で拍手
する光景が修学旅行って感じ満載でした。

19:20 夕食
ご飯があったのでおそらく和食です。平皿にカレーライスを作るとあんまり良くないです。ティラミス美味しかったです。余談ですけどコストコのティラミスを食べた時は大きすぎて残しました。

20:00 夜間外出
許可時間45分という短い中、大阪城を歩いて(ほとんど走って)見てきました。ライトアップされている城って格好いいですね。広島城も目で見ておけば良かったなぁと。帰りも走りました。ファミマで新発売ないろはすももを手にして帰還。

その他
宮島は雲ひとつない快晴で暑かったです。上着どころか半袖でも良かったです。
そして、大阪も夜景が綺麗です。淀川に反射する光が幻想的。

あした
いよいよ自主研修。USJには行かないので、その分浮いたお金で大阪を満喫できたら満足です。

2015年10月5日月曜日

修学旅行 1日目(移動とか)

修学旅行終わったら研修録を作らなければいけないらしいので、終わる前に作りたいと思います

6:30 学校発
上着を持っていくか迷ったんですが、気温7度では流石に必要だろうという事で荷物増やしたくない気持ちの中持っていきました。
定刻には全員揃って無事出発。

9:30 新千歳空港
定刻より30分早く到着。預けと持ち込みの手荷物は両方とも一発で通過しました。保安検査場を通るとき、「トレーはないのでかばんの中に入れてくださいー」と言われたのが何か修学旅行らしいなーって感じがしました。
途中で室蘭栄高校の人とも合流して出発しました。

12:05 羽田空港
だいたい半年振りの飛行機は体調不良もなく無事到着。室栄の人は秋田行の搭乗ゲートに進んでいきました。
北海道から東京に来たからさぞ暖かく感じるかと思ったらそうでもなく、長袖で良いかなーといった感じでした。

15:00 広島空港
出発時に少し遅延が発生したため、10分遅れで到着。
北海道から広島に来たからさぞ暖かく感じるかと思ったら相変わらずそうでもなかったです。
空港出発後、まず見えたのは山とトンネルでした。北海道と言われても納得する感じ。

16:00 広島国際会議場 講話
いざ周りを見ると都会でした。山からすぐ街に変わるのを見ると、昔習った扇状地って奴なのかなーとか思ったり。
講話は原爆被爆についてでした。実体験を聞くのは、ネットで調べた時と全く違う感想を持ちました。本当。

18:20 ホテル 夕食
思いっきり洋食です。パンと野菜と魚と肉とデザート。そして紅茶。イギリス旅行なのか何なのか分かんない感じでした。

19:30 外出
近くにあるのはセブンイレブンくらいでした。ちょっとだけセイコーマートが恋しい。ジュースとお菓子を購入して(広島城行こうとして諦めて)帰還。

その他
オートロックなのに部屋の中に鍵を置いたまま全員退出する定番のミスをしました。
夜景綺麗でした。都会ってすげー。

あした
厳島神社とか回るらしいので、結構寒そうです。上着持っていって正解だったかもしれないです。

2015年10月3日土曜日

部活の指示は誰がするのか

久しぶりの更新です。
早速ですが、私が科学部の部長を任されてから約2ヶ月が経った今、心の底に溜まった不満と疑問を書いていきます。


さて、この2ヶ月間、缶サット競技会やサイエンスキャンプ、そして高文連地区大会など、大きめの行事が立て続けに入っていました。
その度、機械を作ったり、発表するプレゼン資料を作ったり、子供に見せる実験の準備をしたりしているわけですが、すべて前日は夜遅くまで作業しているわけです。

今日も、高文連全道大会を数日後に控えているため、授業終了後から作業をはじめ、学校に居られる限界の18時まで作業をしていました。この調子でいけば、明日も18時コースなのだろうと思っています。
加えて、今日は何時に部活が終わるのか一切把握していませんでした。明日は17時という指針が出ていますが、18時までやるかもしれないと顧問は言っています。


私がここまでで募ってきた不満としては、「スケジュールを立てて計画的に物事を進めてほしい」部活の活動時間を具体的に決めてほしい」の2点です。
スケジュールについては、それぞれのプロジェクトをしている中でのリーダーが、進捗状況をもとにカレンダーを見ながら「その日までにこうしよう、あの日までにああしよう」と決めれば良いのではないかという予想が出てきます(例えば吹奏楽だったら、パートリーダーが「第n小節までを今週中に出来るようにしよう」と言うとか)。
ただ、部活の時間を決めるのはプロジェクトのリーダーではないと思うのです。だったら誰が決めればよいのでしょうか。
顧問でしょうか、部長でしょうか、それ以外でしょうか。私にはわからないのです。

この部活を決めるのは誰なのか、私にはわからないのです。


部長を務めているこの2ヶ月間は誰が決定権を持っていたのか。よく考えてみると、みんながなんとなーく集まって「明日やる?やるならいつがいい?午後がいいよねー」と話して終わってばかりでした。誰も持っていませんでした。その場の雰囲気が予定を決めていたのです。
雰囲気で決まったおかげて、詳しい時間は決まらずじまいでした。とりあえず自分が13時~16時くらいにしようねーと声をかけて形だけの時間を決めたりとかはしていました。


さて、今日は雰囲気で決めてはならないと思い、私は顧問に「明日何時にやるんですか?」と聞きました。すると、「何時にやる?」と返ってきました。意外でした。
私は十数年生きてきた中で、「部活の活動時間を決めるのは当然顧問である」と思い込んでいました。ただ、その思い込みは今日虚しく散りました。この部活において活動時間を決める人は顧問ではないのです。


いったい誰なんでしょう。


私は、よくある運動部とかのスケジュールはたいてい顧問が決めていると思っています。顧問がスケジュールを出して、部員がそれに従う、いわば顧問が指示出し人間部員が指示待ち人間なわけです。
ただ、私のいる部活はスケジュールが存在しないのです。その場で誰でもない人が集まって雰囲気が決めています。ある意味、全員が指示待ち人間なのです。

今日やっと私はこの点に気づきました。
全員が指示を待っているから、誰も意見を出さないのです。誰も活動時間を決めないのです。やっと仕方なく出した意見も、具体的な数字ひとつ無いものなのです。スケジュールなど決まる訳がないのです。

じゃあ誰が指示をすれば良いのでしょうか。顧問でしょうか、部長でしょうか、それ以外でしょうか。
分かりませんでした。


解決しない疑問を抱きながら、とりあえず自分から指示待ち人間を脱却していかねばと思います。

2015年8月5日水曜日

CanSat(缶サット)競技会で取得した映像・データを公開しました



数日前の投稿でCanSat競技会の話をぞろぞろとしていったのですが、その際に公開しなかったCanSat内部のカメラ映像、そして各センサのデータを公開します。

その前に、CanSatの仕様をまとめます。
・素材:アルミニウム
・全長:235 mm
・外径:65 mm
・重量:440 g
・パラシュート素材:ポリエステル
・パラシュート形状:六角形
・パラシュート対角線長:800 mm
・パラコード素材:ポリエステル
・パラコード本数:6 本
・パラコード長:35 mm/本


まずはカメラ映像です。
ロケット発射10秒前(11:45:45)から、CanSat着地10秒後までの映像に編集してあります。
・映像左下に時刻が表示されていますが、打ち上げ当日にタイムスタンプを設定し忘れたためでたらめの時刻です。
・映像を編集するときとBloggerアップ時の2回圧縮されてるので相当見難い映像ですが、元は綺麗です。
video



次にセンサデータのグラフです。
こちらもロケット発射10秒前(11:45:45)からに編集してあります。着地直前にデータ書込みをストップするプログラムの仕様により、データの最後は着地0.4秒前のものになっています。

・加速度
秋月電子のLIS3DHを使用しています。CanSatの中に図のように配置したので、各軸の方向は秋月電子サイトにあるPDFで確認してください。数字はピン名です。


落下直後のブレが非常に大きくなっています。その後はY軸のブレが大きい状態が続いていますが、X軸、Z軸は比較的安定しているようです。


・ジャイロ
ストロベリーリナックスのL3GD20を使用しています。CanSatの中に図のように配置したので、各軸の方向はストロベリーリナックスサイトにあるPDFで確認してください。数字はピン名です。誤差軽減のため、ある程度0に近い数値をすべて0として処理しています。
 
±288dps付近で値がカンストしているのでグラフが不自然な形になっています。こちらもY軸のブレ(垂直方向を軸とする回転)が大きいようでした。


・大気圧による高度
秋月電子のLPS331APを使用しています。

大気圧から高度を求める式は、カシオのサイトに掲載されているものを使用しました。
ただ、その式では海面気圧を求めなければないので、もう1つ式を使用しました。
ただ、その式では現在地の高度を求めなければならないので、話がループします。
ここで、CanSatは基本的に短時間駆動で垂直移動なので常に海面気圧を求める必要がないところに着目し、プログラムを開始した直後に1回だけ求めることにします。プログラムを開始するのは手動なので、ある程度高度の分かるところで開始すれば良いのです。
ということで、GoogleマップAPIに頼って会場建物の標高を調べ、地面からのCanSatまでの高さを加えた数値を現在地の高度にしました。そこでプログラムのスイッチを入れれば完璧です。

この過程を経て、以下のグラフのようになりました。

最高高度に達した後すぐ落下を始めるはずがなかなか落下せず、むしろ少しだけ上昇しています。その後急降下もしてます。
顧問の先生いわく、「擾乱」という空気の乱れ、いわゆる上昇気流・下降気流に乗った影響らしいです。余談ですが、ある千葉の高校がCanSatで上昇気流を捕らえようなんてことをやってたような気がするのでそっちも気になります。



グラフだけでは細かい様子が分からないと思うので、各センサの値と算出した高度のデータをcsv形式で配布します。発射約45分前の11:00:00から46分間強記録されたものです。何の機会に役立つかは分かりませんが、適当に使ってやってください。
サイズは837KBくらい、パスワードは「CanSat」です。
http://www.dotup.org/uploda/www.dotup.org451059.csv.html

来年のCanSat競技会ではもっと多くのチームが参加してくれると嬉しいです。