「土壌水分計」と「電流センサー」は、農地と工場の管理において最も実用的な組み合わせです。

ESP32を使ってこれらを接続する場合、**「アナログ入力(ADC)」**の扱いがポイントになります。それぞれの接続と実装の考え方をまとめました。


1. センサー別の接続とプログラムのコツ

【農地用】土壌水分計(アナログ出力タイプ)

安価なものから高精度なものまでありますが、基本は電圧(0V〜3.3V)で水分量を返します。

  • 接続: センサーの出力ピンを ESP32の GPIO 3235(ADC1群)に接続します。

  • 注意点: ESP32のADCは非線形(少し癖がある)なため、正確に測るには map() 関数での補正や、複数回測定して平均を取る処理を入れるのが定石です。

  • 腐食対策: 金属棒が露出した安価なタイプはすぐに錆びます。長期利用なら、**「静電容量式」**の防水センサーがおすすめです。

【工場用】電流センサー(非接触クランプタイプ)

設備の稼働状況を知るには、電線を挟むだけの「クランプ式(CTセンサー)」が安全です。

  • 接続: センサーの出力(交流電圧)を、ESP32が読み取れるようにオフセット回路(抵抗2個とコンデンサ1個)を通して接続します。

  • 計算: 交流(サイン波)として入ってくるので、プログラム側で実効値(RMS)を計算して電流値(A)に変換します。

  • ライブラリ: EmonLib という有名なライブラリを使えば、Arduinoで簡単に電流値を算出できます。


2. 統合プログラムの構造(子機側)

複数のセンサー値を一つのLoRaパケットにまとめて送る際の、コードの書き方は以下のようになります。

C++
 
// センサー値を取得して構造体にまとめる例
struct SensorData {
  float soilMoisture;
  float currentAmps;
  int batteryLevel;
} data;

void loop(){
  // 1. データ取得
  data.soilMoisture = analogRead(32); 
  data.currentAmps = calcCurrent(); // 電流計算関数(自作またはライブラリ)
  
  // 2. LoRa送信(バイナリで送るとデータ量を節約でき、遠くまで届きやすい)
  LoRa.beginPacket();
  LoRa.write((uint8_t*)&data, sizeof(data));
  LoRa.endPacket();

  // 3. 次の計測まで低消費電力モードへ
  esp_deep_sleep_start();
}

3. 500m圏内でのシステム運用のヒント

  • 農地: 土壌水分は1時間に1回の計測でも十分です。ディープスリープを活用すれば、単三電池数本で数ヶ月〜1年動かせます。

  • 工場: 電流監視は「モーターが回った瞬間」を知りたい場合があるため、5秒〜10秒に1回など、少し頻度を上げた設定にします。

  • 親機(変換器): 親機側は常にLoRaを待ち受ける必要があるため、ディープスリープはさせず、常にACアダプター等から給電するようにします。


次に準備するもの

まずは、以下のパーツを揃えるところからスタートするのが良さそうです。

  1. ESP32開発ボード(Heltec WiFi LoRa 32 V3 など、LoRa一体型がおすすめ)×2台

  2. 静電容量式 土壌水分計(「Capacitive Soil Moisture Sensor」で検索)

  3. クランプ式電流センサー(「SCT-013-000」などが定番)

 

 

 

 

出典:Google Gemini

 

 

 

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