obnizで水位を知るレーザーセンサー – てまりのユニバーサルデザイン

モルモットの給水ボトル。水が少なくなったら通知する仕組みをobnizで作りました。水位センサーは使わず、レーザーと感光センサーを利用しています。

光の屈折で水位を知れる？

衛生面が気になり、水にセンサーを入れず、水位を知る方法を考えます。

方法としては、ボトルの重さを測ったり、画像認識で解析したり、光で測ったり・・・いくつかありそうです。

今回は最も簡単そうな、レーザーと感光センサーを用いる方法を試します。

光の屈折を利用します。

水が入っている状態のボトルでは、レーザーが屈折して、感光センサーに光が当たらないようにします。

そして水がなくなったら、レーザーが直進して感光センサーが反応するようにします。

水位確認レーザーセンサー

目論見通りに水位を測れるか、まずは試作してみます。

obniz、レーザー、受光センサー、そして家にあった木材やネジで組み立てました。

レーザーは水位を測る時、瞬間的に照射すればよいので、通常はOFFにしています。

タイマーで10分毎にレーザーを放ち、計測するようにしました。

ボトルの水がなくなったとき

実際の挙動です。ボトルの水が少ない状態。

レーザーを0.1秒照射して赤く光った後、ブラウザに「水がないよ！」という通知が来ました。

ちなみに音声で「水がないよ！」と、しゃべっています。

水を補充したら

今度はボトルに水を入れた状態です。

レーザー照射後、ブラウザの表示が「水あるよ」に戻りました。

obnizの配線とコード

obnizボードの配線は下記のようにしました。

IO 6ピン・・・レーザーVCC
IO 8ピン・・・レーザーGND
IO 9ピン・・・感光センサーVCC
IO10ピン・・・感光センサーGND
IO11ピン・・・感光センサーデジタル入力

試作したHTMLでは、音声通知にWeb Speech APIを使っています。

<html>
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
  <title>モルモット水残量</title>
  <script src="https://obniz.io/js/jquery-3.2.1.min.js"></script>
  <script src="https://unpkg.com/obniz@3.11.0/obniz.js" crossorigin="anonymous"></script>
</head>
<body>
<div id="obniz-debug"></div>
<main>
  <h1>モルモット水残量</h1>
  <button type="button">音声お知らせOFF</button>
  <p id="val" style="font-size:100px;">計測待ち・・・</p>
</main>

<script>
const obniz = new Obniz("obnizID");
const $val = $('#val');
let isSpeech = false,
    uttr;

$('button').on('click', function() {
  let text;
  if(isSpeech){
    text = "音声お知らせOFF";
    isSpeech = false;
  }else{
    text = "音声お知らせON";
    isSpeech = true;
  }
  $(this).text(text);
  uttr = new SpeechSynthesisUtterance(text);
  speechSynthesis.speak(uttr);
})


obniz.onconnect = async () => {
  let text;
  obniz.io8.output(false);
  obniz.io10.output(false);

  const timer = async () => {
    const sleep = msec => new Promise(resolve => setTimeout(resolve, msec));
    let val;
    await obniz.io6.output(true);
    await obniz.io9.output(true);
    await sleep(100);
    val = await obniz.io11.inputWait();
    obniz.io6.output(false);
    obniz.io9.output(false);
    if(val){
      text = "水あるよ";
    }else{
      text = "水ないよ！";
    }
    if(isSpeech){
      uttr = new SpeechSynthesisUtterance(text);
      speechSynthesis.speak(uttr);
    }
    $("#val").text(text);
  };

  setInterval(timer, 1000 * 60 * 10);//10分毎

};
</script>
</body>
</html>

<html>

<head>

<title>モルモット水残量</title>

</head>

<body>

<main>

<h1>モルモット水残量</h1>

<button type="button">音声お知らせOFF</button>

</main>

const obniz = new Obniz("obnizID");

const $val = $('#val');

let isSpeech = false,

uttr;

$('button').on('click', function() {

let text;

if(isSpeech){

text = "音声お知らせOFF";

isSpeech = false;

}else{

text = "音声お知らせON";

isSpeech = true;

}

$(this).text(text);

uttr = new SpeechSynthesisUtterance(text);

speechSynthesis.speak(uttr);

})

obniz.onconnect = async () => {

let text;

obniz.io8.output(false);

obniz.io10.output(false);

const timer = async () => {

const sleep = msec => new Promise(resolve => setTimeout(resolve, msec));

let val;

await obniz.io6.output(true);

await obniz.io9.output(true);

await sleep(100);

val = await obniz.io11.inputWait();

obniz.io6.output(false);

obniz.io9.output(false);

if(val){

text = "水あるよ";

}else{

text = "水ないよ！";

}

if(isSpeech){

uttr = new SpeechSynthesisUtterance(text);

speechSynthesis.speak(uttr);

}

$("#val").text(text);

};

setInterval(timer, 1000 * 60 * 10);//10分毎

};

</script>

</body>

</html>

実運用ではブラウザのタイマーより、obnizのサーバレスイベントに登録して実行したほうが良いでしょう。

ただ、サーバレスイベントだと当然、Web Speech APIは使えません。

代案として、IFTTTで水が少なくなったらLINEに通知する方法や、obnizボードに直接ブザーを付けて鳴らす方法などが考えられます。

自分のライフスタイルに合わせ、気づきやすい方法で知らせるのが良いかと思います。

モルモット自身も教えてくれる

最後に余談ですが、モルモットは何か欲しい時、「キューイ！キューイ！」と大きな声で鳴きます。

在宅中はブザーがなくても、水がないことをモルモット自身が教えてくれるかもしれません・・・。