2017年5月31日水曜日

快適自転車生活 ロードバイクにストップランプやウィンカーは必要?


 自作マニアを自任している親父ロードライダーです。秋葉原で面白い部品や小物を見つけると、当面の利用予定もなく買い込んでしまう悪い癖があります。両面テープで貼り付けられる薄型感圧センサー、乾電池二本で駆動できるマイコンPICAXE:ピカクスと読みます)、それに赤・黄二色の超高輝度LEDがありましたので、何か作れないか思案してみたところ、自転車用のブレーキ・ウィンカーランプに挑戦してみることにしました。


要不要を考えずに先に作ってしまう自作マニアの悪い癖


 数年前に大型バイクにリターンして以来、重量級のマシンを自在に操る楽しさにも目覚めてしまいました。オートバイではブレーキランプやウィンカーは法律で定められた灯火類ですので付いているのが当たり前ですが、ロードバイクにはありません。サイクリングロードや里山中心に走っている時にはほとんど必要性を感じませんが、たまに国道を使って都心部に出る際にはあったら便利だろうなと思う時があります。とりあえず持っている部品を組み合わせて、実用的なものが作れるかどうか挑戦したいという自作マニアの習性で試作してみたのがこれです。

試作したロードバイク用ブレーキ・ウィンカーランプ(ケースに組み込む前の段階)

取り付け場所についてはだいぶ悩みましたが、ブレーキ操作によりランプが点くこと、進行方向の前後からウィンカーが視認できることを優先してハンドルバーエンドに取り付けられるよう設計しました。

ハンドルバーエンドにこんなイメージで取り付ける

後方から赤色LEDのブレーキランプが見えるようにします。ウィンカーは自転車の前後から見えるよう二箇所に黄色LEDを取り付けます。車のランプ類にLEDが使われるようになって、超高輝度LEDの価格が安くなりました。日中でも十分に確認できるほどの明るさがあり、乾電池二本で動作させられます。ブレーキが操作されたことの検知は、ブレーキレバーの隙間に両面テープで貼り付けられる感圧センサーで行います。さらに、左右のウィンカーの点灯をブラケットカバーの中に隠した感圧センサーで操作します。

薄く、両面テープで貼り付け可能な感圧センサーでブレーキランプとウィンカーを操作

片側だけのブレーキ操作でも左右両方のブレーキランプを同時点灯させたり、片側ウィンカーの点滅中に反対側に変えた時に、点いていた方を停止し反対側を点滅させられるよう左右の制御ユニット間をRS232Cで通信させます。こうすることにより、プログラム次第でハザードランプのような点灯方法も可能になりました。左右のマイコン間を繋ぐ信号ケーブルや電源になる単四電池二本は全てハンドルバーの中に収めてしまいます。ハンドルバーの内径を測ってみると21mmありましたので、その太さに収まる電池ケースを探しましたが見つかりません。仕方がないのでハンドルバーに収納できる特殊仕様の電池ケースも3Dプリンターで自作しました。

横方向のサイズが21mmを切る自作電池ケース

さあ完成です。実際にハンドルバーに取り付けるケースを3Dプリンターで作る前に、バラック状態でテストしてみましたが、いい感じで機能しています。左右どちらかのブレーキレバーを少しでも握ると左右両方のブレーキランプが同時に点灯してくれます。ソフトウェアで制御していますから、消灯までの時間を長めにしました。短いブレーキ操作でも後方から確認しやすいように長めの時間点灯します。ウィンカーを点灯後に消し忘れるのは車やバイクでもよくあります。ウィンカーは点灯後、何も操作されなければ10秒後に自動で消灯するようにしました。あとは実際に利用しながら微調整を行えばいい段階まできましたが、ここでふと我に返ります。


ブレーキランプやウィンカーは本当に自転車で役に立つ?


 法律では自転車でも停止時や右左折時には合図が必要なことになっています。大抵はハンドサインで合図を行なっていますが、急ブレーキが必要な時などは片手を離す余裕がありません。また、ハンドサインは短時間で終わってしまいますが、少し長い間サインを出していた方が良さそうな場面もあります。信号待ち中に右左折の合図をしたい場合などです。これらのような状況では車と同様のブレーキランプやウィンカーが役に立ちそうです。

車の多い市街地を走る際にはブレーキランプやウィンカーは役に立ちそう

集団走行している際にも、前を走る自転車がブレーキ操作を開始したのかどうかが判断できれば後ろの人たちは心構えができます。ウィンカーなどの合図を使う使わないの判断は走る際の状況によると思いますが、安価でスマートに取付けられるランプであれば付いているに越したことはないと思うようになってきました。もちろん夜間はテールランプ(ポジションランプ、車幅灯)としての利用が可能ですので、無駄にはなりません。問題はその「安価でスマートに取り付け可能」ということです。


色々ある自転車用ブレーキランプ・ウィンカー


 色々な市販品やKickstarterなどで資金を募っているコンセプトモデルを見てみると、実にバラエティーに富んでいます。ハンドルに取り付けたスイッチから長いケーブルを経由してシートポストにあるランプ類をコントロールする単純なものや、ケーブルの代わりに無線で信号を送るもの、内蔵された加速度センサーが減速時の加速度を検知して自動でブレーキランプを点けるものなど様々です。それぞれの機能により取り付けられる場所にも違いが出てきます。取り付け場所を選ぶ際に考慮が必要な技術的なポイントは、
  • ウィンカー操作は何処でどのように行うか?
  • ブレーキの検知方法は?
  • 電力をどのように供給するか?
という三点かと思います。もちろん見易さも重要ですので、技術的な課題と同時に考慮して決めます。センサーや操作ボタンとランプを無線で繋ぐ方法は、取り付け場所の自由度が一気に増しますが、無線デバイスが高価でバッテリーの持ち時間も短くなってしまいます。ランプやセンサー・スイッチ類が近い場所に設置できるハンドルバーエンドを今回選んだのはそのためです。

ブレーキ(テール)ランプとウィンカーの取付け位置候補

さらに注意が必要なのは、車やオートバイのブレーキランプはドライバーがブレーキ操作を開始したことを後続車に知らせる役目を果たしていることです。決して速度が落ちたことを知らせているわけではありません。加速度センサーを使って明るさを増減させる自転車用テールランプが売られ始めましたが、これは決してブレーキランプと呼んではいけません。何故なら、このランプが点灯した時には既に減速が始まっていますし、ブレーキ操作をしたからといって必ず点灯する保証はないからです。今回使用したブレーキレバーに感圧センサーを貼り付ける方法では、レバーの動きがまだ遊びの段階でランプを点灯させることができます。


加速度センサーを使った試作品で実感した限界


 三軸加速度センサーの値段が下がり、これを使って自動ブレーキランプを実現できないだろうかと開発に取り組んだことがあります。

加速度センサー式ブレーキランプ試作一号機(左)・二号機(右)

初めて使うデバイスであったこともありますが、走行時の振動からくる測定値のノイズや坂道での重力の影響排除などかなり難しい処理が必要になりました。試行錯誤を繰り返して、なんとか減速時の進行方向へのマイナス加速度を見極めるところまでできましたが、実際の走行試験ではどうしてもブレーキ操作開始からランプ点灯までタイムラグが出ます。

実際の走行中にGoProで撮影しながら試作品のテストを繰り返し実施

判断のためのパラメータや加速度計算のロジックなどを色々変えながら、実走行テストを繰り返して得られた結論は「加速度センサーで得られた数値からブレーキ操作の開始を検知することは困難」というものでした。ブレーキ操作の結果として減速が始まったことを検知するのが精一杯という結論です。デバイスや回路設計の専門家が行えばもっと違った結果になるのかもしれませんが、そもそも時間軸で考えてみれば当たり前の結果に思えてきました。結局この試作品は、「自動で注意喚起を促すことができるテールランプ」という位置付けになっています。いっそのこと、ブレーキレバー全体に感圧センサーを貼り付けて、ブレーキに力を入れ始めたらランプが点くようにした方が、よほど本来のブレーキランプらしい動作をするように思えてきました。


試作品が完成して満足してしまう自作マニアの悪い癖


 実は、完成したブレーキ・ウィンカーランプはまだ自転車に装着されていません。ハンドルバー内の配線やブレーキレバーに感圧センサーを貼り付けるのに、バーテープを剥がしてやる必要があるためです。次回のバーテープの交換の際に組み込んでみようと思っていますが、これって目標であった「スマートに取り付けられる」のとは一線を画しています。自作マニアを自他共に認めてもらえるのはまだまだのようです。精進を続けたいと思います。


2017年5月29日月曜日

実践テスト サンキュッパの4Kアクションカムは果たして使い物になるか


 雪山やオートバイ、サイクリングを楽しんでいるときの感動シーンを残したくてGoProなどのアクションカメラを複数台活用しています。GoProの人気が出てくるとすぐに類似品が市場に出回り始めます。中でも中国のSJCAMなどは高いコストパフォーマンスで一定の評価を得ているようですが、それでも一万円前後で売られていますので、気軽に試せる価格ではありません。さらに安価なSJCAMのコピー品も度々見かけるようになっていました。


秋葉原で3,980円の4Kアクションカメラを発見


 用事もないのに時々秋葉原をぶらついては掘り出し物を探しています。いつものパーツ屋を覗いたら、4Kという文字が輝くアクションカメラのパッケージを発見。何と税別3,980円の価格で、4K・30FPSまで撮れるカメラが売られていました。今使っているGoPro HERO3+ Black Editionでも4Kは15FPSまでしかサポートしていませんので、それ以上の性能です。見た目はSJCAMにそっくりですが、メーカーの名前は書いてありません。一瞬「偽物?」との不安がよぎりましたが、試して見たいという興味が勝りました。

4Kの文字が光る3,980円のアクションカメラ

外箱から取り出すと、しっかりとした(でもありませんでした:2017年5月30日追記)ハウジングに収まったカメラが出てきました。ハウジングのデザインもSJCAMにそっくりです。

SJCAMにそっくりなカメラ本体とハウジング

カメラ本体をハウジングから取り出してみると、アルミ面に細かい傷が複数見えます。やっぱり中華品質だとの思いを抱きながら付属品を取り出します。

小さな傷がたくさんついているカメラ本体

落下防止用のワイヤーや固定のためのタイラップも含めた、豊富なアクセサリーが出てきました。基本的にGoPro用と互換ですから、仮にカメラ本体が使い物にならなくてもアクセサリーを購入したと思えば諦めもつきます。

すごい種類のアクセサリーが同梱されてる

GoProの場合は別売品になっているアクセサリーもあり、それだけでこのカメラ価格を超えてしまいそうです。

ロールバーマウントやカメラ三脚マウント、ネイキッドフレームなどGoProでは別売品のものも付属

背面には2インチのカラー液晶がついていて、設定や撮影中のモニター、撮影後の再生に利用できます。これもGoProの一部モデルではオプションです。

2インチのカラー液晶がついている

正面から見たサイズはGoProと同じで、若干奥行きがあります。特筆すべきはめちゃめちゃ軽いこと。バッテリー込みで58gと外箱に書いてありました。振動の多い場所で使うカメラですから軽い方がいいのですが、中身がスカスカなのではとの疑念が湧きます。

ほぼGoProと同サイズ、背面にカラー液晶がついていてもかなり軽い

バッテリーは900mAhのSJCAM用とそっくりなものがついていました。これで90分の録画ができると書いてあります。

SJCAM用にそっくりなバッテリー、これで90分の録画が可能(だそうです)

以上、同梱品を確認した限りでは3,980円の商品とは思えない内容です。あとは果たして動くかどうかですね(^ ^)


液晶パネルでの設定やモニターはやっぱり便利


 先ずは付属のACアダプターで充電を行ってから、いよいよ緊張の電源投入です。奇怪なビープ音とともに、背面の液晶が明るくなりました。言語の設定が可能で、日本語も表示できます。意味不明な表現が一部に見られたため、英語モードで使用することにしました。


動画の解像度指定画面では4K/1080p/720pの三種類が選択できますが、フレームレート (FPS)を指定する場所がありません。どうもFPSは固定?のようです。謎は残りますが、4Kにセットしてテストを進めました。


写真(静止画)の解像度指定もできるようになっています。外箱には16MピクセルのCMOSセンサー使用と書いてありますが、なぜか設定画面では20Mピクセルの指定も可能でした。よくわかりませんが、とりあえず16Mでテストです。


撮影時に映像がモニターできると、とっても楽です。今まではカメラのセット時にスマホとWi-Fi接続してから画角を調整していましたが、液晶モニターがついていれば本体のみで一発で画角を決められます。これは一度使ってしまったら手放せないですね。


決して画質のいい液晶ではありませんが、本体だけで簡単にカメラの設定を行えますし、映像がモニターできるのは便利です。バッテリーの残量や録画モードの確認も撮影中に行えるため、失敗も少なくなりそうです。


実際に撮影してみて感じる「本当に4K?」の疑問


 晴れた日を選んで、格安4Kカメラを自転車にマウントしてテストしてきました。比較のために、いつも使用しているGoPro HERO3+ Black Editionでも同時に録画します。

格安4KカメラとGoProを同時に使って比較

下が格安4Kカメラで撮影した映像です。ホワイトバランスはAUTO設定ですが、青かぶりしていて、編集時に色調整が必要です。空や道路の明るいところに色の縞(バンディング)が現れてしまっています。樹木の葉などの細かい部分がはっきりしません。とても4Kの解像度があるようには思えない映像です。

格安4Kカメラで撮った映像

HD(1080p)で撮影しているGoProの映像と比較しても解像度では劣ります。価格差を考えれば比較するのがかわいそうなほどですが、それでも4Kを謳っている割には見た目の解像度は720p程度しかありません。

HDモードのGoPro映像と比較しても低い解像度

本当に4Kなのかとの疑問が消えず、できあがったファイルの情報を読み取って見ました。4K設定で録画しているはずなのに、なんと出来上がったファイルは横1920、縦1088ピクセルのHD解像度ではありませんか!!! そもそも1088って一体どういうサイズなんでしょう。規格では1080のはずですが.... 8ピクセル分はサービスでしょうか?


音声はモノラルで、サンプリング周波数8KHzです。電話程度の音ですから、音については期待できませんが、もともとアクションカメラの音はよくないので、ここは諦めます。動画ファイルのサイズからビットレートを逆算してみると、GoProのHDモードと同じ約20Mbpsになっていました。これだけのデータを使いながら、あの程度の画質ですから、画像センサーや処理がいかに貧弱かがわかります。


写真(静止画)の解像度も怪しい


 動画がこれだと写真もかなり怪しくなります。16Mピクセル解像度の設定で撮影した写真がこれです。案の定、横1920 x 縦1088のHD解像度で写真ファイルも出来上がっていました。

16M設定で撮影した写真のサイズは2M

これは設定可能な写真解像度の中で最低の2Mピクセル時のサイズです。2Mを超えるどの設定で撮影しても、出来上がる写真はこのサイズで一定でした。外箱には「16Mega Pixels CMOS Sensor」と表記されていますが、どう考えても2Mega(HDサイズ)のセンサーしか使っていないように思えてなりません。この基幹部品をケチれば相当原価が抑えられますから、考えられないことではありません。

箱に記されているスペックは一体どこへ


この格安4Kカメラの使い道を考えなくちゃ


 税別3,980円の格安カメラですから画質が良くないのは諦めもつきますが、デカデカとパッケージに表記されている4K解像度が、実際は使えないというのはどう考えても納得できません。16MのCMOSセンサー搭載で、設定メニューには20M(笑)までの高解像度モードがあるのに、どれを指定しても最低の2Mでしか写真が撮れないというのも、単なる不具合とは思えません。明らかに人為的なものを感じます。クレームをつけたら「ソフトのバグで、現在パッチを作成中」とか言い訳されそうですが、連絡先もわかりません。

 では、これを返品しに買った店舗に持って行くかといえば、往復の交通費が千円以上かかりますので多分行きません。全く動かないのなら別として、なんらかの活用方法を考えることにしました。


USBケーブルでパソコンに繋ぐと、Mass Storage/PC Camera/REC_modeの三つから選べます。PC CameraモードにすればWebカメラなどの用途に使えます。VGA解像度程度の使用目的であれば、過不足はないと思います。REC_modeを選べば、USBから給電しながら録画が続けられますので、ドライブレコーダーなどの活用方法が考えられます。

 SJCAMの外箱に書かれているスペックを真似して、中身は安い模倣品というのが実情だと思いますが、わざわざ設定メニューを偽装?してまで売り上げを伸ばそうという根性がすごいですね。さすが何でもありの中華製品です。かかわっている人々のエネルギーを感じてしまいます。スペックを偽ることは今の日本ではあってはならない犯罪行為でしょうが、伸び盛りでイケイケの国では当たり前に行われているんでしょうね、きっと。いろいろ考えるきっかけとなった3,980円でした。

 走行中の実写映像を含めて格安4Kアクションカムの紹介ビデオを作りました。よろしければ参考にしてください。




よく見るとハウジングの作りもいい加減だった


 見た目はGoProやSJCAMの純正品にそっくりのハウジングですが、よくよく見るとかなりいい加減なことが分かりました。カメラのレンズをカバーする部分は、映像に歪みが出ないよう精度の高いアクリルやガラス板を別部品として取り付ける構造になっているのが普通です。この部分までハジング本体と一緒に成型してしまうと、どうしても歪みが残ってしまいます。格安4Kカメラのハウジングにもネジ止めされたレンズカバーが付いていますので、すっかりそうなっていると信じ込んでいましたが、よくよくレンズ部を見ると歪んでいるのが分かりました。

レンズ保護部が別パーツで取り付けられているようなハウジングだが....

裏側から覗くとレンズ部分も含めた一体成形になっています。ネジ止めされている表の黒いカバーは単なる飾りでした。無くてもハウジングとしての機能は全く変わりません。光学系の機器とは思えない、いい加減な作りになっています。厚さも薄く、本当にこれで水深30メートルまで耐えられるのか不安です。

裏から見るとレンズ部も一体成形されている


GoProにもないMotion Detection機能は面白い


 設定メニューをいじっていたら「Motion Detection」という項目を見つけました。読んで字のごとく、画像センサーで動きを検知した場合に自動的に撮影を開始する機能です。この機能、GoProにはありませんがSJCAMには以前から備わっていたようです。


里山に持ち出して野生動物の撮影にも活躍しそうな機能です。カメラの周りに餌をまいて、野鳥が集まってくるのを撮影して見るのも楽しそうです。暇さえあれば居眠りしている愛犬の前にカメラを置いてみました。

怪訝な顔の愛犬の前に動き検知をオンにしてカメラを置いてみた

動き始めを検知してから録画が始まるまでに若干の時間がかかるようで、起き上がった瞬間は撮れませんでした。カメラの向きや距離を工夫してやらないと狙ったシーンを撮るのは難しそうです。日付と時間を映像に入れることもできますので、防犯カメラ的に利用することもできそうです。

Motion Detection機能で自動撮影してみた

動きを検知し撮影を開始してから20秒経つと自動停止します。設定メニューを探してみましたが、撮影時間の指定はありませんでした。いろいろ制限はありますが、3,980円の格安アクションカムの使い道が少しずつ見えてきました。

(2017年5月30日追記)



SACのAC600と全く同じ外箱だった


 後日、家電量販店のアクションカメラコーナーを覗いていたら、見覚えのあるパッケージを見つけました。使われている写真などが微妙に異なりますが、書かれている文字やデザインは今回つかまされた「嘘っぱち4Kカメラ」と全く同じです。商品名はSAC社のAC600となっていて、9,800円で売られていました。ハウジングや付属オプション類も非常に似ています。秋葉原で手に入れたサンキュッパのなんちゃって4Kカメラは、どうもSAC社の製品をパクったようです。

(2017年7月21日追記)


2017年5月26日金曜日

緑のカーテンのために自動給水機をPICAXEで自作


 本格的な夏の暑さを少しでも和らげ、節電にもつながる緑のカーテンについては自治体でもその利用を推奨しています。敷地の南側が道路に面していて、日当たりが良過ぎるくらいの自宅でも数年前からゴーヤーを利用した緑のカーテンのお世話になっています。

ゴーヤーの葉が夏の日差しを遮ってくれる緑のカーテン

このゴーヤー、成長が早く病害虫に強いため誰が育てても失敗がほとんどありません。生い茂る葉が室内の気温を下げ、冷房の電気代を浮かせてくれます。一年目は苗を密集して植え過ぎたため、葉も小さく育ちが今一つでしたが、花は十分に楽しめました。

ゴーヤーの花は可憐で綺麗

小さな黄色い花をたくさん咲かせてくれて、家の内外から楽しめます。さらに綺麗な花を楽しんだ後には、もう十分だと思うほどたくさんの実をつけてくれました。

次から次に大きな実をつけてくれる

夏の一番暑い時期に、ゴーヤーの実で作ったチャンプルーは夏バテ防止にも役立ちますが、毎日だとちょっと飽きて来ます。面倒になり、収穫をサボっていると、あっという間に実が熟して黄色くなり、ぱっくりと口を開けてしまいます。

完全に熟して口を開けたゴーヤーの実

普段食べている緑色のゴーヤーがものすごく苦いのに、この熟した実に詰まっているタネを舐めるととっても甘いのには驚きました。


緑のカーテンは大量の水を吸い上げるため水やりが大変


 ゴーヤーに限らず緑のカーテンに利用する植物は、長く伸びた蔓にたくさんの葉をつけます。一枚一枚が目一杯日光に当たるように葉を広げるため、大量の水を葉から蒸発させるのでしょう。大きなプランターに植えていても、すぐに土が乾いてしまいます。朝夕の一日二回はたっぷりと水をやらないと、すぐに葉が萎れて来ます。

二年目は二階のベランダ内にまで侵入したゴーヤーの蔓

植え方や追肥のやり方にも慣れた二年目には、あまりにも成長しすぎて二階のベランダにもゴーヤーの実ができるほどでした。大きく育ってくれるのは嬉しいのですが、水やりがますます大変になります。旅行などで一日家を空けると、翌日にはすっかり萎れていました。夏休みに家族で数日間の旅行を控え、何らかの対策が必要になりました。


水道栓用の電磁バルブで自動給水機を自作


 秋葉原を定期的にぶらつき、面白そうなものを見つけてはとりあえず手に入れてしまうという悪い?癖があります。購入時点では何に使えるのかわからなくても、その後突然のひらめきで役に立つこともしばしばです。家族に「ガラクタばかり集めて」と小言を言われようが気にしません。この時も運よく千石電商で購入した水道用ソレノイドバルブがありました。自動給水機の市販品もたくさん見ましたが、水道栓から直接給水できるものは結構なお値段がします。自作マニアを自称しているからには、このソレノイドバルブを使って自動給水機を自作するしかありません。

12V電源で水道水を制御できるソレノイドバルブ(千石電商で購入)

このソレノイドバルブを制御するコントローラーの仕様を考えました。自分で水やりをするときの状況を思い返してみると、暑くなる前の朝一番にたっぷりと一回目の水やりをします。一番暑い時期には、お昼を過ぎた頃にはプランターの土が乾いてきますので、朝の水やりから概ね8時間後に二度目の水やりをします。夏の一番暑い時期以外は一日一回でも大丈夫なので、一回と二回を切り替えられるようにします。自宅の中から手動で水やりを制御できると、さらに利便性が増しますので、手動給水ボタンも用意します。マイコン側で必要になる外部との入出力は次のような四つになりました
  • Cdsによる明るさ検知のためのADC入力
  • 手動で給水を開始するための押しボタン用デジタル入力
  • 一日一回または二回を切り替えるスイッチ用のデジタル入力(将来は土壌センサーのためのADC入力に変更)
  • ソレノイドバルブ・動作確認LED用のデジタル出力
これだけの入出力が扱えればOKですので、ArduinoやRaspberry Piなどの本格的なマイコンボードは不要です。今回はPICAXE(ピカクスと読みます)マイクロプロセッサーを利用しました。PICをベースにしたBASIC言語の使える教育用に作られたチップで、秋月電子で数百円で購入できます。設計した回路図はこれ。将来的に、二回目給水の要不要を土壌の湿度センサーで判断できるよう拡張性をもたせてありますが、製作時点でセンサーが手元になかったため、手動スイッチで給水回数を切り替える仕様にしてあります。

PICAXEを使った自動給水機の回路図

無償で利用できるEagleで回路図を描き、プリント基板のパターンまで作成。出来上がったガーバーデータをもとにしてローランドDGのiModelaで基板作成を行えば、あとは半田付けと外部への配線のみです。

Eagleで作成したプリントパターン

最終的に出来上がった自動給水機の制御部分がこれです。半透明のプラスチック容器に押し込んでありますが、これは中のCdsセンサーが外部の光を感知できるようにするためで、決してケースに手を抜いているわけではありません(^ ^) これを窓際に置いておけば、朝明るくなるとセンサーで夜明けを感知してくれ、一日のサイクルが始まります。

安っぽいケースに組み込んだ自動給水機のコントローラー

ちなみに、今回使用したPICAXEは広く組み込み機器などに使われているPICマイコンをカスタマイズし、教育用に変えられた特殊仕様のマイコンです。BASIC言語でプログラムでき、RS232Cライクのケーブル一本でプログラムを書き込めます。以前PICマイコンにチャレンジして、C言語や初期設定の複雑さにくじけてしまった私にはぴったりのマイコンです。処理速度はオリジナルのPICに劣りますが、標準のままでBASICが使え、擬似マルチタスクもサポートしています。1.8Vからの低電圧駆動も可能で、電池で動かす小型携帯機器を開発する際には最適だと思います。多少特殊ではありますが、昔シャープのMZシリーズで身につけたBASIC言語の知識が使えるのも嬉しい限りです。今回のプグラムは以下のようなものですが、時間をカウントして必要な動作を指示するタスクと、夜明けから日没まで明るさを監視しているタスクの二つが独立してプログラミングされています。擬似とはいえ、マルチタスクでプログラムが組めると非常にすっきりしますので大変助かります。



土壌湿度センサーで機能アップも簡単


 特定の機能を前提とした専用ハードウェアと異なり、内部のプログラムを書き換えれば柔軟に機能を変えられるマイコンチップを使用しています。例えば給水回数を一日一回か二回に切り替えるスイッチ入力部分(C.2端子)の定義を、デジタル入力からADC入力に切り替えて土壌湿度センサーに繋ぎ変えてやれば、プランターの土の湿り具合に応じて自動的に給水の回数を変えることができます。

土の湿度に応じて出力値が変わるセンサー

PICAXEのプログラムを書き換えるのも、ケースに組み込んだままでちょっと特別なRS232Cケーブル(逆論理)をイヤホン端子に差し込んで行えますので、回路を組み変える必要もありません。柔軟性が高く、PICほどの内部知識も不要で、マイコン組み込みシステムが開発できます。もともと教育用として生まれたそうですが、十分実用品の開発に使えそうだと思っています。

 今回は水道栓に繋げたバルブを制御する機器ですので、不具合があったら大変なことになります。旅行を楽しんで家に帰ったら、水道の水がジャバジャバと流れっ放しになっていて、周りは水浸し、とんでもない水道料金が請求され、なんてことにならないよう十分なテストとしっかりとした施工が必要です。

水道水が出っ放しなんてことにならないよう十分な注意が必要

電子回路部分は安価に作っても、水道への接続部分はしっかりとした部品を使いました。設置して四年ほど使っていますが、今のところ水漏れ事故もなく、毎年暑い時期に緑のカーテンの恩恵を受け、ゴーヤーの実を飽きるほど楽しんでいます。今年はゴーヤーチャンプルー以外のレシピ開発が至上命題となっています(^ ^)/



2017年5月22日月曜日

谷津道探検サイクリング 国道や県道を使わずに目的地を目指せるか?


 ロードバイクに乗り始めてから八年の間に、サイクリングロード中心から谷津道中心に移り変わって行った経緯については前回の投稿で書きました。ロードバイクに乗り始めたばかりの初心者が、大型トラックに怯えながら国道126号や交通量の多い県道を乗り継いで九十九里浜を目指し、二度と走りたくないと思ったのもちょうど八年前でした。その後、千葉県の下総台地を走り回っているうちに、短いながらも安全で快適な谷津道や高台の林道をつなぎ合わせて行くと、国道を使わなくても東金の九十九里平野西端にたどり着けることを発見。国道126号に付かず離れず九十九里浜を目指せる快適ルートが見つかると、今まで足が遠のいていた千葉県東部へも頻繁に訪れるようになりました。自宅のある船橋から九十九里浜までのサイクリングルートを例にして、どのように車道中心から谷津道中心にルートを変えていったのかを振り返ってみました。

国道・県道だけを走り、初めて九十九里浜に行ったのは今から八年前のこと(赤色のルート)


ロードバイク初心者が国道126号で九十九里浜へ


 それまで乗っていた折りたたみ式のミニサイクルと比べると巡航速度は雲泥の差で、さらに転がり抵抗が少ないため、下り坂では重力でぐんぐんと加速してくれます。同じ体力でも一日に走れる距離が格段に増えました。ロードバイクに乗り始めた最初の夏、自転車で一度も行ったことのない九十九里浜を目指してみました。船橋から千葉市中央部までは狭くて混雑する国道14号の裏道を探しましたが、千葉市街を抜けてからは国道126号をただひたすら進んで東金にたどり着くことしか頭にありませんでした。市街地を抜け、京葉道路と交差する辺りまでくると道幅が一気に狭くなり、追い越していく大型トラックの風圧に恐怖を感じながらひたすらペダルを漕ぎました。初めての道はそれなりの楽しさもあるものですが、後ろから迫ってくる車に追い立てられているようで、途中の景色を楽しむ余裕はありませんでした。

「九十九里」の案内が見えた時にはホッとした

東金手前で一気に坂を下り、国道126号から離れて九十九里平野の県道に入った時にはホッとしました。そこから先は真っ直ぐで単調な県道をただひたすら進み、真夏の九十九里浜に到着した時は喜びもそこそこで、帰りに同じ道を走ることが憂鬱になっていました。

海水浴客で溢れる炎天下の九十九里浜に到着

心配していた帰路、最初の東金の登りで既に疲労困憊。炎天下に大汗をかいてしまったためか、少し走っては休憩して水をがぶ飲みという状態でペースが上がりません。千葉市中心部にたどり着いた頃には体力が底をついていて、そこから船橋の自宅までは歩くような速度で戻ったと記憶しています。ロードバイクで初めて九十九里浜まで行ってきたという満足感はありましたが、このルートは二度と走りたくないという思いが残ったロードバイク一年目の冒険サイクリングでした。


国道126号を度々横断しながら新ルートを物色


 その後は国道126号を走ることはなくなり、サイクリングロードと一般道や谷津道を組み合わせて、新しいルートの発掘を楽しんでいました。印旛沼辺りまでサイクリングロードを使い、そこから鹿島川沿いの谷津道を探検しながら南下すると、国道126号を横断して泉自然公園や昭和の森などに行くことができます。この頃には国道や車の多い県道は横断のみにするという自主ルールを決めて新しいルート開拓に励んでいました。度々国道126号を横断していると、その前後に国道に沿った快適そうな道がいくつもあるように見えます。帰宅後にGoogleマップやGoogle EarthにGPS軌跡を表示し、気になった道を拡大しながら念入りにチェックしました。

度々横断する国道126号(赤線)に並行する気になった道を繋ぐと....

例えば、上図の四角で囲った部分を拡大すると国道126号のすぐ南側に典型的な谷津地形が広がっているのが分かります。小川(都川)の両側に水田が広がり、その外側が若干の高台になっています。国道126号はこの高台部分を走っていて、水田と高台の間にくねくねと農道が続いているのが分かります。

Google Earthの拡大図、典型的な谷津地形であることが分かる

この農道が自転車で走りやすい道かどうかは実際に行ってみないと分かりません。泉自然公園や昭和の森からの帰りにこの農道を走って見ると、実に快適な谷津道であることが判明。

国道126号南側の谷津道はこんな感じで走りやすい

国道126号を横断する際に見つけた気になるルートを電子地図でチェックし、使えそうであれば実際に走行してみるということを繰り返し、徐々に国道沿いのルートを伸ばしていきました。


開発された市街地でも谷津地形の痕跡は残る


 千葉市中央部を通り抜ける国道14号は以前に比べてだいぶ走りやすくなりましたが、それでも幕張を過ぎる辺りまでは道が狭くて危険です。道が広くなる千葉市街でも単調で面白くありません。時間を節約したい時以外は、あまり走りたくないと思っています。この千葉市街地を抜けるまでのルート選定にも試行錯誤を繰り返しました。船橋から国道126号付近まで行くのに、国道14号は最も分かりやすい道なのですが、何度も走っているうちに千葉市中央部を通らず、北にある千葉動物公園横を通り過ぎるルートを見つけました。千葉動物公園から先は都賀の住宅地を通り抜け、坂月川沿いの谷津道を走れば、千葉市中央部を通ることなく、国道126号の大草交差点に出ることができます。国道51号も信号のある交差点ではなく、アンダーパスで横断することができ、その先は加曽利貝塚などがある坂月川沿いの快適ルートとなります。今では千葉県東部に出る際の主要ルートになっています。

千葉市街を抜けるルートもできるだけ国道や車の多い県道は避けたい

千葉市の国道をバイパスするルートを探す時にもGoogleマップやGoogle Earthなどの航空写真と谷津地形の知識が役に立ちました。例えば、上図の四角で囲んだ部分を拡大したものが下の図です。

市街地の中でも走りやすそうな道を探す

人工的に流れを変えられたような水路(草野水路)の両側は高台になっています。土地の高低はGoogleマップを地形に切り替えれば一目瞭然です。その高台に沿って曲がりくねった道が続いていますので、これはもともと谷津だった場所が開発されたものと考えられます。もともとの農道が生活道路として利用されていて、自転車走行に向いていそうなルートであることが想定されます。

開発後にも形跡が残る谷津地形

谷津の高台の方から徐々に開発が進み、最後に低地の田んぼが埋め立てられ、小川が流れを変えられたり暗渠になったりしていますが、もともとの農道は生活道路として残る場合が多く、開発後にも谷津地形の形跡は残っています。市街地の中にこんな痕跡を追いながら、走りやすそうな道を探しました。


平坦な九十九里平野部は車の少ない車道を選ぶ


 東金にある雄蛇ヶ池まで国道126号を使わない快適なルートを見つけられれば、その先の九十九里平野は比較的自由にルートを選べます。2015年には国道126号の南側、2016年には北側の快適ルートを開拓することができました。平野部に入る直前に東金崖線の高低差50〜70メートルほどを一気に下ります。

雄蛇ヶ池から先の九十九里平野は好きな道を進む

季美の森のある南側(青線)の方が北側(緑線)より標高差が大きいため、帰路は北側を選んだ方が楽に登れます。

季美の森から雄蛇ヶ池への下り坂、ここを登るのはきつい

九十九里平野に入ると谷津地形はありませんので、どの道を選んでもほぼ平坦です。川沿いの道もありますが、途中で舗装がなくなったり、中洲で行き止まりになったりしますので、車の少ない車道を走る方が効率が良いようです。


谷津道がないところは林間の道や畑の中の道を見つける


 小川沿いに残る谷津道だけで目的地に行ければそれに越したことはありませんが、大抵は途中で途切れてしまいます。今回のように分水嶺になっている東金崖線が途中にあれば、当然川は無くなります。そんな時に役に立つのが林間の道や畑の中の道ですが、林間の道は航空写真を拡大しても見つからないことがほとんどです。

川沿いの谷津道に比べて見つけるのが難しい林間の道

国道126号北側の高台にある林間の道(緑線)を見つけたのは、大草谷津田生きものの里を何度も訪問していた時です。林の中の細い道が東側に伸びているのを発見し、ダメ元で走り始めたらいつも南北に走っている鹿島川支流の平川沿いの谷津道にひょっこりと出られた時でした。国道南側の谷津道ルート(青線)しか知らなかった時に、北側台地の林間ルートを見つけられたのは全くの偶然です。強い日差しを遮ってくれる林間ルートは、その後夏場の快適ルートとなりました。

どこまで行けるか不安だが走って確かめるしかない林間の道

高台にある畑では、小川も森林もありません。単調ですが車道を走るよりは安全です。広大な畑が広がる八街を通過する際には、直線の単調な道をしばらく我慢して進みます。

八街の畑の中の道は単調だが安全

谷津道の最奥部などでは、人の出入りも少なく道が荒れていることもあります。車やオートバイでは先に進むのに躊躇してしまいますが、自転車ならいざとなれば担いで進むこともできますし、戻るのも簡単です。新しい道を開拓する際には臆することなく先に進んでしまいます。

谷津道の最奥部、先に進むのに躊躇する場所

わずかに残された狭い谷津地形です。我慢して前進すれば、大抵はひらけた場所に出ることができます。狭いながらも豊かな自然が残された場所ですので、期せずして珍しい動植物に出会うことも度々です。アケビやキイチゴなどの自然の恵みを発見して、サイクリング中に道端で木ノ実を貪っていたこともあります。


 国道や車の多い県道を避けた快適ルートの完成までにはかなりの回数の見直しが必要になりましたが、その過程も含めて楽しんでしまいます。行止りも迂回も探検サイクリングの醍醐味だと思えば苦になりません。どうしても谷津道や林間道が見つからない場合は、無理に車道を避ける必要もありません。いざとなれば歩道を使わせてもらいましょう。郊外の国道沿いなどは歩行者がほとんどいませんので、安全に気をつけて走れば大丈夫です。

 長い時間をかけて安全で快適なルートを見つけ、谷津や森林に残された自然を楽しみながら走るサイクリング。単に体を動かすだけの運動とも異なる、知的で好奇心にあふれた非日常の体験が楽しめる谷津道探検サイクリングに夢中になっています。