コーヒー残ってるかなシステムを作る ( キッチンスケール + ATmega328 + BLE(RN4020) + Androidスマートフォン )



センサ値チラ見システム」を応用して、電池駆動においても長時間に渡って「コーヒーサーバーの残量」を離れた場所から確認できる 「コーヒー残ってるかなシステム」 を作成する方法に関して書きとめています。


コーヒーサーバーは、ステンレス製とガラス製があります。
ステンレス製のコーヒーサーバーは、保温性が高く、一度に大量に入れて、のんびり飲むときや、複数人で飲むときに重宝します。しかし、中身が見えず、コーヒーの残量を外から確認することができません。
ガラス製のコーヒーサーバーは、中身が見えますが、コーヒーの残量を確認するためには、近くに行かなければなりません。

「コーヒーを飲みたいと思い、コーヒーサーバーのところに行ったのに、中身が空でがっかりした」という経験はないでしょうか。
「コーヒーが残っていてもいなくてもコーヒーが飲みたい」ときもあれば、「コーヒーが残っていれば飲みたい。残っていないならいらない」ときもあります。できるならば、「コーヒーサーバーのところに行かずに、コーヒーの残量を確認したい」。

「コーヒーサーバーのところに行かずに、コーヒーの残量を確認したい」を実現するのが、この「コーヒー残ってるかなシステム」です。

「コーヒー残ってるかなシステム」のキッチンスケールの上にコーヒーサーバーを置いておけば、離れた場所から、「コーヒーサーバーの残量」を確認できます。

主要部品

重量計 重量計としては、市販のキッチンスケールを使用します。
マイコン マイコンボードとしては、Arduino UNOに搭載されているマイコンチップである ATmega328 を単体使用します。

省電力用途には、Arduinoよりも、ATmega328単体の方が向いています。
Arduinoは、I/Oが整理されており、プロトタイプ開発に向いています。しかし、LEDや抵抗、コンデンサ等が組み込まれており、省電力用途には向きません。
BLEデバイス BLE ( Bluetooth Low Energy ) デバイスは、 RN4020 を使用します。
確認端末 コーヒーの残量を確認する端末は、Bluetooth搭載のAndroidスマートフォンを使用します。

01.ハードウェア組み立て
コーヒー残ってるかなシステムのハードウェアの組み立て

02.ソフトウェア仕様
コーヒー残ってるかなシステムのソフトウェアの仕様

03.BLEプライベートサービスの作成と設定
BLEのプライベートサービスの作成と、RN4020への設定

04.送信側ソフトウェア実装
送信側ソフトウェア、すなわちマイコンのソフトウェア、すなわちATmega328のソフトウェアの実装

05.受信側ソフトウェア実装
受信側ソフトウェア、すなわちスマートフォンのソフトウェア、すなわちAndroidアプリの実装

06.動作確認
ハードウェアとソフトウェアを起動し、動作確認

参考

後閑哲也、「電池1年!スマートBLEデータ・ロガー」、Interface 2015年8月号、P54、CQ出版社