anova的なものを2種類自作した話

1. IoTプラットフォーム・工作で
スーヴィード(低温調理)
#nds53 @civic

2. 自己紹介
• Twitter: @civic
• Python, Java
• サーバーサイドが主
• 工学系・電気系は素人

3. 今日話す内容
• 低温調理(スーヴィード)について
• Raspberry Pi Zero Wで低温調理器を作った
• ジェネリックAnova v1
• ジェネリックAnova v2

4. 低温調理(スーヴィード)について

5. 絶妙な温度で肉に長時間火を通す
滅菌できる温度
肉が固くなる温度
60℃前後
パサつかない・固くならない・でも滅菌はされる

6. • Anova Precision Cooker
代表的な調理器具
・肉を真空パック
・鍋のお湯を一定温度に保つ

7. Anovaの入手
• Amazonでだいたい2万円弱
もしくはbuilderscon3位の副賞でゲット
(実力者のみ)

8. 貧乏人には高くて買えない！
（それに3位も無理だ)

9. Generic Anova v1

10. つくろう！
• デジタルサーモスタットで温度制御
• スロークッカーをON/OFF制御
• 総額6000円程度
https://goo.gl/679t4U

11. はい

12. ジェネリックAnova v1の問題点
• ON/OFF制御では温度がゆらぐ
• ±1〜2℃程度
• より複雑な制御もしたい

13. ON/OFF制御
• 設定温度を超えたらOFF(0%出力)
• 設定温度より下がったらON(100%出力)
• OFFにしても予熱で温度が上がリ続ける
（オーバーシュート）

14. Generic Anova v2

15. PID制御
• イイ感じに出力を制御する方法
• 比例・積分・微分制御
• 比例→目標まで遠ければ強火 近ければ弱火
• 積分→長期的なズレを補正
• 微分→急激な変化を補正

16. 出力の制御
• 100V電源のON/OFFを制御する
• ソリッドステートリレー(SSR)を使用
• 100VのON/OFFをDC3Vで制御
• 秋月電子で250円
• Raspberry PiのGPIOで制御
※SSRは条件によって放熱対策が必要

17. 出力の加減
• 100VのON/OFFでどうやって出力量を変化させる
のか？
• 例えば10秒間で分割して、出力時間を調整
• 100%出力 → 10秒間ON
• 20%出力 → 2秒間ON 8秒間OFF
0 2.5 5 7.5 10 12.5
20%
50%
100%
時間
ON OFF

18. 全体構成
Raspberry Pi Zero W
温度センサーDS18B20
ツインバードスロークッ
カー
SSR
Fuse
AC100V
GPIO
GPIO
WiFi
iPhone
Tornado
IFTTT Webhook API
Push Notification

19. ハードウェア
• Raspberry Pi Zero W
• 温度センサー DS18B20
• ソリッドステートリレーSSRキット20A
• ツインバードスロークッカー
プラットフォーム（土台）

20. UI
• v1はデジタルサーモスタット
のLCDとボタンがあった
• v2はLCDもボタンもないので
Web UI
• フロント Vue.js
• chart.js
• bootstrap

21. リアルタイム更新
• ハード側で測定した温度変化をクライアントに
リアルタイムに更新
• Server Sent Event
• サーバーからデータをプッシュして更新
• サーバはPythonで記述
• Tornado
サーバ側で10秒おきに温度計測しているのでポーリングでも
よかったかも…

22. プッシュ通知
• IFTTTのWebHookで楽ちん

23. 結果

24. 温度制御の比較
ON／OFF制御 PID制御
100% 100% 100%
0% 0% 0%
なめらかな出力制御
ゆらぎの少ない温度
ゆらぐ

25. リスク
• SSRは発熱する
• 今回の部品では2Aまでは放熱不要とのこと
• いちおう、小さいヒートシンクをつけた
• 基板上にも温度センサーを配置して温度監視
• 100V危険
• ヒューズをつけた
※自己責任で！

26. 肝心の調理結果は？！

27. ゆらぎのない一定温度で
調理された肉ですが
味の違いは分かりませんでした！

28. それよりも肉の良し悪しが大事

29. まとめ・感想
• システムとしての価値はともかく楽しかった
• ハード作成・制御ソフト・フロントエンド
• 一通りつくってから「おっ参考になりそう」とみ
つけたKindle本がかなり似た実装だった
• 低温調理器自作入門
• Pi, 温度センサー, SSR, PID制御, IFTTT
• より複雑な制御も実装したい
• 例：60℃で30分加熱後、58℃で2時間
http://amzn.to/2xLH2ph