元祖 [熱の実験室] 第30回 - Raspberry Piで低温調理 - ヨーグルト

「熱の実験室」のコーナーでは、熱を利用した身近な実験を行なっています。

第30回(2016年5月)の実験
 テレビなどで、低温調理を見ることがありますが、面白いとは思うものの、温度と時間を設定するのが面倒そうで、なかなかやる気になりません。
 Raspberry Piを使えば、温度と時間などのプログラムは自在だし、記録もできるので、低温調理には最適と思いました。更に、スマートフォンから設定や温度確認ができれば便利です。そこで、スマートフォン用のソフトを作り、低温調理の部類には入りませんが、温度と時間が重要なヨーグルトを作ってみました。
 なお、Raspberry Pi 3が出回りはじめていますので、題名にラズパイ2と書くのをやめて、汎用的なRaspberry Piに変えてあります。

 ● 回路

 Raspberry Pi 2 とブレッドボードに、上の図のような回路を形成しました。ヒーターの駆動は、第29回の実験と同様に、GPIOのDC3.3Vにトランジスタを接続し、DC5VでSSR(ソリッドステート・リレー)を動かしています。動作状態が良く見えるように。トランジスタと並列に赤いLEDを接続しました。
 温度センサーは3つ用意して、ADコンバーターで直列に接続した抵抗との比率を検出し、プログラムで温度を算出しています。ADコンバーターの、CH0~CH7まで8つある端子の内、5~7を使用しているのは特に意味がありません。温度センサーは最大8つにすることが可能です。
 今回は、温度センサーth5の測定値だけで温度をコントロールし、他の2つは記録用にしましたが、複数の温度センサーの測定値を使用して温度コントロールすることも、プログラムしだいで可能です。低温調理の場合だと、食品としての安全性のため、肉など食品内部の温度と時間を規制するようにすることも、考えられます。

 ● プログラムを動かす環境

 前回までは、パソコンからの操作しやすさなどから、Raspberry Piから別のWebサーバーにデータを送り、保存していましたが、今回は、LAN内のスマートフォンから直接Raspberry Piを動かし、温度データもRaspberry Pi内に保存する、シンプルなかたちにしました。データをmicroSDHCに長時間・繰り返し書き込むのは不安があるので、メモリー上のファイルに書き込むようにしました。このデータは、Raspberry Piをシャットダウンすると消えます。