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(C)数理設計研究所 2001/08/19
- 初期値 設定最大水位＝１ｍ、 設定最大変化量＝５０ｃｍ／５秒
- 電源電圧 低電力警報
- 過去の記憶（９０％落ち着き時間→時定数Tの2.3倍、９５％→3倍）
- １時間＝３６００秒（７２０＊５秒） 1日＝８６４００秒（１７２８０＊５秒） １週＝６０４８００秒（１２０９６０＊５秒）
- センサ不良、電源低下 ０．５秒ON ４．５秒休止
- 警報 常にON
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- 割り込みは０．１２５秒タイマをゼロになるまでカウントダウンする、(８ビットなら２５５＝31.875秒）
５秒データから平均水位を引き出すLPF（係数は255、8ビット）
| LPF名 |
入力 |
間引き |
時定数 |
９５％時間 |
この出力の利用法 |
| LPF1 |
５秒データ |
なし |
１２８０秒（２１．３分） |
１時間 |
急激な水位増加による土石流 |
| LPF2 |
LPF1出力 |
1/256 |
時定数９１時間（３．８日） |
１１．３７日 |
ダムアップ警報 |
０．１２５秒データのノイズ抑制（係数は15、4ビット）
| 名 |
入力 |
間引き |
総データ数 |
処理 |
この出力の利用法 |
| AVG１ |
最短間隔で取得 |
なし |
１０ |
最大と最小を除いて８個平均 |
警報確認 |
| 名称 |
値 |
内容 |
| Amin |
100 |
最低限界値 これ以下だとセンサーの切断 |
| Amax |
(1023) |
水位変換結果（１２ビット）の上位２ビットに１があれば土石流の可能性が高い
（定数である必要は無い） |
| 以下はＡＤＣ測定結果のＬＳＢ２ビットをキャンセル（右に２ビット動かした値） |
| Ｄsk5 |
30cm=30 |
土石流警報 |
| DSKM |
50cm=50 |
満水警報 |
注釈：以下のデータは時間とともに更新される
| 静的データ |
初期規定値 |
内容 |
| LSuii |
0cm |
500mV |
１２日長期平均水位を追跡する |
| SSuii |
0cm |
500mV |
時間平均水位、時間 動水位を追跡する |
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- 初期化
- ０．１２５秒タイマの初期化
- 警報OFF、水位センサ、GID-ADCなどに電源を供給して１０秒待つ
- 検査サブルーチンを呼び出す、NGならそのままエラー処理に行ってループ
- 電池電圧（電圧がこれから1年以上動くような電圧であること）
- 水位センサの読み出し（AMin〜AMax)の範囲にあるかどうか検査）
- NGならLEDを４秒ON １秒OFFで点滅、ループする
- OKなら
- AVG1で測定 LPF1,LPF2の初期値とする
- センサ類の電源を遮断
- LEDを１秒ON ４秒OFFで点滅させ、３０秒、時間待ち
- 平常ループ LoopTOP
- ５秒周期で検査する（タイマがゼロになるまで待ち、４０に設定し、以下を実行する）
- 水位センサ電源ON、カウンタが３８になるまで待つ
- 水位測定、電池電圧測定
- call 警報調査
- 警報可能性があれば、確認段階に入る
- AVG１で水位測定
- call 警報調査
- 警報確定なら ｃａｌｌ警報
- 水位センサ電源OFF
- LoopTOPにジャンプ
subrootin
- 警報調査（帰り引数 ０＝警報無し、1=水位、２＝電源）（ＬＰＦ更新付き） 処理後リターンする
- AMax,AMinの試験 エラーなら、水位警報を持って帰る
- 水位データの上２ビットはゼロになっている。右に２ｂｉｔシフトして８ビットにする（ＡＤＳと名づける）
- ＬＰＦ１の更新、ＬＰＦ１の更新が２５６回起きたのならＬＰＦ２をＬＰＦ１の出力で更新
- ＡＤＳ−ＬＰＦ１ がＤｓｋ５より大きければ水位警報値１で帰る
- ＡＤＳ−ＬＰＦ２ がＤｓｋＭより大きければ水位警報値１で帰る
- 電源電圧が最低電圧値以下なら電源警報値２で帰る
- 水位警報 処理後リターンする
- 警報ON １０分待機して 警報OFF そしてreturn
- 電源警報 処理後リターンしないでループになる
- 5秒周期（タイマ値４０）、0．5秒間（タイマ値１）の警報ONを繰り返すだけになる
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１段LPFの動作 おおむね係数（下は２５５）の時定数を持ち ９５％落ち着き時間は時定数の３倍
同じ係数を持つ直列２段のLPFでは時定数は２倍、９５％落ち着き時間は時定数の４．５倍
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- LPF1n 赤線 平均化出力
- k5 n 青短ドット 水位
- Dsk5+LPF1n 黒長ドット 限界値
- X軸は秒
上図：
- 5秒間増水率=1cm (0.2cm/秒)
- 発警報＝180秒(3分後）
下図：
- 5秒間増水率=0.12cm (0.024cm/秒)
- 発警報＝しない
評価：
- 5秒間増水率が0.12cmでは無警報
- １ｃｍ以上では（Dsk5）30cmで警報
- 最初の５秒で（Dsk5）30cmに達すれば警報
★５秒間増水率は内部の検査間隔=５秒による |
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- LPF2n 赤線 平均化出力
- km n 青短ドット 水位
- DSKM+LPF2n 黒長ドット 限界値
- X軸は時間
上図：
- 21分増水率=1cm (3cm/時)
- 発警報＝20時間後
下図：
- 21分増水率=0.2cm (0.6cm/時)
- 発警報＝しない
評価：
- 21分増水率が0.2cmでは無警報 （他要因で出る）
- 1cm以上では（DSKM）50cmで警報
- 最初の５秒で（DSKM）50cmに達すれば警報
★２１分間増水率は内部仕様の時間 |
人工知能型とも言うのだが、それほど明晰な知能は必要ない。判定用に2種類の時定数を持つＬＰＦを持たせる
提供後に電池入れ替えをすると信頼性に難がある。そのため最低でも２年間の動作をさせたい。
水位データは即時対応するためになるべく短い間隔で取得したい。しかし水位センサの消費電流は３ｍＡもありCPU部の１００μAに比べて相当大きい。
単発ノイズ（電気、波浪）を避ける必要がある。設定された限界値を超えたときは以後判定が終わるまでセンサへ電力を供給しつづける。５から１０ｃｍの急変はよく見られるので、これが何かを判定する必要がある。
閾値を１０分に1度ぐらい測定して更新する。
秒速１０ｍで進行するとして、5秒では大きすぎる気もするが、電力的に不可能なので５秒＋１秒（確認時間）。
対策の基本は多点接地をしないようにして雷による地電流からの誘導を避ける。直撃はあきらめるしかない。
| 接地 |
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ここで絶縁する |
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接地可能性あり |
| 水位センサ |
ケーブル |
警報機 |
光SW |
ケーブル |
警報サイレン |
標準的な大きさの雷撃が２０ｍそばまで、光SWの耐電圧５ｋVでかろうじて耐えられる。
http://www.madlabo.com/mad/edat/thunder/
- 220kΩで接地し、そこから１００ｋΩ＋ノイズ抑制コンデンサに行く。切断時には100mV以下になる。
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