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手持ちの気象用センサー仕様をまとめてみる

AM2302は中華から購入（￥４５３／個）

BMP280（左），BME280（右）をI2Cで使用する場合の結線

BMP280のVDDIOを接続しないとSPIになるそうだが接続しなくても良いようだ

BMP280のSCL,SDAはプルアップされている

BME280のJ1~J3をジャンパしたのでSCL,SDAはプルアップされI2Cアドレスが0x76になる（説明書）

温度，湿度，気圧センサーを使って何ができるか（ぼちぼち）考えてみる

もう１つ雷センサーがあるが検証する方法が現状ないので置いてある

この雷センサーも追加して考える

設置型運用

気象観測（温・湿・圧）

• いわゆるアメダスのような物
• 時刻取得とログ機能が必要
• 公開するならＷｅｂサーバへデータを送り込む機能が必要
• サーバへデータを送り込むなら時刻（ＲＴＣ）は無くてもよい
• 降水量がわからないとダメか
• ログから天気予報を出せないか

部屋の温度管理（温・湿）

• データはＷｅｂサーバで収集して全部屋の温湿度を参照できるようにする
• 外気温も欲しい
• 火災報知器になるかな？（反応が遅いので不向きだけど）

移動型運用

以下の機能を持ち歩けるようにする

センサー，表示部以外にブザーがいるかな

• 温度計
• ＷＢＧＴ（暑さ指数）監視
• 高度計
• 相対的な高度計
• 雷警告

参考

iPhone6には気圧センサーが搭載されており移動時の高度ログを作っている

例えば運動用センサーとして高低差を見てエネルギー消費量の計算を行ったり，現状気圧から天気予報も行うようだ

人がいるところに限定されるけど全スマホから気圧情報をかき集めたら気圧マップができそうだね

設置型でデータ収集（転送）をどうするか？いろいろ調べていたらEPS-WROOM-02が面白そうだ（懸案なのは消費電力かな）

これまでの続きで大気圧センサ（LPS25H）を試してみる

温湿度センサを繋いでいるブレッドボードに追加

FSTN液晶モジュールもそのままにしてあるためＳＰＩで接続しＣＳを８にする

 (LPS25H)      (arduino)          (ATMEGA328P)
 1    VDD        +3.3V
 2    SCL        13                    19                SPI共通
 3    SDA/SDI    11                    17                SPI共通
 4    SAO/SDO    12                    18                SPI共通
 5    CS          8                    14                SPI別
 6    NC
 7    INT1
 8    GND        GND

こちらからライブラリをいただいてテストプログラムを調整

// 大気圧センサLPS25H(SPI接続)のテスト
//
#include <SPI.h>
#include "skLPSxxSPI.h"

#define LPS25H_CS    8

skLPSxxx LPS(LPS25H,LPS25H_CS);             // デバイスはLPS25Hを指定

void setup() {
    int ans;

    // シリアルモニターの設定
    Serial.begin(9600);
    // ＳＰＩの初期化
    SPI.begin();                            // ＳＰＩを行う為の初期化
    SPI.setBitOrder(MSBFIRST);              // ビットオーダー
    SPI.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV4);    // クロック(CLK)をシステムクロックの1/4で使用(16MHz/4)
    SPI.setDataMode(SPI_MODE3);             // クロック極性 1(HIGH)　クロック位相 1(HIGH)

    pinMode(LPS25H_CS, OUTPUT);             // 気圧センサーのCS

    delay(3000);                            // 3Sしたら開始

    // 気圧センサの初期化を行う(更新速度は1Hz)
    ans = LPS.PressureInit();
    if(ans == 0) {
        Serial.println("Initialization normal");
    } else {
        Serial.print("Initialization abnormal ans=");
        Serial.println(ans);
    }
    delay(1000);
}
void loop() {
    LPS.PressureRead();                     // 圧力と温度を読み出す
    Serial.print("[LPS25H]");
    Serial.print(Press);                    // 気圧値の表示を行う
    Serial.print(" hPa  ");
    Serial.print(Temp);                     // 温度の表示を行う
    Serial.println(" 'C");

    delay(1000);                            // １秒後に繰り返す
}

特に問題なく動作確認完了

温湿度センサ（DHT11）の続きで，温湿度データをFSTN液晶モジュールで表示してみた

フォントをそこそこのサイズにしないと見え難いためu8glibのソースを見ながら適切なフォントを選択

#include "U8glib.h"
#include "DHT.h"

U8GLIB_MINI12864 u8g(10, 9);
DHT dht(2, DHT11);

void draw(float h, float hic) {
    u8g.setFont(u8g_font_helvR24);
    u8g.setPrintPos(4, 28);
    u8g.print(hic);
    u8g.setPrintPos(94, 28);
    u8g.print("'C");
    u8g.setPrintPos(4, 60);
    u8g.print(h);
    u8g.setPrintPos(94, 60);
    u8g.print("%");
}
void setup(void) {
    dht.begin();
    u8g.setContrast(190);
}
void loop(void) {

    // Wait a few seconds between measurements.
    delay(2000);

    float h = dht.readHumidity();
    float t = dht.readTemperature();
    if(isnan(h) || isnan(t)) {
        Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
        return;
    }
    float hic = dht.computeHeatIndex(t, h, false);

    // picture loop
    u8g.firstPage(); 
    do {
        draw(h, hic);
    } while(u8g.nextPage());
}

ところでデータシートを見ると，この温湿度センサ（DHT11）は，やっぱ廉価版のせいか小数点以下のデータはない（上で表示している小数点以下は補正で出てるだけ）

以下抜粋

Data consists of decimal and integral parts.
A complete data transmission is 40bit, and the sensor sends higher data bit first.
Data format: 8bit integral RH data + 8bit decimal RH data + 8bit integral T data + 8bit
 decimal T data + 8bit check sum.
If the data transmission is right, the check-sum should be the last 8bit of "8bit integral
 RH data + 8bit decimal RH data + 8bit integral T data + 8bit decimal T data". 

要約すると，

データは４０ビットでＭＳＢから送られてくる

つまり全体は５バイト，最初の２バイトが湿度，次の２バイトが温度でそれぞれ１バイト目が整数部，２バイト目が小数点以下部となる

最後の１バイトはＣＲＣ（チェックサム）で１～４バイトを加算した数（オーバーフロー部は捨てる）

そして温湿度センサ（DHT11）の場合は，温湿度の２バイト目の小数点以下が必ず０になっている

湿度は製品で値がまちまちなようなので小数点以下はいらないかなと思うけど，気温はせめて０．５位までは欲しいかなと思うのでちょっと残念（使い場所を考えないといけないな）

次は大気圧センサを追加してみる

大気圧だけでなく温度も取得できるようだ