ときどき日記: 2015

2015年9月22日火曜日

Arduinoの消費電力

具体的な数字はかけないけど，幾つか機種の消費電力を測定してみた感想．

Pro miniのように，USB端子を持たないものはいいけど，USB端子がついてる機械は何もしてなくても，電気バカ食い．

CPUを低電力モードにしても，UnoやMEGAは20mA以上流れている．ARMコアの機種(M0 pro, Due)はCPUの低電力モードが無い上に，メインの処理の内容をなし(空っぽの無限ループ)にして，測定した場合に3桁のmAの消費電力．

これじゃあ，電池だけで動かすのはつらいよね～

ただし，Pro miniのCPU(MCU)をパワーダウンモードにしても，数百マイクロA流れているので，電池駆動でRTCで定期的に起こして使う場合でも，結構な電力消費量になりそう．

本当に消費電力を下げるためには，RTCと電源制御マイコンを使って，Arduinoに供給する電力をArduinoの外側でON/OFF制御しないと無理かも～

マイコンの消費電力測定用のお買い物

背景

ArduinoはVIN端子とGND端子に安定化電源を繋げば動作するが，Raspberry PiやArduino互換機の一部(ルネサスのがじぇるねSAKURAなど)はUSB給電でないといろいろ面倒なため，USB端子を改造できる部品が必要．

安定化電源から，ブレッドボード経由でUSB端子からマイコンとブレッドボードから測定器に接続することにした．

購入した部材

お買い物

とりあえず，Aメスの端子だけあればいけるはずだが，もののためしにマイクロBメスも買った．

秋月の店内が改装されており大変広くなった(入り口から奥の方の店員のスペースがすべて売り場に変わった)．

ただし，どこに何が置かれているが置き場所とかも全部変わったため，わけかわめ．さらに，広くなったはずなのに，やはり大混雑で，もう大変．

昼食

あいも変わらず，かんだ食堂に行ったところ，しょうが焼き定食がサービスだったので，しょうが焼き定食をおいしく頂いた．ただし，高血圧の人間としては，少々塩辛いがたまにはいいか．

以前，息子の買い物の時にかんだ食堂に連れて行ったら比較的気に入ったようだった．(息子は唐揚げ定食ご飯大盛り)

Arduino UnoをBluetoothでPCと接続

背景

以前の日記に書いたように，メモリ容量の小さなArduino (Uno等)をBluetoothでPCと接続するためには，USBホストシールドは利用することができない．そのため，可能な手段は大きく分けて以下の2種類．

BLEのシールドを使って，PC側に頑張ってプログラムを作る．
bluetoothシリアル変換のボードを使って，bluetooth2.0とかのプロトコルでPCと接続する．

今回は2番目の手法を試してみた．

利用した機材

ＲＮ－４２使用　Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線モジュール評価キット (http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-07378/)
Arduino Uno (https://www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno)

接続

接続方法は，両方の機器のグラウンドを共通にして，TxとRxをクロスで接続するだけ．

下の図は参考文献のところに掲載されている図を加工したもの．ピン位置は間違っていないと思うけど，元々のドキュメントを確認してね．

接続結果

上の接続方式では，ArduinoからBluetoothモジュールはシリアル端子に見えるため，通常のプログラミングとかに用いるUSB端子と同じプログラムのままで動作する．

注意点

bluetoothモジュールを繋いだままで，USBからプログラムを書き込もうとしてもできないため，プログラムを書き込む時には，Bluetoothモジュールの配線を一時的に外す必要がある．ただし，プログラムを変更する必要がまったくないので楽ちん．

Arduinoのプログラムからは，bluetoothモジュールの制御はできないため，ペアリング関係で設定を変更する場合等は，bluetoothモジュールのマニュアルを読んで，モジュールのUSBポートにPCを繋いで設定変更する必要がある．

参考文献

Arduino Unoのピン配置 https://www.flickr.com/photos/arms22/8457793740/
Bluetoothモジュールのマニュアル http://akizukidenshi.com/download/ds/akizuki/AE-RN42_manual_r1.pdf

arduinoとRaspberry PiをbluetoothのSPPプロファイルで通信させたい

きっかけ

転がっていた古いUSB用のbluetoothドングル(EDR2系)を
USBホストシールドにつないで使おうとしたら，arduinoのusbホストシールドのライブラリがでかすぎて，作ったプログラムがUNOに入れられなかったので，別の手段を使おうとした．

USBホストシールドを使わない場合の手段は以下の2つ

BLEのシールドを使う
bluetoothシリアル変換のボードを使う

BLEの場合

RaspbianをインストールしたRaspberry PiのUSBポートにBLEドングルを指して，BLEシールドを載せたArduinoと通信させようとしていろいろハマった．とりあえず，低レイヤでの接続はできたが，アプリレベルでの通信には成功していない．

なお，これ以上の対応は面倒なので当面は放置することにした．

Bluezのバージョン

現在のバージョン(2015-05-05版のDebian Wheezy相当)のRaspbian付属のBluezはBLEがまともに動作しないため，なるべく新しい版を自分でコンパイルしないといけない．

LinuxのBLE対応のレベル

とりあえず，接続はできるが，低レベルの機能しか提供されていないため，プロトコルスタックをアプリが実装しないといけない．

スクリプト言語からgatttoolを叩いて，その出力をスクリプト言語で加工すればできなくもないが，非常に面倒．

結論

あまりに面倒なのでとりあえず，ここまでで中断して他の手段を試すことにした．iOSやandroidだとプロトコルスタックが提供されているのに，非常に残念．

bluetoothシリアル変換を使う

レガシーのbluetoothのプロトコルを使うと，linux側ではrfcommでシリアルポートから送受信できる．BLEじゃないので，消費電力が大きくなるが，Linux側の実装が楽になるので，とりあえず，これを試す(予定)．

2015年7月5日日曜日

arduinoのbluetoothのシールド

もともと

以前，RTCで寝ているArduinoを起こし，センサの値を読んで，BLEで他のホストに投げる端末を作ってみたが，プログラムサイズが大きすぎてUnoでは利用できなかった．

その原因は，USBホストシールドにBLEのアダプタを挿す形式のハードウェアを利用していたため，USBホストシールド+BLE用のライブラリが巨大だったこと．

そのため，USBホストシールド無しでBLEを利用すれば，Unoでも行けるんじゃないかということで手配してみた．(まだ未入荷)

以前のプロジェクト

ソース : https://github.com/houtbrion/Dht22RtcSpp
製作記事 : http://houtbrion.wiki.fc2.com/wiki/Dht22RtcSpp%E5%88%B6%E4%BD%9C

手配したシールド

ＳｅｅｅｄＳｔｕｄｉｏ　ＢＬＥ　Ｓｈｉｅｌｄ https://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=EEHD-4JUS#
ＲｅｄＢｅａｒＬａｂ　ＢＬＥ　Ｓｈｉｅｌｄ　ｖ２．１ http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=EEHD-4M4T

予習

Seeed Studio BLE Shield

メーカのサイトを見ると，以下のwikiを見よと書いてある．

http://www.seeedstudio.com/wiki/Seeed_BLE_Shield_v1

写真を見ると，シリアル通信に使うポートは選べる(シールド側にどのポートを使うか切り替えるショートピンが付いている)ように見える．

RedBearLab BLEShield

とりあえず，ライブラリや開発者ドキュメントはgithubにまとめられているらしい．

https://github.com/RedBearLab/BLEShield

arduinoのEthernetシールド

会社でArduinoのEthernetシールドR3を発注していたが，Ethernetシールド2への切り替え時期にハマってしまい，お馬鹿な購買部門が手続きに時間を掛けている隙に売り切れとなり，購入不可となった．

他の部品とセットで発注していたので，発注取り消しだと．

品切れの部品以外だけを買うことはできんもんか．

馬鹿すぎる．

2015年7月4日土曜日

Arduino M0 pro購入

会社で発注していたArduino M0 Proが入荷したので触ってみた．

結論:
「arduinoのピン配置の基本などが同じなだけでまったく違うと思ったほうが良い．」

主な違い

気がついた主な違いは以下の点

本体が3.3V駆動のため，いろいろな周辺機器の回路が動かない．
I2Cのピン配置が変わっている．
CPUの低電力モード
ライブラリの非互換
開発ソフト

I2C

I2Cのピンは古いUNOでは，A4,A5(アナログピン4,5)だったのが，R3からデジタル側のピン数が増えて，そちらにもI2Cのピンが作られた．(参照 : "なんでも作っちゃう、かも。"さん)

M0 Proは，"きむ茶"さんの情報によると，アナログピンのI2C機能はない模様．

以前の工作ではA4,A5のI2C使っていただけに，今後はいろいろ考えないといけない．

CPUの低電力モード

今回から，コアがARMになったので，その点でもいろいろ違う．特に，気になったのがCPUのsleep機能がない．ATmegaの頃は，CPUに低電力モードがあって，それが使えたが，M0 proの開発環境を見ると，低電力モード関係の定義(sleep.h)がヘッダのディレクトリに見当たらない．

ライブラリの非互換

CPUアーキが変わったのだから，当然発生しうる問題なんだが，以前のプロジェクトで使っていたライブラリが開発環境組み込みのなにかのモジュールと喧嘩している．

具体的には，"きむ茶"さんのRTCのライブラリで使っている変数型が開発環境のどこかのインクルードファイル内の定義と喧嘩している．

開発ソフト

Arduinoの仲間割れのせいで，IDEも2分割されていることだけでなく，コンパイル，書き込み後の動作にも変化が．

IDEを使っていて，アプリをコンパイルして書き込んだ際，「書き込みが終了しました」まで待ってから，シリアルのウィンドウを開けた際，UNOやMEGAだと，IDEのシリアルのウィンドウを開くと，最初から実行されるが，M0 proはそのようなリセットっぽい機能はなく，人間が手でリセットボタンを押さないといけないのがめんどくさい．

参考文献

"なんでも作っちゃう、かも。"さん : 「とても見やすく分かりやすいArduinoボードのピン配列図」
"きむ茶"さん : 「ＡｒｄｕｉｎｏＺｅｒｏ(M0 Pro)ボードの概要(内容説明)」

DELLのPC購入

会社でシステムの運用方針が代わり，ノートPCの持ち出しが一弾と厳しくなる予告があったため，windows10が出る直前だというのに，ノートPCを買うことにした．　

(せめてwindows10モデルが出るまでは現状維持したかったな～)

現状，毎日持ちだしているのに(ぶつぶつ)．

持ち出せないと学会関係(宗教ではない)の仕事で困る．

自宅にもPCはあるが，家族と共用なので，持ち歩けない．

会社では，事情が許すかぎりthinkpadのxシリーズを使ってきたが，最近の品質低下(といっても，IBMだった時代の終わり頃からだからだいぶ昔からか．)などが酷いことと，そのわりに値段が高いことから，パス．

レッツノートもチェックはしたが，おじさんのお小遣いの残りを溜めたへそくりで買うには高すぎる．

macbookは一見安いように見えたが，よくスペックを見ると高い．特に，メモリが少ないわ．良い点はSSDを使ったラインナップが充実しているぐらいか．

安いこと，延長保証などの観点から今回はやむを得ず(本気でやむを得ず)　Dellの Inspiron 13 7000 Series 2-in-1 (7348)にした．

BTOとはいえ，週末はライン動いてるのか?

今日(土曜日)一日，発注品の生産状況が変化していないところを見ると，お休みのように見える．(多分工場は中国だよね～)

3交代24時間体制にしろとは言わんが，もう少し，なんとかしろと思う．カスタマイズするところがなくても，在庫するモデル数が少なすぎ，BTOで時間がかかるのはイライラする．

arduinoの各種プロジェクト

wikiとgithubに以下のarduinoとraspberry pi関係の制作記事を公開

DHT22RTC : 温度・湿度計を測定してシリアルポートに出力するセンサ
Dht22RtcSpp : 一定時間間隔で温度・湿度を測定してbluetoothで送信するセンサ
DHTWebServer : HTTPのリクエストを受けると，温度や湿度を測定し，温度・湿度・ヒートインデックスをHTMLで返すwebサーバ
Pi-CoolingFan : Raspberry Piの本体の温度が高い時だけ冷却ファンを回す回路と制御プログラム

上記のプロジェクトはこのblogに書いたことがあるものばかりだけど，ソースや制作内容も最新のものに変更されている．

wikiとgitリポジトリ

blogだと，書いた記事が流れてしまって，あとからの参照が面倒なのと，ソースのリビジョン管理をやりたかったので，無料のwikiサービスとgithubのアカウントを作った．

githubにもwiki機能はあるが，そちらを使わなかった理由は，githubのwikiはユーザアカウントではなく個々のリポジトリにしか付けられないので，全体のまとめやメモの蓄積には向かないため．

wikiサービス : fc2wiki http://houtbrion.wiki.fc2.com/wiki/%E3%83%88%E3%83%83%E3%83%97%E3%83%9A%E3%83%BC%E3%82%B8

github : https://github.com/houtbrion

2015年5月17日日曜日

arduinoとraspberry pi間のbluetooth接続

参考文献

Raspberry Pi関係

Arduino関係

参考文献というか，ソースそのもの．

https://github.com/felis/USB_Host_Shield_2.0/blob/master/examples/Bluetooth/SPP/SPP.ino

Arduino

Bluetoothアダプタ

むか～し買った，planexのbluetoothアダプタ(古すぎて機種名など不明)

実験用本体

Arduino ADK (古いから3.0じゃないよ)

最終的には，実験などで使わないようなものを実用系システムに回したいので，ADKではなく，一番使われていないものと後で変更(予定)

最終予定本体

Arduino Mega 2560 (こちらも結構古い機体)

USBホストシールド

USBホストシールド [UHSLD3421] (安いからこれを買ってみた)

本当に使えるか否か，未だ未確認．

Raspberry pi

本体

piは自宅で遊び用にしていたが，pi2が出たためそちらも購入．piをセンサ用に流用しようと仕込み中．先日(2015年5月)に秋月の店頭ではmodel B+とPi2の両方が売っていた．

Bluetoothアダプタ

家のごく近所(徒歩3分ぐらい?)のところのヤマダ電機でバッファローのBLEアダプタを購入．箱とか捨てたので，こちらも機種名などは不明．今のところ問題なく動作している．

準備

Raspberry Pi

ソフトのインストール

使っているのはraspbianなんで，普通に「apt-get」する．GUI不要なのでインストールするのは最小限にする．


# apt-get install bluetooth bluez-utils

不具合修正

参考文献「http://d.hatena.ne.jp/yunoya/20140330/1396114048」と同じ問題が出たので以下の修正を実施．bluez-simple-agentの


capability = "KeyboardDisplay"

を


capability = "DisplayYesNo"

に変更．

Arduino

USBシールド用ライブラリをダウンロードして，添付されているBluetooth用のsppプロファイル向けのサンプルプログラムを入れれば，動作の確認まで可能．

USBシールドのライブラリ(https://github.com/felis/USB_Host_Shield_2.0)をarduinoのIDEに登録すると，サンプルプログラムが利用できる．

USB_Host_Shield_2.0/examples/Bluetooth/SPPが今回使うサンプルプログラム．

このプログラムでは接続確立後に，PCとarduinoからデータを送り合って，相手から届いたデータを画面に出すことができる．arduinoの場合，シリアルモニタ画面を開いて，入力窓からテキストを入れると，Raspberry Piのアプリからそのデータを拾うことができる．

接続

まずは，Bluetoothのデバイスの接続


# bluez-simple-agent hci0 ＜ＭＡＣアドレス＞
DisplayPasskey (/org/bluez/XXXX/hci0/dev_＜ＭＡＣアドレス＞, YYYY)
Release
New device (/org/bluez/XXXX/hci0/dev_＜ＭＡＣアドレス＞)
#

次はBluetoothのシリアルプロファイルを使えるようにする


# rfcomm bind 1 <＜ＭＡＣアドレス＞>

動作の確認

次のコマンドでarduinoから送られるデータが表示される．


# cat /dev/rfcomm1

Arduinoで使える温度・湿度センサについての情報整理

以前の記事では，温度センサにLM35DZ，湿度センサはDHT11を使いました．そこでわかったこと．DHT11の温度出力は常に2度かそれ以上高くて測定値として使うのは問題あるレベルだった．

そのため，前回の記事ではLM35DZの温度とDHT11の湿度から体感温度を計算してます．

ただし，この記事で書いたようなシステムでセンサを積んだエンドノードはあまり大きいと置き場所に困る．ちなみに，前回の試作の記事のうち暫定版の記事には本体の写真が入れてありますが，センサ関係の回路を収める関係上，箱はこちらの製品になってます．

この箱のサイズはＬ１２６．８×Ｗ８９．２×Ｈ３０．０ｍｍなんでかなり大きいのはわかってもらえると思います．

今回は，センサを積んだエンドノードをばらまくことができるようにしたいため，部品点数を減らしたいというのが意図です．

そのため，LM35DZを使わず，DHT11の代わりにもう少し精度がマシなセンサ1台でなんとかしようということで，他のセンサの情報のまとめです．

とりあえず，いろいろ以下の参考文献を見た結果，価格面もあり，DHT-22 (温湿度センサ　モジュール　ＡＭ２３０２)を購入しました．まだ実装とかはしていないので，後ほど報告しまふ．

参考文献

精度が重要な場合

http://einstlab.web.fc2.com/hum/hum2.html

オペアンプとかを使って，精度を上げるやりかた．今回は部品点数を減らすため採用しない．

この記事で使っているセンサは「HIS-02」と「HS15P」

ちょっとお金持ちさま向け(SHT11)

http://arms22.blog91.fc2.com/blog-entry-489.html

精度が「温度±0.4°、相対湿度±3%」と非常に良い．ただし，秋月のSHT11の販売ページを見ると，現時点(2015年5月)で『4,300円』と非常に高いのでこちらもパス．お金持ちさまにはおすすめかも．

いろんなセンサの比較記事

5種類のセンサの比較記事になってます．

http://www.geocities.jp/bokunimowakaru/diy/arduino/humidity.html

SHT11とDHT22の利用事例

http://www.ne.jp/asahi/shared/o-family/ElecRoom/AVRMCOM/SHT11_DHT22/SHT11_DHT22.html

SHT11とDHT22の利用方法を紹介してます．

DHT22の利用事例

http://www.henteko.org/fswiki/wiki.cgi?page=DHT22%A4%F2%BB%C8%A4%C3%A4%BF%B2%B9%C5%D9%B7%D7%A1%A6%BC%BE%C5%D9%B7%D7%A4%CE%C0%BD%BA%EE

2015年5月時点のセンサの秋月での価格

参考情報

秋月のwebからのコピペですが，両方のセンサの仕様を入れておきます．具体的に検討したい方は，秋月のwebにデータシートがありますんで，そちらを参考にしてください．

LM35DZの仕様

測定温度範囲：０～１００℃
精度：±１℃
温度係数：１０．０ｍＶ／℃
電源電圧：ＤＣ４Ｖ～２０Ｖ
低消費電流：６０μＡ
低出力インピーダンス：０．１Ω
パッケージ：ＴＯ－９２

DHT11の仕様

◆主な仕様

電源電圧：３．５Ｖ～５．５Ｖ
消費電流：０．３ｍＡ（測定時）、６０μＡ（スタンバイ時）
サンプリング間隔：２秒以上
内部ＡＤコンバータ：各１６ｂｉｔ
サイズ：１２×１５．５×５．５ｍｍ(ピン含まず)

◆湿度センサ部

センサ：有機ポリマー
精度：±５％ＲＨ（＠２５℃）
繰り返し精度：±１％ＲＨ
レスポンス：６秒以内（1/e (63%)、@25℃、風速1m/s）

◆温度センサ部

センサ：ＮＴＣサーミスタ
精度：±２℃（＠２５℃）
繰り返し精度：±0.2℃
レスポンス：１０秒以内（1/e (63%)）

◆シリアル通信部

形式：単線バス（双方向）、シリアル４０ｂｉｔ構成
出力データ：湿度８ｂｉｔ(分解能：1%RH)、温度８ｂｉｔ(分解能：1℃)
出力：オープンドレイン
通信距離：２０ｍ max(@5.1kΩプルアップ)

arduinoの温度・湿度センサとraspberry pi を Bluetoothでつなぐ時に役立つ情報源

今回は，前回の記事に書いたようなシステムを作るため，いろいろ調べたことのメモ．特に，参考文献のリストになってます．

Raspberry Piとbluetooth

参考文献

読んだ感想では3番目のリンクの記事が単純にやろうとしていることに近い．特に，raspberry piのbluetoothのプログラムの不具合修正まで書いてくれてあるのがありがたい．

4番目の記事はsppプロファイルで周辺機器とつなぐ際は参考になる．

Arduinoとbluetooth

参考文献

Arduino上のRTC

参考文献

上記のRTCの回路では，I2C通信のために抵抗をつけている例が多いですが，そのプルアップ抵抗が本当にいるかいらないかについては以下の記事が参考になるはず．

http://myboom.mkch.net/modules/pukiwiki/180.html

Arduinoの低電力状態

参考文献

無線を使った温度・湿度センサネットワーク

今日の記事は新しい試作の決意表明というか，イントロだけをカキコ．

以前の記事では，Ethernet付きのArduinoを使って，温度や湿度を取得できるようにした．部屋に1台だけ設置するなら，これでも十分なんだが，大きな部屋(会社の事務所等)でセンサをばら撒きたい場合，ネットワークの配線やIPアドレス大量消費の問題が出てくる．

そのため，下の図のようにarduinoが測定したデータをBLEやzigbeeで中継サーバ(今回はRaspberry piを予定)に集めて，有線イーサネットでどこかのサーバに投げ込む形式のシステムを作ろうとしてます．

2015年5月9日土曜日

Arduinoを利用した温度・湿度測定webサーバ(改版)

はじめに

以前の記事「Arduinoを利用した温度・湿度測定webサーバ(暫定版)」の「暫定」の度合いがひどかったので，週末などなどの空き時間を使ってソフトをバージョンアップ．

変更点

将来的に，24時間運転のサーバでデータを定期的に取得して，グラフ化したかったので，コンピュータから読み取って，解析が容易なフォーマットと，人間が読むフォーマットを分けたかった．

Arduinoに届いた，httpのリクエストの「GET なんとか HTTP/1.1」の『なんとか』の文字列を解析して分けられるようにした．下は，実際にアクセスした場合のスクリーンショット．

「http://ホスト名(もしくはIPアドレス)/」でアクセスした場合

「http://ホスト名(もしくはIPアドレス)/ゴミ文字列」でアクセスした場合

「http://ホスト名(もしくはIPアドレス)/ゴミ文字列」でアクセスした場合は，『:』区切りの1行データになるので，sedやawkでも簡単に切り出せる．

ソースコード

プログラムにHTMLを吐き出す機能があるせいで，ソースの中のHTMLのタグ類を，ソースを表示するためのGoogle Code Prettifyが正しく扱えないので一部表示がおかしくなってます．

このページのソースは参考用で，きちんと読みたい方はソースを「ここ」に置いておきますのでダウンロードしてください．

/*
  LM35DZを用いた温度測定(0℃～100℃)
  シリアルモニターに摂氏で表示させるのと，httpでのアクセスで答える
  参考URL
  httpサーバおよび，温度センサ関連
  http://openhardware.gridshield.net/home/arduino-snmp-temperature-sensor
  http://d.hatena.ne.jp/a10i/20110607/1307453448
  http://homepage3.nifty.com/sudamiyako/zk/AVR_ADC/AVR_ADC.html
  http://makining.com/okuzawats/dht11-temperature-humidity-20150218
  https://learn.adafruit.com/dht/connecting-to-a-dhtxx-sensor
  http://mpu.seesaa.net/category/22909809-2.html
  http://blog.livedoor.jp/hardyboy/tag/LM35DZ
  http://makining.com/okuzawats/dht11-temperature-humidity-20150218
  http://qiita.com/masato/items/99e5dac91d13650e90a2
  pingのライブラリ
  http://playground.arduino.cc/Code/ICMPPing
  DHTセンサのライブラリ
  https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library
*/

/* 固定IP設定の時に，pingで設定を確認する機能を有効にする場合に定義する */
#define USE_PING

/* ネットワーク関係のインクルード */
#include 
//#include 
//#include 
#include 
//#include 
//#include 
//#include 
#ifdef USE_PING
#include 
#endif /* USE_PING */

/* DHTセンサ関係のインクルード */
#include "DHT.h"

/*
 * DHT11関係の定義
 */
#define DHTPIN 2     // DHTが接続されているデジタルのピン番号

// 使っているセンサの種類の定義
#define DHTTYPE DHT11   // DHT 11 
//#define DHTTYPE DHT22   // DHT 22  (AM2302)
//#define DHTTYPE DHT21   // DHT 21 (AM2301)

// Connect pin 1 (on the left) of the sensor to +5V
// NOTE: If using a board with 3.3V logic like an Arduino Due connect pin 1
// to 3.3V instead of 5V!
// Connect pin 2 of the sensor to whatever your DHTPIN is
// Connect pin 4 (on the right) of the sensor to GROUND
// Connect a 10K resistor from pin 2 (data) to pin 1 (power) of the sensor

// Initialize DHT sensor for normal 16mhz Arduino
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
// NOTE: For working with a faster chip, like an Arduino Due or Teensy, you
// might need to increase the threshold for cycle counts considered a 1 or 0.
// You can do this by passing a 3rd parameter for this threshold.  It's a bit
// of fiddling to find the right value, but in general the faster the CPU the
// higher the value.  The default for a 16mhz AVR is a value of 6.  For an
// Arduino Due that runs at 84mhz a value of 30 works.
// Example to initialize DHT sensor for Arduino Due:
//DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE, 30);

/*
 * LM35(温度センサ)関連の定数の定義
 */
float v=5.0;            // MEGA2560やEthernet R3は5.0V駆動
float tempC   = 0;      // 摂氏値( ℃ )
float offset = 0;       // センサの温度ズレを修正する変数

#define LOOPNUMBER 100
#define MEDIAN 50

/*
 * 配線関連の定数
 */
int TempSensorPin = 0;  // センサ用のアナログI/Fは0番を利用

/*
 * ネットワーク関係の定数
 */
byte mac[] = { 0x90, 0xA2, 0xDA, 0x0F, 0x92, 0x1A }; //アドレスは手持ちのarduinoのものに変更すること
boolean useDhcp = false; // DHCPで運用する場合は true に変更
                   // DHCPでのアドレス取得失敗時の対策や，長時間経過後のアドレス再割当て等は対応していない
/* 以下は固定IP運用の場合の変数なので適宜変更して使用すること */
IPAddress ip(192,168,0,201);
IPAddress dnsServer(192,168,0,1);
IPAddress gatewayAddress(192,168,0,1);
IPAddress netMask(255,255,255,0);

#ifdef USE_PING
SOCKET pingSocket = 0;
char buffer [256];
#endif /* USE_PING */

/*
 * デバッグ関連
 */
//#define DEBUG // デバッグ目的で，各種情報をシリアルに出力する場合は有効化

/*
 * プログラム本体
 */
#ifdef USE_PING
ICMPPing ping(pingSocket, (uint16_t)random(0, 255));
#endif /* USE_PING */

EthernetServer server(80); // サーバオブジェクトの定義． 引数はポート番号

void setup() {
#ifdef DEBUG
  // シリアル通信速度
  Serial.begin(9600);
#endif
  // DHT11センサの初期化
  dht.begin();
  // MACアドレスとIPアドレスの設定
  // 参考URL http://arduino.cc/en/Reference/EthernetBegin
  if (useDhcp) {
#ifdef DEBUG
    Serial.println("configure Ethernet using DHCP");
#endif
    if (Ethernet.begin(mac)==0) {
#ifdef DEBUG
      Serial.println("Failed.");
#endif
    } else {
#ifdef DEBUG
      Serial.println("Success.");
#endif
    }
  } else {
#ifdef DEBUG
    Serial.println("Manual ip confuguration of ethernet");
#endif
    Ethernet.begin(mac, ip, dnsServer, gatewayAddress, netMask);
#ifdef DEBUG
    Serial.println("done.");
#endif
#ifdef USE_PING
    // ルータのアドレスにping
    // 参考URL http://playground.arduino.cc/Code/ICMPPing
    ICMPEchoReply echoReply = ping(gatewayAddress, 4);
#ifdef DEBUG
    if (echoReply.status == SUCCESS) {
      Serial.println("Ping to Gateway address : success");
    } else {
      Serial.println("Ping to Gateway address : fail");
    }
#endif
#endif /* USE_PING */
  }
#ifdef DEBUG
  // IPアドレスのシリアルへの出力
  Serial.println("IP address of Ethernet Interface");
  Serial.println(Ethernet.localIP());
  //
  float temperature = getLMTemperatureEX(TempSensorPin);
  float h = getDHTHumidity();
  float t = getDHTCTemperature();
  float f = getDHTFTemperature();
#endif
  // サーバの実行
  server.begin();
}

void loop() {
  /*
   * httpリクエスト解析用
   */
  String httpRequestString="";
  String httpBuffer="";
  // 接続してきたクライアントを示すオブジェクトを生成
  EthernetClient client = server.available();
  if (client) {
#ifdef DEBUG
    Serial.println("Connection established by a client");
#endif
    // an http request ends with a blank line
    boolean currentLineIsBlank = true;
    while (client.connected()) {
      if (client.available()) {
        char c = client.read(); //一文字読み取り
#ifdef DEBUG
        Serial.print(c);
#endif
        // if you've gotten to the end of the line (received a newline
        // character) and the line is blank, the http request has ended,
        // so you can send a reply
        if (c == '\n' && currentLineIsBlank) {
#ifdef DEBUG
          Serial.println("");
          Serial.println("http request end.");
          Serial.print("http request = ");
          Serial.println(httpRequestString);
#endif
          boolean httpRequestClass = matchRequestString(httpRequestString);
          httpRequestString = "";
          // センサから値を取得して体感温度を計算
          // LM35温度読み取り  
          //float temperature = getLMTemperature(TempSensorPin);
          float temperatureEX = getLMTemperatureEX(TempSensorPin);
          // DHT11の温度湿度
          float h = getDHTHumidity();
          // 摂氏の温度取得
          float t = getDHTCTemperature();
          // 華氏の温度取得
          float f = getDHTFTemperature();
          // LM35の温度とDHT11の湿度から，体感温度計算
          float hi = dht.convertFtoC(dht.computeHeatIndex(dht.convertCtoF(temperatureEX), h));
          // send a standard http response header
          client.println("HTTP/1.1 200 OK");
          //返答する文字コードの定義
          //client.println("Content-Type: text/html; charset=iso-2022-jp"); // JIS
          //client.println("Content-Type: text/html; charset=shift_jis"); // SJIS
          //client.println("Content-Type: text/html; charset=euc-jp"); // EUC
          client.println("Content-Type: text/html; charset=UTF-8"); // UTF-8
          //client.println("Content-Type: text/html");  // 定義なし
          client.println("Connection: close");  // the connection will be closed after completion of the response
          client.println("Refresh: 5");  // refresh the page automatically every 5 sec
          client.println();
          client.println("");
          client.println("");
          // httpRequestが人手によるものか否かでHTMLの内容を切り替え
          if (httpRequestClass) {
            // 人が入力した場合
            if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(f)) {
#ifdef DEBUG
              Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
#endif
              client.println("LM35の測定値 : ");
              client.println("
");
              client.print("摂氏 ");
              client.print(temperatureEX);
              client.println(" 度");
              client.println("
");
              client.println("
");
              client.println("DHT11はエラーで測定できませんでした");
              client.println("
");
            } else {
              client.println("室内の温度・湿度環境");
              client.println("");
              client.println("
室内の温度・湿度環境
");
              client.println("
");
              client.println("
");
              client.println("");
              client.println("");
              client.println("");
              client.println("
");
              client.println("");
              client.println("");
              client.println("");
              client.println("
");
              client.println("
");
              client.println("");
              client.println("");
              client.println("");
              client.println("");
              client.println("
");
              client.println("
");
              client.print("");
              client.print("");
              client.print("");
              client.print("");
              client.print("");
              client.println("
");
              client.println("arduinoの出力LM35測定結果 DHT11測定結果 体感温度(摂氏)
温度(摂氏) 温度(摂氏) 温度(華氏) 湿度(\%)
");client.print(temperatureEX);client.println(" ");client.print(t);client.println(" ");client.print(f);client.println(" ");client.print(h);client.println(" ");client.print(hi);client.println("
");
              client.println("");
            }
          } else {
            // 人でない場合
            // LM35の測定結果を出力
            client.print("LM35:C:");
            client.print(temperatureEX);
            client.print(":");
            // DHTの測定結果を出力
            client.print("DHT11:");
            // DHTの出力がエラーか否かで切り替え
            if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(f)) {
#ifdef DEBUG
              Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
#endif
              client.println("C:0:F:0:H:0:HI:C:0");
            } else {
              client.print("C:");
              client.print(t);
              client.print(":F:");
              client.print(f);
              client.print(":H:");
              client.print(h);
              client.print(":HI:C:");
              client.println(hi);
            }
            client.println("
");
          }
          client.println("");
          break;
        }
        if (c == '\n') {
          // you're starting a new line
          currentLineIsBlank = true;
          if (httpBuffer.startsWith("GET ")) {
            // GET xxx  HTTP/1.1　の行だけを処理対象にする．
            // 「xxx」の部分だけを取り出す．
            httpRequestString = httpBuffer;
            httpRequestString.replace("GET ","");
            httpRequestString.replace("HTTP/1.1","");
            httpRequestString.replace(" ","");
            httpRequestString.replace("\t","");
          }
          httpBuffer = "";
        } else if (c != '\r') {
          // you've gotten a character on the current line
          currentLineIsBlank = false;
          httpBuffer = httpBuffer + c;
        }
      }
    }
    // give the web browser time to receive the data
    delay(1);
    // close the connection:
    client.stop();
#ifdef DEBUG
    Serial.println("client disconnected");
#endif
  }
}

//
// DHT11の温度と湿度読み取り関数
float getDHTCTemperature(){
  float t = dht.readTemperature(false);
#ifdef DEBUG
  // 温度のシリアルへの出力
  Serial.println("DHT11 celcious temperature is");
  Serial.println(t);
#endif
  return t;
}
float getDHTFTemperature(){
  float t = dht.readTemperature(true);
#ifdef DEBUG
  // 温度のシリアルへの出力
  Serial.println("DHT11 Faren temperature is");
  Serial.println(t);
#endif
  return t;
}
float getDHTHumidity(){
  float h = dht.readHumidity();
#ifdef DEBUG
  // 湿度のシリアルへの出力
  Serial.println("DHT11 Humidity is");
  Serial.println(h);
#endif
  return h;
}

//
// LM35の温度読み取り関数
//
float getLMTemperatureEX(int pin){
  int buff[LOOPNUMBER];
  float tmp;
#ifdef DEBUG
  Serial.print("Data = ");
#endif
  for (int i=0 ; i < LOOPNUMBER ; i++){
    buff[i] = analogRead( pin );
#ifdef DEBUG
    Serial.print(buff[i]);
    Serial.print(" , ");
#endif
  }
#ifdef DEBUG
  Serial.println("");
#endif
  sort(buff,LOOPNUMBER);
#ifdef DEBUG
  Serial.print("SortData = ");
  for (int i=0 ; i < LOOPNUMBER ; i++){
    Serial.print(buff[i]);
    Serial.print(" , ");
  }
#endif
  tmp = ((v * buff[MEDIAN]) / 1023) * 100;
  tmp = tmp + offset;
#ifdef DEBUG
  // 温度のシリアルへの出力
  Serial.println("temperature is");
  Serial.println(tmp);
  Serial.println("Pin number = ");
  Serial.println(pin);
#endif
  return tmp;
}
void sort(int a[], int size) {
    for(int i=0; i<(size-1); i++) {
        for(int o=0; o<(size-(i+1)); o++) {
                if(a[o] > a[o+1]) {
                    int t = a[o];
                    a[o] = a[o+1];
                    a[o+1] = t;
                }
        }
    }
}

/*
 * httpリクエストの解析関数
 *
 * 意図:
 * 人がブラウザでアクセスした時だけtrueにしたい
 * http://ホスト名(もしくはIPアドレス/ でアクセスした時は人がブラウザを使ったと見なす．
 * http://ホスト名(もしくはIPアドレス/の後ろにゴミがついていた場合は，マシンが自動で読み出しに来たと見なす．
 *
 * 仕様 : 
 * httpクリエスとの文字列がある文字列("/"か"/favicon.ico")に一致したらtrue，それ以外はfalse
 */
#define HTTP_REQUEST_STRING "/"
boolean matchRequestString(String httpRequestString) {
  String request_url = HTTP_REQUEST_STRING;
  request_url = request_url + "favicon.ico";
  int comp_result1 = httpRequestString.compareTo(HTTP_REQUEST_STRING);
  int comp_result2 = httpRequestString.compareTo(request_url);
#ifdef DEBUG
  Serial.print("defined string = ");
  Serial.println(HTTP_REQUEST_STRING);
  Serial.print("other string = ");
  Serial.println(request_url);
  Serial.print("argument of match request string = ");
  Serial.println(httpRequestString);
  Serial.print("result of compare 1 = ");
  Serial.println(comp_result1);
  Serial.print("result of compare 2 = ");
  Serial.println(comp_result2);
#endif
  if ((comp_result1 == 0) || (comp_result2 == 0)) {
    // どちらかの結果が1なら，定義したURL文字列と一致した
    return true;
  } else {
    // それ以外の場合は，一致していない
    return false;
  }
}

arduinoの出力
LM35測定結果	DHT11測定結果	体感温度(摂氏)
温度(摂氏)	温度(摂氏)	温度(華氏)	湿度(\%)
");client.print(temperatureEX);client.println("	");client.print(t);client.println("	");client.print(f);client.println("	");client.print(h);client.println("	");client.print(hi);client.println("

2015年5月4日月曜日

ゴールデンウィーク期間中の秋葉原

Raspberry PiとArduino関係のお買い物のために，このGWの前半に2回ほど秋葉原に出かけました．時々出かけていた時も思っていたことでもある上に，テレビのニュースなどでも良く出ていますが，とにかく「中国語」が良く聞こえます．

電気街口から出て，高架横のSEGAのゲーセンのあたりは観光客がたくさん．中国語が良く聞こえる以外には，見た感じ東南アジア系と思える濃い顔の人も多数．時々白人がパラパラっていうところでしょうか．

SEGAのところから，千石までの間はメイド喫茶などが多数あるため，観光客とピラ配りのメイドさんをかき分けて行かないと通ることができません．

表通り側は余計に観光客が多いので，表通りから，ヒロセテクニカルの横にでるのも面倒くさい．

昨日は，駅に着いたのが早くて，千石の開店時間前になりそうだったので，秋葉原ワシントンホテル側の高架下の喫煙所に寄ってから，LAOX本店の前を通って行きましたが，店の前に人だかり．微妙に聞こえる(周りがうるさいので)言語はどうも中国語のよう．

昨日は千石電商だけで用事が済んだのですが，その前にRaspberry Pi 2 本体を買うために秋月にも寄った日は秋月の店内の人だかりにも閉口．

休みの日の秋月(特に開店直後から午後早い時間)ってなんであんなに混んでるのか．以前，夕方以降に寄った時はそれほどでもなかったので，秋月は開店を店の前で待つか，夕方以降に出かけるのをオススメします．

Arduinoを利用した温度・湿度測定webサーバ(暫定版)

以前の投稿「arduinoを使った温度測定webサーバ」とか「arduinoの気温測定で問題発生」でArduinoを使って，室温を図るwebサーバの作成について書いてきましたが，一冬過ぎて，そろそろオフィスの室温が上がり始めたこと，湿度に関する意見も部署内であることから，湿度センサを増設し，ケースに入れたバージョンを作成しました．

各種参考URL

まずは，参考URLの類．わからないことがあった場合，他の記事と比較したい場合のスタートポイントにしてください．

httpサーバおよび，温度センサ関連

http://openhardware.gridshield.net/home/arduino-snmp-temperature-sensor
http://d.hatena.ne.jp/a10i/20110607/1307453448
http://homepage3.nifty.com/sudamiyako/zk/AVR_ADC/AVR_ADC.html
http://makining.com/okuzawats/dht11-temperature-humidity-20150218
https://learn.adafruit.com/dht/connecting-to-a-dhtxx-sensor
http://mpu.seesaa.net/category/22909809-2.html
http://blog.livedoor.jp/hardyboy/tag/LM35DZ
http://makining.com/okuzawats/dht11-temperature-humidity-20150218
http://qiita.com/masato/items/99e5dac91d13650e90a2

pingのライブラリ

http://playground.arduino.cc/Code/ICMPPing

DHTセンサのライブラリ

https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library

使った部品

リンクは製品販売元じゃなくて，私が買った店や有名代理店の場合もあります．

抵抗は，買った時の情報が無いので，ワット数は違っているかも．コンデンサは転がっていたやつを使ったので，同一容量の製品のwebページです．

ハードウェア

一応，Fritzingの図面も添付しますが，ユニバーサル基板の配線は，Fritzingの練習不足のため，ご勘弁ください．

回路図

現物写真

手元に適当なサイズのユニバーサル基板がなかったので，微妙に大きい．

表側

裏側

ソフトウェア

とりあえず，ソースもここに置いときます．

実装上の工夫

LM35DZの温度を読むと，非常にふらつく上に，時々とんでもない値が出てくるため以下の工夫を入れた．

100回読む
ソートする
統計的な中央値を選んでそれを結果とする

現在の問題

わかっている問題は以下の2点

精度
温度や湿度の校正はしていない(そんな設備がない)ので精度は不明．
DHT11とLM35の出力の違い
DHT11の測定値とLM35の測定値が約2度程度異なり，DHTが常に高い温度を返す．

ソースコード

/*
  LM35DZを用いた温度測定(0℃～100℃)
  シリアルモニターに摂氏で表示させるのと，httpでのアクセスで答える
  参考URL
  httpサーバおよび，温度センサ関連
  http://openhardware.gridshield.net/home/arduino-snmp-temperature-sensor
  http://d.hatena.ne.jp/a10i/20110607/1307453448
  http://homepage3.nifty.com/sudamiyako/zk/AVR_ADC/AVR_ADC.html
  http://makining.com/okuzawats/dht11-temperature-humidity-20150218
  https://learn.adafruit.com/dht/connecting-to-a-dhtxx-sensor
  http://mpu.seesaa.net/category/22909809-2.html
  http://blog.livedoor.jp/hardyboy/tag/LM35DZ
  http://makining.com/okuzawats/dht11-temperature-humidity-20150218
  http://qiita.com/masato/items/99e5dac91d13650e90a2
  pingのライブラリ
  http://playground.arduino.cc/Code/ICMPPing
  DHTセンサのライブラリ
  https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library
*/


/* 固定IP設定の時に，pingで設定を確認する機能を有効にする場合に定義する */
#define USE_PING

/* ネットワーク関係のインクルード */
#include 
//#include 
//#include 
#include 
//#include 
//#include 
//#include 
#ifdef USE_PING
#include 
#endif /* USE_PING */

/* DHTセンサ関係のインクルード */
#include "DHT.h"

/*
 * DHT11関係の定義
 */
#define DHTPIN 2     // what pin we're connected to

// Uncomment whatever type you're using!
#define DHTTYPE DHT11   // DHT 11 
//#define DHTTYPE DHT22   // DHT 22  (AM2302)
//#define DHTTYPE DHT21   // DHT 21 (AM2301)

// Connect pin 1 (on the left) of the sensor to +5V
// NOTE: If using a board with 3.3V logic like an Arduino Due connect pin 1
// to 3.3V instead of 5V!
// Connect pin 2 of the sensor to whatever your DHTPIN is
// Connect pin 4 (on the right) of the sensor to GROUND
// Connect a 10K resistor from pin 2 (data) to pin 1 (power) of the sensor

// Initialize DHT sensor for normal 16mhz Arduino
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
// NOTE: For working with a faster chip, like an Arduino Due or Teensy, you
// might need to increase the threshold for cycle counts considered a 1 or 0.
// You can do this by passing a 3rd parameter for this threshold.  It's a bit
// of fiddling to find the right value, but in general the faster the CPU the
// higher the value.  The default for a 16mhz AVR is a value of 6.  For an
// Arduino Due that runs at 84mhz a value of 30 works.
// Example to initialize DHT sensor for Arduino Due:
//DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE, 30);

/*
 * LM35(温度センサ)関連の定数の定義
 */
float v=5.0;            // MEGA2560やEthernet R3は5.0V駆動
float tempC   = 0;      // 摂氏値( ℃ )
float Threshold=28.0;   // 警告LEDをつける閾値(気温)
float offset = 0;       // センサの温度ズレを修正する変数

#define LOOPNUMBER 100
#define MEDIAN 50

/*
 * 配線関連の定数
 */
int TempSensorPin = 0;  // センサ用のアナログI/Fは0番を利用

/*
 * ネットワーク関係の定数
 */
byte mac[] = { 0x90, 0xA2, 0xDA, 0x0F, 0x92, 0x1A }; //アドレスは手持ちのarduinoのものに変更すること
boolean useDhcp = false; // DHCPで運用する場合は true に変更
                   // DHCPでのアドレス取得失敗時の対策や，長時間経過後のアドレス再割当て等は対応していない
/* 以下は固定IP運用の場合の変数なので適宜変更して使用すること */
IPAddress ip(192,168,0,201);
IPAddress dnsServer(192,168,0,1);
IPAddress gatewayAddress(192,168,0,1);
IPAddress netMask(255,255,255,0);

#ifdef USE_PING
SOCKET pingSocket = 0;
char buffer [256];
#endif /* USE_PING */



/*
 * デバッグ関連
 */
boolean debugFlag=false; // デバッグ目的で，各種情報をシリアルに出力する場合は true

/*
 * プログラム本体
 */

#ifdef USE_PING
ICMPPing ping(pingSocket, (uint16_t)random(0, 255));
#endif /* USE_PING */

EthernetServer server(80); // サーバオブジェクトの定義． 引数はポート番号

void setup() {    
  if (debugFlag) {
    // シリアル通信速度
    Serial.begin(9600);
  }
  // DHT11センサの初期化
  dht.begin();
    // MACアドレスとIPアドレスの設定
  // 参考URL http://arduino.cc/en/Reference/EthernetBegin
  if (useDhcp) {
    Serial.println("configure Ethernet using DHCP");
    if ((Ethernet.begin(mac)==0) && (debugFlag)) {
      Serial.println("Failed.");
    } else {
      Serial.println("Success.");
    }
  } else {
    Serial.println("Manual ip confuguration of ethernet");
    Ethernet.begin(mac, ip, dnsServer, gatewayAddress, netMask);
    Serial.println("done.");
#ifdef USE_PING
    // ルータのアドレスにping
    // 参考URL http://playground.arduino.cc/Code/ICMPPing
    ICMPEchoReply echoReply = ping(gatewayAddress, 4);
    if (debugFlag) {
      if (echoReply.status == SUCCESS) {
        Serial.println("Ping to Gateway address : success");
      } else {
        Serial.println("Ping to Gateway address : fail");
      }
    }
#endif /* USE_PING */
  }
  if (debugFlag) {
    // IPアドレスのシリアルへの出力
    Serial.println("IP address of Ethernet Interface");
    Serial.println(Ethernet.localIP());
    //
    float temperature = getLMTemperature(TempSensorPin);
    float h = getDHTHumidity();
    float t = getDHTCTemperature();
    float f = getDHTFTemperature();
  }
  // サーバの実行
  server.begin();
}

void loop() {
  // 接続してきたクライアントを示すオブジェクトを生成
  EthernetClient client = server.available();
  if (client) {
    if (debugFlag) {
      Serial.println("Connection established by a client");
    }
    // an http request ends with a blank line
    boolean currentLineIsBlank = true;
    while (client.connected()) {
      if (client.available()) {
        char c = client.read(); //一文字読み取り
        // if you've gotten to the end of the line (received a newline
        // character) and the line is blank, the http request has ended,
        // so you can send a reply
        if (c == '\n' && currentLineIsBlank) {
          // send a standard http response header
          client.println("HTTP/1.1 200 OK");
          client.println("Content-Type: text/html");
          client.println("Connection: close");  // the connection will be closed after completion of the response
          client.println("Refresh: 5");  // refresh the page automatically every 5 sec
          client.println();
          client.println("");
          client.println("");
          // LM35温度読み取り  
          float temperature = getLMTemperature(TempSensorPin);
          client.println("LM35 output");
          client.println("
");
          client.print("Temperature:  ");
          //client.print(temperature);
          //client.println("  degrees Celsius");
          //client.println("
");
          float temperatureEX = getLMTemperatureEX(TempSensorPin);
          //client.print("Fixed Temperature:  ");
          client.print(temperatureEX);
          client.println("  degrees Celsius");
          client.println("
");
          client.println("
");
          //
          // DHT11の温度湿度
          float h = getDHTHumidity();
          // Read temperature as Celsius
          float t = getDHTCTemperature();
          // Read temperature as Fahrenheit
          float f = getDHTFTemperature();
          float hi = dht.computeHeatIndex(f, h);
          // Check if any reads failed and exit early (to try again).
          if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(f)) {
            if (debugFlag) {
              Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
            }
            client.println("Failed to read from DHT sensor!");
            client.println("
");
          } else {
            client.println("DHT11 output");
            client.println("
");
            client.print("Temperature: ");
            client.print(t);
            client.println(" degree Celsius");
            client.println("
");
            /*
            client.print(f);
            client.println(" degree Fahrenheit");
            client.println("
");
            */
            client.print("Humidity:  ");
            client.print(h);
            client.println("  \%");
            client.println("
");
            /*
            client.print("Heat index: ");
            client.print(hi);
            client.println(" degree Fahrenheit");
            client.println("
");
            */
            if (debugFlag) {
              Serial.println("Heat index: ");
              Serial.println(hi);
            }
          }
          //
          //
          client.println("");
          break;
        }
        if (c == '\n') {
          // you're starting a new line
          currentLineIsBlank = true;
        } 
        else if (c != '\r') {
          // you've gotten a character on the current line
          currentLineIsBlank = false;
        }
      }
    }
    // give the web browser time to receive the data
    delay(1);
    // close the connection:
    client.stop();
    if (debugFlag) {
      Serial.println("client disconnected");
    }
  }
}

//
// DHT11の温度と湿度読み取り関数
float getDHTCTemperature(){
  float t = dht.readTemperature();
  if (debugFlag) {
    // 温度のシリアルへの出力
    Serial.println("DHT11 celcious temperature is");
    Serial.println(t);
  }
  return t;
}
float getDHTFTemperature(){
  float t = dht.readTemperature(true);
  if (debugFlag) {
    // 温度のシリアルへの出力
    Serial.println("DHT11 Faren temperature is");
    Serial.println(t);
  }
  return t;
}
float getDHTHumidity(){
  float h = dht.readHumidity();
  if (debugFlag) {
    // 湿度のシリアルへの出力
    Serial.println("DHT11 Humidity is");
    Serial.println(h);
  }
  return h;
}

//
// LM35の温度読み取り関数
//
float getLMTemperature(int pin){
  float t;
  t = analogRead( pin );
  t = ((v * t) / 1024) * 100;
  t = t + offset;
  if (debugFlag) {
    // 温度のシリアルへの出力
    Serial.println("temperature is");
    Serial.println(t);
  }
  return t;
}

float getLMTemperatureEX(int pin){
  int buff[LOOPNUMBER];
  float tmp;
  if (debugFlag){
    Serial.print("Data = ");
  }
  for (int i=0 ; i < LOOPNUMBER ; i++){
    buff[i] = analogRead( pin );
    if (debugFlag) {
      Serial.print(buff[i]);
      Serial.print(" , ");
    }
  }
  if (debugFlag) {
    Serial.println("");
  }
  sort(buff,LOOPNUMBER);
  if (debugFlag){
    Serial.print("SortData = ");
    for (int i=0 ; i < LOOPNUMBER ; i++){
      if (debugFlag) {
        Serial.print(buff[i]);
        Serial.print(" , ");
      }
    }
  }
  tmp = ((v * buff[MEDIAN]) / 1023) * 100;
  tmp = tmp + offset;
  if (debugFlag) {
    // 温度のシリアルへの出力
    Serial.println("temperature is");
    Serial.println(tmp);
    Serial.println("Pin number = ");
    Serial.println(pin);
  }
  return tmp;
}
void sort(int a[], int size) {
    for(int i=0; i<(size-1); i++) {
        for(int o=0; o<(size-(i+1)); o++) {
                if(a[o] > a[o+1]) {
                    int t = a[o];
                    a[o] = a[o+1];
                    a[o+1] = t;
                }
        }
    }
}

2015年5月3日日曜日

Raspberry Pi 2　もヒートシンクとファンとUSBシリアルをつける (3)

今回はソフトウェア編です．

ハードとの関係

ファンのON/OFFを行うためには，下の回路図の「トランジスタ(2SC1815)」のベースに入る線を制御する必要があります．下の図を見てもらうとわかるように，GPIOの19番ピンにつないでいます．

ピン位置

GPIOの19番の場所は以下の図の通りで，USBポートの近い位置の内側．

微妙に中途半端な場所なのは，ユニバーサル基板上に回路を作った関係上，トランジスタのベースの位置が一番落ち着く場所だったからです．

というわけで，ファンを制御するプログラムは，GPIOの19番ポートを制御すれば良いことになります．

ファンのテストプログラム

ファンをONするプログラム

#!/bin/sh


echo 19 >/sys/class/gpio/export
echo out >/sys/class/gpio/gpio19/direction
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio19/value

ファンをOFFするプログラム

#!/bin/sh


echo 19 >/sys/class/gpio/export
echo out >/sys/class/gpio/gpio19/direction
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio19/value

制御プログラム本体

#!/usr/bin/perl

use Switch;

open(IN, "/sys/class/thermal/thermal_zone0/temp");
$cputemp = /1000.0; #numbers
close(IN);
$cputempavg = $cputemp;

system("echo 19 > /sys/class/gpio/export");
system("echo out > /sys/class/gpio/gpio19/direction");
system("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio19/value");
$fan_run = 1;

while(1)
{
        open(IN, "/sys/class/thermal/thermal_zone0/temp");
        $cputemp = /1000.0; #numbers
        close(IN);

        $cputempavg = $cputempavg*0.9 + $cputemp*0.1;

        if($cputempavg > 45)
        {
                $fan_run = 1;
        }
        if($cputempavg < 35)
        {
                $fan_run = 0;
        }
        if($cputempavg > 65)
        {
                $fan_run = 2;
        }
        switch ($fan_run) {
                case 1 { system("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio19/value");}
                case 0 { system("echo 0 > /sys/class/gpio/gpio19/value");}
                else   { system("shutdown -h now");}
        }
        sleep(10);
}

Raspberry Pi 2　もヒートシンクとファンとUSBシリアルをつける (2)

今回は製作内容ですが，詳細は省きます(もうしわけなし)．

ただし，回路図さえあれば，だいたい誰でも作れると思うので，Fritzingの回路図を添付しておきます．利用した部品に関しては，前回の記事にも書いてあるので，そちらも参照してください．ユニバーサル基板上の配線はご勘弁．もう少し，Fritzingに精通しないと無理っぽいです．

最近，Eagleで戦うのに疲れてしまったので，最近は「fritzing」を使っています．ブレッドボードを使って試作するならEagleよりfritzingの方が楽だと思います．それにEagleは部品を探すのがあまりにも面倒くさい．

とりあえず，Fritzingの図面も置いておきます．

回路図

ブレッドボードでの試作図

Raspberry PiのGPIOの配置図

注意事項

ファンの位置とユニバーサル基板の関係

ファン付きのケースですが，ファンの位置がちょうどCPUの真上にあるため，シリアルコンソールを外に取り出すためのコネクタの基板(下の写真の右側の基板)と当たるため，基板の使ってない部分を切断しました．

さらに，ファンの制御を行う基板(下の写真の左側の基板)につけたトランジスタが本体基板に接触すると嫌だったので，トランジスタを折り曲げています．トランジスタがイーサのチップの真上にくるのが少し嫌ですが，ちょっと我慢．

まぁ，ファンが付いているので，あまりCPUの温度が上がらなくても早めに回す方向で検討します．

Raspberry Pi 2　もヒートシンクとファンとUSBシリアルをつける (1)

マイクロソフトがRaspberry Pi 2ユーザにwindows10 (Raspberry Pi 2用)をただでくれるというので，Raspberry Pi 2を買った．
買うだけでは，まともに運用できないので，冷却関係の回路をつけた．

以前，Raspberry Piでもやったが，今回は，千石でファン付きの箱を売っていたので，そちらを使ってやってみた．以前はファン付きの箱がなかったので，箱から加工したが，今回はそれがなくて楽ちん．ただ，以前使ったファンと比べて，今回箱についてくるファンは小さくて弱いのでそこだけが心配．

以前の記事

完成品

お買い物

購入した店

皆さんお馴染みの．．．かもしれない有名店

秋月電子通商　秋葉原店
http://akizukidenshi.com/catalog/contents2/akiba.aspx
千石電商　秋葉原本店
http://www.sengoku.co.jp/shop_01.html

自宅から1時間弱で到着できるものうれしい．

秋月で買ったもの

以前，普通のPiは直接RSコンポーネンツから購入したけど，今は個人向けのPi2は「株式会社ケイエスワイ」から買えとRSコンポーネンツのwebに書いてあるので，秋月で買いました．

参照URL : http://jp.rs-online.com/web/generalDisplay.html?id=raspberrypi_reseller

Raspberry Pi 2 Model B
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-09024/

本体だけ秋月で買いましたが，後日千石秋葉原本店の2Fで，ファン付きのケースに入れられたRaspberry Piを発見．Model B+かPi2かまでは確認してませんが，もし，Pi2だったら，別々に買うより良いかも．

千石で買ったもの

ＳｅｅｅｄＳｔｕｄｉｏ１１４９９０１２９／１４１１０７００４
【ＦＡＮ付き】Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ　Ｐｉ　Ｂ＋専用ケース（クリア／ロゴなし／組立式）
http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=EEHD-4N4C
ＳｅｅｅｄＳｔｕｄｉｏ　１１４９９０１３０ (上のケースのファン無し)
Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ　Ｐｉ　Ｂ＋専用ケース（クリア／ロゴなし／組立式）
http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=EEHD-4R3F
なぜ2個買ったかは，後(「ケースの問題」のところ)で説明します．

ＳｅｅｅｄＳｔｕｄｉｏ８０００３５００１
Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ　Ｐｉ用アルミニウム・ヒートシンク
https://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=EEHD-4FBE

ＳＷＩＴＣＨＳＣＩＥＮＣＥ／スイッチサイエンスＳＳＣＩ－０１０３２０
ＦＴＤＩ　ＵＳＢシリアル変換アダプター（５Ｖ／３．３Ｖ切り替え機能付き）
http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=EEHD-0SK8

タカチ電機工業ＴＮＦ１１－１６
鉛フリーユニバーサル基板（ＳＷ－２０用）
http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=3AUA-KMJL#
今回は，一番小さいものだけを購入しましたが，工作のしやすさなどを考慮すると，「TNF15-25」とか「TNF25-35」でもいいかもしれません．

手元にあったもの

以前の記事の制作に使った部品を今回も使用．ただし，ショットキーダイオードの型番はすっかり忘れてしまいました(申し訳なし)．

3kΩのカーボン抵抗
ショットキーダイオード
トランジスタ (2SC1815)

ケースの問題

ファン付きのケースは40pinの横に大きな切り込みがあり，最初，組み立てようとしたら，そこで「パッキリ」折れてしまいました．それに対して，ファン無しのケースは同じ部分に切り込みがないため，少々力がかかっても壊れることはないため，追加でファン無しを購入し，壊れた部分を差し替えました．

ヒートシンク

Raspberry Pi用のヒートシンクは千石本店の2Fレジで店員さんに言うと出してもらえますが，
今回購入した「ＳｅｅｅｄＳｔｕｄｉｏ　８０００３５００１Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ　Ｐｉ用アルミニウム・ヒートシンク」の他に，「ＳｅｅｅｄＳｔｕｄｉｏ　１１４９９０１２５Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ　Ｐｉ　Ｂ＋用ヒートシンク」があり，本来，Pi2用はPi B+用となります．

ただし，今回旧型Pi用を購入したのは，旧型用は小型のヒートシンクが余分についている代わりに，熱伝導両面テープが付いているので，特別な材料とかなしに，チップに貼り付けることができるためです．

多少値段が違うため，熱伝導両面テープなどの取り付け材料を持っている人は，本来のPi B+用を購入したほうが良いでしょう．

次回

次回は製作内容になります．

登録: 投稿 (Atom)

2015年9月22日火曜日

背景

購入した部材

お買い物

昼食

背景

利用した機材

接続

接続結果

注意点

参考文献

きっかけ

BLEの場合

Bluezのバージョン

LinuxのBLE対応のレベル

結論

bluetoothシリアル変換を使う

2015年7月5日日曜日

もともと

以前のプロジェクト

手配したシールド

予習

Seeed Studio BLE Shield

RedBearLab BLEShield

2015年7月4日土曜日

主な違い

I2C

CPUの低電力モード

ライブラリの非互換

開発ソフト

参考文献

DHT22RTC

Dht22RtcSpp

DHTWebServer

CoolingFan

2015年5月17日日曜日

参考文献

Raspberry Pi関係

Arduino関係

Arduino

Bluetoothアダプタ

実験用本体

最終予定本体

USBホストシールド

Raspberry pi

本体

Bluetoothアダプタ

準備

Raspberry Pi

ソフトのインストール

不具合修正

Arduino

接続

まずは，Bluetoothのデバイスの接続

次はBluetoothのシリアルプロファイルを使えるようにする

動作の確認

参考文献

精度が重要な場合

ちょっとお金持ちさま向け(SHT11)

いろんなセンサの比較記事

SHT11とDHT22の利用事例

DHT22の利用事例

2015年5月時点のセンサの秋月での価格

参考情報

LM35DZの仕様

DHT11の仕様

◆主な仕様

◆湿度センサ部

◆温度センサ部

◆シリアル通信部

Raspberry Piとbluetooth

参考文献

Arduinoとbluetooth

参考文献

Arduino上のRTC

参考文献

Arduinoの低電力状態

参考文献

2015年5月9日土曜日

はじめに