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Raspberry Piでダッシュボードを作る(5) -温度・湿度(センサ)-

Raspberry Pi

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Raspberry Piとミニディスプレイ，各種センサを使ってダッシュボードを作ります．

今回のゴール

  • 室内の温度・湿度を表示する．

センサの調達

Raspberry Pi本体にセンサはありませんが，GPIO(General Purpose Input/Output: 汎用入出力)用のピンが40ピン*1配置されています．このピンを使って，センサ類に電源を供給したり，通信したりすることが可能です．というわけで，センサを調達します．

（余談…　これまでソフトウェアにしか縁がなく，センサなどの電子部品を扱うのは難しいと思っていました．が，やってみると案外難しくありませんし，「Raspberry PiでXXをやってみた」系の記事もたくさん見つかります．特に今回は工具不要で刺すだけ繋ぐだけです．心配はいりません！）

材料

（リンクはすべて秋月電子通商にジャンプします）

  • 温湿度センサ: AM2320
  • ブレッドボード: なんでも良い．例えばBB-801
  • ジャンプワイヤ(オス-メス): なんでも良い．例えば秋月C-08933

温湿度センサ 温湿度を測定するためのものです．I2Cという通信方式に対応していて，読み取りが比較的容易です．
ブレッドボード 電子部品の実験用パーツです．たくさん穴が空いていて，一定のルールで電気的に繋がっています．ここに部品やケーブルを繋いで，回路を組み立てます．
ジャンプワイヤ 電子部品どうしを繋ぐケーブルです．今回はRaspberry Piとブレッドボードを繋ぐために使用します．

配線

Raspberry Piの電源を切っておきます．Raspberry Piのピン配置図やAM2320のデータシート(秋月のページにPDFへのリンクあり)を参照しつつ，配線します．

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I2C有効化

標準でI2Cが無効になっているため，まずは有効にします．設定はGUI/CUIいずれでも可能です．設定が終わったら，念のため再起動しておきましょう．

参考: 最近の Raspberry Pi で I2C を有効化 - Rabbit Note

読み取り

温度と湿度を読み取ります．I2Cは，複数の電子部品(デバイス)と通信できるように，「デバイスのアドレス」と「データ」をセットで通信します．データ(バイト列)の内容はデバイスによって様々です．

本当はデータシートをじっくり眺めるべきところですが，幸いAM2320は接続例が多数あります．そうした情報を活用しましょう．

参考: 温湿度センサAM2320をRaspberry Pi 3で使用する｜wizqro.net

Pythonの登場

今回はRubyではなくPythonというプログラミング言語が登場します．Python 3系が新しいので，こちらをインストールしましょう．

$ sudo apt-get install python3 python3-smbus
$ python3
(Python 3.x系が起動する．quit()またはCtrl+Dキーで終了)

参考ページのスクリプトをファイルに書き込み，実行してみましょう．

(read_temphumid.pyとして作った場合)
$ python3 read_temphumid.py
59.0
20.8

1行目が湿度，2行目が温度です．読み取れました．

ダッシュボードへの追加

ダッシュボードはRubyスクリプト，温湿度の読み取りはPythonスクリプト．

ここはちょっと無理矢理ですが，RubyスクリプトからPythonスクリプトを実行することで，温湿度をダッシュボード上に表示していきます．

先ほどのread_temphumid.pyは，ダッシュボードのapp.rbと同じディレクトリに置いておきます．そして，views/index.erbを編集します．

<div class="card">
  <h4 class="card-header text-white bg-success">温湿度</h4>
  <div class="card-body">
    <%
      data = `python3 read_temphumid.py`.split(/\n/)
      humidity = data[0]
      temperature = data[1]
    %>
    <p class="card-text">
      気温: <%= temperature %>℃<br>
      湿度: <%= humidity %>％
    </p>
  </div>
</div>

ダッシュボードを表示しましょう．温度・湿度が表示されました．

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今回はここまで．

*1:古いモデルは26ピン