Arduinoで温度と湿度を計測する

温度の計測には、センサーとしてＬＭ６１ＣＩＺを使用してマイナスの気温も測れるようにしし、さらに湿度を測れる機能を追加することにしました。
湿度センサーには、ＧＥ Ｓensing社製のＨＳ１５Ｐがあり比較的安価に入手できますが、使用に当たっては制約があります。
ＨＳ１５Ｐは交流信号を加え、湿度によりインピーダンスが変化するのを読み取ります。
その変化は指数関数的に変化するので対数増幅器を接続して直線的な出力にする必要があります。
一方ＴＤＫ社製のＣＨＳ－ＧＳＳは全ての回路がオールインワンになっていて、若干価格的には高いのですが、５Ｖを加えるだけで、ＤＣ１Ｖの出力が１００％（ＲＨ）になり電圧計の読みがそのまま位取りの変換だけで相対湿度が読み取れます。
今回は価格の高さに目をつぶりＣＨＳ－ＧＳＳを使うことにしました。

接続図

スケッチ

//温度と湿度の測定

#include <LiquidCrystal.h>

//センサーに接続したアナログピンの番号
float sensor1Pin = 0;
float sensor2Pin = 1;

//変数の定義
float v = 5;
float temp = 0;
float hum = 0;
float value1 = 0;
float value2 = 0;

 
//LCD
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
  //ＬＣＤの桁数と行数をセットする
  lcd.begin(16, 2);
}

void loop() {
  //ＬＣＤの表示をクリアする
  lcd.clear();
 
  //センサーピン0の温度センサーの値を読み取る
  value1 = analogRead(sensor1Pin);
 
  //センサーピン1の湿度センサーの値を読み取る
  value2 = analogRead(sensor2Pin);
 
  //読み取った値を温度に換算
  temp = (((v / 1024) * value1) * 100)-60 ;
 
  //読み取った値を湿度に換算
  hum = ((v / 1024) * value2) *100;
 
  //ＬＣＤに温度を表示する
  lcd.print("temp: ");
  lcd.print(temp);
  lcd.setCursor(10, 0);
  lcd.write(0xDF);
  lcd.print("C ");
 
   lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("hum : ");
  lcd.print(hum);
  lcd.setCursor(10, 1);
  lcd.print("% ");
 
  //次のループまで１秒待つ
  delay(1000);
}

Arduino で温度を計る（３）

マイナスの温度も計測できるようにする。

ＬＭ３５ＤＺをセンサーとして使用した場合の温度測定範囲は０℃から+１００℃でした。
当地盛岡では冬期間の外気温度は当然氷点下になりますので、このまヽでは気温の測定には使えないことになります。
そこでマイナスの気温でも測定が可能なようにセンサーをＬＭ６１ＣＩＺに取り替えて実測してみました。
ＬＭ６１ＣＩＺの測定範囲は-３０℃から＋１００℃とになり、０℃のときの出力電圧は６００ｍｖになります。つまり６００ｍｖのオフセットがかかっていることになります。
そのことにより、単電源でマイナス温度まで計れることになります。

スケッチの変更は温度に変換する計算式が変わります。

  temp2 = (((V / 1024) * Value2) * 100) -60

 

早朝の外気温が氷点下の時に実測した写真です。temp1の表示はセンサーがＬＭ３５ＤＺで測定範囲を超えていますので、ゼロになり、temp2はＬＭ６１ＣＩＺですのでマイナスの温度が表示されています。

変更したスケッチ（赤字の部分が変更箇所）

//マイナスの温度を測れるようにセンサーを変更

#include <LiquidCrystal.h>

//センサーに接続したアナログピンの番号
float sensor1Pin = 0;
float sensor2Pin = 1;

//変数の定義
float v = 5;
float temp1 = 0;
float temp2 = 0;
float value1 = 0;
float value2 = 0;
int sum = 0;
int data = 0;
 
//LCD
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
  //ＬＣＤの桁数と行数をセットする
  lcd.begin(16, 2);
}

void loop() {
  //ＬＣＤの表示をクリアする
  lcd.clear();
 
  //センサーピン１の温度センサーの値を読み取る
  //センサーの値を５０回読み取り平均化する
 sum = 0;
 for (int i = 0; i < 50; i++) {
  data = analogRead(sensor1Pin);
 sum = sum + data;
 delay(2);
 }
  value1 = sum / 50;
 
  //センサーピン２の値を読み取る
  value2 = analogRead(sensor2Pin);
 
  //読み取った値を温度に換算
  temp1 = ((v / 1024) * value1) * 100 ;
  temp2 = (((v / 1024) * value2) * 100)-60 ;
 
  //ＬＣＤに温度を表示する
  lcd.print("temp1: ");
  lcd.print(temp1);
  lcd.setCursor(11, 0);
  lcd.write(0xDF);
  lcd.print("c ");
 
   lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("temp2: ");
  lcd.print(temp2);
  lcd.setCursor(11, 1);
  lcd.write(0xDF);
  lcd.print("c ");
 
  //次のループまで１秒待つ
  delay(1000);
}

 

湯島天神、上野公園の散策

　１２月１９日東京へ所用で出かけましたが、空き時間を利用し近場を散策しました。

湯島天神

季節外れとは思いましたが、湯島の白梅で有名な湯島天神を見学しました。ＪＲ徒町駅から徒歩で１０～１５分ぐらいのところにあり、急な階段(男坂）を登るとすぐ境内です。日曜日でもあり参拝客が多く見られました。

　　　

うえの華灯路　浮世絵行燈

夕方５時過ぎ周囲が暗くなってから、上野公園の浮世絵行燈を見に行きました。平成１９年に開始されたということで、歌川広重の「名所江戸百景」が行燈に描かれております。相当の数になると思いますが、なにぶんにも広い公園ですので、暗い道筋に薄ぼんやりと灯る独特の雰囲気を醸し出しておりました。

　　　　

西郷さんの銅像脇の巨木のイルミネーション

　　

Arduino で温度を測る（２）

測定した温度が設定値を上回ったらＬＥＤを点灯させる

測定した温度が、事前に設定しておいた温度を超えた時にＬＥＤを点灯させるように、
回路とスケッチを変更してみました。

２個使用していた温度センサーの内１個（temp2)を１０ＫΩの可変抵抗器に置き換え、この可変抵抗器で温度を設定します。

temp2の温度への換算式は次のように変更します。
 temp2 = ((v / 1024) * value2) * 20 ;

式の最後で１００倍にして温度表示にしていたものを、２０に変更して設定温度を設定しやすいようにします。
使用する可変抵抗器はＢ型（変化が直線的に変わる）の方が調整しやすくなります。。

ＬＥＤを点灯するスケッチの追加

測定した温度　＞＝　設定した温度　の時 ledPinを ＨＩＧＨにします。

 if( temp1 >= temp2) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
  }

スケッチ全体

//測定した温度が設定値より高くなったらＬＥＤを点灯

#include

//センサーに接続したアナログピンの番号
float sensor1Pin = 0;
float sensor2Pin = 1;

//LEDを接続したピン番号
int ledPin = 13;

//変数の定義
float v = 5;
float temp1 = 0;
float temp2 = 0;
float value1 = 0;
float value2 = 0;
int sum = 0;
int data = 0;
 
//LCD
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
  //ＬＣＤの桁数と行数をセットする
  lcd.begin(16, 2);
  //
  pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop() {
  //ＬＣＤの表示をクリアする
  lcd.clear();
 
  //センサーピン１の温度センサーの値を読み取る
  //センサーの値を５０回読み取り平均化する
 sum = 0;
 for (int i = 0; i < 50; i++) {
  data = analogRead(sensor1Pin);
 sum = sum + data;
 delay(2);
 }
  value1 = sum / 50;
 
  //センサーピン２の値を読み取る
  value2 = analogRead(sensor2Pin);
 
  //読み取った値を温度に換算
  temp1 = ((v / 1024) * value1) * 100 ;
  temp2 = ((v / 1024) * value2) * 20 ;
 
  //
  if( temp1 >= temp2) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
  }
 
  //ＬＣＤに温度を表示する
  lcd.print("temp1: ");
  lcd.print(temp1);
  lcd.setCursor(11, 0);
  lcd.write(0xDF);
  lcd.print("c ");
 
   lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("temp2: ");
  lcd.print(temp2);
  lcd.setCursor(11, 1);
  lcd.write(0xDF);
  lcd.print("c ");
 
  //次のループまで１秒待つ
  delay(1000);
}

配線図

ボード

温度が上昇した時にそれを感知して冷却ファンを自動でまわす時などに応用できます。

Arduinoで温度を測る

Arduinoで温度を測る
前回で完成したＬCDパネルを利用して温度を測り表示してみた。
温度センサはＩＣ温度センサのＬＭ３５を使います。
ＬＭ３５ＤＺは出力が摂氏温度に比例しており、温度係数はリニアで　+10.0mv/℃です。
o℃で０ｖ、10℃で１００mv、20℃で２００mvの出力があり、＋25℃で0.5℃の精度があります。

一方Arduinoのアナログ入力は　０～５ｖの電圧を１０２４段階で読み取りますので、これを
０～５００℃のスケールで温度として使用できることになりますが、実際動作範囲は０～１００℃になります。

センサーの読み取り値の温度への換算

温度（℃）＝（（５/１０２４）＊温度センサの読み取り値）＊１００

今回は温度センサを２個使い、一方では計測した温度を５０回積算しその平均を算出してＬＣＤに表示し、
もう一方は１回の計測値をそのまま表示しております。

５０回の平均値を表示　ＴＥＭＰ１
１回の計測値を表示　　ＴＥＭＰ２

温度を測るスケッチ

//温度を測る　temp3

#include <LiquidCrystal.h> 

//センサーに接続したアナログピンの番号
float sensor1Pin = 0;
float sensor2Pin = 1;

//変数の定義
float v = 5;
float temp1 = 0;
float temp2 = 0;
float value1 = 0;
float value2 = 0;
int sum = 0;
int data = 0;
 
//LCD
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
  //ＬＣＤの桁数と行数をセットする
  lcd.begin(16, 2);
}

void loop() {
  //ＬＣＤの表示をクリアする
  lcd.clear();
 
  //センサーピン１の温度センサーの値を読み取る
  //センサーの値を５０回読み取り平均化する
 sum = 0;
 for (int i = 0; i < 50; i++) {
  data = analogRead(sensor1Pin);
 sum = sum + data;
 delay(2);
 }
  value1 = sum / 50;
 
  //センサーピン２の値を読み取る
  value2 = analogRead(sensor2Pin);
 
  //読み取った値を温度に換算
  temp1 = ((v / 1024) * value1) * 100 ;
  temp2 = ((v / 1024) * value2) * 100 ;
 
  //ＬＣＤに温度を表示する
  lcd.print("temp1: ");
  lcd.print(temp1);
  lcd.setCursor(11, 0);
  lcd.write(0xDF);
  lcd.print("c ");
 
   lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("temp2: ");
  lcd.print(temp2);
  lcd.setCursor(11, 1);
  lcd.write(0xDF);
  lcd.print("c ");
 
  //次のループまで１秒待つ
  delay(1000);
}

ＬＭ３５ＤＺ

ＬＭ３５ＤＺには３本の足がありそれぞれ　＋５ｖ、Ｖｏｕｔ、ＧＮＤに接続します。
実際に動作している時に指でつまむと、表示値が変化しますので動作の確認ができます。

ボードの配線

ArduinoにＬＣＤを接続し文字を表示させる

ArduinoにＬＣＤを接続する

ＬＥＤの点滅から一歩前進させて、今回はＬＣＤ（Liquid Crystal Display)キャラクタディスプレイをを使っていろんな表示に利用してみたいと思います。

Arduinoには、ＬＣＤ用のライブラリが用意されており、このライブラリが対象としているのはコントローラーＬＳＩが日立のＨＤ４４７８０に対応したもので、数多くのモジュールが販売されているとのことです。

今回はＳＤ１６０２Ｈを使いますが、ピンの配置がちょっと変わっていますので配線の時に注意が必要です。
このディスプレイは２行１６桁のキャラクタディスプレイで、ライブラリを利用してＬＤＣに文字を表示することができます。

ＳＤ１６０２Ｈの外観

表面　 　

裏面

　ピン配置と接続

   　　　

接続図

スケッチ

// LCDを接続する

//「sketch」メニューからLiquidCrystalライブラリを読み込み
#include

//使用するピンの定義
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
  //ＬＣＤの行と桁数の設定
  lcd.begin(16, 2);
 
  //0行目にメッセージを表示
  lcd.print("Hello,world!"); 
}
 
void loop() {

  //カーソルを0桁、1行目にセット
 lcd.setCursor(0, 1);
 
 //動作開始からの経過時間を秒単位で表示
 //「zikann :」を　0桁1行目表示
 lcd.print("zikan :");

　//8桁1行目に経過時間を秒単位で表示
 lcd.setCursor(8,1);
  lcd.print( millis() / 1000);
  lcd.setCursor(13,1);
  lcd.print("sec");
}

ボード

Arduino RGB 3色フルカラーＬＥＤの明るさと色の調整

RGB 3色フルカラーＬＥＤの明るさと色をランダムに変えながら点灯させる

前回は各色の明るさを　０から２５５までの２５６段階を連続的に変化させ
明るさと色を変化させましたが、今回は　０から２５５の値をランダムに変化
させることにより、色と明るさを変化させてみました。
更に、ランダムに変更される値をシリアル・プリントで確認できるようにしました。

接続図は前回と全く同じです。

スケッチ

/*RGB３色ＬＥＤを各色順番に点灯
各色の明るさはランダムに変化する
点灯はフェードイン/フェードアウトで行う
シリアル・プリントでrandNumberの値を読む
*/

const int ledrPin = 9;  //ピン９ＬＥＤ赤を接続
const int ledbPin = 10;  //ピン１０ＬＥＤ青を接続
const int ledgPin = 11;  //ピン１１ＬＥＤ緑を接続

 int randNumber = 0;  //LEDの明るさを設定する変数

void setup () {
  pinMode(ledrPin, OUTPUT);  //LEDピンを出力に設定
  pinMode(ledbPin, OUTPUT);
  pinMode(ledgPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop () {
  //色の選択 0 = 赤: 1 = 青: 2 = 緑
  for(int j = 0; j <= 2; j++) {
    if( j == 0) {
      //赤をフェードインで点灯
      randNumber = random(0,110);
       Serial.println(randNumber);
      for(int i = 0; i <= randNumber; i++) {
        analogWrite(ledrPin,i);
        delay(30);
      }
   
      //色の選択 0 = 赤: 1 = 青: 2 = 緑 
     }else if( j == 1) {
        //青をフェードインで点灯
         randNumber = random(40);
           Serial.println(randNumber);
       for(int i = 0; i <= randNumber; i++) {
        analogWrite(ledbPin,i);
        delay(30);
      }
    
    } else {
       //緑をフェードインで点灯
        randNumber = random(256);
          Serial.println(randNumber);
       for(int i = 0; i <= randNumber; i++) {
        analogWrite(ledgPin,i);
        delay(30);
      }
   
    }
  }
}

シリアルプリント画面

 

RGB 3色フルカラーＬＥＤの明るさを半固定抵抗（ＶＲ）で調整し点灯させる

アナログ入力端子に半固定抵抗器（ＶＲ）を接続し入力された電圧値をanalogRead読み、
それを　０から２５５の値に変換することによりＬＥＤの明るさを調整する。
各色とも同じ回路、同じスケッチで動作させ３個のＶＲで明るさと色を自由に変えることができます。

接続図

スケッチ

/*RGB３色ＬＥＤを半固定抵抗（ＶＲ）で各色の調整をする*/

const int ledrPin = 9;  //ピン９ＬＥＤ赤を接続
const int ledbPin = 10;  //ピン１０ＬＥＤ青を接続
const int ledgPin = 11;  //ピン１１ＬＥＤ緑を接続

const int vrrPin = 0;  //ピン０にVR(赤）を接続
const int vrbPin = 1;  //ピン１にVR(青）を接続
const int vrgPin = 2;  ///ピン２にVR(緑）を接続

void setup () {

  pinMode(ledrPin, OUTPUT);  //LEDピンを出力に設定
  pinMode(ledbPin, OUTPUT);
  pinMode(ledgPin, OUTPUT);

  }

void loop () {

  //vrrPinの値ををvluerに読み取り
  //vluerをmapにより intensityr(０～２５５)に変換
  //intensityrの値でledrを点灯

  int valuer = analogRead(vrrPin);
  int intensityr = map(valuer, 0, 1023, 0, 255);
  analogWrite(ledrPin,intensityr);
 
  //vrbPinの値ををvluebに読み取り
  //vluebをmapにより intensityb(０～２５５)に変換
  //intensitybの値でledbを点灯

  int valueb = analogRead(vrbPin);
  int intensityb = map(valueb, 0, 1023, 0, 255);
  analogWrite(ledbPin,intensityb);
 
  //vrgPinの値ををvluegに読み取り
  //vluegをmapにより intensityg(０～２５５)に変換
  //intensitygの値でlegrを点灯

  int valueg = analogRead(vrgPin);
  int intensityg = map(valueg, 0, 1023, 0, 255);
  analogWrite(ledgPin,intensityg);

  }
   

ボード

 

我が家の太陽光発電 ２０１０年１１月の発電量

　１２月１日付けで発表された気象庁の「１１月の天候」によると、盛岡の日照時間は１２０．３時間で平年比１０１％でした。発電量は昨年に比べて若干増えております。

因みに、昨年の日照時間は１０２．４時間で平年比８６％でした。

１１月２９日には初積雪もあり、これから本格的な冬の到来となり、発電量も２月頃まで低下傾向が続きます。

 

 

 １１月の太陽電池の温度推移

　放射冷却の影響と思いますが、低い方の温度は周囲温度に比べて相当低くなっており、マイナスの状態が増えてきております。

１１月２９日の初積雪