な事故につながる可能性があります本製品を使用したために発生する損害については責任を負いかねます細心の注意を払って製造しておりますが丌良品等がありましたら同等の新品と交換させていただきます本製品を取り扱う際にはけがや事故破損などにご注意ください静電気により故障する可能性がありますので

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かずまさはかまや
5 years ago
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Arduino Shield series お天気シールド兼お天気 duino Weatherduino Galileo 7 Printed 2010-08-30 本製品について Bosch 社のデジタル気圧センサー BMP085 SENSIRION 社のデジタル温度湿度センサー SHT11 浜松ホトニクス社の照度センサー S9648-100 を使い環境計測ができる Arduino

マイコンを搭載するためのパターンを用意していますので Arduino ブートローダーを書き込んだ AVR マイコン (ATmega328P) を搭載することにより Arduino 互換ボードとしても使用することができますまた Arduino ブートローダーを使わずにセンサー付きの AVR マイコンボードとしての使用も可能です XBee を搭載するためのパターンを用意していますので

1 Arduino Shield series お天気シールド兼お天気 duino Weatherduino Galileo 7 Printed 本製品について Bosch 社のデジタル気圧センサー BMP085 SENSIRION 社のデジタル温度湿度センサー SHT11 浜松ホトニクス社の照度センサー S を使い環境計測ができる Arduino 用シールドですオプションとして G5842 を付ければ紫外線 SparkFun 社の Weather Meters を接続すれば風速風向雤量の計測もでき簡易的に土壌水分 ( 抵抗値センサー ) などを計測するための端子も用意していますセンサーからのデータを簡単に処理できる Arduino IDE 向けライブラリを用意しています基板上に AVR マイコンを搭載するためのパターンを用意していますので Arduino ブートローダーを書き込んだ AVR マイコン (ATmega328P) を搭載することにより Arduino 互換ボードとしても使用することができますまた Arduino ブートローダーを使わずにセンサー付きの AVR マイコンボードとしての使用も可能です XBee を搭載するためのパターンを用意していますのでリモートセンシングやセンサーネットワークを構築することもできますリチウムイオン / ポリマー電池の充電 IC を搭載するためのパターンを用意していますので日中は太陽電池等で発電充電し夜間にはその電気で動作させることも可能です ( 写真左 :Shield として組み立てた例写真右 : Arduino 互換ボードとして組み立てた例 BMP085 はオプションの BMP085, SHT1x ブレークアウトを使用しています ) はじめにお読みください本製品は電子工作キットのため電子回路や組み立てについて知識のある方を対象としています誤った取扱いをすると本製品やこれを取り付ける機器の故障や損傷感電火災やその他の重大

2 な事故につながる可能性があります本製品を使用したために発生する損害については責任を負いかねます細心の注意を払って製造しておりますが丌良品等がありましたら同等の新品と交換させていただきます本製品を取り扱う際にはけがや事故破損などにご注意ください静電気により故障する可能性がありますのでアースバンドなど静電気対策を行ってください本製品の仕様は改良やその他の理由で予告なく変更することがあります

3 パーツリスト組み立て前にすべてのパーツがそろっているかご確認ください購入されたキットにより付属するパーツは異なります基板と主要 IC だけを購入された場合は他のパーツを別途ご用意ください種類品番数種類品番数基板 Weatherduino 1 抵抗器 100kΩ ( 茶黒黄金 ) 1 IC LP V( 相当品 ) 1 コンデンサ 0.01uF (103) セラミック 2 センサー BMP085 1 コンデンサ 0.1uF (104) 積層セラミック 4 センサー SHT11 1 コンデンサ 10uF 電解 1 フォト IC Di S コンデンサ 47~100uF 電解 1 UV センサー G コネクタ IC ソケット 8P 1 LED 3φ 2 コネクタ DIP ヘッダー 8P 1 抵抗器 1kΩ ( 茶黒赤金 ) 3 コネクタヘッダーピン 1 列 1 抵抗器 2.2kΩ ( 赤赤赤金 ) 4 コネクタモジュラージャック 2 抵抗器 10kΩ ( 茶黒橙金 ) 4 コネクタネジ式ターミナル 2P 1 印は紫外線 (UV) センサーを使用する場合のオプションです回路図

組み立て各パーツや組み立てについての詳細は知識のある方を対象と想定しているため省略しています表面実装パーツなど半田付け難易度の高い部分がありますこて先が細い電子パーツ用はんだごてと 8mmφ 以下のはんだを使用し慎重に素早く作業してください組み立ては背の低い部品から半田付けしてください抵抗器コンデンサ最後にコネクタ類という順序で半田付けすることをおすすめします

4 組み立て各パーツや組み立てについての詳細は知識のある方を対象と想定しているため省略しています表面実装パーツなど半田付け難易度の高い部分がありますこて先が細い電子パーツ用はんだごてと 8mmφ 以下のはんだを使用し慎重に素早く作業してください組み立ては背の低い部品から半田付けしてください抵抗器コンデンサ最後にコネクタ類という順序で半田付けすることをおすすめします IC ソケットのある IC は組み立てが完了してから IC ソケットへ取り付けてください図中品番記号や単位記号 ( 抵抗器 :Ω コンデンサ :F) を省略していますパーツリストで相当品となっている部品は同種の別の部品を使用することがあります値が ~ 表記の部品はその範囲内の別の部品を使用することがあります印は紫外線 (UV) センサーを使用する場合のオプションです

5 BMP085, SHT1x ブレークアウトを使用する場合このページは読み飛ばしてください BMP085 は特殊な形状のパッケージで半田付けのための足はチップ裏面にのみあります以下の写真を参考に細い導線 ( リード線をばらしたもの ) などで DIP ヘッダーへ取り付けてください可能な方は基板へ表面実装してもかまいませんこて先が細いはんだごてではんだの量はできるだけ少なくするのがコツですはんだ付け完了後エポキシ接着剤やホットメルトなどで端を固定すると安定します配線図導線をパッドへはんだ付けする導線を DIP ヘッダーへ巻きつける半田づけして余った部分を切る基板へは IC ソケットを付けておき差し込む ( 写真は旧バージョンの Weatherduino)

6 オプションの組み立て Weatherduino は色々な使い方ができるようオプションパーツが用意されています Arduino 互換ボードとする場合は以下のパーツを半田付けしてください ( 図中水色着色 ) 種類品番数種類品番数 IC ATmega168 またはスイッチタクトスイッチ 1 セラミック発振子 16MHz 1 コネクタ IC ソケット 28P 1 抵抗器 1kΩ ( 茶黒赤金 ) 1 コネクタヘッダーソケット 6P 2 抵抗器 10kΩ ( 茶黒橙金 ) 1 コネクタヘッダーソケット 8P 2 コンデンサ 0.1uF (104) 積層セラミック 3 コネクタヘッダーピン 2 列 1 コネクタ DC ジャック 1 XBee を使用する場合は以下のパーツを半田付けしてください ( 図中緑着色 ) ジャンパーによりハードウェアシリアルかソフトウェアシリアルか選択できますソフトウェアシリアルは XBee の DOUT がデジタル 5 DIN がデジタル 6 へ接続されています種類品番数種類品番数抵抗器 1kΩ ( 茶黒赤金 ) 2 コンデンサ 10uF 電解 1 抵抗器 2.2kΩ ( 赤赤赤金 ) 1 コネクタヘッダーソケット 10P 2mm 2 リチウムポリマーを使用する場合は以下のパーツを半田付けしてください ( 図中紫着色 ) 抵抗器 10kΩ はバッテリーの電圧検出用でアナログ 0 へ接続されています紫外線センサーを付けている場合は使用できません種類品番数種類品番数 IC TAR5SB33 (3B3) 1 抵抗器 10kΩ ( 茶黒橙金 ) 2 IC MCP73831 (KDxx) 1 コンデンサ 0.01uF (103) セラミック 1 LED 3φ 2 コンデンサ 10uF 電解 1 抵抗器 1kΩ ( 茶黒赤金 ) 1 コネクタ PH 2P 1 抵抗器 2.2kΩ ( 赤赤赤金 ) 1

7 オプションの BMP085 SHT1x ブレークアウトを使用すると気圧センサーを DIP 8P に温度湿度センサーを 2.54mm ピッチに変換できソケットが使えるようになりセンサーの交換保守を容易にします基板はミシン目に従って折り切り離してください BMP085 は DIP ヘッダーへ半田付けし Weatherduino 基板上の IC ソケット 8P へ差し込んで使います

8 使い方アナログの基準電圧 (VREF) は 3.3V になりますライブラリを使用すると自動的に analogreference(external) が実行されます BMP085( 気圧センサー ) BMP085 は Arduino のアナログ 4(SDA) 5(SCL) に接続されており I2C でデータが得られ計算により気圧を求めます BMP085 の詳細については Bosch 社が公開するマニュアルをご覧ください Bosch 社製品紹介ホームページデータシート SHT11( 温度湿度センサー ) SHT11 は Arduino のデジタル 8(DATA) 9(SCK) に接続されており I2C に似た独自の方式でデータが得られ計算により温度湿度を求めます SHT11 の詳細については SENSIRION 社が公開するマニュアルをご覧ください SENSIRION 社製品紹介ホームページデータシート S ( 照度センサー ) S からは Arduino のアナログ 3 に接続されデータが得られます負荷抵抗は 1kΩ になっています V(V) = センサー電流 I(A) x 1kΩ により 100lx 0.26mA x 1000Ω = 260mV このように照度に応じた電圧が得られますので計算により照度を求めます G5842( 紫外線センサー ) G5842 からは Arduino のアナログ 0 に接続されデータが得られます負荷抵抗は 100kΩ になっています V(V) = センサー電流 I(A) x Ω により 1mW/cm2 384nA x Ω = 38mV このように紫外線量に応じた電圧が得られますので計算により紫外線量を求めます

9 Weather Meters( 風速風向雤量センサー ) 風速センサーはデジタル 2 風向センサーはアナログ 2 雤量センサーはデジタル 3 に接続されデータが得られます抵抗値 ( 簡易土壌水分センサー ) 抵抗計測端子はアナログ 1 に接続されデータが得られます簡易的な土壌水分センサーとして使用でき銅の棒や炭素棒 ( くぎなどで代用可能 ) を 2 本地中に埋め各端子からビニール線等で配線します 10kΩ でプルアップされていますので V(V) = Vref(V) / (10kΩ + R(Ω) ) x R(Ω) により 100kΩ 5V / (10 kω kω) x 100 kω = 4.5V このように抵抗値に応じた電圧が得られますので計算により抵抗値を求めます

$h> G7Weather weather; void setup () { weather.init_bmp085(); // 気圧センサー初期化 weather.init_sht11(); // 温度湿度センサー初期化 weather.init_s9648(); // 照度センサー初期化 weather.init_wmeters(); // Weather Meters 初期化 weather.$

10 専用のライブラリを使用すると簡単にセンサーからのデータを処理できます Galileo7 ホームページからライブラリをダウンロードし Arduino をインストールしたディレクトリの libraries へ展開してください ( ファイル名は G7Weather3 となっています ) 例 (Arduino スケッチ例 ) #include <G7Weather3.h> G7Weather weather; void setup () { weather.init_bmp085(); // 気圧センサー初期化 weather.init_sht11(); // 温度湿度センサー初期化 weather.init_s9648(); // 照度センサー初期化 weather.init_wmeters(); // Weather Meters 初期化 weather.init_moist(); // 抵抗値センサー初期化 } void loop () { float p, t, h, b, a, v, r, m; p = weather.get_bmp085(); // 気圧 weather.get_sht11(&t, &h); // 温度湿度 b = weather.get_s9648(); // 照度 weather.get_wmeters(&a, &v, &r); // 風速風向雤量 m = weather.get_moist(); // 抵抗値 delay(60000ul); } Arduino 互換ボードとして使用される場合パソコンからスケッチの書き込みは SparkFun 社 FTDI Basic Breakout (FT232RL USB= シリアル変換アダプタ右写真 ) や各社の FT232 モジュール等を別途ご用意ください基板右端のコネクタへ接続して書き込みができるようになっています ( 自動リセットに対応しています ) PC 側シリアル FT232R 等プログラミング端子シルク印字 DTR D RXD T TXD R VCC V CTS C GND G 本製品にすでに電源が供給されている場合は VCC を接続しないでください Bosch 社 SENSIRION 社浜松ホトニクス社 SparkFun 社と本製品とは直接関係ございませんので各社へのお問合せはご遠慮ください

11 ライブラリ関数一覧 init_bmp085() 気圧センサーを初期化します I2C(TWI) を使用するためアナログ 4 5 の機能が無効になります float 気圧 = get_bmp085() 気圧を計測します単位は hpa( ヘクトパスカル ) です init_sht11() 温度湿度センサーを初期化しますデジタル 8 9 を占有します get_sht11( float * 温度, float * 湿度 ) 温度湿度を計測します単位はそれぞれ % です計測する間隔は 1 秒に 1 回以下にしてください頻繁に計測するとセンサー自身の発熱により正確な計測ができなくなります init_photo() 照度センサーを初期化しますアナログ 3 を占有します float 照度 = get_photo() 照度を計測します単位は lx( ルクス ) ですセンサーの特性により 1000lx 程度までしか計測できないため直射日光などの計測には向きません init_wmeters() Weather Meters を初期化しますこのライブラリは AVR 内のタイマー 1 を使用するためデジタル 9 10 の PWM 機能が無効になりますまた外部割込み 0 1 を使用するためユーザーがこれを使用することはできません get_wmeters( float * 風速, float * 風向, float * 雤量 ) 風速風向雤量を計測します単位はそれぞれ m/ 秒 ( 角度 ) mm/ 時です風速は前回の計測から現在までの間の最大値が得られます風向は風速の最大値が検出された時点の風向です ( 風速が 0 のときは現時点の風向 ) 雤量は 5 分ごとに積算され 1 時間平均した値が得られます

12 init_moist() 抵抗値センサー ( 土壌水分等 ) を初期化しますアナログ 2 を占有します float 抵抗値 = get_moist(); 抵抗値を計測します単位は kω です init_uv() 紫外線 (UV) センサーを初期化しますアナログ 0 を占有します float 抵抗値 = get_uv(); 紫外線を計測します単位は mw/cm2 です

パーツリスト組み立て前にすべてのパーツがそろっているかご確認ください種類品番数種類品番数基板 I2C LCD 1 コンデンサ 0.1uF (104) 積層セラミック 1 IC ATtiny コンデンサ 10uF 電解 1 半固定抵抗 10~50kΩ 1 コネクタ IC ソ

パーツリスト組み立て前にすべてのパーツがそろっているかご確認ください種類品番数種類品番数基板 I2C LCD 1 コンデンサ 0.1uF (104) 積層セラミック 1 IC ATtiny コンデンサ 10uF 電解 1 半固定抵抗 10~50kΩ 1 コネクタ IC ソ Arduino Shield series 汎用 LCD I2C 化アダプター I2C LCD Galileo 7 Printed 2010-02-06 本製品について豊富に出回っている汎用のキャラクター液晶ディスプレイモジュールはパラレル接続でコントロールするようになっていますがこれを I2C(TWI) でコントロールできるようにするアダプターです電源以外に 2 本の制御線をつなぐだけでコントロールできるため