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レッスン48: ThingSpeakを使用したウェザーモニター

このプロジェクトでは、大気圧センサーを使用して温度と気圧のデータを収集します。収集されたデータは、ESP8266モジュールとWi-Fiネットワークを介して、一定時間間隔でThingSpeakクラウドプラットフォームに送信されます。

必要なコンポーネント

このプロジェクトでは、以下のコンポーネントが必要です。

一式キットを購入するのが便利です。こちらのリンクをご覧ください:

Name

ITEMS IN THIS KIT

LINK

Universal Maker Sensor Kit

94

Universal Maker Sensor Kit

以下のリンクから別々に購入することもできます。

Component Introduction

Purchase Link

Arduino UNO R3 or R4

購入

ブレッドボード

購入

ESP8266モジュール

-

温度、湿度、気圧センサー (BMP280)

-

配線

../_images/Lesson_48_Iot_weather_monitor_uno_bb.png

ThingSpeakの設定

ThingSpeak ™は、クラウドでライブデータストリームを集約、可視化、分析できるIoT分析プラットフォームサービスです。ThingSpeakは、デバイスから投稿されたデータを即座に可視化する機能を提供します。MATLAB®コードをThingSpeakで実行できるため、データが到着するたびにオンラインで分析および処理を行うことができます。ThingSpeakは、分析が必要なIoTシステムのプロトタイピングおよび概念実証によく使用されます。

../_images/signup_tsp_ml.png

1) ThingSpeakアカウントの作成

まず最初に、ThingSpeakのアカウントを作成する必要があります。MATLABとの連携により、MathWorksの資格情報を使用して|link_thingspeak|にログインできます。

アカウントをお持ちでない場合は、MathWorksのアカウントを作成し、ThingSpeakアプリケーションにログインする必要があります。

../_images/05-thingspeak_signup_shadow.png

2) チャンネルの作成

ログイン後、「Channels」>「My Channels」に進み、「New Channel」をクリックして新しいチャンネルを作成し、データを保存します。

../_images/05-thingspeak_channel_1_shadow.png

このプロジェクトでは、「 Weather Monitor 」というチャンネルを作成し、 Field 1 に「 Temperature 」、 Field 2 に「 Atmospheric Pressure 」を設定する必要があります。

../_images/05-thingspeak_channel_2_shadow.png

コード

  1. universal-maker-sensor-kit\arduino_uno\Lesson_48_Iot_Weather_Monitor``のパスにある ``Lesson_48_Iot_Weather_Monitor.ino ファイルを開くか、このコードを Arduino IDE にコピーします。

    注釈

    ライブラリをインストールするには、Arduinoライブラリマネージャを使用して **"Adafruit BMP280"**を検索し、インストールしてください。

  2. 使用するWiFiの mySSID と myPWD を入力する必要があります。

      String mySSID = "your_ssid";     // WiFi SSID
String myPWD = "your_password";  // WiFi Password

  3. また、ThingSpeakチャネルAPIキーを使用して myAPI を修正する必要があります。

    String myAPI = "xxxxxxxxxxxx";  // API Key
    ../_images/05-thingspeak_api_shadow.png

    ここには あなたのユニークなAPIキーが表示され、これは秘密にしておく必要があります 。

  4. 正しいボードとポートを選択した後、 アップロード ボタンをクリックします。

  5. シリアルモニタを開き（ボーレートを 9600 に設定）、接続成功などのプロンプトが表示されるのを待ちます。

    ../_images/05-ready_1_shadow.png ../_images/05-ready_2_shadow.png

コード解析

  1. 初期化とBluetooth設定

    // Set up Bluetooth module communication
#include <SoftwareSerial.h>
const int bluetoothTx = 3;
const int bluetoothRx = 4;
SoftwareSerial bleSerial(bluetoothTx, bluetoothRx);

    まず、Bluetooth通信をサポートするためにSoftwareSerialライブラリをインクルードします。次に、BluetoothモジュールのTXおよびRXピンを定義し、Arduinoのピン3および4に割り当てます。最後に、Bluetooth通信のための``bleSerial``オブジェクトを初期化します。

  2. LEDピンの定義

    // Pin numbers for each LED
const int rledPin = 10;  //red
const int yledPin = 11;  //yellow
const int gledPin = 12;  //green

    ここでは、LEDが接続されているArduinoのピンを定義しています。赤色LEDはピン10、黄色はピン11、緑色はピン12に接続されています。

  3. setup()関数

    void setup() {
   pinMode(rledPin, OUTPUT);
   pinMode(yledPin, OUTPUT);
   pinMode(gledPin, OUTPUT);

   Serial.begin(9600);
   bleSerial.begin(9600);
}

    setup()``関数では、LEDピンを ``OUTPUT として設定します。また、Bluetoothモジュールおよびデフォルトのシリアル（コンピュータに接続されている）とのシリアル通信をボーレート9600で開始します。

  4. Bluetooth通信のためのメインループ

    void loop() {
   while (bleSerial.available() > 0) {
      character = bleSerial.read();
      Serial.println(character);

      if (character == 'R') {
         toggleLights(rledPin);
      } else if (character == 'Y') {
         toggleLights(yledPin);
      } else if (character == 'G') {
         toggleLights(gledPin);
      }
   }
}

    メインの loop() 内では、Bluetoothモジュールからデータが利用可能かどうかを継続的にチェックします。データを受信した場合、その文字を読み取り、シリアルモニタに表示します。受信した文字（R、Y、またはG）に応じて、 toggleLights() 関数を使用して対応するLEDを点灯します。

  5. LED切り替え関数

    void toggleLights(int targetLight) {
   digitalWrite(rledPin, LOW);
   digitalWrite(yledPin, LOW);
   digitalWrite(gledPin, LOW);

   digitalWrite(targetLight, HIGH);
}

    ``toggleLights()``関数は、まずすべてのLEDを消灯します。すべてが消灯していることを確認した後、指定されたターゲットLEDを点灯させます。これにより、常に1つのLEDのみが点灯するようにします。