ライブデモで解説！Raspberry Pi、M5Stack、Arduinoで温湿度を可視化

2022年3月23日（水）『SORACOM Device Meetup#8 「ラズパイ、M5Stack、Arduino」選び方、始め方』で、ソラコム ソリューションアーキテクトが発表した下記の資料を公開しました。

ライブデモで解説！Raspberry Piで温湿度を可視化
ソラコム ソリューションアーキテクト 小梁川 貴史

ライブデモで解説！M5Stackで温湿度を可視化
ソラコム ソリューションアーキテクト 松永 岳人

ライブデモで解説！Arduinoで温湿度を可視化
ソラコム ソリューションアーキテクト 松本 悠輔

Transcript

1. Device Meetup 温度湿度の可視化：Raspberry Pi編 2022/03/23 株式会社ソラコム
2. Agenda - 今回のデモの構成の共通点 - Raspberry Pi + OMRON 2CIE-BLを用いた温湿度の表示 - センサーの紹介 - BLEを利用する場合のメリット - pythonでデータを送信する方法
3. 今回のデモの構成の共通点 本日、ここからのデモ３つは同様のバックエンド構成 をとっていますので、簡単にサービスの紹介、構成の 説明をいたします。
4. デモの構成 送信 SORACOM Harvest SORACOM Lagoon 温度計 湿度計 センサー プロセッサ や 開発ボード SIMグループで送 信先の設定
5. SORACOM Harvest ― データ収集/蓄積/可視化 SORACOM Harvest SORACOM Harvest上にデー タが蓄積 (SIMのIMSI、受信timestamp を追加してくれます) デバイスは harvest.soracom.io へ送信する実装のみでOK • SORACOM Web コンソールで可視化 • APIで蓄積済みデータの取得 システムをセットアップすることなく データ収集・蓄積・可視化を行えるサービス
6. データ収集・蓄積 SORACOM Harvest データソースとして使用 ダッシュボード作成・共有 SORACOM Lagoon
7. SORACOM Beam / Funnel / Harvest / Lagoon シーンによる使い分けと発展 SORACOM Harvest SORACOM Lagoon SORACOM Funnel メガクラウド PaaS / SaaS SPS パートナーソリューション 利用するクラウドが 決まっている まだ 決まってない (もしくは開発初期) データを見たい人 社内のみ 社外にも SORACOM Beam
8. Raspberry Pi + OMRON 2CIE-BLを 用いた温湿度の表示
9. デモの構成 定期的にセンサー値 の更新 BLE アドバタイズ データ整形 BLE スキャン HTTPで送信 SORACOM Harvest SORACOM Lagoon sshやSORACOM Napterを 使っての 接続、直接開発も可能 （VS code用のSORACOM Napter拡張もあります)
10. データ取得部分についてもう少し詳細に見てみましょう 定期的にセンサー値 の更新 BLE アドバタイズ データ整形 BLE スキャン HTTPで送信 SORACOM Harvest SORACOM Lagoon 温度/湿度/照度/UV指数/気圧/騒音/不 快指数/熱中症警戒度 のデータが固定長のバイトデータでア ドバタイズされている。
12. Harvest DataでIMSI/受信timestampを追加してくれ るので、最小限のpayloadで送ってみます 小数点二桁の分解能があるが、整数で表現している ので 100分の1している 取得可能な属性 + timestampを乗せると きはこんな感じ
13. BELアドバタイズセンサー BLEセンサーを選択するポイント • BLEアドバタイズでデータを飛ばすので、BLE受信範囲にい れば自由に置き場所を変更可能。センサーの置き場所を電 源が必要なRaspberry Piの置き場所にとらわれないで設置 が可能 • 一方でBLEアドバタイズで動作している機器は意外と多い ので選り分けをするロジックは検討が必要 • BLEのアドレスや製造コードをチェックする必要があるかなど
14. 実利用の実装で考えること - 時刻 - 端末側でtimestampをつける場合： Raspberry Piの時 刻同期をしているか？ - harvest側でtimestampを付ける場合: retryが発生する とセンシングした時刻とSORACOM Harvestの受信時で timestampの時刻ずれる可能性があります - 実行タイミング - wait timer と スレッド処理：スレッド化しない場合実 行処理時間分ずつずれてしまう
15. 参考情報 https://github.com/omron-devhub/2jciebl-bu-ble-raspberrypi/blob/master/README_ja.md OMRON様提供の環境センサーからの データ取得するpythonサンプル raspberry PiでUSBドングルを有効にするための設定 https://users.soracom.io/ja-jp/guides/usb-dongles/soracom-onyx/
16. まとめ Raspberry Pi のようなOSありのプロセッサのメリットは好 きな言語、デバイスとの接続形態(BLE/ケーブルなど) の自由 度が高く、人を選ばないことがメリットとなります。 一方でマイコンなどと比較すると、価格が高くなりがちとい う点はあります。 温湿度の測定という観点では、使うセンサーからのデータ取 得方法や、センサー値を理解することが重要となりますが、 実はこれはプロセッサであってもマイコンであっても差異は ありません。
17. M5Stack 温湿度可視化 株式会社ソラコム ソリューションアーキテクト 松永岳人
18. Architecture M5Stack Basic CPU: 240MHz dual core, 600 DMIPS, 520KB SRAM, Wi-Fi, dual mode Bluetooth 入力 : 5 V-5.5 V / 500 mA（USB Type-C経由） インターフェイス SPI x 1 GROVE(I2C+I/0+UART) x 1 UART x 2 I2S（SCLK、WS、MCLK、IN、OUT） x 1 microSDスロット x 1 搭載LCD : 320 x 240 カラーTFT LCD 内蔵スピーカー : 1 W 内蔵電池 : 3.7 V / 150 mAh 写真： https://www.switch- science.com/catalog/3647/?gclid=Cj0KCQjwuMuRBhCJARIsAHXdnqMC8LuYR0pEhewQ8mXaplM8JeOq3BDn34pVz81XbnVVy_4seQngZF4aArv7EALw_wcB https://soracom.jp/store/5231/ https://shop.m5stack.com/products/basic-core-iot-development-kit?variant=16804801937498 https://www.switch-science.com/catalog/7254/ M5Stack用温湿度気圧センサユニット Ver.3（ENV Ⅲ） 仕様 パラメータ 温度測定範囲 -40 ~ 120℃ 最大測定精度 0 ~ 60℃ / ±0.2℃ 気圧測定範囲・分解能・誤 差 通信プロトコル 寸法 M1 MAC USB TypeC→TypeA ケーブル M5Stack用 3G 拡張ボード SORACOM plan-D GROVE ケーブル
19. https://github.com/soracom- labs/m5stack-env3-harvest-sample ソースコード
20. SORACOM Device Meetup 株式会社ソラコム 温度湿度の可視化：Grove Beginner Kit編
21. 自己紹介 松本悠輔（Yusuke Matsumoto） ソリューションアーキテクト 経歴： • インフラエンジニア • Webエンジニア • IoTエンジニア 好きなサービス：SORACOM Junction SORACOM本の一部執筆を 担当しています！
22. デモの全体像 Arduino + 各種センサー + LTE-M通信モジュール 温湿度を HTTPで送信 SORACOM Harvest SORACOM Lagoon
23. 主役のセンサー
25. 組立て
26. キットに含まれる部材を確認して 下記URLの手順で組み立てます 基盤のピンに強い力をかけると故障の 原因になるのでご注意ください https://users.soracom.io/ja-jp/guides/starter-kits/arduino/setup/
27. PCの設定
28. https://users.soracom.io/ja-jp/guides/starter-kits/arduino/development-environment/ PC側の設定(Arduino IDEの設定)は 下記のURLを参照ください。 Windows/macOSの設定方法をご紹介 しています。
29. Arduinoの設定
30. https://users.soracom.io/ja-jp/guides/starter-kits/arduino/samples/#%E6%B8%A9%E5%BA%A6- c%E6%B9%BF%E5%BA%A6--%E3%82%92-60- %E7%A7%92%E3%81%94%E3%81%A8%E3%81%AB%E8%A8%88%E6%B8%AC%E3%81%97-json-%E3%81%A7- unified-endpoint-%E3%81%B8%E9%80%81%E4%BF%A1%E3%81%99%E Arduinoでセンサーから温湿度を取得して SORACOMにデータを保存する手順は下記 URLを参照ください。
31. それではデータを 確認してみましょう
33. Appendix Grove Beginner Kit製品紹介 https://soracom.jp/store/5243/ 屋内環境モニタリング設定方法とご利用料金のご案内 https://soracom.jp/recipes_index/4919/ ※こちらのガイドの方が図が多くて初学者向けです
34. 世界中のヒトとモノをつなげ 共鳴する社会へ