M5StickC plusとNCIR hatでポータブル非接触体温計を作る

コロナ禍で毎日の検温が必須になった昨今、朝の忙しい時間帯に家族全員分迅速に体温を計測するために、半田付けなしですぐに温度測定ができる、NCIRハットとM5StickC-plusで非接触体温計を作ってみました。

M5StickC plus
https://www.marutsu.co.jp/pc/i/2190748/
非接触温度センサ Hat（NCIR hat, MLX90614搭載）
https://www.marutsu.co.jp/pc/i/1632335/

(※現在、m5stack.comでもOut Of Stockとなっております。使用されているセンサーのMLX90614自体が品薄のようです)
接続
モジュールの接続はM5StickC plus上部ピンソケットにNCIR hatの8ピンを接続するだけです。

開発環境は、サンプルスケッチもあるArduino IDEで行いました。サンプルスケッチを書き込んだらすぐに計測できたので、こりゃ簡単だと思ったのですが、計測するたびに値がばらつきすぎる。というわけで、主に計測開始の温度しきい値と積算でその辺をカバーしました。

計測値31℃以下で待機モード（M5StickCの赤色LEDを点灯）
100回温度計測を行いその平均を求める
測定終了時にビープ音を鳴らす
体温の他に、簡易のバッテリー残量表示
複数人が連続使用することを考慮し、ディープスリープと"M5"ボタンでスリープから復帰

体温測定用スケッチ
#include <M5StickCPlus.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_MLX90614.h>

Adafruit_MLX90614 mlx = Adafruit_MLX90614();

void setup() {

  M5.begin();
  setCpuFrequencyMhz(10); //電池を持たせるために動作周波数を落とす
  Wire.begin(0, 26);
  M5.Beep.setBeep(4000, 500); // ビープ音設定(初期値, 4000Hz, 500msec)
  mlx.begin();

  M5.Axp.ScreenBreath(10);    // 画面の輝度を少し下げる
  M5.Lcd.setRotation(1);      // 0縦正方向, 1左に画面, 2縦逆, 3右に画面
  M5.Lcd.setTextSize(3);      // 文字サイズを3にする
  M5.Lcd.fillScreen(BLACK);   // 背景を黒にする

  // 温度データ取得
  float temperature = mlx.readObjectTempC() + 0.0;
  float int_temperature = mlx.readAmbientTempC();
  int lpcnt = 0 ;
  while (mlx.readObjectTempC() <= 31.0) //計測値が31℃以下の間は待機
 {
    pinMode(GPIO_NUM_10, OUTPUT); // LED ON(GPIO_NUM_10 or M5_LED)
    digitalWrite(GPIO_NUM_10, LOW);
    delay(100);
    lpcnt += 1 ;
    if (lpcnt > 50) {
      ESP.restart();
    }
  }

  //温度センサーの値を読み取る
  //センサーの値を100回読み取り平均化する
  float avetemp = 0;
  float sum = 0;
  float rEAD = 0;

  sum = 0;
  for (int i = 0; i < 100; i++) {
    rEAD = mlx.readObjectTempC();
    sum = sum + rEAD;
    //delay(5);
  }
  avetemp = (sum / 100 ) + 3.8; //実際の体温との差を取った時、3.8℃ほど低く計測されたのでその補正

  // LCD 体温表示
  M5.Lcd.setCursor(3, 30, 4);
  M5.Lcd.print(avetemp,1);
  M5.Lcd.setTextSize(1);      // 文字サイズを1にする
  M5.Lcd.print("o"); //℃の左肩の丸表記の方法が分からなかったのでoの文字サイズを小さくすることで対応
  M5.Lcd.setTextSize(3);      // 文字サイズを3にする
  M5.Lcd.println("C");

  // バッテリー電圧
  double vbat = M5.Axp.GetVbatData() * 1.1 / 1000;

  // バッテリー残量
  // 簡易的に、線形で4.1Vで100%、3.0Vで0%とする
  int8_t bat_charge_p = int8_t((vbat - 3.0) / 1.1 * 100);
  if (bat_charge_p > 100) {
    bat_charge_p = 100;
  } else if (bat_charge_p < 0) {
    bat_charge_p = 0;
  }

  // LCDバッテリー残量表示
  M5.Lcd.setTextSize(1);      // 文字サイズを1にする
  M5.Lcd.setCursor(3, 100, 4);
  M5.Lcd.printf("Charge: %3d%%", bat_charge_p);

  // Beepによる計測完了の通知
  //M5.Beep.update();           // tone関数で鳴らした音が指定時間経過していたら止める
  M5.Beep.tone(4000, 2000);
  delay(1000);
  M5.Beep.end();           // beepを止める

  delay(3 * 1000);
  M5.Axp.ScreenBreath(0);    // 画面の輝度OFF
  WiFi.mode( WIFI_OFF );
  sum = 0;
  rEAD = 0;
  avetemp = 0;

  // GPIO37(M5StickCのHOMEボタン)がLOWになったら起動
  pinMode(GPIO_NUM_37, INPUT_PULLUP);
  esp_sleep_enable_ext0_wakeup(GPIO_NUM_37, LOW);

  // ディープスリープ
  esp_deep_sleep_start();
}

void loop() {
}