SPRESENCEとDHT11で作る　窓際専用温湿度計測器　

窓際の温度が室温と違うと色々不都合(結露・床焼け・冷暖房効きにくい原因等)、室温測定はすでにしているので、比較する為以下の仕様を考えました。

測定場所とデータ保存するPCとは１M位の距離なので有線接続する
測定時刻も取得する
電源は太陽電池とリチウムポリマー電池の充電器経由で給電する
温度と湿度の測定をする
太陽電池の出力を5V最大にしたADCで取り込む

マイコンはGPS内蔵のSPRESENCEを使いました。
　温度センサーはインターフェース電圧がSPRESENCEとちょっと違うけど
　I2Cセンサーより単純そうなDHT11を使いました。
　太陽電池の出力がADCの最大超えないようなイメージで40kΩと10kΩで分圧しました。

SPRESENSEメイン基板　1枚
　DHT11 温湿度センサー　１個
　84.5x65mm 太陽電池パネル　1枚
　ソーラリチウムポリマー電池充電基板　１枚
　抵抗　太陽電池プラス側40kΩ
　　　　太陽電池マイナス側10kΩ
　　　　DHT11は本来プルアップ抵抗入れますが、SPRESENCEのIOが1.8Vなので
　　　　あえてプルアップせず10kΩの抵抗を直列に入れています。

DHT11はSPRESENSEからに3.3V、データ線に10kΩ抵抗を直列にいれています。
　※10kΩは入れても入れなくても動作しました。

ブルーの線はUART-USB変換やラズベリーパイなどのUART-RXDに接続します
　ブラックの線はUART-USB変換やラズベリーパイなどのGNDに接続します

測定時刻とDHT11の温湿度、ソーラパネル出力を分圧してSPRESENSEのADCに入れた値の３つをCSV出力し、測定場所から2mの２芯シールド線でホストコンピュータに3分に一回シリアル転送します。


/*
 * DHT11とリチウムポリマー電池用ソーラ充電器の太陽電池電圧を測定し
 * シリアル接続でパソコンに送信する。
 * 測定時刻は内蔵gnssが取得した時間を使う
 * DHT11のライブラリはadafroutsのDHT11を使用した
 * 参考文献　SPRESENCEのサンプルプログラムとネット情報いろいろ
 */
#include <DHT.h>
#define DHTPIN 22     // Digital pin connected to the DHT sensor 
#define DHTTYPE    DHT11     // DHT 11
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

#include <RTC.h>
#include <GNSS.h>

SpGnss Gnss;
50
#define MY_TIMEZONE_IN_SECONDS (9 * 60 * 60) // JST

void printClock(RtcTime &rtc)
{
   float h = dht.readHumidity();
    // Read temperature as Celsius (false)
    float t = dht.readTemperature();

    if (isnan(h) || isnan(t)) {
        Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
        return;
    }

int sensor1 = analogRead(A2);
String data = ""+String(rtc.year())+","+String(rtc.month())
+","+String(rtc.day())+","+String(rtc.hour())+":"+String(rtc.minute())
+","+String(t)+","+String(h)+","+String(sensor1);

  Serial.println(data);
  Serial2.println(data);
  
}

void updateClock()
{
  static RtcTime old;
  RtcTime now = RTC.getTime();

  // Display only when the second is updated
  if (now != old) {
    printClock(now);
    old = now;
  }
}

void setup()
{
  Serial.begin(1200);
  sleep(5);
  Serial2.begin(1200);
  sleep(5);
  while (!Serial);

  Serial.println("Example for GPS clock");
  //Initialize DHT11 
  dht.begin();
  // Initialize RTC at first
  RTC.begin();
  int ret;
  ret = Gnss.begin();
  assert(ret == 0);

  ret = Gnss.start();
  assert(ret == 0);

//  LowPower.clockMode(CLOCK_MODE_32MHz);
// delay(200);
}


void loop()
{
  // Wait for GNSS data
  if (Gnss.waitUpdate()) {
    SpNavData  NavData;

    // Get the UTC time
    Gnss.getNavData(&NavData);
    SpGnssTime *time = &NavData.time;

    // Check if the acquired UTC time is accurate
    if (time->year >= 2000) {
      RtcTime now = RTC.getTime();
      // Convert SpGnssTime to RtcTime
      RtcTime gps(time->year, time->month, time->day,
                  time->hour, time->minute, time->sec, time->usec * 1000);
#ifdef MY_TIMEZONE_IN_SECONDS
      // Set the time difference
      gps += MY_TIMEZONE_IN_SECONDS;
#endif
      int diff = now - gps;
      if (abs(diff) >= 1) {
        RTC.setTime(gps);
      }
    }
  }


  updateClock();
  delay(50000); //測定間隔設定

}

Arduino-IDEのシリアルコンソール画面です。使うときはパソコン側でシェルスクリプトつかい
データ取り込みます。

ラズベリーパイでデータ受信してMQTTパブリッシャーを使いデータ送信する場合の例です


#!/bin/bash

TTY="/dev/ttyACM0"
# -lは標準入力を読みます　-mはメッセージを送ります　-fはファイルを指定します
MOSQUITTO_COMMAND="/usr/bin/mosquitto_pub -h hostname.local -u user-name -P passwd -t sensor/dht11-110 -l"
while true; do
  read -r line < "$TTY"

#    echo "Received: $line" 動作確認用
   echo "$line" |eval $MOSQUITTO_COMMAND
done

GPS電波受信困難な場所では時刻取得失敗します。
　設置場所は窓際で天空が見える場所にする必要あります。
　LowPower.hを入れるとdelay()の動作が変わってしまうようで、毎回setup()から動作してしまい
　電波受信良くない場所でつかうと一向に時刻取得しないのでLowPower.hは使いませんでした。