ラズパイによる温度計測

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1. Confidential はんなり Python ラズベリーパイを使った温度計測と表示 2018年3月16日 宮 本 賢 1
2. Confidential はんなり Python 初めに  自己紹介 – 半導体製造装置メーカにウン十年勤務 – 電気関連のエンジニア – ﾃﾞｼﾞﾀﾙﾊｰﾄﾞ設計（CPU基板と周辺） – 8085 8ビットCPU ６４Kのメモリ空間 – 半導体製造装置の電気関連設計 – ｻｰﾎﾞﾓｰﾀ、VMEﾎﾞｰﾄﾞの世界 – 生産中止品の代替品の評価 – 結構めんどくさい。 2
3. Confidential はんなり Python  発表動機 – 自分でﾃﾞｰﾀを取り込むのもいいのかな。そうだ温度だ。  RaspberryPi(Python)との出会い – ある夏の日、部屋が暑い。対策のため温度を測ろう。 – WebにRaspberryPiの記事があった。 Pythonでのプログラミングをしているうちに「はまって」しまった。 – 趣味で始まったが、RaspberryPiを使って「冶具」を作成することを 提案。予算を獲得して、 「冶具」を作成した。 3
4. Confidential はんなり Python Appendix 4  Raspberry PI 3 – 英国でPython言語教育用に開発されたﾌﾟﾛｾｯｻｰ基板です。 – ハードスペック – ARMﾌﾟﾛｾｯｻｰ搭載、ﾏｲｸﾛSDｶｰﾄﾞ（１６Gバイト程度） – ｲﾝﾀｰﾌｪｲｽ – USB ４ｃｈ、HMDI １ｃｈ – 有線LAN １ｃｈ、WiFi、BlueTooth – ４０pin ｺﾈｸﾀ 外部とのｲﾝﾀｰﾌｪｰｽ – ｼﾘｱﾙ １ｃｈ、I2、SPI、数ビットﾊﾟﾗﾚﾙI/O – OS（Linux）基本的ソフト無料 – Raspbian – Ubuntu MATE – 価格 ６０００円程度、基板
5. Confidential はんなり Python RaspberryPi3を使って気温を計測しよう。  温度計測システムの構成 – ﾌﾞﾛｯｸ図 5 温度ｾﾝｻｰ基板 Raspberry PI 3 基板 I2Cｲﾝﾀｰﾌｪｲｽ ｷｰﾎﾞｰﾄﾞ ﾏｳｽ モニター 温度ｾﾝｻｰ基板 Raspberry PI 3 基板
6. Confidential はんなり Python 温度センサーとの接続  温度センサー基板とI2Cｲﾝﾀｰﾌｪｲｽ 温度ｾﾝｻｰ基板 Bosh製 BME280 温度IC搭載 気圧、温度、湿度計測 I2Cｲﾝﾀｰﾌｪｲｽでｺﾝﾄﾛｰﾗと接続  I2C(inter-Integrated Ciruit)とは ﾌｨﾘｯﾌﾟ社が提唱した周辺ﾃﾞﾊﾞｲｽとのｼﾘｱﾙ通信方式 アドレスは128指定でき、１ﾊﾞｲﾄのﾃﾞｰﾀ幅を持つ SCL、SDAの２つの信号を使用 6
7. Confidential はんなり Python ソフト開発環境  ソフト作成 – 制御ソフト： Python 2.73 – （Python3.6のほうが良かったが…） – GUI作成 ：PyQt4  使用ライブラリー – I2Cｲﾝﾝﾀｰﾌｪｲｽ：smbus – 数値：pandas – numpy – グラフ作成：Matplotlib – マルチスレッド – 温度計測を自由にスタート、ストップするために使用 7
8. Confidential はんなり Python GUI作成  Qt Designer – GUIを作成するために使用 – UIﾌｧｲﾙが出力され、pyuic4変換ソフトで.pyに変更 8
9. Confidential はんなり Python ソフト作成環境  マルチプラットホーム – Windows上でソフトを作成 WinPyとQt Designerを使って、温度ｾﾝｻｰとのIF以外の ソフト作成してデバッグする。 WindowsからRaspberryi3への相互転送 WinSCPを使って、RaspberryPi3に転送ずる。 9
10. Confidential はんなり Python RaspberryPiの外部I/O GPIO  様々な外部インターフェイス – シリアル I/O – パラレルI/O – GPIO1､2・・・ – I2C – SPI 10
11. Confidential はんなり Python  RaspberryPiの外部との接続 – シリアル – import serial – con = serial.Serial('/dev/ttyUSB0',38400,bytesize=7) – moji=con.read(23) – パラレル – import RPi.GPIO as GPIO – PIN = 12 SW=17 – GPIO.setmode(GPIO.BOARD) – GPIO.setup(PIN,GPIO.OUT) – GPIO.output(PIN,True) – GPIO.input(SW) – RaspberryPiの外部との接続 – オーディオ ハイレゾ（構造が簡単なため。） – ﾌｧｲﾙｻｰﾊﾞｰ – AIスピーカー – その他、電子工作用
12. Confidential はんなり Python 冶具の拡張  パラレルI/Oﾁｪｯｸ冶具 プロトタイプ – 概略仕様  入力 16ビット 出力16ビット ﾌｫﾄｶﾌﾟﾗｰでｱｲｿﾚｰｼｮﾝ – 既存の基板に20Mhzｸﾛｯｸﾄﾞﾗｲﾊﾞｰを追加した。ﾌｫﾄｶﾌﾟﾗｰでｱｲｿﾚｰ ｼｮﾝされた入力 16ビット 出力16ビットﾎﾟｰﾄを流用した。 – RaspberyPI3基板とは、I2Cｲﾝﾀｰﾌｪｲｽで接続し、CPLDはI2Cｲﾝﾀ ｰﾌｪｲｽに書き換えています。（VHDL） – RaspberyPI3の画面より出力16ビットを設定、入力 16ビットを読 み出します。 12 Raspberry PI 3 Board I2Cｲﾝﾀｰﾌｪｲｽ