「Raspberry Pi Zero」で自分だけのアメダス（的な測定器）を作ろう（3/5 ページ）

小さな5ドルマイコン「Raspberry Pi Zero」。小型なのでいろいろな用途に使えそうなので、今回はこれを気圧・温湿度計にしてみます。モバイルバッテリーと無線LANアダプターを用意しておけば、簡易的な無人測定器としての利用が可能となります。

[作倉瑞歩，MONOist]

BME280をPyrthonで動かす

　では次の作業に移ります。BME280を扱うための方法もいろいろとありますが、今回はPyrthonで動くプログラムを使ってデータを収集します。スイッチサイエンスがGithubにサンプルコードを公開していますので、まずはそちらを利用してみます。

　まずは適当な場所にディレクトリを作成してダウンロードしましょう。ここでは「BME280」というディレクトリを作っていますが、名前は何でも構いません。

pi@Raspberrypi:~ $ mkdir ~/BME280/
pi@Raspberrypi:~ $ cd ~/BME280/
wget https://raw.githubusercontent.com/SWITCHSCIENCE/BME280/master/Python27/bme280_sample.py

　ダウンロードしたら早速動かしてみましょう。

pi@Raspberrypi:~ $ python ~/BME280/bme280_sample.py
temp : 18.23  ℃
pressure : 1009.82 hPa
hum :  36.54 ％

　無事気温と湿度、気圧が測定できたかと思います。しかしこれではまだ、リアルタイムのデータを参照しているだけです。CSVの形式でデータを保存し、グラフまで作成できたらうれしいですよね。そこでこのプログラムをちょっと改造します。日付と時刻を扱えるようにdatetimeモジュールのインポートを行い、気温と湿度、気圧のglobal変数を定義したら、それを元にカンマ形式で出力するというものです。

#coding: utf-8
 
import smbus
import time
import datetime # ←追加
 
bus_number  = 1
i2c_address = 0x76
 
t = datetime.datetime.today() # ←追加
 
 
bus = smbus.SMBus(bus_number)
 
digT = []
digP = []
digH = []
 
t_fine = 0.0
 
 
def writeReg(reg_address, data):
	bus.write_byte_data(i2c_address,reg_address,data)
 
def get_calib_param():
	calib = []
 
	for i in range (0x88,0x88+24):
		calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))
	calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,0xA1))
	for i in range (0xE1,0xE1+7):
		calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))
 
	digT.append((calib[1] << 8) | calib[0])
	digT.append((calib[3] << 8) | calib[2])
	digT.append((calib[5] << 8) | calib[4])
	digP.append((calib[7] << 8) | calib[6])
	digP.append((calib[9] << 8) | calib[8])
	digP.append((calib[11]<< 8) | calib[10])
	digP.append((calib[13]<< 8) | calib[12])
	digP.append((calib[15]<< 8) | calib[14])
	digP.append((calib[17]<< 8) | calib[16])
	digP.append((calib[19]<< 8) | calib[18])
	digP.append((calib[21]<< 8) | calib[20])
	digP.append((calib[23]<< 8) | calib[22])
	digH.append( calib[24] )
	digH.append((calib[26]<< 8) | calib[25])
	digH.append( calib[27] )
	digH.append((calib[28]<< 4) | (0x0F & calib[29]))
	digH.append((calib[30]<< 4) | ((calib[29] >> 4) & 0x0F))
	digH.append( calib[31] )
 
	for i in range(1,2):
		if digT[i] & 0x8000:
			digT[i] = (-digT[i] ^ 0xFFFF) + 1
 
	for i in range(1,8):
		if digP[i] & 0x8000:
			digP[i] = (-digP[i] ^ 0xFFFF) + 1
 
	for i in range(0,6):
		if digH[i] & 0x8000:
			digH[i] = (-digH[i] ^ 0xFFFF) + 1  
def readData():
	data = []
	for i in range (0xF7, 0xF7+8):
		data.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))
	pres_raw = (data[0] << 12) | (data[1] << 4) | (data[2] >> 4)
	temp_raw = (data[3] << 12) | (data[4] << 4) | (data[5] >> 4)
	hum_raw  = (data[6] << 8)  |  data[7]
	
	compensate_T(temp_raw)
	compensate_P(pres_raw)
	compensate_H(hum_raw)
def compensate_P(adc_P):
	global  t_fine
	pressure = 0.0
	
	v1 = (t_fine / 2.0) - 64000.0
	v2 = (((v1 / 4.0) * (v1 / 4.0)) / 2048) * digP[5]
	v2 = v2 + ((v1 * digP[4]) * 2.0)
	v2 = (v2 / 4.0) + (digP[3] * 65536.0)
	v1 = (((digP[2] * (((v1 / 4.0) * (v1 / 4.0)) / 8192)) / 8)  + ((digP[1] * v1) / 2.0)) / 262144
	v1 = ((32768 + v1) * digP[0]) / 32768
	
	if v1 == 0:
		return 0
	pressure = ((1048576 - adc_P) - (v2 / 4096)) * 3125
	if pressure < 0x80000000:
		pressure = (pressure * 2.0) / v1
	else:
		pressure = (pressure / v1) * 2
	v1 = (digP[8] * (((pressure / 8.0) * (pressure / 8.0)) / 8192.0)) / 4096
	v2 = ((pressure / 4.0) * digP[7]) / 8192.0
	pressure = pressure + ((v1 + v2 + digP[6]) / 16.0)  
#	print "pressure : %7.2f hPa" % (pressure/100)
 
	global press # ←追加
	press = pressure/100 # ←追加
 
 
def compensate_T(adc_T):
	global t_fine
	v1 = (adc_T / 16384.0 - digT[0] / 1024.0) * digT[1]
	v2 = (adc_T / 131072.0 - digT[0] / 8192.0) * (adc_T / 131072.0 - digT[0] / 8192.0) * digT[2]
	t_fine = v1 + v2
	temperature = t_fine / 5120.0
#	print "temp : %-6.2f ℃" % (temperature) 
	global temp # ←追加
	temp = temperature # ←追加
 
def compensate_H(adc_H):
	global t_fine
	var_h = t_fine - 76800.0
	if var_h != 0:
		var_h = (adc_H - (digH[3] * 64.0 + digH[4]/16384.0 * var_h)) * (digH[1] / 65536.0 * (1.0 + digH[5] / 67108864.0 * var_h * (1.0 + digH[2] / 67108864.0 * var_h)))
	else:
		return 0
	var_h = var_h * (1.0 - digH[0] * var_h / 524288.0)
	if var_h > 100.0:
		var_h = 100.0
	elif var_h < 0.0:
		var_h = 0.0
#	print "hum : %6.2f ％" % (var_h)
	global hum # ←追加
	hum = var_h # ←追加
#日付や時刻とともに吐き出し
	print t.strftime("%Y/%m/%d,%H:%M"),",%-6.2f,%6.2f,%7.2f" % (temp,hum,press) # ←追加
 
 
def setup():
	osrs_t = 1			#Temperature oversampling x 1
	osrs_p = 1			#Pressure oversampling x 1
	osrs_h = 1			#Humidity oversampling x 1
	mode   = 3			#Normal mode
	t_sb   = 5			#Tstandby 1000ms
	filter = 0			#Filter off
	spi3w_en = 0			#3-wire SPI Disable
 
	ctrl_meas_reg = (osrs_t << 5) | (osrs_p << 2) | mode
	config_reg    = (t_sb << 5) | (filter << 2) | spi3w_en
	ctrl_hum_reg  = osrs_h
 
	writeReg(0xF2,ctrl_hum_reg)
	writeReg(0xF4,ctrl_meas_reg)
	writeReg(0xF5,config_reg)
 
 
setup()
get_calib_param()
 
 
if __name__ == '__main__':
	try:
		readData()
	except KeyboardInterrupt:
		pass