ラズパイを使った設備IoTでありがちな困り事と対処方法：ラズパイで製造業のお手軽IoT活用（12）（2/3 ページ）

小型ボードコンピュータ「Raspberry Pi（ラズパイ）」を使って、低コストかつ現場レベルでIoT（モノのインターネット）を活用する手法について解説する本連載。第12回は、ラズパイを使った設備IoTでありがちな困り事である、アナログセンサーからのデータ変換方法や、設備からのデータ収集間隔が短い場合の対処方法について紹介する。

[株式会社アムイ 代表取締役 山田浩貢，MONOist]

1）センサーのセンサー値と出力電流値の仕様を確認する

　圧力センサーのセンサー値はもちろん圧力ですが、仕様書を見ると出力電流値は4m〜20mAと書いてあります。これはセンサー値である圧力に対応して、4m〜20mAの範囲で電流値を出力するという意味になります。センサーからの電流の出力仕様は図2のグラフで表示されています。

図2　圧力値と電流値の関係

　図2のグラフにおける圧力値と電流値の関係は、aを圧力値、bを電流値とすると次のような式になります。

b＝16a＋4
a＝1（MPa）の場合、b＝20mA

2）A-D変換機の入力電流値と出力されるデジタル値の仕様を確認する

　次にA-D変換機の仕様を見ると、入力電流値をデジタル値に変換する仕様が書かれています（図3）。

図3　電流値とデジタル値の関係

　bを電流値、cをデジタル値とすると次のような式になります。

c＝1000×b−4000
b＝20（mA）の場合、c＝16000

3）上記1）と2）からセンサー値とデジタル値の計算式を作成する

　aを圧力値、bを電流値、cをデジタル値として、上記1．のb＝16a＋4を、上記2．のc＝1000×b−4000に当てはめると以下のような式になります。

c＝1000（16a＋4）−4000
　a＝c／16000
　c＝16000a

　cがA-D変換機から出力されるデジタル値ですので、この式を使えばcの値からaの圧力値に直接変換できます。

4）3）の計算式を使用して、A-D変換機から出力されるデジタル値からセンサー値に変換してデータ収集できるようにする

　圧力計の数値で表示されている0.049875（MPa）は、デジタル値が798で出力されます。上記3．の計算式に当てはめると、c＝798／16000＝0.049875（MPa）と変換できます。センサーやA-D変換機の仕様書の見方が分かれば、誰でもアナログセンサーからセンサー値を収集可能になるわけです。