ESP32 チュートリアル 43/55 - IoT インターネット気象観測所

このレッスンはの一部です: SunFounder の ESP32 IoT 学習キットに基づく ESP32 Arduino コース (55 のチュートリアル/ビデオ)

ジャンプする:

ESP32 チュートリアル 43/55 - IoT インターネット気象観測所 | SunFounder の ESP32 IoT 学習キット

このチュートリアルでは、ESP32とSunFounderのカメラ拡張ボードを使用して、インターネット接続の気象ステーションを構築します。このプロジェクトでは、ESP32が気温や湿度を含むリアルタイムの気象データを取得し、それをLCDスクリーンに表示することができます。このアプリケーションは、ESP32の機能を紹介するだけでなく、外部APIからデータを取得して解析する方法も示しています。

チュートリアルを進めるにつれて、コンポーネントを配線し、コードを構成し、すべてがシームレスに機能することを確認します。最終的な結果は、10秒ごとに読み取りを更新し、現在の気象条件を明確に表示する完全に機能する気象ステーションになります（ビデオの00:30で）。

ハードウェアの解説

このプロジェクトで使用される主なコンポーネントには、ESP32マイクロコントローラー、LCDディスプレイ、および必要な配線が含まれます。ESP32は内蔵のWi-FiとBluetoothを備えており、インターネットに接続してデータを取得することができます。LCDディスプレイは、温度と湿度を含む現在の天気情報を表示します。

私たちが使用しているLCDは16x2の文字表示で、2行の各16文字を表示できることを意味します。これで私たちの天気情報の出力には十分です。ESP32はI2Cを介してLCDと通信し、わずか2本のデータラインを使うことで配線が簡素化されます。

データシートの詳細

製造業者	エスプレスシフ
部品番号	ESP32-WROOM-32
論理/IO電圧	3.3 V
供給電圧	3.0-3.6 V
出力電流（チャネルごと）	最大12 mA
ピーク電流（チャンネルあたり）	40 mA
PWM周波数ガイダンス	1 kHz
入力ロジック閾値	0.3 V（低）、0.7 V（高）
電圧降下 / R_DS(on)/ 飽和度	0.5 V
熱的限界	-40から85 °C
パッケージ	QFN48
ノート / バリアント	さまざまな用途に応じた複数のバリアントが含まれています。

ESP32に安定した3.3Vの電源が供給されていることを確認してください。
すべてのコンポーネントに共通の基盤を使用して、通信の問題を回避してください。
I2Cスキャナーを使用してLCDのI2Cアドレスを確認してください。
データ取得中の接続切れを避けるために、Wi-Fi接続の状態を監視してください。
データ取得の堅牢性のためにJSONパースエラーを処理する。

配線指示

コンポーネントを配線するには、まずLCDをESP32に接続します。LCDはI2Cインターフェースを使用するため、LCDのSDAピンをESP32のGPIO21に、SCLピンをGPIO22に接続してください。LCDの電源ピンとグラウンドピンをそれぞれESP32の5VピンとGNDピンに接続することを確認してください。

次に、付属のリチウムバッテリーまたはUSB接続を使用してESP32が正しく電源供給されていることを確認してください。バッテリーはポータビリティを提供しますが、USB接続はプログラミングやデバッグに便利です。最後に、すべての接続が確実であることを確認し、機能を妨げる可能性のある緩い配線の問題を避けてください。

コード例とウォークスルー

プログラムのセットアップフェーズでは、シリアル通信を初期化し、提供されたSSIDとパスワードを使用してWi-Fiネットワークに接続します。以下のコードスニペットはWi-Fi接続を処理します。

WiFi.begin(ssid, password);
while(WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
  delay(500);
  Serial.print(".");
}
Serial.println("Connected to WiFi network with IP Address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());

このコードは、データ取得に進む前にESP32が指定されたWi-Fiネットワークに接続することを確保します。接続に失敗した場合、再接続を継続的に試みます。

次に、天気データを取得するためにHTTP GETリクエストを送信する必要があります。これは以下のコードスニペットを使用して実現されます：

String serverPath = "http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?q=" + city + "," + countryCode + "&units=metric" + "&APPID=" + openWeatherMapApiKey;
jsonBuffer = httpGETRequest(serverPath.c_str());

ここでは、都市、国コード、そして私たちのAPIキーを含むAPIリクエストのURLを構築します。httpGETRequest関数が呼び出されて、天気データを取得します。

最後に、JSONレスポンスを解析し、LCDに関連データを表示します。

lcd.clear(); 
lcd.setCursor(0, 0); 
lcd.print(time);
lcd.print(" ");        
lcd.print(myObject["weather"][0]["main"]);             
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("T:");    
lcd.print(myObject["main"]["temp"]); 
lcd.print("\xDF");  // "°" char
lcd.print("C ");    
lcd.print("H:");    
lcd.print(myObject["main"]["humidity"]);  
lcd.print("%");

このコードスニペットは、LCDディスプレイを現在の時刻、天候、気温、湿度で更新します。以前の表示をクリアし、各行の適切な位置にカーソルを設定します。