電子ペーパー ― 2020年02月15日
電子ペーパーを使う
今回はRaspberry Pi zero wとESP32Sで電子ペーパーを使ってみました。
Raspberry Pi zero wではお天気ボードを作製しました。
2.7インチ電子ペーパーHATはRaspberry Pi zero wの40ピン端子に直接接続し、I2Cインターフェース用ケールをHATにはんだ付けしています。HAT上にある4個のタクトスイッチの内KEY4をシャットダウンSWに使用しています。
表示に使用しているお天気データはOpen Weather MapのAPIを使用してデータを取得しています。Yahoo!お天気のほうが身近で良かったのですが降水確率データ以外のデータの利用方法がイマイチわかりづらく、（ネットに利用例が少なかった。）結局断念しました。OSはRasbianですからPython言語でプログラムを作製しました。Python言語もだいぶ使い慣れてきました。ライブラリーも増えてシェルやC言語より使い勝手が良くなっています。
ESP32では時計と環境データを表示するディスプレーです。ボードには2色1.54インチ電子ペーパーをSPI接続し、日付時刻の他にSHT30の温度湿度データとMQ-135ガスセンサーの電圧を環境データとして表示しています。
取得したセンサーデータはそのままMQTTブローカーにもPushしています。
WiFiモジュール（８） ― 2020年01月17日
ESP32Sと環境センサー
今回使用したマイクロコントローラーはESP32Sを使用したWeMos mini32です。WeMos D1 mini liteとほぼ同じ大きさでUSBシリアル通信チップまでボード上に装備ています。2.4GHzWiFi、Bluetooth 4.2/BLE装備の強力マイコンボードです。2個のADCも装備していて最大16ポートのアナログ入力とGPIOポートはほぼ全てピンに出ているので2列のピンアウトになっていてブレッドボードでは使用できません。専用にメインボードを作製しました。
メインボード上に電子ペーパー用のSPIインターフェース、環境センサー用にはI2Cインターフェース、ガスセンサー用のアナログ入力ポートです。I2Cインターフェースに接続する環境センサーにSHT30温湿度センサー、BMP280大気圧センサーを予定しています。
ともにデジタル出力なので必要なライブラリーを入手します。
ガスセンサーには何種類かあり、用途に応じてセンサーを選択します。今回は一酸化炭素センサーMQ-135とアルコールセンサーMQ-7を購入しました。
これらのセンサーはすべてアナログ出力ですので表示単位への換算計算または表示方法（プログレスバー表示やグラフ表示）を工夫する必要があります。
表示装置には白黒2色電子ペーパーを使用してみました。
Raspberry Pi zero w ― 2020年01月15日
最小のRaspberry Pi zero w
今回はRaspberry Pi zero wです。Raspberry Piはサーバー用途に購入していましたが、今回は組み込み用に購入してみました。MQTTとの連携やESP32やESP8266を使用した端末装置との連携も考えられます。OSは相変わらずRaspbianを使用しています。
Linux zerow01 4.19.75+ #1270 Tue Sep 24 18:38:54 BST 2019 armv6l GNU/Linux No LSB modules are available. Distributor ID: Raspbian Description: Raspbian GNU/Linux 10 (buster) Release: 10 Codename: busterRaspberry Pi3 B+などと違ってほとんど発熱しませんのでアクリル積層のサンドイッチ型ケースに収めました。
とりあえずいじりやすいI2Cインターフェースに表示装置とBMP280大気圧センサーを取り付けてみました。
このほかに2.7インチの３色電子ペーパーをSPIインターフェースで取り付けする予定ですが、中国からまだ入荷していませんので後日。それも待てずにSPIインターフェースにESP32モジュール用に購入した1.54インチの電子ペーパーを
接続してテストしています。表示プログラムはPythonを使用しています。
3色表示の電子ペーパーがやっと届きました。サイズは2.7インチです。この電子ペーパーは表示が完了するまで15秒もかかります。1.54インチ電子ペーパーは2秒だったので今回は完全に調査不足でした。これではリアルタイムな表示を望めません。リアルタイム表示に使えそうな電子ペーパーは1.54インチの他に2.13インチと2.9インチ２色電子ペーパーです。OLEDで常時点灯させると画面の焼付きが起こってしまいます。電子ペーパーはそのようなことがなくてよいのですが表示させる速度に制約があります。
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