### 5.7 温度制御システム #### 5.7.1 DHT11 温湿度センサー ![cou71](../media/cou71.png) DHT11 温湿度センサーはデジタル信号を出力します。アナログ信号の取得と変換、および温湿度センシング技術の原理を応用しているため、長期的な安定性と高い信頼性を特徴としています。さらに、このセンサーは高精度抵抗式湿度センサーと抵抗式感熱温度センサーを統合しており、8ビット高性能MCUに接続されています。 **5.7.4Temperature-Control-System** コードを Arduino IDE で開きます。 ```c #include #define DHT11PIN 17 dht11 DHT11; void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("DHT11 TEST PROGRAM "); Serial.print("LIBRARY VERSION: "); Serial.println(DHT11LIB_VERSION); Serial.println(); } void loop() { Serial.println("\n"); int chk = DHT11.read(DHT11PIN); Serial.print("Read sensor: "); switch (chk) { case DHTLIB_OK: Serial.println("OK"); break; case DHTLIB_ERROR_CHECKSUM: Serial.println("Checksum error"); break; case DHTLIB_ERROR_TIMEOUT: Serial.println("Time out error"); break; default: Serial.println("Unknown error"); break; } Serial.print("Humidity (%): "); Serial.println((float)DHT11.humidity, 2); Serial.print("Temperature (oC): "); Serial.println((float)DHT11.temperature, 2); Serial.print("Temperature (oF): "); Serial.println(Fahrenheit(DHT11.temperature), 2); Serial.print("Temperature (K): "); Serial.println(Kelvin(DHT11.temperature), 2); Serial.print("Dew Point (oC): "); Serial.println(dewPoint(DHT11.temperature, DHT11.humidity)); Serial.print("Dew PointFast (oC): "); Serial.println(dewPointFast(DHT11.temperature, DHT11.humidity)); delay(2000); } double Fahrenheit(double celsius) { return 1.8 * celsius + 32; } //摂氏度を華氏度に変換 double Kelvin(double celsius) { return celsius + 273.15; } //摂氏度をケルビンに変換 //露点。この温度で空気は飽和し、露が生成されます。 //参照: http://wahiduddin.net/calc/density_algorithms.htm double dewPoint(double celsius, double humidity) { double A0= 373.15/(273.15 + celsius); double SUM = -7.90298 * (A0-1); SUM += 5.02808 * log10(A0); SUM += -1.3816e-7 * (pow(10, (11.344*(1-1/A0)))-1) ; SUM += 8.1328e-3 * (pow(10,(-3.49149*(A0-1)))-1) ; SUM += log10(1013.246); double VP = pow(10, SUM-3) * humidity; double T = log(VP/0.61078); // temp var return (241.88 * T) / (17.558-T); } // 露点を高速計算。dewPoint() の5倍の速さです。 // 参照: http://en.wikipedia.org/wiki/Dew_point double dewPointFast(double celsius, double humidity) { double a = 17.271; double b = 237.7; double temp = (a * celsius) / (b + celsius) + log(humidity/100); double Td = (b * temp) / (a - temp); return Td; } ``` **ESP32 Dev Module** ボードと **COM** ポートを選択し、コードをアップロードします。 ![5458448](../media/5458448.png) **テスト結果:** シリアルモニターを開き、ボーレートを9600に設定すると、シリアルモニターに現在の温度と湿度の値が表示されます。 ![image-20250417141933151](../media/image-20250417141933151.png) #### 5.7.2 LCD 1602 モジュール LCD 1602 は、標準の14ピン（バックライトなし）または16ピン（バックライトあり）インターフェースを備えており、MCUのピンを節約します。そのディスプレイは、I2C制御を実現するためにICを駆動します。 ![cou72](../media/cou72.png) **5.7.2LCD1602** コードを Arduino IDE で開きます。 ```c #include //LCD 1602 を初期化、0x27 は I2C アドレス LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); void setup() { //LCD を初期化 lcd.init(); // (オプションの) バックライトをオフ/オンにする lcd.backlight(); //lcd.noBacklight(); //カーソルの位置を設定 lcd.setCursor(0, 0); //LCD に表示 lcd.print("HELLO WORLD 0"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("HELLO WORLD 1"); //Clear displays // lcd.clear(); } void loop() { // Turn the display on/off (quickly) //lcd.noDisplay(); //lcd.display(); // Turns the underline cursor on/off //lcd.noCursor(); //lcd.cursor(); // Turn on and off the blinking cursor // lcd.noBlink(); // lcd.blink(); // These commands scroll the display without changing the RAM //lcd.scrollDisplayLeft(); //lcd.scrollDisplayRight(); // This is for text that flows Left to Right //lcd.leftToRight(); //lcd.rightToLeft(); // This will 'right justify' text from the cursor //lcd.autoscroll(); //lcd.noAutoscroll(); } ``` **ESP32 Dev Module**ボードと**COM**ポートを選択し、コードをアップロードします。 ![5458448](../media/5458448.png) **テスト結果:** LCD1602のバックライトが点灯し、「HELLO WORLD 0」と「HELLO WORLD 1」が表示されます。 ![cou78](../media/cou78.png) #### 5.7.3 モーターとファン 130モーターはPWMで速度を調整できます。このプロセスでは、制御のために2つのピンを接続する必要があります。 ![image](../media/cou710.png) Arduino IDEで**5.7.3Motor**コードを開きます。 ```c #define MotorPin1 19 //(IN+) #define MotorPin2 18 //(IN-) void setup() { pinMode(MotorPin1, OUTPUT); pinMode(MotorPin2, OUTPUT); } void loop() { //corotation analogWrite(MotorPin1, 255); //アナログ値の出力範囲0-255を変更してモーター速度を調整します analogWrite(MotorPin2, 0); delay(2000); //Stop Transition delay(200); analogWrite(MotorPin1, 0); analogWrite(MotorPin2, 0); delay(200); //reversal analogWrite(MotorPin1, 0); analogWrite(MotorPin2, 255); delay(2000); //Stop analogWrite(MotorPin1, 0); analogWrite(MotorPin2, 0); delay(2000); } ``` **ESP32 Dev Module**ボードと**COM**ポートを選択し、コードをアップロードします。 ![5458448](../media/5458448.png) **テスト結果:** 130モーターは2秒ごとに左右に交互に回転します。 注：ファンは高出力の電子デバイスであるため、必ずバッテリーを使用して電源を供給してください。 #### 5.7.4 温度制御システム Arduino IDEで**5.7.4Temperature-Control-System**コードを開きます。 ```c #include #include #define DHT11PIN 17 #define MotorPin1 19 //(IN+) #define MotorPin2 18 //(IN-) dht11 DHT11; LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); void setup() { lcd.init(); lcd.backlight(); pinMode(MotorPin1, OUTPUT); pinMode(MotorPin2, OUTPUT); } void loop() { //Difine temperature and humidity value int Temperature; int Humidity; //Read the value int chk = DHT11.read(DHT11PIN); Temperature = DHT11.temperature; Humidity = DHT11.humidity; lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Temp:"); lcd.setCursor(5, 0); lcd.print(Temperature); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Hum:"); lcd.setCursor(5, 1); lcd.print(Humidity); delay(500); if (Temperature >= 29) { //左に回す analogWrite(MotorPin1, 150); //0-255の範囲でアナログ値出力を変更してモーター速度を調整します analogWrite(MotorPin2, 0); } else { //停止 delay(3000); analogWrite(MotorPin1, 0); analogWrite(MotorPin2, 0); delay(200); } } ``` **ESP32 Dev Module**ボードと**COM**ポートを選択し、コードをアップロードします。 ![5458448](../media/5458448.png) **テスト結果:** 温度が29°Cに達すると、ファンがオンになり熱を放散します。29°Cを下回ると、ファンはオフになります（ファンは熱放散をシミュレートするだけなので、効果は良くありません）。これにより、農場のエネルギーを節約できます。 ![flo7](../media/flo7.png)