3.3.6 雨水モニタリング

3.3.6.1 概要

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水検出センサーが雨を検知すると、micro:bit ボードに信号を送りさまざまな動作をトリガーします。例えば、micro:bit のスピーカーでアラームを鳴らして雨が降っていることを知らせたり、OLED に現在の降水量をリアルタイムで表示したりできます。これは屋外の気象や環境で特に有用で、ユーザーが必要な予防措置を取るのに役立ちます。さらに、屋根や建物の漏水を検知して浸水による被害を防ぐための、水検出センサー、OLED 表示、micro:bit ボードを含む雨水監視システムとしても利用可能です。

全体として、さまざまな用途で雨水の存在を検出できる多機能で有効なツールです。

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3.3.6.2 コンポーネントの知識

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水センサー

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水センサーは水の存在を検出できるため、通常は雨水検出システムに使用されます。雨水がセンサーの導電パッド（検知領域）に接触すると、開発用ボード（micro:bit など）に信号を送り、さまざまな動作をトリガーします。検知領域に水が多いほど、アナログ値は大きくなります。

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回路図：

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基板上の露出した平行線によって水量を検出します。水が増えるほど多くの配線が接続され、導通の接触面積が増えることで検知領域のピン2の電圧出力が徐々に上昇し、信号端子 S で検出されるアナログ値も大きくなります。水に加えて、空気中の水蒸気も検知できます。

パラメータ：

  • 動作電圧: DC 3.3V~5V

  • 動作電流: (最大)1.5mA@5V

  • 最大消費電力: 0.075W

  • 信号タイプ: アナログ信号

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3.3.6.3 必要な部品

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micro:bit V2 メインボード ×1

micro:bit シールド ×1

OLED ディスプレイ ×1

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水センサー ×1

micro USB ケーブル ×1

4ピンワイヤー ×1

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3ピンワイヤー ×1

電池ホルダー ×1

AA電池(自前で用意) ×6

3.3.6.4 配線図

⚠️ 配線する際は、配線の色に注意してください。

OLED display

wire color

micro:bit shield pin

micro:bit board pin

GND

black

G

G

VCC

red

V2

V

SDA

blue

20

P20

SCL

green

19

P19

steam sensor

wire color

micro:bit shield pin

micro:bit board pin

G

black

G

G

V

red

V1

V

S

yellow

1

P1

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3.3.6.5 プログラムの流れ

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3.3.6.6 テスト用コード

⚠️ “if()…else if()…” 条件の閾値は実際の状況に応じて変更できます。

Complete code:

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簡単な説明：

① OLED のピクセルを初期化し、OLED をクリアします。変数 rain の初期値を 0 に設定し、5×5 LED マトリックスに Img を表示します。

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② 水センサーで読み取った降水量を変数 rain に代入し、OLED に 1 行で降水量を表示します。

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③ 判定文: if()…else if()…else…

検出された降水量が 15% より大きく 60% 未満の場合、5×5 LED マトリックスは Img を表示し、スピーカーは警告として C3 フラット音を再生します。

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検出された降水量が 60% 以上の場合、5×5 LED マトリックスは Img を表示し、スピーカーは警告として B5 シャープ音を再生します。

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それ以外の場合、5×5 LED は Img を表示し、スピーカーは無音です。

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④ 1000ms（1秒）遅延します。

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3.3.6.7 テスト結果

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配線を行い、micro USB ケーブルで電源を入れた後、外部電源（単三電池 6 本）を接続して十分な電力供給を確保してください。

Windows 10 用アプリでは、ダウンロードをクリックするだけです。ブラウザの場合は、“.hex” ファイルを micro:bit ボードに送ってください。

テストコードを micro:bit ボードにアップロードすると、OLED に検出された降水量がリアルタイムで表示されます。(例：濡らした手で水センサーの検知領域に触れて雨をシミュレートしてください)

検出された降水量が 15% より大きく 60% 未満の場合、5×5 LED マトリックスは Img を表示し、スピーカーは警告として C3 フラット音を再生します。検出された降水量が 60% 以上の場合、5×5 LED マトリックスは Img を表示し、スピーカーは警告として B5 シャープ音を再生します。降水量が 15% 未満の場合は、5×5 LED は Img を表示し、スピーカーは無音になります。

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⚠️ 注意：実験で使われているブロック（building blocks）はこのキットには含まれていません。

(ヒント: 結果が表示されない場合は、micro:bit ボードのリセットボタンを押してください。)

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