ATOM Lite 5.外付LEDの点滅(digitalWrite)
外付けLED 1個をデジタル出力で点滅させる。
使用する抵抗値の計算
計算回路
(ATOM LiteのG22)---(アノード [LED] カソード)---(抵抗)---(GND)
抵抗値計算
ATOM LiteのG22がH時、G22のpin電圧は3.3V(実測3.286V デジタルマルチメータM-6000Mにて)でした。下記LEDのVF = 2.1Vtypより、抵抗の両端の電圧はVr = 3.3 - 2.1 = 1.2V。室内で実験するので、明るくせずに流す電流は定格20mAの1/4ぐらいとしてIF = 5mA。この時、入れる抵抗値はR = 1.2V / 5mA = 240Ω。手元にあった330Ωを使うとIF = 1.2V / 330Ω = 3.6mA流れる。今回は1回路だが、6回路ではIF6 = 3.6mA x 6回路 = 21.8mAになる。esp32-pico-d4のデータシートでは1pinあたりのHレベル掃き出し電流IOH = 20mAmaxとなっている。
必要なもの
- ブレッドボード用ジャンパー線 オス-オス (秋月電子)
10cm程度数本 長さいろいろ60本で220円
- ピンヘッダ 2.54mmビッチx1列 5pinx1, 4pinx1 (秋月電子)
長pinをハサミで切る。1円/pin程度
- LEDx1 (秋月電子) 120円
OSX10201-GYR1 (OptoSupply) 10個のLEDが一体化
2.54mmビッチ 20pin
角の切欠側が1番pinでLED-Aのアノード、20番pinがそのカソード
LED-A～LED-Eの5個は黄緑色
LED-F～LED-Hの3個は黄色
LED-I～LED-Jの2個は赤色
VF = 2.1Vtyp, 2.5Vmax (IF = 20mA時)
IF = 25mAmax
Iv = 35mcd (IF = 20mA時)
写真は次の記事参照 - 抵抗 330Ωx1 (Amazon)
橙-橙-茶-金は、3-3-1-5 → 33x10^1±5% = 330Ω±5%
- USBケーブルx1 (ダイソー)
動作
外付けのLED 1個が1秒点灯、1秒消灯を繰り返す。
スケッチ
// ATOM Lite LED点滅
// 外部LED1個
#include "M5Atom.h"
const int led1 = 21; // G21をLED1端子とする
const int waitTime = 1000; // 1秒
void setup() {
pinMode(led1, OUTPUT); // LED1をデジタル出力とする
}
void loop() {
digitalWrite(led1, HIGH); // LED1端子をHにする
delay(waitTime); // 待つ
digitalWrite(led1, LOW); // LED1端子をLにする
delay(waitTime); // 待つ
}
以上
ATOM Lite 4.降水確率のLED表示
降水確率をLED表示します。Wi-Fi接続をして、気象庁の降水確率を06-12時 → 12-18時 → 18-24時で今日 → 明日 → 明後日の順にLEDで色表示します。降水確率は、40～100%→青色、30%→白色、20%→黄色、10%→赤色、0%→緑色です。
必要なもの
- ATOM Lite
- USB電源
- USBケーブル
説明
Wi-Fiは、2.4GHzのb(11Mbps),g(54Mbps),n(300Mbps)のみ接続可能です。(ATOM Lite仕様より)
スケッチ内に接続Wi-FiのSSIDとパスワードを記入しておきます。
降水確率は一定時間内(ここでは6H)に1mm以上の雨or雪の降る確率で、四捨五入して10%単位で表現しています。気象庁の天気予報
https://www.jma.go.jp/jp/yoho/320.html (横浜地方気象台)
を使用します。実際は、気象庁の天気予報情報をXMLで配信とJSONP形式で配信してくれているdrk7.jp
https://www.drk7.jp/weather/
のサービスを利用します。
XMLファイルで、ある日ある場所の1日分(実際は7日分)を抜出し、字下げをすると以下が得られます。
<weatherforecast>
<title>weather forecast xml</title>
<link>http://www.drk7.jp/weather/xml/14.xml</link>
<description>気象庁の天気予報情報を XML で配信。1日1回 AM 6:00 ごろ更新。</description>
<pubDate>Thu, 26 Nov 2020 06:00:03 +0900</pubDate>
<author>気象庁</author>
<managingEditor>drk7.jp</managingEditor>
<pref id="神奈川県">
<area id="東部">
<geo>
<long>139.5479</long>
<lat>35.5142</lat>
</geo>
<info date="2020/11/26">
<weather>くもり時々晴れ</weather>
<img>http://www.drk7.jp/MT/images/MTWeather/201.gif</img>
<weather_detail>北の風 日中 東の風 くもり 朝 から 昼過ぎ 晴れ 所により 夜遅く 雨</weather_detail>
<wave>波 １メートル</wave>
<temperature unit="摂氏">
<range centigrade="max">17</range>
<range centigrade="min">10</range>
</temperature>
<rainfallchance unit="％">
<period hour="00-06">0</period>
<period hour="06-12">10</period>
<period hour="12-18">10</period>
<period hour="18-24">30</period>
</rainfallchance>
</info>
</area>
</pref>
</weatherforecast>
* 1時間に1mm以上の雨が降ると、普通に傘が必要です。降水確率30%以上は外出時傘を持った方が良いらしい。
ライブラリのインストール
Arduino IDE > スケッチ > ライブラリをインクルード > ライブラリを管理にて
ArduinoJson by Benoit Blanchon 6.17.0を検索してインストール > 閉じる
(Arduino_JSON by Arduino 0.1.0ではない)
動作
検証と書込みに1分半程度かかります。 書き込み終了後にUSBケーブルをPCからUSB電池に切り替えても同じ動作をします。表示は、今日の06-12時の降水確率、12-18時、18-24時、明日の06-12時、12-18時、18-24時、明後日の06-12時、12-18時、18-24時の順です。40%以上が青色、10%ずつ下がって白黄赤、0%が緑です。シリアルモニタにはそれ以外に詳しいデータも表示されます。
注意 朝6時頃にデータを更新しているので、深夜1時に今日のLED表示を見ると、実際は昨日の降水確率です。
スケッチ
// ATOM Liteで降水確率色表示
// 接続できるWi-Fiは2.4GHzのb(11Mbps),g(54Mbps),n(300Mbps)のみ
// 気象庁の天気予報をJson型式に変換してくれるdrk7.jpを利用
// drk7.jpの更新は毎朝6時頃
// 今日と明日と明後日の06-12,12-18,18-24時の降水確率9件を色表示
// LEDの色は、緑(0%), 赤(10%), 黄(20%), 白(30%), 青(40～100%)とする
// 起動時に1回点灯
// 気象庁の天気予報 https://www.jma.go.jp/jp/yoho/320.html
// 変換サイト https://www.drk7.jp/weather/
#include <WiFi.h>
#include <HTTPClient.h>
#include <ArduinoJson.h>
#include "M5Atom.h"
const char* ssid = "xxxxxxxxxxxxxxx"; // SSID 文字列ポインタ
const char* password = "xxxxxxxx"; // PW
const char* endpoint = "https://www.drk7.jp/weather/json/14.js";//神奈川県
const char* region = "東部"; // 横浜地方気象台
// 関東1都6県は
// 東京都→"･･･/13.js", 東京→"東京地方","伊豆諸島北部","伊豆諸島南部","小笠原諸島"
//神奈川県→"･･･/14.js", 横浜→"東部", 小田原→"西部"
// 埼玉県→"･･･/11.js", さいたま→"南部", 熊谷→"北部", 秩父→"秩父地方"
// 千葉県→"･･･/12.js", 千葉→"北西部", 銚子→"北東部", 館山→"南部"
// 茨城県→"･･･/08.js", 水戸→"北部", 土浦→"南部"
// 栃木県→"･･･/09.js", 宇都宮→"南部", 大田原→"北部"
// 群馬県→"･･･/10.js", 前橋→"南部", みなかみ→"北部"
DynamicJsonDocument weatherInfo(20000); //
String createJson(String jsonString){ // JSONPをJSONにする関数
jsonString.replace("drk7jpweather.callback(",""); //
return jsonString.substring(0,jsonString.length()-2); //
}
DynamicJsonDocument getJson() { //
DynamicJsonDocument doc(20000); //
if ((WiFi.status() == WL_CONNECTED)) { //
HTTPClient http; //
http.begin(endpoint); //
int httpCode = http.GET(); //
if (httpCode > 0) { //
String jsonString = createJson(http.getString());//jsonオブジェクト作成関数
deserializeJson(doc, jsonString); //JSON文字列をCFML(構造体や配列など)に変換
} else {
Serial.println("HTTP要求エラー"); // シリアルモニタに表示
}
http.end(); // リソースを解放
}
return doc; //
}
void lighting(String rain) { // LED1回点灯関数
int intrain = rain.toInt(); // 文字を数値に変換
Serial.println(intrain); // シリアルモニタに表示
if (intrain >= 40){ // 降水確率40～100%時
M5.dis.drawpix(0, 0x0000ff); // 青点灯
} else if (intrain >= 30) { // 30%時
M5.dis.drawpix(0, 0xffffff); // 白点灯
} else if (intrain >= 20) { // 20%時
M5.dis.drawpix(0, 0xffff00); // 黄点灯
} else if (intrain >= 10) { // 10%時
M5.dis.drawpix(0, 0x00ff00); // 赤点灯
}else { // 0%時
M5.dis.drawpix(0, 0x800000); // 緑点灯
}
delay(1000); // 1秒点灯
M5.dis.drawpix(0, 0x000000); // 区切用に黒点灯
delay(200); // 0.2秒消灯
}
void drawWeather(String infoWeather) { // 1日分のデータ表示関数
DynamicJsonDocument doc(20000); //
deserializeJson(doc, infoWeather); //
String docdate = doc["date"]; // 予報年月日
Serial.print("("); Serial.print(docdate); //シリアルモニタに表示
Serial.print("):"); // シリアルモニタに表示
String weather = doc["weather"]; // 天気予報
Serial.println(weather); // シリアルモニタに表示
String weatherdetail = doc["weather_detail"]; // 詳しい天気予報
Serial.println(weatherdetail); // シリアルモニタに表示
String docwave = doc["wave"]; // 波の高さ
Serial.println(docwave); // シリアルモニタに表示
String maxTmp = doc["temperature"]["range"][0]["content"];
// 温度 範囲 最高 値
String minTmp = doc["temperature"]["range"][1]["content"];
// 温度 範囲 最低 値
String rain0006 = doc["rainfallchance"]["period"][0]["content"];
// 降水確率 期間 00-06 値
String rain0612 = doc["rainfallchance"]["period"][1]["content"]; // 06-12
String rain1218 = doc["rainfallchance"]["period"][2]["content"]; // 12-18
String rain1824 = doc["rainfallchance"]["period"][3]["content"]; // 18-24
Serial.print("気温(℃):"); Serial.print(maxTmp); // 最高気温を表示
Serial.print("max,"); // シリアルモニタに表示
Serial.print(minTmp); Serial.println("min"); // 最低気温を表示
Serial.printf("降水確率±3H:3時%3s,9時%3s,15時%3s,21時%3s", rain0006, rain0612, rain1218, rain1824);//降水確率
Serial.println("%"); // シリアルモニタに表示
lighting(rain0612); // 06-12時の降水確率を色で点灯
lighting(rain1218); // 12-18時の降水確率を色で点灯
lighting(rain1824); // 18-24時の降水確率を色で点灯
Serial.println(""); // シリアルモニタに表示
}
void setup() {
M5.begin(true, false, true); //(LCD,PowerEnable=true,Serial)
delay(50); // 50mS待つ
Serial.begin(115200); // Upload Speed=15200にする
WiFi.begin(ssid, password); // Wi-Fi設定を初期化
Serial.println(""); // シリアルモニタで改行
Serial.println("Wi-Fiに接続中です。"); // シリアルモニタに表示
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { // 接続状態が接続完でない時
delay(500); // 0.5S待つ
Serial.print("."); // シリアルモニタに表示
Serial.print(WiFi.status()); // Wi-Fiの状態数表示
// 0:WL_IDLE_STATUS WiFi.begin()が呼び出され
// 下記3か4になるまでの一時的状態
// 1:WL_NO_SSID_AVAIL 使用可能なSSIDがない
// 2:WL_SCAN_COMPLETED スキャンネットワークが完了
// 3:WL_CONNECTED WiFiに接続が確立
// 4:WL_CONNECT_FAILED すべての試行で接続失敗
// 5:WL_CONNECTION_LOST 接続が失われた
// 6:WL_DISCONNECTED ネットワークから切断
// 255:WL_NO_SHIELD WiFiシールドが存在しない
} // 接続完の時
Serial.println(""); // シリアルモニタで改行
Serial.println("Wi-Fiに接続しました。"); // シリアルモニタに表示
Serial.print("IPアドレス:"); // シリアルモニタに表示
Serial.println(WiFi.localIP()); // WiFiのIPアドレスを表示
weatherInfo = getJson(); // 関数実行
WiFi.disconnect(true); // Wi-Fi機能のみがoff
String day0 = weatherInfo["pref"]["area"][region]["info"][0];
// 県 東部 領域 情報 今日
String day1 = weatherInfo["pref"]["area"][region]["info"][1]; // 明日
String day2 = weatherInfo["pref"]["area"][region]["info"][2]; // 明後日
Serial.print("今日"); drawWeather(day0); // 今日のデータ表示関数
delay(500); // 0.5秒待つ
Serial.print("明日"); drawWeather(day1); // 明日のデータ表示関数
delay(500); // 0.5秒待つ
Serial.print("明後日"); drawWeather(day2); // 明後日のデータ表示関数
}
void loop() {
}
以上
