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ESP8266 ＋ NifiでBigdata（IoT)の基礎を作ってみた話

Last updated at 2017-11-03Posted at 2017-11-02

スキル

・ハードウェアほぼ経験なし。
・開発能力おおむね0
・サーバ側 Hadoopボチボチ

経緯

2017/10/22に秋葉に技術書典3にぶらりと行ったついでになぜか秋月によりたくなった。
会社でIoTがどうとかという話を色々聞くからだと思う。

Arduino互換で小さくてよさげなヤツを発見

準備

Arduinoインストール

まずは、Arduinoというソフトをダウンロードするらしい。
この時（2017/10/26）のバージョンは1.8.5だった。

ダウンロードしてインストール

ボード情報入手

秋月の説明書によると、次は以下のページを確認しながらESP8266のボード情報を入手するらしい。

このページによるとからダウンロードするらしいが、存在せず。
http://arduino.esp8266.com/package_esp8266com_index.json

以下に見つかった。これをArduinoの設定に追加。
http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

あとは、ページに従って設定していけばOK。

Lチカ動作確認

手元にLEDを準備してチカチカさせてみる。

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(16,OUTPUT);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  digitalWrite(16,HIGH);
  delay(500)
  digitalWrite(16,LOW);
  delay(500)
}

を書いて、

に従ってボタンをポチポチしたのち、書き込み。

100%になると0.5秒刻みでチカチカし始める。

エルチカ pic.twitter.com/eG6XIyNNbs
— もんた (@___monta___) October 26, 2017

うむ、悪くない。

本番

安くて色々ついてるという理由で準備したセンサー
・BME280搭載温湿度・気圧センサモジュール

※記載時点でどう読み取るのかさっぱりわかっていません。

BME280

まず、BME280の仕様回りをあさる。

ほほーBOSCHのチップなのか。（名前をきいたことがあるくらいだけど）
http://akizukidenshi.com/download/ds/bosch/BST-BME280_DS001-10.pdf

秋月にも同じようなものの情報が。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-09421

よくわからんが、I2C、またはSPIという規格で情報通信するとのこと。さっぱりわからんが、I2Cでいこう。

I2CとBME280の仕様

I2Cの規格は2線で通信するものらしい。
https://ja.wikipedia.org/wiki/I2C

詳細は調べてないけど、サンプルコードを眺める限り、ArduinoはGPIOにつなげば、データを送受信できる。しかもESP8266シリーズの場合、どのPINを使っても設定でどうにかしてくれるらしい（すげー）。
https://macsbug.wordpress.com/2015/10/23/esp8266-%E3%81%A8-i2c/
https://tockn.com/entry/20170309234918

アドレスはSD0のつなぎ方で変わるらしい。
・GND　…　0x76
・VDD　…　0x77
とりあえずGNDにつなごう。

BME280の接続

・VCC　…　DC1.71V ～ 3.6V とあるので、Arduinoの3.3V出力を使う
・GND　…　俺でもわかるグランドだ。ArduinoのGNDを使う
・SCL　…　クロック信号。ArduinoのGPIO4を使う
・SDA　…　データ信号。ArduinoのGPIO5を使う
・CSB　…　Interfaceの選択。HighでI2Cとのこと。Arduinoの3.3V出力を使う
・SD0　…　I2Cのアドレス選択。ArduinoのGNDを使う

この間に起きたトラブル~ボードが替わっている理由~

このあと、手元がくるってショートさせたらしく、秋月で購入したESP8266は昇天しました。落ち込んでいてもしょうがないので、Amazonで新しいESP8266ボードを探して、翌日届きそうなものを購入しました。それがこちら。 ESP8266 IOT Board ![ESP8266-2.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/121950/86183223-f6b1-4135-1606-b64804475538.jpeg) いやらしいことに、ESP8266はいくつかバージョンがあり、ピン配置が異なるようです。 https://www.elecrow.com/wiki/index.php?title=ESP8266_IOT_Board(Arduino_IDE_or_NodeMCU_Lua_Programming) ...えっ... D0とかD1とか、Arduinoで行くと何に相当するんでしょう... 皆さん気を付けましょう

で、注意ポイントなんですが、SCL、SDAはプルアップと言われるやつで、通常Highにしておく必要があるようです。秋月の回路を見ると4.7KΩなので、理由はわかりませんが、同じくらいの抵抗をくっつけておきます。

ArduinoのPIN番号とESP8266 IOT Boardの番号、そしてさらにはSCL、SDAの対応番号がわかりませんが、調べたところ以下のようになるようです。
SCL は 5（D1）
SDA は 4（D2）
https://qiita.com/exabugs/items/9d1b66aa1d22805afbc8

ここまでで、ハードウェアの接続情報が集まりました。
つなげてみたものが以下です。

で、スイッチサイエンスさんのページにBME280の読み取りコードがあったので、そちらを流用。
https://www.switch-science.com/catalog/2236/

ライセンスコードが明記していないので、コードの記載できません。（すいません）
コードを引っ張ってきてベタっと貼り付けてください。
動きます。

おー。ぞろぞろデータが取れている。
これだけだとデータを取捨てることになるので、IoTっぽくNifiで受け取ってみましょう。

このあたりを参考に、Wifi接続をします。
https://qiita.com/azusa9/items/7f78069cb09872cf6cbf

Wifi接続関数

# include <ESP8266WiFi.h>

# define MYSSID         "XXXXXXXX";
# define SSIDPASSWORD   "YYYYYYYYYYY";
# define NIFISERVERPORT 9000
static const char *NIFISERVERADDR = "192.168.11.8";

void setup() {
   ~BME280の読み込みコード~
Serial.begin(9600);
WiFiConnect();
}
void WiFiConnect()
{
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.printDiag(Serial);
  WiFi.begin(SSID, SSIDPASSWORD);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.print(".");
  }

  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");

  WiFi.printDiag(Serial);
  Serial.print("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

void loop()
{
   ~BME280の読み込みコード~
  WiFiClient client;
  if (!client.connect(NIFISERVERADDR, NIFISERVERPORT)) {
    Serial.println("Failed to send!");
    return;
  }else{
    client.print(temp_act);
    client.print(",");
    client.print(press_act);    
    client.print(",");
    client.println(hum_act);
  }
  client.stop();
  delay(1000);