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半田付けも電子回路組み立ても不要!Arduinoでセンサーを扱う方法(シールド利用)


はじめに

センサーを使ってモノを作りたい!手軽にIoTのプロトタイプを作りたい!っていうときに

『半田付け』や『電子回路の組み立て』が必要となると、ハードルが高いと感じる人も多いのではないでしょうか。

そこで、今回は「シールド」を使って、半田付けも電子回路の組み立てもせずに

Arduino で センサー を扱う方法を紹介します。

具体的には、「Arduinoとダストセンサーをつなげて、センサー値を確認する方法」を紹介しますが

他のセンサーを扱う場合でも簡単に応用できるように、説明を書いています。

この方法を使ったら、作業時間20分程度でした。

やりたいことが「モノを作る」って部分であれば

センサーとArduinoをつなぐところに手間取ってるのはもったいない!

これでようやく手軽に色々作れそうです。楽しみー(´﹀`)♪


準備するもの

① 開発用PC(mac、Windows、Linuxなど)

② Arduino

  →今回使用したものはコチラ

③ USBケーブル(※タイプ:A to B であること)

  →今回使用したものはコチラ

④ 半田付け不要なArduinoシールド

  →今回使用したものはコチラ

⑤ ダストセンサー(※④のシールドで利用可能なセンサーであること)

  →今回使用したものはコチラ

補足)

使いたいセンサーで利用できる「半田付け不要なシールド」が提供されていない場合

残念ながら、今回の手法は使えません。

しかし、「半田付け不要なシールド」を提供しているようなメーカでは

たいてい多種のセンサーを提供していることが多いです。

なので、高性能センサー/特殊センサーを利用したいケースでない限りは

結構使える手法かなと思います。

参考までに、「半田付け不要なシールド」を提供しているメーカ と 製品情報 をいくつか記載します。

Seeed株式会社 のGROVEシリーズ

  →製品情報: https://www.switch-science.com

   ※メーカの公式サイトではないが、上記サイトが見やすく充実している。

・ローム株式会社 の ロームセンサ評価キット

  →製品情報: https://www.rohm.co.jp/sensor-shield-support



#まだまだ未熟な分野でもあるので、新しい製品が出ていないかは必要に応じてググってもらえたら。


手順概要

Step1. 開発用PC上に、Arduinoソフトウェア開発環境を作る

Step2. PC - Arduino - シールド - センサー をつなげる

Step3. センサーの値を確認する


手順詳細


Step1. 開発用PC上に、Arduinoソフトウェア開発環境を作る

Arduinoの公式サイトに従って開発環境を作る

https://www.arduino.cc/en/Main/Software

補足)

作り方としては、以下2パターンがあります。

① Arduino Web Editor

  …アカウント登録して、ブラウザ上で開発

② Download Arduino IDE

  …環境をダウンロードして、ローカルで開発

どちらでも構いませんが、以下メリットがある①がオススメです。

今回は①を使います。

・常に最新環境で開発できる

・別デバイスからでも開発できる

〜 作った環境の確認 〜

PCとArduinoをつなげて、定番のLチカ!


  1. PCとArduinoをUSBケーブルでつなぐ

  2. Web Editor を起動する

    →こんな画面が表示されるはず



  3. 画面上にある「--Select Boad or Port--」と表示されている部分をクリックして

    つないだArduinoを指定する

  4. 左側のメニューで [Example] - [01.BASICS] - [Blink] を選択

    →こんな画面が表示されるはず



  5. 画面上部のボタン「→」をクリックして、Arduinoへ書き込み

  6. Lチカ完了!

    Arduino上のLEDが1秒ごとに点滅しているはず


Step2. PC - Arduino - シールド - センサー をつなげる

PC - Arduino は、Step1. でつないであるはず

次は、Arduino と シールド をつなげる

シールド

Arduino

上から挿す感じ

最後に、シールド と ダストセンサー をつなげる

センサーはこんな感じ

センサーの説明資料 に記載の通り、今回はシールドの「D8」に挿す


Step3. センサーの値を確認する


  1. Web Editor の左側のメニューで 、[Sketchbook] - [NEW SKETCH] を選択


  2. 画面右側のエディタで、センサーの値を取得するコードを書く

    →今回は、センサーの説明資料 のサンプルコードをコピペして利用


  3. 画面上部のボタン「レ」をクリックして、コードをビルド


  4. 画面上部のボタン「→」をクリックして、Arduinoへ書き込み

    →こんな画面が表示されるはず


  5. 左側のメニューで [Monitor] を選択

    しばらくすると、画面上に、30秒間隔でサンプリング(ダスト密度)が表示されるようになる!


!!!完成!!!

余談ですが、このダストセンサーの場合、

単位を[μg/m^3]に変換するコードを書いたりすれば、PM2.5の測定をしたりもできるみたいです。