RPZ-IR-Sensor (Raspberry Pi用 温度/湿度/気圧/明るさ/赤外線 ホームIoT拡張ボード)

動作をプログラミング可能な、Raspberry Pi/Zero(ラズパイ)用ホームIoT拡張ボードです。温度、湿度、気圧、明るさセンサー、赤外線送受信機能を搭載。温度が上がったらエアコンをオンにする、暗くなったら照明を点灯する、外出先から家電の操作をする、気温や日照時間を記録する、といった使い方が可能です。LEDにステータスを表示したり、スイッチを押したら特定の処理をすることもできます。

Raspberry Piに機能を追加

Raspberry Piは小型、省電力でインターネットにも接続可能なデバイスです。さらに、40ピンコネクターに拡張基板/HATを搭載することで機能を追加できます。Raspberry Piで以下のようなことができれば、便利だと思いませんか?

  • 温度、湿度、気圧を測定してモニタリング
  • 日照時間、明るさを測定して記録
  • Raspberry Piからエアコン、テレビ、照明などを赤外線で操作
  • 気温が一定以上になったら自動で冷房ONする熱中症防止機能
  • 朝の気温が一定以下なら自動で暖房ONする部屋あたため機能
  • 外出先から室内の温度チェック、帰宅前にエアコンをONするシステム
  • Raspberry PiのステータスをLEDに表示
  • スイッチを押したらシャットダウン処理を開始

「RPZ-IR-Sensor」拡張基板を使えば、これらの機能を実現できます。ソフトウェア、設定はご自身で行っていただく必要がありますが、参考にしていただけるサンプル、応用例を公開しています。

特徴

温度、湿度、気圧センサー搭載

温度、湿度、気圧測定センサーBME280を搭載しています。気温などを記録、ネットワークからモニタリングすることができます。赤外線機能と組み合わせて、気温が高いときに自動で冷房を入れるような機能が実現できます。

明るさ(照度)センサー搭載

明るさ(照度)を測定できるセンサーTSL2572を搭載しました。明るさ、日照時間を記録、モニタリングしたり、照明が点いているかの確認をすることができます。赤外線機能と組み合わせて、暗くなったら照明をつけるような機能が実現できます。

家電と連携できる赤外線送受信機能

赤外線送信機能によりエアコンやテレビ、照明器具などの家電製品を操作できます。 ネットワークを通じてスマホから家電を操作したり、自作のプログラムから家電を操作することが可能になります。赤外線LEDは広範囲をカバーするチップLEDタイプを3個搭載したことで、優れた通信範囲を実現しました。

赤外線受信機能もあるので、お使いの家電のリモコンのデータ解析や、汎用リモコンを使ったリモート制御も可能です。赤外線操作ツールを開発、公開しているので、簡単にリモコンの赤外線データを登録して送信する機能を実現できます。

LED、スイッチインターフェース付き

色の異なる4個のLEDと2個の汎用スイッチを搭載しました。 プログラムなどから自由にON/OFFできます。センサーと組み合わせて、温度が一定以上になったらLEDを発光させたり、スイッチが押されたら特定の処理をすることができます。スイッチを押してシャットダウン処理を開始し、完了したらLEDをOFFする応用例を公開しています。

スペック

対応機種
  • Raspberry Pi 4 Model B
  • Raspberry Pi 3 Model B
  • Raspberry Pi 3 Model B+
  • Raspberry Pi Zero v1.3
  • Raspberry Pi Zero W/WH
Revisionの違いについて

TSL2561照度センサーの生産終了のため、後継のTSL2572へ変更したRPZ-IR-Sensor Rev2.0へ切り替えとなりました。TSL2561とTSL2572ではソフトウェア互換性がありません。 サンプルプログラムはRev1.0/Rev2.0両方に対応したものに更新済みです。 照度センサー以外の機能につきましてはRev1.0とRev2.0でソフトウェア完全互換となります。基板のサイズ、外観、部品の位置に変更はございません。

購入

まとまった数量をご希望の方は、見積もり依頼よりご連絡ください。

1)端子実装済 外付センサーセット

Raspberry Piとの接続端子にピンソケット、I2C拡張端子(P2)にピンヘッダを実装済みの完成品および、 外付けBME280センサー、接続ケーブルのセットです。はんだ付けなしで動作させることができます。 Raspberry Pi本体は付属しません。

2) 端子未実装

完成品の基板の端子未実装版になります。Raspberry Piとの接続端子(P1)、およびI2C拡張端子(P2)は付属しません。 ご自身でピンソケットまたはピンヘッダなどを実装していただく必要があります。 Raspberry Pi本体は付属しません。

3)外付BME280センサーセット

ケーブル経由でBME280温湿度気圧センサーを追加する部品セットです。 Raspberry Piの発熱の影響を受けずに温度などを測定できます。 外付けBME280センサー、接続ケーブル、P2端子用ピンヘッダのセットです。P2端子はご自身ではんだ付けしていただく必要があります。 RPZ-IR-Sensor本体は付属しません。

利用例

Raspberry Pi本体、電源ケーブルは付属しません。

ブロックダイアグラム

使い方

Raspberry PiのセットアップとI2C有効化

Raspberry Piのセットアップについては以下の記事を参照して下さい。

BME280/TSL2572センサーはI2Cを使って通信します。以下の記事を参考にI2Cを有効化しておいて下さい。

Raspberry Pi 接続用コネクタ(P1)

「端子未実装」は、Raspberry Pi 接続用コネクタ(P1)にはお好みで40ピンソケット、またはピンヘッダなどを半田づけしてお使い下さい。「端子実装済」はピンソケットが実装済みです。そのままRaspberry Pi本体のピンヘッダに装着して下さい。

I2C接続用コネクタ(P2)

I2Cセンサーなどを接続できるコネクタ(3.3V, GND, SCL, SDA)を用意しています。 必要に応じてピンヘッダ、ソケットなどをはんだ付けしてお使いください。 「端子実装済」はピンヘッダが実装済みとなります。I2Cは3.3V信号に対応したものをお使いください。

BME280

基板上に搭載されているBME280とはI2Cで接続されており、スレーブアドレスは0x77です。Raspberry Piと重ねて使用した場合、Raspberry Pi本体の発熱の影響を受けます。 影響をなくしたい場合は ケーブルで接続するなどして本体との距離を離すか、外付けBME280センサー(スレーブアドレス0x76)をご利用ください。

配布形式基板上BME280センサー外付BME280センサー
端子実装済 外付センサーセットアドレス0x77アドレス0x76
端子未実装アドレス0x77付属しません
TSL2561/TSL2572

基板上に搭載されているTSL2561/2572とはI2Cで接続されており、スレーブアドレスはTSL2561:0x29、TSL2572:0x39です。

赤外線

GPIO13よりHighを出力すると赤外線LED(波長940nm)がONになります。 家電などにデータを送信する際は赤外線フォーマットに従ってください。GPIO4より赤外線データが受信できます。38kHzは自動的に復調されます。入力は反転となり、データ受信中がLowになります。

簡単に赤外線送受信できるツール、およびエアコンを制御する応用例を公開しています。

汎用LED

GPIO17, 18, 22, 27よりHighを出力すると、LED緑、黄、青、白がそれぞれ点灯します。 ステータス表示などにお使いいただけます。

汎用スイッチ

GPIO5, 6にスイッチ赤、黒がそれぞれ対応しています。スイッチを押すとLowが入力されます。 基板上にプルアップ抵抗は実装されていないため、Raspberry Pi側でプルアップ処理をしてください。

サンプルプログラム

プログラム環境内容
rpz-sensorPython3BME280及びTSL2561/2572センサーからI2Cで温度、湿度、気圧、明るさを取得して表示する プログラムです。-lオプションでログをファイルに残すこともできます。
rpz-ledswPython3, C++スイッチとLED点灯のサンプルプログラムです。

応用例

PythonでRaspberry PiのGPIO、LED、スイッチ制御

Raspberry Pi(ラズパイ)では、GPIOを通じて電気信号を送受信することで、様々なデバイスを制御することができます。本記事では、基本的なLEDとスイッチについて、Pythonプログラムで制御する方法を解説します。LEDにステータスを表示させたり、スイッチが押されたら何らかの動作をさせるなど、自分が好きなように動作をプログラミングすることが可能になります。

Raspberry Piをスイッチでシャットダウン (LEDで完了確認)

スイッチを押すだけでRaspberry Pi(ラズパイ)をシャットダウンする方法を解説しています。また、LEDでシャットダウン完了を分かりやすく確認できるようにします。シャットダウン操作をする手間や、完了して電源を落としていいか分かりにくい問題を解決します。

Node-REDをRaspberry PにインストールしてLEDとセンサーを動かす

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回路図、関連資料

注意事項

  • 外付けBME280センサーは端子、向きがあっていることを確認して接続してください。 誤った向きに取り付けた場合、部品を痛めるおそれがあります。
  • 利用規約・免責事項および保証をご確認の上、ご利用下さい。

開発依頼

本製品への機能追加などのカスタマイズや、本製品を使ったシステムの開発依頼、その他ハードウェア、ソフトウェアの開発については、有償にて承っております。まずはお問い合わせよりご相談ください。

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