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温度を測定する - 仮想IoTハードウェア

このレッスンのこの部分では、仮想IoTデバイスに温度センサーを追加します。

仮想ハードウェア​

仮想IoTデバイスは、シミュレートされたGroveデジタル湿度および温度センサーを使用します。これにより、このラボは物理的なGrove DHT11センサーを使用するRaspberry Piと同じになります。

センサーは温度センサーと湿度センサーを組み合わせたものですが、このラボでは温度センサーコンポーネントにのみ関心があります。物理的なIoTデバイスでは、温度センサーは温度の変化に応じて抵抗の変化を感知するサーミスタです。温度センサーは通常、測定された抵抗を内部的に摂氏（またはケルビン、華氏）での温度に変換するデジタルセンサーです。

CounterFitにセンサーを追加する​

仮想湿度および温度センサーを使用するには、2つのセンサーをCounterFitアプリに追加する必要があります。

タスク - CounterFitにセンサーを追加する​

湿度および温度センサーをCounterFitアプリに追加します。

  1. temperature-sensorというフォルダーにapp.pyという単一のファイルとPython仮想環境を持つ新しいPythonアプリをコンピューターに作成し、CounterFitのpipパッケージを追加します。

    ⚠️ 必要に応じて、レッスン1のCounterFit Pythonプロジェクトの作成と設定の手順を参照できます。

  2. DHT11センサー用のCounterFitシムをインストールするための追加のPipパッケージをインストールします。仮想環境がアクティブなターミナルからこれをインストールすることを確認してください。

    pip install counterfit-shims-seeed-python-dht

  3. CounterFitウェブアプリが実行されていることを確認します。

  4. 湿度センサーを作成します：

    1. SensorsペインのCreate sensorボックスで、Sensor typeボックスをドロップダウンしてHumidityを選択します。

    2. UnitsをPercentageに設定したままにします。

    3. Pinが5に設定されていることを確認します。

    4. Addボタンを選択して、ピン5に湿度センサーを作成します。

    湿度センサーの設定

    湿度センサーが作成され、センサーリストに表示されます。

    作成された湿度センサー

  5. 温度センサーを作成します：

    1. SensorsペインのCreate sensorボックスで、Sensor typeボックスをドロップダウンしてTemperatureを選択します。

    2. UnitsをCelsiusに設定したままにします。

    3. Pinが6に設定されていることを確認します。

    4. Addボタンを選択して、ピン6に温度センサーを作成します。

    温度センサーの設定

    温度センサーが作成され、センサーリストに表示されます。

    作成された温度センサー

温度センサーアプリをプログラムする​

温度センサーアプリは、CounterFitセンサーを使用してプログラムできます。

タスク - 温度センサーアプリをプログラムする​

温度センサーアプリをプログラムします。

  1. temperature-sensorアプリがVS Codeで開かれていることを確認します。

  2. app.pyファイルを開きます。

  3. アプリをCounterFitに接続するために、次のコードをapp.pyの先頭に追加します：

    from counterfit_connection import CounterFitConnection
    CounterFitConnection.init('127.0.0.1', 5000)

  4. 必要なライブラリをインポートするために、次のコードをapp.pyファイルに追加します：

    import time
    from counterfit_shims_seeed_python_dht import DHT

    from seeed_dht import DHTステートメントは、counterfit_shims_seeed_python_dhtモジュールのシムを使用して仮想Grove温度センサーと対話するためのDHTセンサークラスをインポートします。

  5. 仮想湿度および温度センサーを管理するクラスのインスタンスを作成するために、上記のコードの後に次のコードを追加します：

    sensor = DHT("11", 5)

    これは、仮想Digital HumidityおよびTemperatureセンサーを管理するDHTクラスのインスタンスを宣言します。最初のパラメータは、使用されているセンサーが仮想DHT11センサーであることをコードに伝えます。2番目のパラメータは、センサーがポート5に接続されていることをコードに伝えます。

    💁 CounterFitは、DHTクラスが作成されたときに指定されたピンに湿度センサーを接続し、次のピンで動作する温度センサーに接続することによって、この組み合わせた湿度および温度センサーをシミュレートします。湿度センサーがピン5にある場合、シムは温度センサーがピン6にあると予想します。

  6. 温度センサーの値をポーリングしてコンソールに出力する無限ループを上記のコードの後に追加します：

    while True:
        _, temp = sensor.read()
        print(f'Temperature {temp}°C')

    sensor.read()の呼び出しは、湿度と温度のタプルを返します。温度値のみが必要なので、湿度は無視されます。次に、温度値がコンソールに出力されます。

  7. 温度レベルを継続的にチェックする必要がないため、ループの最後に10秒のスリープを追加します。スリープはデバイスの消費電力を削減します。

    time.sleep(10)

  8. VS Codeターミナルから仮想環境がアクティブな状態で、次のコマンドを実行してPythonアプリを実行します：

    python app.py

  9. CounterFitアプリから、アプリによって読み取られる温度センサーの値を変更します。これを行うには2つの方法があります：

    • 温度センサーのValueボックスに数値を入力し、Setボタンを選択します。入力した数値がセンサーによって返される値になります。

    • Randomチェックボックスをオンにし、MinおよびMax値を入力してからSetボタンを選択します。センサーが値を読み取るたびに、MinとMaxの間のランダムな数値が読み取られます。

    設定した値がコンソールに表示されるはずです。ValueまたはRandom設定を変更して、値の変化を確認します。

    (.venv) ➜  temperature-sensor python app.py
    Temperature 28.25°C
    Temperature 30.71°C
    Temperature 25.17°C

💁 このコードはcode-temperature/virtual-deviceフォルダーにあります。

😀 温度センサーのプログラムは成功しました！