WBGT警報機その後【M5StickC】

https://symamone-tec.com/measuring_wbgt_m5stick-c

さてさて、今年もそろそろ暑い夏がやってきます。夏というと熱中症が怖いもの。今回は、「作る熱中症対策」ということで、M5StickCを使って「WBGT」の警報機を作ってみます。家庭や職場などで熱中症対策の一助になれるかと思います。【注意】熱中症対策は水分やミネラルの補給・環境管理・体調管理が基本です。今回作るWBGT警報機でWBGTや気温・湿度の数字は得られますが、本来はその数字をどう生かすかが大切です。当たり前ですが、これさえ作れば万事OKというものではありませんのでご注意ください。WBGTとは「暑さ指数」とも呼ばれ...

前回M5StickCで作ったWBGT警報機。

ちょこっと改良したのでご紹介。

追加機能①：カラーバー追加
- オマケ：M5StickC標準の表示色
追加機能②：不快指数に対応
アラームについて
スケッチ

追加機能①：カラーバー追加

WBGTの値によって背景の色を変えていましたが、単体で見ると微妙に分かりにくかったので、

下にカラーバーとして表示する色を一通り出しておきました。わかりやすくなった…と思う。

オマケ：M5StickC標準の表示色

GitHub

m5stack/M5Stack

https://github.com/m5stack/M5Stack/blob/master/src/utility/In_eSPI.h

M5Stack Arduino Library. Contribute to m5stack/M5Stack development by creating an account on GitHub.

このあたりに、LCDに表示する色として標準で登録されている色が載ってますが、いまいちどんな色か分かりにくかったので、
(色の表現がR:5ビット、G:6ビット、B:5ビットなのでPCでのRGB表記とも違います)

一覧表にしました。
(PC・スマホの画面や印刷とM5StickCの液晶とも完全に同じ色ではないです…目安程度に)

追加機能②：不快指数に対応

ja.wikipedia.org

不快指数 - Wikipedia

https://ja.wikipedia.org/wiki/不快指数

もうひとつ、蒸し暑さを定量的に表す数値として不快指数があります。

不快指数も気温と湿度から求められます。こちらはよく知られた数式があります。

$$DI = 0.81T_d + 0.01H (0.99T_d – 14.3) + 46.3$$

$T_d$が気温、$H$が湿度です。

こちらは画面背景色を8段階で表示しました。
(～60：シアン(水色)、60～65：緑、65～70：黄緑、70～75：黄色、75～80：オレンジ、80～85：赤、85～90：紫、90～：茶色)

カラーバーをWBGT表示モードと全くの別物(色数もバーの幅が違う表示)にすることで、一目でモードが分かるようにしました。

アラームについて

前回、応用アイデアとして「アラームを鳴らす」ということに触れましたが、M5StickCには内蔵スピーカーがないのでそのままでは鳴らせません。(外付けスピーカーが要る)

一方、M5Stackならスピーカーが付いてますしMicroSDカードも使える(wavファイル等の再生で実現できる)ので、アラームを盛り込むならこっちの方がよさそうです。

また今度M5Stackでも作ってみます。

液晶画面もM5Stackの方が大きいので視認性もよさそうですね。~~あと背面に磁石が入っているので冷蔵庫とかスチールラックに貼り付けれます。~~
→M5StickCにも磁石入ってました。どっちも冷蔵庫とかスチールラックとかにくっつきます。

スケッチ

以上2点を盛り込んで、こんな感じです。

M5StickC正面の「M5」ボタンを押すと、WBGTモードと不快指数モードを切り替えできます。
(ボタンを押している間はカラーバーが全体に表示され、ボタンを離すと測定値を表示します。)

#include <M5StickC.h>
#include "DHT12.h"
#include <Wire.h>
#include "Adafruit_Sensor.h"
#include <Adafruit_BMP280.h>
DHT12 dht12; 
Adafruit_BMP280 bme;

#define refreshRate 5000
long timer = 0;

//WBGT計算テーブル
const int WBGT[20][17] = {{15,15,16,16,17,17,18,19,19,20,20,21,21,22,23,23,24},
                          {15,16,17,17,18,18,19,19,20,21,21,22,22,23,24,24,25},
                          {16,17,17,18,19,19,20,20,21,22,22,23,23,24,25,25,26},
                          {17,18,18,19,19,20,21,21,22,22,23,24,24,25,26,26,27},
                          {18,18,19,20,20,21,22,22,23,23,24,25,25,26,27,27,28},
                          {18,19,20,20,21,22,22,23,24,24,25,26,26,27,28,28,29},
                          {19,20,21,21,22,23,23,24,25,25,26,27,27,28,29,29,30},
                          {20,21,21,22,23,23,24,25,25,26,27,28,28,29,30,30,31},
                          {21,21,22,23,24,24,25,26,26,27,28,29,29,30,31,31,32},
                          {21,22,23,24,24,25,26,27,27,28,29,29,30,31,32,32,33},
                          {22,23,24,24,25,26,27,27,28,29,30,30,31,32,33,33,34},
                          {23,24,25,25,26,27,28,28,29,30,31,31,32,33,34,34,35},
                          {24,25,25,26,27,28,28,29,30,31,32,32,33,34,35,35,36},
                          {25,25,26,27,28,29,29,30,31,32,33,33,34,35,36,37,37},
                          {25,26,27,28,29,29,30,31,32,33,33,34,35,36,37,38,38},
                          {26,27,28,29,29,30,31,32,33,34,34,35,36,37,38,39,39},
                          {27,28,29,29,30,31,32,33,34,35,35,36,37,38,39,40,41},
                          {28,28,29,30,31,32,33,34,35,35,36,37,38,39,40,41,42},
                          {28,29,30,31,32,33,34,35,35,36,37,38,39,40,41,42,43},
                          {29,30,31,32,33,34,35,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44}};

void setup() {
  M5.begin();
  Wire.begin(0,26);
  M5.Lcd.setRotation(3);
  M5.Lcd.setTextColor(BLACK);
  pinMode(M5_BUTTON_HOME, INPUT);
  if (!bme.begin(0x76)){  
      Serial.println("Could not find a valid BMP280 sensor, check wiring!");
      while (1);
  }
  Serial.print("\n\rCalibrate done..");
  M5.Lcd.fillRect(  0, 0, 32, 80, CYAN);
  M5.Lcd.fillRect( 32, 0, 32, 80, GREEN);
  M5.Lcd.fillRect( 64, 0, 32, 80, YELLOW);
  M5.Lcd.fillRect( 96, 0, 32, 80, ORANGE);
  M5.Lcd.fillRect(128, 0, 33, 80, RED);
  timer = millis();
}

void loop() {
  //表示モード　0：WBGT 1:不快指数(DI)
  static int ViewMode = 0;
  
  //温度データ取得
  float tmp = dht12.readTemperature();
  //温度データを小数点以下切り上げ
  int tmp_i = (tmp-0.1) + 1;
  //温度インデックス
  int index_tmp = tmp_i - 21;

  //湿度データ取得
  float hum = dht12.readHumidity();
  //湿度データを整数型に
  int hum_i = hum;
  //湿度インデックス
  int index_hum = hum / 5 - 3;

  //WBGT表示値
  int WBGT_V = WBGT[index_tmp][index_hum];

  //不快指数
  int DI = 0.81*tmp+0.01*hum*(0.99*tmp-14.3)+46.3;

  //M5ボタンでモード切替
  if(digitalRead(M5_BUTTON_HOME) == LOW){
    ViewMode++;
    if(ViewMode==2)  ViewMode=0;
    switch(ViewMode){
      case 0:
        //WBGTモード
        M5.Lcd.fillRect(  0, 0, 32, 80, CYAN);
        M5.Lcd.fillRect( 32, 0, 32, 80, GREEN);
        M5.Lcd.fillRect( 64, 0, 32, 80, YELLOW);
        M5.Lcd.fillRect( 96, 0, 32, 80, ORANGE);
        M5.Lcd.fillRect(128, 0, 32, 80, RED);
        break;
      case 1:
        //不快指数モード
        M5.Lcd.fillRect(  0, 0, 20,80,CYAN);
        M5.Lcd.fillRect( 20, 0, 20,80,GREEN);
        M5.Lcd.fillRect( 40, 0, 20,80,GREENYELLOW);
        M5.Lcd.fillRect( 60, 0, 20,80,YELLOW);
        M5.Lcd.fillRect( 80, 0, 20,80,ORANGE);
        M5.Lcd.fillRect(100, 0, 20,80,RED);
        M5.Lcd.fillRect(120, 0, 20,80,PURPLE);
        M5.Lcd.fillRect(140, 0, 20,80,MAROON);
        break;
    }
    while(digitalRead(M5_BUTTON_HOME)==LOW){}
    //モード切替後、すぐに表示させる
    timer -= 5000;
  }

  //画面描画
  if(millis()>timer+refreshRate){
    timer = millis();
    switch(ViewMode){
      case 0:
        //WBGTモード
        if(WBGT_V<=20){
          M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,CYAN);
        }else if(WBGT_V>20 && WBGT_V<=24){
          M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,GREEN);
        }else if(WBGT_V>24 && WBGT_V<=27){
          M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,YELLOW);
        }else if(WBGT_V>27 && WBGT_V<=30){
          M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,ORANGE);
        }else{
          M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,RED);
        }
        M5.Lcd.setCursor(5, 50 ,2);
        M5.Lcd.printf("WBGT-------------------");
        M5.Lcd.setCursor(95, 15 ,6);
        M5.Lcd.printf("%d",WBGT_V);
        break;
      case 1:
        //不快指数モード
        if(DI<=54){
          M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,CYAN);
        }else if(DI<=60){
          M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,GREEN);
        }else if(DI<=65){
          M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,GREENYELLOW);
        }else if(DI<=70){
          M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,YELLOW);
        }else if(DI<=75){
          M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,ORANGE);
        }else if(DI<=80){
          M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,RED);
        }else if(DI<=85){
          M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,PURPLE);
        }else{
          M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,MAROON);
        }
        M5.Lcd.setCursor(5, 50 ,2);
        M5.Lcd.printf("DI-----------------------");
        M5.Lcd.setCursor(95, 15 ,6);
        M5.Lcd.printf("%d",DI);
        break;
    }
    
    M5.Lcd.setCursor(5, 10 ,2);
    M5.Lcd.printf("Temp: %2.1fC", tmp);
    M5.Lcd.setCursor(5, 30 ,2);
    M5.Lcd.printf("Humid: %2.0f%%", hum);
  }
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

#include <M5StickC.h>

#include "DHT12.h"

#include <Wire.h>

#include "Adafruit_Sensor.h"

#include <Adafruit_BMP280.h>

DHT12 dht12;

Adafruit_BMP280 bme;

#define refreshRate 5000

long timer = 0;

//WBGT計算テーブル

const int WBGT[20][17] = {{15,15,16,16,17,17,18,19,19,20,20,21,21,22,23,23,24},

{15,16,17,17,18,18,19,19,20,21,21,22,22,23,24,24,25},

{16,17,17,18,19,19,20,20,21,22,22,23,23,24,25,25,26},

{17,18,18,19,19,20,21,21,22,22,23,24,24,25,26,26,27},

{18,18,19,20,20,21,22,22,23,23,24,25,25,26,27,27,28},

{18,19,20,20,21,22,22,23,24,24,25,26,26,27,28,28,29},

{19,20,21,21,22,23,23,24,25,25,26,27,27,28,29,29,30},

{20,21,21,22,23,23,24,25,25,26,27,28,28,29,30,30,31},

{21,21,22,23,24,24,25,26,26,27,28,29,29,30,31,31,32},

{21,22,23,24,24,25,26,27,27,28,29,29,30,31,32,32,33},

{22,23,24,24,25,26,27,27,28,29,30,30,31,32,33,33,34},

{23,24,25,25,26,27,28,28,29,30,31,31,32,33,34,34,35},

{24,25,25,26,27,28,28,29,30,31,32,32,33,34,35,35,36},

{25,25,26,27,28,29,29,30,31,32,33,33,34,35,36,37,37},

{25,26,27,28,29,29,30,31,32,33,33,34,35,36,37,38,38},

{26,27,28,29,29,30,31,32,33,34,34,35,36,37,38,39,39},

{27,28,29,29,30,31,32,33,34,35,35,36,37,38,39,40,41},

{28,28,29,30,31,32,33,34,35,35,36,37,38,39,40,41,42},

{28,29,30,31,32,33,34,35,35,36,37,38,39,40,41,42,43},

{29,30,31,32,33,34,35,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44}};

void setup() {

M5.begin();

Wire.begin(0,26);

M5.Lcd.setRotation(3);

M5.Lcd.setTextColor(BLACK);

pinMode(M5_BUTTON_HOME, INPUT);

if (!bme.begin(0x76)){

Serial.println("Could not find a valid BMP280 sensor, check wiring!");

while (1);

}

Serial.print("\n\rCalibrate done..");

M5.Lcd.fillRect( 0, 0, 32, 80, CYAN);

M5.Lcd.fillRect( 32, 0, 32, 80, GREEN);

M5.Lcd.fillRect( 64, 0, 32, 80, YELLOW);

M5.Lcd.fillRect( 96, 0, 32, 80, ORANGE);

M5.Lcd.fillRect(128, 0, 33, 80, RED);

timer = millis();

}

void loop() {

//表示モード　0：WBGT 1:不快指数(DI)

static int ViewMode = 0;

//温度データ取得

float tmp = dht12.readTemperature();

//温度データを小数点以下切り上げ

int tmp_i = (tmp-0.1) + 1;

//温度インデックス

int index_tmp = tmp_i - 21;

//湿度データ取得

float hum = dht12.readHumidity();

//湿度データを整数型に

int hum_i = hum;

//湿度インデックス

int index_hum = hum / 5 - 3;

//WBGT表示値

int WBGT_V = WBGT[index_tmp][index_hum];

//不快指数

int DI = 0.81*tmp+0.01*hum*(0.99*tmp-14.3)+46.3;

//M5ボタンでモード切替

if(digitalRead(M5_BUTTON_HOME) == LOW){

ViewMode++;

if(ViewMode==2) ViewMode=0;

switch(ViewMode){

case 0:

//WBGTモード

M5.Lcd.fillRect( 0, 0, 32, 80, CYAN);

M5.Lcd.fillRect( 32, 0, 32, 80, GREEN);

M5.Lcd.fillRect( 64, 0, 32, 80, YELLOW);

M5.Lcd.fillRect( 96, 0, 32, 80, ORANGE);

M5.Lcd.fillRect(128, 0, 32, 80, RED);

break;

case 1:

//不快指数モード

M5.Lcd.fillRect( 0, 0, 20,80,CYAN);

M5.Lcd.fillRect( 20, 0, 20,80,GREEN);

M5.Lcd.fillRect( 40, 0, 20,80,GREENYELLOW);

M5.Lcd.fillRect( 60, 0, 20,80,YELLOW);

M5.Lcd.fillRect( 80, 0, 20,80,ORANGE);

M5.Lcd.fillRect(100, 0, 20,80,RED);

M5.Lcd.fillRect(120, 0, 20,80,PURPLE);

M5.Lcd.fillRect(140, 0, 20,80,MAROON);

break;

}

while(digitalRead(M5_BUTTON_HOME)==LOW){}

//モード切替後、すぐに表示させる

timer -= 5000;

}

//画面描画

if(millis()>timer+refreshRate){

timer = millis();

switch(ViewMode){

case 0:

//WBGTモード

if(WBGT_V<=20){

M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,CYAN);

}else if(WBGT_V>20 && WBGT_V<=24){

M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,GREEN);

}else if(WBGT_V>24 && WBGT_V<=27){

M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,YELLOW);

}else if(WBGT_V>27 && WBGT_V<=30){

M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,ORANGE);

}else{

M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,RED);

}

M5.Lcd.setCursor(5, 50 ,2);

M5.Lcd.printf("WBGT-------------------");

M5.Lcd.setCursor(95, 15 ,6);

M5.Lcd.printf("%d",WBGT_V);

break;

case 1:

//不快指数モード

if(DI<=54){

M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,CYAN);

}else if(DI<=60){

M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,GREEN);

}else if(DI<=65){

M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,GREENYELLOW);

}else if(DI<=70){

M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,YELLOW);

}else if(DI<=75){

M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,ORANGE);

}else if(DI<=80){

M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,RED);

}else if(DI<=85){

M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,PURPLE);

}else{

M5.Lcd.fillRect(0,0,160,70,MAROON);

}

M5.Lcd.setCursor(5, 50 ,2);

M5.Lcd.printf("DI-----------------------");

M5.Lcd.setCursor(95, 15 ,6);

M5.Lcd.printf("%d",DI);

break;

}

M5.Lcd.setCursor(5, 10 ,2);

M5.Lcd.printf("Temp: %2.1fC", tmp);

M5.Lcd.setCursor(5, 30 ,2);

M5.Lcd.printf("Humid: %2.0f%%", hum);

}

2024年11月
日	月	火	水	木	金	土
					1	2
3	4	5	6	7	8	9
10	11	12	13	14	15	16
17	18	19	20	21	22	23
24	25	26	27	28	29	30

2024年11月
日	月	火	水	木	金	土
					1	2
3	4	5	6	7	8	9
10	11	12	13	14	15	16
17	18	19	20	21	22	23
24	25	26	27	28	29	30