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

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#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);

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