JE3JLB 気象センサー＆タイマーシールドの実装

気象センサー＆タイマーシールドの実装
自作工程のメモとして
27.Jun.2017
(更新:2018/09/06)

（２）　jlb_Insert_setup.h ファイルの挿入

■　挿入位置

■　jlb_Insert_setup.h ファイルの内容

// k3ng_keyer.ino ファイルの 1717 行に挿入 (Ver 2018/08/13)
// 1717 #include "jlb_Insert_setup.h"

// -------------------------------------------

pinMode(6, INPUT_PULLUP);
pinMode(7, OUTPUT);
pinMode(15, OUTPUT);

//BME280初期設定
uint8_t osrs_t = 1;             //Temperature oversampling x 1
uint8_t osrs_p = 1;             //Pressure oversampling x 1
uint8_t osrs_h = 1;             //Humidity oversampling x 1
uint8_t mode = 3;               //Normal mode
uint8_t t_sb = 5;               //Tstandby 1000ms
uint8_t filter = 0;             //Filter off
uint8_t spi3w_en = 0;           //3-wire SPI Disable

uint8_t ctrl_meas_reg = (osrs_t << 5) | (osrs_p << 2) | mode;
uint8_t config_reg    = (t_sb << 5) | (filter << 2) | spi3w_en;
uint8_t ctrl_hum_reg = osrs_h;

// I2CのSETUP
Wire.begin();

writeReg(0xF2, ctrl_hum_reg);
writeReg(0xF4, ctrl_meas_reg);
writeReg(0xF5, config_reg);

readTrim();

// -------------------------------------------

（３）　jlb_Insert_loop.h ファイルの挿入

■　挿入位置

■　jlb_Insert_loop.h ファイルの内容

// k3ng_keyer.ino ファイルの 1724 行に挿入 (Ver 2018/08/13)
// 1724 #include "jlb_Insert_loop.h"
// -------------------------------------------
digitalWrite(15, digitalRead(6));
if (analogRead(0) < 5 ) // ■■スピードボリュームが最小ならタイマー温度表示の処理
{

if (RTC.read(tm)) {    // RTCから時間が読み出せれば◆
    // COMボタンが2秒以上押されたら時刻調整に入る。 (2018/09/06)
    // 2月のうるう年も考慮済。
    //
    // 通常状態で時間調整　プラス・マイナス１秒を M1+ M2- ボタンで調節する。
    // アナログ入力の実測値：COM=0 ,M1=89 ,M2=166 ,M3=231 ( 0 --- 1023 )
    // 注意：秒が３０秒前後の時に実行すること
    // （簡易設定のため、桁上がり桁下がりを考慮せず）
    //
    // M3ボタンをアラームに使う (2017/10/31)
    // LCD 0行、10桁目に'"'文字を表示するとアラームのセットが有り

    SSt = analogRead(1);
    if (SSt < 40 ) { // COMボタン押された
      ST = 0;
      while (SSt < 40) { // COMボタンを放すまで待つ
        delay(100);
        ST++;
        SSt = analogRead(1);
      }
      if (ST > 20) { // 100mS X 20 = 2秒以上なら
        beep();
        delay(50);
        // COMボタンなら時間設定 (2018/09/06)
        lcd.clear();
        lcd.setCursor(0, 0);
        lcd.print("M1:+ M2:- M3:Set");
        lcd.setCursor(0, 1);
        lcd.print("Set YYYY        "); // ----■■年の設定■■-------
        valdatetime = tm.Year + 1970;
        MaxVal = 2040;
        MinVal = 2018;
        YMDHMSset(); // ボタン操作による加減算処理へ
        tm.Year = CalendarYrToTm(valdatetime);
        RTC.write(tm);    // 時間をDS3231 へセットする
        beep();
        // うるう年を判定
        if (((tm.Year + 2 ) % 4) == 0) {
          UU = 1; // うるう年
        } else {
          UU = 0; // 通常年
        }

        // --------------------------------------■■月の設定■■-------
        lcd.setCursor(0, 1);
        lcd.print("Set MM          ");
        valdatetime = tm.Month;
        MaxVal = 12;
        MinVal = 1;
        YMDHMSset(); // ボタン操作による加減算処理へ
        tm.Month = valdatetime;
        RTC.write(tm);    // 時間をDS3231 へセットする
        MM = valdatetime; // セットした月を記憶
        beep();
        // 大小の月を判定
        switch (MM) {
          case 1:
          case 3:
          case 5:
          case 7:
          case 8:
          case 10:
          case 12:
            MaxVal = 31;
            break;
          case 2:
            if (UU == 0) {
              MaxVal = 28;
            } else {
              MaxVal = 29; // うるう年
            }
            break;
          case 4:
          case 6:
          case 9:
          case 11:
            MaxVal = 30;
            break;
        }

        // ---------------------------------------■■日の設定■■-------
        lcd.setCursor(0, 1);
        lcd.print("Set DD          ");
        valdatetime = tm.Day;
        // MaxVal は月の設定部分で決定済み
        MinVal = 1;
        YMDHMSset(); // ボタン操作による加減算処理へ
        tm.Day = valdatetime;
        RTC.write(tm);    // 時間をDS3231 へセットする
        beep();

        // ---------------------------------------■■時の設定■■-------
        lcd.setCursor(0, 1);
        lcd.print("Set Hour        ");
        valdatetime = tm.Hour;
        MaxVal = 23;
        MinVal = 0;
        YMDHMSset(); // ボタン操作による加減算処理へ
        tm.Hour = valdatetime;
        RTC.write(tm);    // 時間をDS3231 へセットする
        beep();

        // --------------------------------------■■分の設定■■-------
        lcd.setCursor(0, 1);
        lcd.print("Set Min.        ");
        valdatetime = tm.Minute;
        MaxVal = 59;
        MinVal = 0;
        YMDHMSset(); // ボタン操作による加減算処理へ
        tm.Minute = valdatetime;
        RTC.write(tm);    // 時間をDS3231 へセットする
        beep();

        // ----------------------------------------■■秒の設定■■-------
        lcd.setCursor(0, 1);
        lcd.print("Set Sec.        ");
        valdatetime = tm.Second;
        MaxVal = 59;
        MinVal = 0;
        YMDHMSset(); // ボタン操作による加減算処理へ
        tm.Second = valdatetime;
        RTC.write(tm);    // 時間をDS3231 へセットする

        // ----------------------------------------■■設定終わり■■-------

        beep();
        delay(300);
        beep();
        lcd.clear();
      }
    }
    if ((SSt > 70) && (SSt < 120)) { // M1ボタンなら +１秒
      if (tm.Second > 57) { // 57秒より上なら3秒待ち(2018/09/26)
        beep();
        delay(3000);
        beep();
      } else {
        tm.Second++;
        // and configure the RTC with this info
        RTC.write(tm);    // 時間をDS3231 へセットする
        beep();
      }
      delay(200);
    }
    if ((SSt > 130) && (SSt < 195)) { // M2ボタンなら -１秒
      if (tm.Second < 3) { // 3秒より下なら3秒待ち(2018/09/26)
        beep();
        delay(3000);
        beep();
      } else {
        tm.Second--;
        // and configure the RTC with this info
        RTC.write(tm);    // 時間をDS3231 へセットする
        beep();
      }
      delay(200);
    }

    if ((SSt > 200) && (SSt < 300)) { // M3ボタンならアラーム選択 (2017/10/31)
      ST = 0;
      while ((SSt > 200) && (SSt < 300)) { // M3ボタンを放すまで待つ
        delay(100);
        ST++;
        SSt = analogRead(1);
      }
      if (ST > 20) { // 100mS X 20 = 2秒以上なら
        beep();
        delay(50);

        lcd.clear();
        lcd.setCursor(0, 1);
        lcd.print("Next=M1,Exit=M2 ");
        int w_sw = 1;
        while (w_sw) {
          SSt = analogRead(1);
          if ((SSt >70) && (SSt < 120)) { // M1ボタンなら
            while ((SSt > 70) && (SSt < 120)) { // M1ボタンを放すまで待つ
              delay(50);
              SSt = analogRead(1);
            }
            valarm++;
            if (valarm == 4) valarm = 0;
          }
          switch (valarm) {
            case 0:
              lcd.setCursor(0, 0);
              lcd.print("NON ALARM       ");
              break;
            case 1:
              lcd.setCursor(0, 0);
              lcd.print("ALARM 1 Minute ");
              break;
            case 2:
              lcd.setCursor(0, 0);
              lcd.print("ALARM 10 Minute ");
              break;
            case 3:
              lcd.setCursor(0, 0);
              lcd.print("ALARM 15 Minute ");
              break;
            default:
              break;
          } // switch (valarm) end
          //delay(50);
          if ((SSt > 130) && (SSt < 195)) { // M2ボタンなら Exit
            while ((SSt > 130) && (SSt < 195)) { // M2ボタンを放すまで待つ
              delay(50);
              SSt = analogRead(1);
            }
            w_sw = 0;
          }
        } // while (w_sw)
        lcd.clear();
      }
    }

    // アラーム処理　１分・１０分・１５分　毎にアラーム
    if (tm.Second == 0) {
      switch (valarm) {
        case 1:
          beep();
          delay(300);
          break;
        case 2:
          cal_Minute = (tm.Minute + 1) % 10;
          if (cal_Minute == 1) {
            beep();
            delay(300);
          }
          break;
        case 3:
          cal_Minute = (tm.Minute + 1) % 15;
          if (cal_Minute == 1) {
            beep();
            delay(300);
          }
          break;
        default:
          break;
      } // switch
    }

} else {    // RTCから時間が読み出せ無ければ◆
    if (RTC.chipPresent()) {
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.print("run the SetTime");
    } else {
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.print("DS1307 read error!");
    }
    delay(9000);
}
if (b4sec != tm.Second ) { // 取得した秒値が違えば、表示する
    b4sec = tm.Second;
    TempClockDisp();
}
// delay(1000);

} else {
// -------------------------------------------

まず、先頭行にある if (analogRead(0) < 5 ) でスピードのVRを読み出しています。
もし、左に回し切っている状態なら、気象・時刻の処理をするよう判断します。
また、時間（秒単位）を調節できるよう、M1・M2ボタンを使っています。
M1・M2ボタンでの操作時に、 beep(); を入れてみました。
ボタン処理後のdelayを500==>200に変更(2017/10/18)
ボタンのアナログ値範囲を修正(2019/02/09)

アラーム設定と次のタイマーの日時（時刻）を追加しています。

■　タイマー日時設定のイメージ

（４）　jlb_Insert_loopend.h ファイルの挿入

■　挿入位置

■　jlb_Insert_loopend.h ファイルの内容

// k3ng_keyer.ino ファイルの 1867 行に挿入 (Ver 2018/08/13)
// 1867 #include "jlb_Insert_loopend.h"
} // loop end

ここは、ループの終了位置 "}" を挿入するだけです。

（５）　jlb_paste_end.h ファイルの貼付

■　貼付け位置

■　jlb_paste_end.h ファイルの内容

// k3ng_keyer.ino ファイルの 20806 行（最下行の下）にこのファイル全体を貼り付ける。 (Ver 2018/08/13)
// 編集は jlb_paste_end.h ファイルにて行い、その都度貼り付けること。
void TempClockDisp() {    // 温度・湿度・気圧・時間を表示

// アラームマークを表示する(2017/10/31)
lcd.setCursor(10, 0);
if (valarm > 0) lcd.write('"'); else lcd.write(' ');

// LCD へ出力する。
// 時分秒
lcd.setCursor(11, 0);
if (tm.Month < 10 )   lcd.write(' ');
lcd.print(tm.Month);
lcd.write('/');
lcd2digits(tm.Day);

lcd.setCursor(8, 1);
lcd2digits(tm.Hour);
lcd.print(":");
lcd2digits(tm.Minute);
lcd.print(":");
lcd2digits(tm.Second);

/*
      // 年月日　表示エリヤの関係で使わない
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print(tmYearToCalendar(tm.Year));
      lcd.print("/");
      lcd2digits(tm.Month);
      lcd.print("/");
      lcd2digits(tm.Day);
      lcd.print(" ");
*/

// 温度・湿度・気圧を表示
double temp_act = 0.0, press_act = 0.0, hum_act = 0.0;
signed long int temp_cal;
unsigned long int press_cal, hum_cal;
int aa;

readData();

temp_cal = calibration_T(temp_raw);
press_cal = calibration_P(pres_raw);
hum_cal = calibration_H(hum_raw);
temp_act = (double)temp_cal / 100.0;
press_act = (double)press_cal / 100.0;
hum_act = (double)hum_cal / 1024.0;
//初期値が小数点以下２桁のため Serial.print(XXXXX,1); ,1 で
//小数点以下２桁目を四捨五入し、小数点以下１桁出力とする。

switch (tm.Second) { // ■■■ 10秒毎に表示
    case 0:
    case 10:
    case 20:
    case 30:
    case 40:
    case 50:
      // I2C LCD に表示する
      //初期値が小数点以下２桁のため lcd.print(XXXXX,1); ,1 で
      //小数点以下２桁目を四捨五入し、小数点以下１桁出力とする。
      lcd.setCursor(0, 0);
      temp_act = temp_act - 2.4;    // ■温度センサーの出力が高すぎるため　2.4度引く。
      lcd.print(temp_act, 1);
      lcd.print("c ");
      lcd.setCursor(0, 1);
      if (press_act < 999.95) lcd.print(" ");
      lcd.print(press_act, 1);
      lcd.print("h ");
      lcd.setCursor(7, 0);
      lcd.print(hum_act, 0);
      lcd.print("%");
}
}

// ■◆■■これ以降、タイマーDS3231関係の記述

// LCDへの出力を２桁にする　print2digits　を参照して追加。
void lcd2digits(int number) {
if (number >= 0 && number < 10) {
    lcd.print('0');
}
lcd.print(number);
}

void YMDHMSset() // 時間調整用のM1,M2,M3ボタン操作部分(2018/09/07)
{
while (1) {
    SSt = analogRead(1);
    if ((SSt > 70) && (SSt < 120)) { // M1ボタンなら
      while ((SSt > 70) && (SSt < 120)) { // M1ボタンを放すまで待つ
        delay(50);
        SSt = analogRead(1);
      }
      valdatetime++;
      if (valdatetime > MaxVal) valdatetime = MinVal;
    }
    SSt = analogRead(1);
    if ((SSt > 130) && (SSt < 195)) { // M2ボタンなら
      while ((SSt > 130) && (SSt < 195)) { // M2ボタンを放すまで待つ
        delay(50);
        SSt = analogRead(1);
      }
      valdatetime--;
      if (valdatetime < MinVal) valdatetime = MaxVal;
    }
    lcd.setCursor(10, 1);
    if (valdatetime < 10) {
      lcd.write('0');
    } // *if の終了位置修正(2019/02/09)
    lcd.print(valdatetime);

    //delay(50);
    if ((SSt > 200) && (SSt < 300)) { // M3ボタンなら Exit
      while ((SSt > 200) && (SSt < 300)) { // M3ボタンを放すまで待つ
        delay(50);
        SSt = analogRead(1);
      }
      return;
    }
} // while END
}
// ■◆■■ここまで、タイマーDS3231関係の記述

////////////////////////////////////////////////////////////////
// ■■■これ以降、BME280 温度・湿度・気圧関係の記述
void readTrim()   // BME280の処理
{
uint8_t data[32], i = 0;                   // Fix 2014/04/06
Wire.beginTransmission(BME280_ADDRESS);
Wire.write(0x88);
Wire.endTransmission();
Wire.requestFrom(BME280_ADDRESS, 24);      // Fix 2014/04/06
while (Wire.available()) {
    data[i] = Wire.read();
    i++;
}

Wire.beginTransmission(BME280_ADDRESS);    // Add 2014/04/06
Wire.write(0xA1);                          // Add 2014/04/06
Wire.endTransmission();                    // Add 2014/04/06
Wire.requestFrom(BME280_ADDRESS, 1);       // Add 2014/04/06
data[i] = Wire.read();                     // Add 2014/04/06
i++;                                       // Add 2014/04/06

Wire.beginTransmission(BME280_ADDRESS);
Wire.write(0xE1);
Wire.endTransmission();
Wire.requestFrom(BME280_ADDRESS, 7);       // Fix 2014/04/06
while (Wire.available()) {
    data[i] = Wire.read();
    i++;
}
dig_T1 = (data[1] << 8) | data[0];
dig_T2 = (data[3] << 8) | data[2];
dig_T3 = (data[5] << 8) | data[4];
dig_P1 = (data[7] << 8) | data[6];
dig_P2 = (data[9] << 8) | data[8];
dig_P3 = (data[11] << 8) | data[10];
dig_P4 = (data[13] << 8) | data[12];
dig_P5 = (data[15] << 8) | data[14];
dig_P6 = (data[17] << 8) | data[16];
dig_P7 = (data[19] << 8) | data[18];
dig_P8 = (data[21] << 8) | data[20];
dig_P9 = (data[23] << 8) | data[22];
dig_H1 = data[24];
dig_H2 = (data[26] << 8) | data[25];
dig_H3 = data[27];
dig_H4 = (data[28] << 4) | (0x0F & data[29]);
dig_H5 = (data[30] << 4) | ((data[29] >> 4) & 0x0F); // Fix 2014/04/06
dig_H6 = data[31];                                   // Fix 2014/04/06
}
void writeReg(uint8_t reg_address, uint8_t data)
{
Wire.beginTransmission(BME280_ADDRESS);
Wire.write(reg_address);
Wire.write(data);
Wire.endTransmission();
}
void readData()
{
int i = 0;
uint32_t data[8];
Wire.beginTransmission(BME280_ADDRESS);
Wire.write(0xF7);
Wire.endTransmission();
Wire.requestFrom(BME280_ADDRESS, 8);
while (Wire.available()) {
    data[i] = Wire.read();
    i++;
}
pres_raw = (data[0] << 12) | (data[1] << 4) | (data[2] >> 4);
temp_raw = (data[3] << 12) | (data[4] << 4) | (data[5] >> 4);
hum_raw = (data[6] << 8) | data[7];
}

signed long int calibration_T(signed long int adc_T)
{
signed long int var1, var2, T;
var1 = ((((adc_T >> 3) - ((signed long int)dig_T1 << 1))) * ((signed long int)dig_T2)) >> 11;
var2 = (((((adc_T >> 4) - ((signed long int)dig_T1)) * ((adc_T >> 4) - ((signed long int)dig_T1))) >> 12) * ((signed long int)dig_T3)) >> 14;

t_fine = var1 + var2;
T = (t_fine * 5 + 128) >> 8;
return T;
}

unsigned long int calibration_P(signed long int adc_P)
{
signed long int var1, var2;
unsigned long int P;
var1 = (((signed long int)t_fine) >> 1) - (signed long int)64000;
var2 = (((var1 >> 2) * (var1 >> 2)) >> 11) * ((signed long int)dig_P6);
var2 = var2 + ((var1 * ((signed long int)dig_P5)) << 1);
var2 = (var2 >> 2) + (((signed long int)dig_P4) << 16);
var1 = (((dig_P3 * (((var1 >> 2) * (var1 >> 2)) >> 13)) >> 3) + ((((signed long int)dig_P2) * var1) >> 1)) >> 18;
var1 = ((((32768 + var1)) * ((signed long int)dig_P1)) >> 15);
if (var1 == 0)
{
    return 0;
}
P = (((unsigned long int)(((signed long int)1048576) - adc_P) - (var2 >> 12))) * 3125;
if (P < 0x80000000)
{
    P = (P << 1) / ((unsigned long int) var1);
}
else
{
    P = (P / (unsigned long int)var1) * 2;
}
var1 = (((signed long int)dig_P9) * ((signed long int)(((P >> 3) * (P >> 3)) >> 13))) >> 12;
var2 = (((signed long int)(P >> 2)) * ((signed long int)dig_P8)) >> 13;
P = (unsigned long int)((signed long int)P + ((var1 + var2 + dig_P7) >> 4));
return P;
}

unsigned long int calibration_H(signed long int adc_H)
{
signed long int v_x1;

v_x1 = (t_fine - ((signed long int)76800));
v_x1 = (((((adc_H << 14) - (((signed long int)dig_H4) << 20) - (((signed long int)dig_H5) * v_x1)) +
            ((signed long int)16384)) >> 15) * (((((((v_x1 * ((signed long int)dig_H6)) >> 10) *
                (((v_x1 * ((signed long int)dig_H3)) >> 11) + ((signed long int) 32768))) >> 10) + (( signed long int)2097152)) *
                ((signed long int) dig_H2) + 8192) >> 14));
v_x1 = (v_x1 - (((((v_x1 >> 15) * (v_x1 >> 15)) >> 7) * ((signed long int)dig_H1)) >> 4));
v_x1 = (v_x1 < 0 ? 0 : v_x1);
v_x1 = (v_x1 > 419430400 ? 419430400 : v_x1);
return (unsigned long int)(v_x1 >> 12);
// ■■■ここまで、温度・湿度・気圧関係の記述
/////////////////////////////////////////////////////////////////
}

ボタンのアナログ値範囲 & *if の終了位置を修正(2019/02/09)
このファイルだけは、ヘッダファイルとして挿入できず、その内容を貼り付けることにしています。