【授業☆しょ~かい】『ラズパイ』で『温度計』の設計と製作その1 電子技術科(都留キャンパス)No.329

2020年11月27日

こんにちは。あんどくんです 。
電子技術科をPRしているよ☆彡
みんな、令和2年もリアルに応援よろしくね ( `・ω・´)ノ
今日、令和2年11月18日(水) の『後編』では、3限におじゃました2年生の『通信工学 (IoTと通信工学) 』と4限におじゃました『キャリアデザイン』について紹介するよ。

 

はじめに、前回学んだ『A/D変換』について復習したんだ。

 

●[手順1]サンプリング:
アナログ電圧から、 一定の時間間隔で、『A/D変換』する電圧値を取り出すんだよ。

 

●[手順2] 量子化:
アナログ電圧を等間隔に分割して、各区間に、電圧が低い順から、0, 1, 2, 3, ・・・ とラベル付けしておくんだ。サンプリングした電圧を、その値が属する区間のラベルで表すんだよ。

 

●[手順3] 符号化:
各区間のラベルを、2進数で表すんだ。これにより、サンプリングした電圧値が、デジタル信号に変換されるんだよ。

 

前々回作成した『アナログ信号入力システム』では、『A/D変換IC』のMCP3002を使って、アナログ電圧を1024 ( = 2^10 ) の区間に分割して、10ビットのデジタル信号に変換するんだよ。 

 

で、『A/D変換IC』は、 『A/D変換』した10ビットのデジタル信号を、2ビットと8ビットに分けて、8ビット長のデータ2個として、SPI通信で『ラズパイ』に送信するんだ。
なので『ラズパイ』のプログラムでは、8ビット長のデータ2個 を結合して、10ビットのデジタル信号を再生してるんだよ。

 

ラズパイ』のプログラムは、こんな感じだよ。

 

前々回は、この『アナログ信号入力システム』に、可変抵抗を使った『可変電圧発生回路』からアナログ電圧 ( 0V ~ 3.3V )を発生させて入力したんだよ。
可変抵抗のツマミを回すと・・・

 

こんな風に、0 ~ 1023 の『A/D変換値』 が表示されるんだよ。

 

今回は、このプログラムを改良して、『A/D変換』に関する処理の部分を『関数』にしたんだよ。

 

つぎに『A/D変換値』 ( 0 ~ 1023 )を、電圧値に変換して・・・

 

モニタに表示したんだよ。

 

ここからは、『温度センサ』と『アナログ信号入力システム』を使って、『温度計』をつくることになったんだよ。
使用する『温度センサ』 は、電源電圧 5V で動作するんだ。『ラズパイ』の電源電圧は 3.3V なんで、別に 5V 電源が必要なんだ。
また 『温度センサ』の出力電圧が、10mA/℃とひじょうに小さいから、オペアンプを使って増幅する必要があるんだ。

 

オペアンプ増幅したアナログ電圧を、『アナログ信号入力システム』に入力するんだよ。
ラズパイ』のプログラムで、『A/D変換値』 ( 0 ~ 1023 ) を、温度に変換してモニタに表示するんだ。

 

さっそく、オペアンプを使った増幅回路を、設計することになったんだよ。
オペアンプには、片電源用の NJM2904 を、『温度センサ』に使う5V電源で動かすことにしたんだ。
オペアンプで扱える電圧信号が、0 V ~ 5 V までの正の電圧なんで、『非反転増幅回路』で増幅することにしたんだよ。

今回はここまで。

 

4限の時間は1年生の『キャリアデザイン』におじゃましたんだ。

今回は、今度『1dayインターンシップ』に行くことになった企業について・・・

 

インターネットで『企業研究』したんだ。

 

企業研究』と並行して、『自己分析』も行ったんだよ。
自己分析』を行うことで、自分に合った職種や仕事内容について知ることができるので、1dayインターンシップ』で何をポイントに学んできたらいいか目的がハッキリするよ。

今回はここまで。

今日はこの辺で・・・
電車で帰るよ ≡3

 

みんな、今日も1日おつかれさま ☆彡
電子技術(都留キャンパス)では、『ハードウェア(電子回路)』と『ソフトウェア(プログラム)』、それに『企業研究』と『自己分析』もやってるんだよ。
今日も『産短大の毎日』をみてくれてありがとう!
また、明日からがんばろっ٩( ‘ω’ )و

それじゃ ≡3 ≡3 ≡3

★バックナンバー★

電子工学の理論を学ぶ授業・・・https://www.yitjc.ac.jp/yitjc/blog/?p=9556
最新の電子技術 (IoT) を学ぶ授業・・・https://www.yitjc.ac.jp/yitjc/blog/?p=9534
就活準備の授業・・・https://www.yitjc.ac.jp/yitjc/blog/?p=9604

★学生募集中★

県内イチ♪ 最新の設備と最高のスタッフで、みなさんをお待ちしています♪ 2年間で電子工学の理論を学んで、最新の電子技術を身に付けるんだったら、『電子技術科☆都留キャンパス』で決まりだね!
詳細はお問い合わせください。

★お問い合わせ先★

山梨県立産業技術短期大学校 都留キャンパス
〒402-0053 山梨県都留市上谷5-7-35
TEL 0554-43-8911(代)