Raspberry Pi Picoの温度センサーで温度計をつくる

　皆さん、５５０円で買えるコンピュータ、Raspberry Pi Picoをご存じでしょうか？

今回は、そんなRaspberry Pi Picoを使った作品例として簡易温度計を作ってみたいと思います。

必要な材料はなんとRaspberry Pi Pico本体と小型ディスプレイと配線用の部品だけ！

非常に簡単に作ることができますので是非お付き合いください。

その前にRaspberry Pi Picoについて少し知っておきたいという方は以下の記事が参考になるかと思います！

Raspberry Pi Picoでできることを初心者向けに解説！！

550円で買える小さなコンピュータ、Raspberry Pi Picoをご存じですか？この記事では、その使い方と開発環境をを初心者向けに解説しています。Raspberry Pi Picoを始めたい、使って工作してみたい方、必見です！

・この記事で分かること

・温度センサーの扱い方
・ディスプレイの操作
・サンプルコード

材料

使用した材料を以下にまとめます。

Raspberry Pi Pico本体（はんだごてを持っていなければピンヘッダがついている本体を買いましょう）
Raspberry Pi Pico用ピンヘッダ（ピンヘッダ付きの本体を買った人は不要です）
ジャンパーワイヤ
ブレッドボード
０．９６インチ　１２８×６４ドット有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）
電源（パソコンからMicroUSBで）

温度計に使う温度センサはRaspberry Pi Pico本体に内蔵されていますので、今回は用意していません。

入手方法ですが、ディスプレイは秋月電子通商さんで購入しました。

ディスプレイは１つ５８０円となかなか安かったため、部品の総額１５００円～２０００円くらいでしょうか。

一応使用したディスプレイのカタログページを載せておきます。

秋月電子通商-カタログページ

作り方

完成イメージ

　今回作る温度計のイメージを図１に示します。

　今回作る温度計では温度センサの情報をRaspberry Pi Pico本体が受け取り、ディスプレイに表示させています。使用する温度センサはRaspberry Pi Pico本体に内蔵されています。

配線準備

　まずは、配線するためにRaspberry Pi Picoにピンヘッダをはんだ付けしていきます。

下手ですが図２のようにはんだ付けを行いました。

　本体にピンヘッダをはんだ付けできたら、本体を図３のようにブレッドボードに差し込ます。

　次にディスプレイの確認をしていきましょう。今回購入したディスプレイの表面を図４、裏面を図５に掲載します。

図を見ると裏面に４本のピンがあることが確認できます。ここから、このディスプレイは４本のピンから情報を受け取り、画面に表示させる仕組みということが分かります。

つまり、この４本とRaspberry Pi Pico本体を接続させるように配線し、プログラムから適切に温度センサの情報を送るようにすれば画面が映ります。（プログラムが分からなくてもサンプルコードを載せますのでご安心ください）

それでは、配線を始めていきます。

配線

　ここからディスプレイの４本のピンとRaspberry Pi Picoのピンをジャンパーワイヤでつなげていきます。

みなさん、その前にブレッドボードにささっている本体のピンに、どのようにしてワイヤをつなげるのか気になっていませんか？

実はブレッドボードの穴たちは中で横方向につながっており、ピンが刺さっている横の穴にワイヤを差し込めば、ワイヤと横のピンは接続されます。

このことを頭に入れて配線を始めていきましょう。

では、ディスプレイの４本のピンをRaspberry Pi Picoのピンのそれぞれどこに接続するのかを以下の対応表に示します。

この表はVSYSとVCCをつなぐ、GP20とSDAをつなぐ…といった具合で見てください。

Raspberry Pi Picoのピン	ディスプレイ
GND	GND
VSYS	VCC
GP21	SCL
GP20	SDA

表１　Raspberry Pi Picoとディスプレイの配線

ここで注意しなくてはならないのは、 Raspberry Piのピンにはそれぞれ公式に番号が設定されており、ブレットボードの穴の数字とは別である点です。

もちろん対応表のRaspberry Pi Picoのピン番号も公式のものを記載していますので間違えないように注意しましょう。

番号はRaspberry Pi Picoの公式サイトから見ることができます。

プログラム

　配線ができたら、温度センサから温度の情報を受け取り、ディスプレイに送るプログラムを作成します。

今回はサンプルコードとしてRaspberry Pi Picoの公式サイトに掲載してあったものを私が改変し、作成したプログラムをを掲載しておきます。

import machine
from ssd1306 import SSD1306_I2C
from machine import Pin, PWM, ADC
import time
from random import randint



WIDTH = 128
HEIGHT = 64
i2c = machine.I2C(id=0,sda=machine.Pin(20), scl=machine.Pin(21))
i2c.scan()
display = SSD1306_I2C(128, 32, i2c)

sensor_temp = machine.ADC(4)
conversion_factor = 3.3 / (65535)

while True:
    display.fill(0)
    reading = sensor_temp.read_u16() * conversion_factor
    # The temperature sensor measures the Vbe voltage of a biased bipolar diode, connected tothe fifth ADC channel
    # Typically, Vbe = 0.706V at 27 degrees C, with a slope of -1.721mV (0.001721) per degree.
    temperature = 27 - (reading - 0.706)/0.001721
    time.sleep(2)
    display.text(f'The temperature', 0, 0, 1)
    display.text(f'is {temperature} "C', 0, 12, 1)
    display.show()