【Bラボデジタルサイネージ17】部屋の温度を表示する「TemperatureRModule」

![](https://qiita-user-contents.imgix.net/https%3A%2F%2Fuser-images.githubusercontent.com%2F29194025%2F137117015-af05fe4f-7c32-4e38-876f-e153ff2f2f7d.png?ixlib=rb-4.0.0&auto=format&gif-q=60&q=75&w=1400&fit=max&s=2bbf46fb5c1d8dec16f2fcb5d089fde2)

https://github.com/ohayota/BLabo-digital-signage

本記事は、[株式会社 函館ラボラトリ](http://www.hakolab.co.jp)が運営する「[Bラボ](http://www.hakolab.co.jp/b-lab/index.html)」における、大人向け「看板アプリ（デジタルサイネージ）を作るコース」用教材テキストです。

http://www.hakolab.co.jp/b-lab/index.html

1. [【Bラボデジタルサイネージ1】Processing+ラズパイでデジタルサイネージを作る！](https://qiita.com/ohayota/items/f4aa3e1b452060eb52ad)
2. [【Bラボデジタルサイネージ2】ラズパイ初期設定](https://qiita.com/ohayota/items/88fbcf177e6606311efb)
3. [【Bラボデジタルサイネージ3】準備プログラム作成＆機能実現の方針決定](https://qiita.com/ohayota/items/41a746d2258673726541)
4. [【Bラボデジタルサイネージ4】レイアウトの基準になるグリッドを表示する「GridModule」](https://qiita.com/ohayota/items/df704f523b5aa4dbb180)
5. [【Bラボデジタルサイネージ5】レイアウトの基準になる枠を表示する「PlaceholderModule」](https://qiita.com/ohayota/items/f52a10660009794afd9f)
6. [【Bラボデジタルサイネージ6】画像を全画面表示する「FullImageModule」](https://qiita.com/ohayota/items/4a9c8423459c251f4911)
7. [【Bラボデジタルサイネージ7】ページの自動切り替え](https://qiita.com/ohayota/items/9d2c28f9cbf2f559be31)
8. [【Bラボデジタルサイネージ8】設置されている場所の名前を表示する「LocationModule」](https://qiita.com/ohayota/items/046b361d945a709c4605)
9. [【Bラボデジタルサイネージ9】現在の時間を表示する「DateModule」](https://qiita.com/ohayota/items/6b80137e33bfb4172de6)
10. [【Bラボデジタルサイネージ10】ページ切り替えの時間が分かる「ProgressBarModule」](https://qiita.com/ohayota/items/9f3b6f9f32b7d93ef2a7)
11. [【Bラボデジタルサイネージ11】現在の表示中のページが分かる「PageControlModule」](https://qiita.com/ohayota/items/23acc993dca47286fffb)
12. [【Bラボデジタルサイネージ12】現在の天気を表示する「WeatherRModule」](https://qiita.com/ohayota/items/d9b1d21037dcedcfd78c)
13. [【Bラボデジタルサイネージ13】直近2件のバス時刻表を表示する「BusRModule」](https://qiita.com/ohayota/items/93d7c9b5328188b3c5b6)
14. [【Bラボデジタルサイネージ14】ごみ出しカレンダーを表示する「GomiRModule」](https://qiita.com/ohayota/items/40ed5db352a688637f83)
15. [【Bラボデジタルサイネージ15】（発展編）ツイートを表示する「TwitterRModule」](https://qiita.com/ohayota/items/6367fad7beaf9ad9ea1c)
16. [【Bラボデジタルサイネージ16】開店／閉店を表示する「OpenCloseRModule」](https://qiita.com/ohayota/items/284b5c7e7101f602016f)
17. **【Bラボデジタルサイネージ17】部屋の温度を表示する「TemperatureRModule」（本記事）**
18. [【Bラボデジタルサイネージ18】部屋の明るさを表示する「BrightnessRModule」](https://qiita.com/ohayota/items/76279927b4ef35eaf628)
19. [【Bラボデジタルサイネージ19】起動画面を表示する「LaunchingScreenModule」](https://qiita.com/ohayota/items/0b6bdeda68c36707f762)
20. [【Bラボデジタルサイネージ20】RModuleの影を実装](https://qiita.com/ohayota/items/57242f18653ccf7eb83b)


# 作るもの

温度センサ「ADT7410」を使い、温度を計測をできるようにします。

![0011.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/368192/968bbcdb-4f8e-3c8a-1868-b6c75d9427fa.png)


# 画像の準備

TemperatureRModuleの背景画像には、下の画像を使用します。

![background.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/368192/6708b1a1-7454-feb2-e1e0-16db1b8ae6ed.jpeg)

画像を保存し、それぞれ「background.jpg」という名前をつけます。
（.png形式など別の形式の場合は、.jpg形式に変換してください。）

Processingの画面上のタブで、「スケッチ > スケッチフォルダーを開く」を選ぶと、開いている.pdeファイルが一覧で表示されます。
「data」フォルダの中に、新たに「temperature」フォルダを作ってください。
先ほど名前をつけて保存した「background.jpg」を「data/temperature」フォルダの直下においてください。（ドラッグ＆ドロップ）

ここで新しく作った「data/temperature」フォルダの位置を示すパスを、定数として定義します。

``` java:DigitalSignage.pde
/* 略 */

final String AD_PATH = "ad/";
final String WEATHER_PATH = "weather/";
final String BUS_PATH = "bus/";
final String GOMI_PATH = "gomi/";
final String TWITTER_PATH = "twitter/";
final String OPENCLOSE_PATH = "openclose/"
final String TEMPERATURE_PATH = "temperature/"; /* 追加 */
final String DUMMY_PATH = "dummy/";

/* 略 */
```

OpenCloseRModuleの背景を保持する変数を定義します。

``` java:DigitalSignage.pde
/* 略 */

/* ここから追加 */
// TemperatureRModule
PGraphics temperatureBackground;
/* ここまで追加 */

/* 略 */
```

RModuleのリストに、OpenCloseRModuleを表す「OpenClose」を追加します。

``` java:DigitalSignage.pde
/* 略 */

enum RModule {
  Weather,
  Bus,
  Gomi,
  Twitter,
  OpenClose,
  Temperature /* 追加 */
}

/* 略 */
```

`background.jpg`を用いて、モジュールの背景画像を生成します。
`initializeRModuleBackground()`内で実装します。

``` java:Initialize.pde
/* 略 */

void initializeRModuleBackground() {
  /* 中略 */
  openCloseBackgroundClose.rect(0, 0, w, h);
  openCloseBackgroundClose.endDraw();
  openCloseBackgroundClose.mask( sizeToModuleMask( moduleSize(module) ) );

  /* ここから追加 */
  module = RModule.Temperature;
  w = moduleWidth( moduleSize(module) );
  h = moduleHeight( moduleSize(module) );
  back = loadImage(TEMPERATURE_PATH + "background.jpg");
  temperatureBackground = createGraphics(w, h);
  temperatureBackground.beginDraw();
  temperatureBackground.colorMode(HSB, 360, 100, 100, 100);
  temperatureBackground.image( pImageCut(back, CENTER, CENTER, w, h) , 0, 0);
  temperatureBackground.fill(0, 0, 0, 40);
  temperatureBackground.noStroke();
  temperatureBackground.rect(0, 0, w, h);
  temperatureBackground.endDraw();
  temperatureBackground.mask( sizeToModuleMask( moduleSize(module) ) );
  /* ここまで追加 */

/* 略 */
```


# TemperatureRModule用関数と変数の準備

新しいファイル`RM_Temperature.pde`を作ります。
TemperatureRModuleの描画用関数`drawTemperatureRModule()`、温度取得用の関数`updateTemperature()`を作ります。

``` java:RM_Temperature.pde
void drawTemperatureRModule(Area area) {
  
}

boolean updateTemperature() {
  return false;
}
```

温度（摂氏）を表す変数、値が更新されたことを示す変数を定義します。

``` java:DigitalSignage.pde
/* 略 */

// TemperatureRModule
I2C i2c; /* 追加 */
boolean isUpdatedTemperature = false; /* 追加 */
float roomTempValue = 20.0; /* 追加 */
PGraphics temperatureBackground;

/* 略 */
```

温度センサの値を取得するため、`I2C`という通信方式を使用します（本記事では詳細を割愛します）。

https://ja.wikipedia.org/wiki/I2C


# 電子部品の配置

**電子部品を組み替えるときは、ラズパイの電源を切り、電源ケーブルをコンセントから抜いてください。**

以降、ラズパイと電子部品を接続するときのピンの番号は、下記サイトのGPIOピンの配置カードを参考にしてください。

http://herb.h.kobe-u.ac.jp/raspiinfo/gpio_pins_card.html

まずブレッドボードへADT7410を配置します（4本のピンがはんだ付けされている前提です）。
ADT7410のピンの横には、3文字のアルファベットが印字されています。

「VDD」は、ブレッドボードの「+」に接続します。
「SCL」は、ラズパイの5番ピン（GPIO03、I2C）に接続します。
「SDA」は、ラズパイの3番ピン（GPIO02、I2C）に接続します。
「GND」は、ブレッドボードの「-」に接続します。

![IMG_2206.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/368192/b03ddf10-6592-117b-3b85-3b4d09a604a3.jpeg)

これで電子部品の配置が完了しました。


# 温度センサの値取得

関数`setup()`内で、I2Cで入力を受け取るための設定をします。
接続されているデバイスのリストから、一番最初に出てくるデバイスの情報を`i2c`という変数に入れておきます。

``` java:DigitalSignage.pde
/* 略 */

void setup() {
  frameRate(1);
  noCursor();
  colorMode(HSB, 360, 100, 100, 100);
  WHITE_COLOR = color(0, 0, 100);
  NEARLY_WHITE_COLOR = color(100, 2, 98);
  NEARLY_GREEN_COLOR = color(100, 5, 98);
  BLACK_COLOR = color(0, 0, 0);
  LIGHT_COLOR = color(0, 0, 80);
  GRAY_COLOR = color(0, 0, 50);
  GREEN_COLOR = color(150, 100, 60);
  
  textFont(createFont("NotoSansCJKjp-Bold", 32));
  
  background = pImageCut(loadImage("background.jpg"), CENTER, CENTER, width, height);
  
  GPIO.pinMode(SWITCH_PIN, GPIO.INPUT);
  i2c = new I2C(I2C.list()[0]); /* 追加 */
  
  initialize();
}

/* 略 */
```

関数`updateTemperature()`内で、GPIOピンに送られてきた値を取得する処理を記述します。
温度センサとの通信を開始するときに`beginTransmission()`、終了するときに`endTransmission()`を実行します。
通信開始時には、接続されている温度センサのアドレス`0x48`を指定します。

温度センサから値を取得するときには、「取得する値がどのような値か」を設定するための情報を書き込むことが必要です。
下記サイトの「動作設定レジスタ詳細」を参考にして、今回設定すべき内容を以下の2つとします。

https://tool-lab.com/pic-practice-48/

- 温度を、0.0078度の分解能（精密さ）で計測：bit7を1にする
- 計測する頻度は、1秒に1回：bit6を1にする

上記2つを設定するために書き込むべき値は、`11000000`と分かります。
この数は16進数表記にすると`0xC0`となるので、`write()`で`0xC0`を書き込みます。

``` java:RM_Temperature.pde
boolean updateTemperature() {
  try {
    i2c.beginTransmission(0x48);
    i2c.write(0xC0);
    byte[] v = i2c.read(2);
    i2c.endTransmission();
  } catch (Exception e) {
    roomTempValue = 0.0;
    return false;
  }
  
  return true;
}
```

値`0xC0`を書き込んだ後、温度センサから16bit（2byte）の値を取得します。
この16bitの値をプログラムで変換し、摂氏の温度に変換します。

1byteの値が2つ、配列`v`に入っています。
16bitの値に変換するとき、`v[0]`に入っている8bitは上位8bit、`v[1]`に入っている8bitは下位8bitとして扱います。
`v[0]`の値は、8bitだけ左にビットシフトします。

変換した結果得られた値は、今回温度センサから取得した温度の分解能`0.0078`を掛けることで、摂氏の温度に変換することができます。

``` java:RM_Temperature.pde
boolean updateTemperature() {
  try {
    i2c.beginTransmission(0x48);
    i2c.write(0xC0);
    byte[] v = i2c.read(2);
    i2c.endTransmission();
    
    /* ここから追加 */
    int temp = ((v[0] & 0x1F) * 256 + (v[1] & 0xFF));
    if (4096 <= temp) {
      temp -= 8192;
    }
  
    roomTempValue = temp * 0.0078;
    /* ここまで追加 */
  } catch (Exception e) {
    roomTempValue = 0.0;
    return false;
  }
  
  return true;
}
```

関数`updateTemperature()`が実装できたので、この関数を呼び出すようにします。
温度センサから値を取得するタイミングは、以下の2つとします。

- デジタルサイネージを起動したとき
- 毎秒

``` java:Initialize.pde
void initialize() {
  initializeDate();
  initializeImage();
  initializeGrid();
  initializePlaceholder();
  initializeRModuleBackground();
  
  isUpdatedWeather = updateWeather();
  isUpdatedBus = updateBus();
  isUpdatedGomi = updateGomi();
  isUpdatedTwitter = updateTwitter();
  
  isUpdatedOpenClose = updateOpenClose();
  isUpdatedTemperature = updateTemperature(); /* 追加 */
}

/* 略 */
```

``` java:DigitalSignage.pde
/* 略 */

void updateDatas() {
  updateDate();
  isUpdatedOpenClose = updateOpenClose();
  isUpdatedTemperature = updateTemperature(); /* 追加 */

  /* 略 */
```

# TemperatureRModuleの描画

データが変数に代入できている状態になったので、画面上に表示するところまで実装します。

置換可能な**ReplaceableModule**を実装するとき、最低限定めなければいけないことは以下です。

- 描画時の基準となるエリア（Area.area1〜Area.area8のいずれか）
- 描画時のサイズ（Size.S〜Size.Lのいずれか）

まずはTemperatureRModuleの描画時の基準となるエリアについて説明します。
TemperatureRModuleの描画の基準になるのは、8つある表示エリアのうちArea.area1です。

![0038e.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/368192/fbc1ffa1-5fa7-67eb-caee-6d9a0d1efa53.png)

![0189.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/368192/0143d64a-3b96-6a38-7bc3-cb2ea5d4e391.png)

関数`moduleSize()`をTemperatureRModuleに対応させます。
TwitterRModuleのサイズは`Size.S`です。

``` java:DigitalSignage.pde
Size moduleSize(RModule module) {
  if (module == RModule.Weather) return Size.M;
  if (module == RModule.Bus) return Size.L;
  if (module == RModule.Gomi) return Size.M;
  if (module == RModule.Twitter) return Size.L;
  if (module == RModule.OpenClose) return Size.M;
  if (module == RModule.Temperature) return Size.S;
  return Size.S;
}
```

次に関数`drawTemperatureRModule()`を実装します。
`Area.area1`の左上の座標、TemperatureRModuleの幅と高さを取得します。

``` java:RM_Temperature.pde
void drawTemperatureRModule(Area area) {
  RModule module = RModule.Temperature;
  Size size = moduleSize(module);
  
  int x = layoutGuideX(area);
  int y = layoutGuideY(area);
  int w = moduleWidth(size);
  int h = moduleHeight(size);

/* 略 */
```

モジュールの背景と、温度の値を表示します。

``` java:RM_Temperature.pde
void drawTemperatureRModule(Area area) {
  RModule module = RModule.Temperature;
  Size size = moduleSize(module);
  
  int x = layoutGuideX(area);
  int y = layoutGuideY(area);
  int w = moduleWidth(size);
  int h = moduleHeight(size);
  
  /* ここから追加 */
  image(temperatureBackground, x, y, w, h);
    
  // モジュールの名前表示
  drawText(LEFT, BASELINE, WHITE_COLOR, 32, "室温", x+50, y+50);
  
  if (isUpdatedTemperature) {
    // 温度表示
    drawText(CENTER, BASELINE, WHITE_COLOR, 96, nf(roomTempValue, 0, 1)+"℃", x+w/2, y+150);
  } else {
    fill(0, 0, 0, 50);
    noStroke();
    rect(x, y, w, h, MODULE_RECT_ROUND);
    
    drawText(CENTER, CENTER, WHITE_COLOR, 24, "TemperatureModule\nデータを取得できません", x+w/2, y+h/2);
  }
  /* ここまで追加 */
}
```

関数`drawTemperatureRModule()`が実装できたので、関数`drawModules()`内で呼び出します。

``` java:DigitalSignage.pde
/* 略 */

void drawModules() {
  if (nowPageID == 0) {
    drawFullImageModule(background);
    drawGridModule();
    drawPlaceholderModule();
    drawWeatherRModule(Area.area1);
    drawBusRModule(Area.area3);
    drawGomiRModule(Area.area5);
  } else if (nowPageID == 1) {
    drawFullImageModule(background);
    drawGridModule();
    drawPlaceholderModule();
    drawTemperatureRModule(Area.area1); /* 追加 */
    drawTwitterRModule(Area.area3);
    drawOpenCloseRModule(Area.area5);
  } else if (nowPageID == 2) {
    drawFullImageModule(adImage[0]);
  }
  drawDateModule();
  drawLocationModule();
  drawProgressBarModule();
  drawPageControlModule();
}

/* 略 */
```

実行してみると、温度が表示されるようになっているはずです。
温度センサに指を触れると、徐々に温度が高くなっていく様子も確認できるでしょう。

![0011.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/368192/968bbcdb-4f8e-3c8a-1868-b6c75d9427fa.png)


# 最後に

これで部屋の温度を表示する「TemperatureRModule」が実装できました。
次は、**[部屋の明るさを表示する「BrightnessRModule」](https://qiita.com/ohayota/items/76279927b4ef35eaf628)**を作ってみましょう。

https://qiita.com/ohayota/items/76279927b4ef35eaf628