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DHT22 を使ったリアルタイム温湿度モニタリング DHT22 を使ったリアルタイム温湿度モニタリング 近年、環境問題への関心が高まる中、室温や湿度の変化をリアルタイムで把握することは、生活の質を向上させるだけでなく、様々な用途で役立ちます。本記事では、安価で使いやすい温湿度センサー DHT22 を用いて、自宅やオフィスなどで温湿度をモニタリングするシステムを構築する方法を解説します。 DHT22 とは？ DHT22 は、温度と湿度を測定できるデジタルセンサーです。OneWire 技術を採用しており、Arduino や Raspberry Pi などのマイコンボードと簡単に接続して使用できます。測定値はデジタルデータで出力されるため、ソフトウェアで処理することが可能です。 必要なもの 以下のものを用意します。 Arduino Uno (または互換ボード) DHT22 センサー ジャンパーワイヤー USBケーブル (Arduino のプログラミング用) 接続方法 DHT22 センサーを Arduino に接続する手順は以下のとおりです。 DHT22 の VCC ピンを Arduino の 3.3V または 5V ピンに接続します。 DHT22 の DATA ピンを Arduino のデジタルピンに接続します（例: 4 ピン）。 DHT22 の GND ピンを Arduino の GND ピンに接続します。 プログラム例 (Arduino IDE) #include <DHT.h> #define DHTPIN 4 #define DHTTYPE DHT22 DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); void setup() { Serial.begin(9600); dht.begin(); } void loop() { float temperature = dht.readTemperature(); float humidity = dht.readHumidity(); if (temperature is not a number()) { temperature = -999; } if (humidit...

センサーのノイズ対策とフィルタリング手法 センサーのノイズ対策とフィルタリング手法 センサー技術は、私たちの生活や産業において非常に重要な役割を果たしています。しかし、現実世界には様々な要因によってセンサーの測定値にノイズが混入し、正確なデータを得ることが困難になる場合があります。本記事では、センサーノイズの原因と、その対策として用いられるフィルタリング手法について解説します。 センサーノイズの原因 センサーノイズは、センサーの測定値に現れるランダムな変動です。その原因は多岐にわたります。 環境ノイズ: 温度変化、湿度変化、振動、電磁波など、センサー周囲の環境からの影響です。 センサー自体のノイズ: センサー内部の電子部品の特性、熱雑音、放射雑音など、センサー固有のノイズです。 通信ノイズ: センサーからの信号を伝送する際のノイズです。ケーブルの品質、距離、他の電子機器との干渉などが原因となります。 フィルタリング手法 センサーノイズを除去し、より正確な測定値を得るために、様々なフィルタリング手法が用いられます。 移動平均フィルタ 移動平均フィルタ は、指定されたウィンドウ内のデータ点の平均値を計算することでノイズを平滑化する手法です。単純な実装で容易に実現でき、定常的なノイズに対して効果的です。ウィンドウサイズを大きくすると平滑化効果は高まりますが、ノイズの除去と同時に信号の変動も捉えられなくなる可能性があります。 カルマンフィルタ カルマンフィルタ は、線形システムにおけるノイズモデルに基づいて、システムの状態を推定する手法です。センサーのノイズとシステムモデルの不確かさを考慮することで、より正確な推定が可能になります。ただし、システムモデルの精度が重要であり、モデルが不正確な場合には効果が低下します。 乗法フィルタ 乗法フィルタ は、センサーの出力に加重係数を乗算することで、特定の周波数成分のノイズを除去する手法です。例えば、低い周波数のノイズを重点的に除去するために、低い周波数に対して高い加重係数を設定します。加重係数の調整が難しい場合があり、信号の歪みが生じる可能性があります。 デジタルフィルタ デジタルフィルタは、デジタル信号処理技術を用いて、センサーからのデ...