第三章：センサ機器

第三章ではセンサ機器の紹介をします。
本マニュアルでは、市販されており、耐久性のある下記のセンサを扱います。センサは別の物も利用することも可能ですが、初心者、中級者の方は下記センサを準備して下さい。

商品名	メーカー	リンク
HYDROS-21 水深・温度・ECセンサー	METER	リンク
ECRN-50 雨量計	METER	リンク
Raspberry Pi NoIR カメラモジュール V2	RSコンポーネンツ	リンク

以上です。初心者、中級者の方は次の章へ進んでください。

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使用可能なセンサ機器

作成するIoT機器では様々なセンサを扱うことが可能です。

まず、センサを計測する回路基板(Arduino ATMEGA328P-PU)で扱い可能なセンサを紹介します。まず、センサを選ぶポイントは３つあります。

・基本的に動作(印加)電圧が5V

センサには電気を必要とするものと必要としないものがあります。電気を必要とするセンサの場合、動作電圧が5Vのものが使用可能です。例えば温度センサLM61CIZでは、動作電圧範囲が+2.7~+10Vとなっており、5Vでの動作が可能となるため使用可能です。

・アナログセンサの場合、センサ電圧出力が5V以下

今回使用する回路基板は、5V以下の電圧が計測可能です。例えば温度センサLM61CIZでは最大電圧出力が1600mV(1.6V)の為使用可能です。

・デジタルセンサの場合、Arduinoのデジタルピンに対応した通信規格のもの

デジタルセンサから値を読み取る為に、デジタルセンサと通信して値を読み取ります。例えば、水深を計測する為のセンサHYDROS-21はSDI-12通信で値を読み取ります。

上記に適合した、市販されており、センサ自体の性能も良く、IoT機器と互換性のあるものを紹介します。もちろん、これ以外のセンサも使用可能です。

水位（水深）計

・水深・温度・ECセンサHYDROS-21（METER社製）

こちらは 、水深、水温、電気伝導度が測定可能なセンサとなります。
こちらのセンサの特徴は脱着が容易な接続端子がジャック式かつ、データの信頼性が高いSDI-12通信ということが挙げられます。

精度	水深 ±0.5%@20℃、温度 ±1℃、 電気伝導度 ±0.01dS/m、又は±10%(どちらか大きい方)
分 解 能	水深 2mm、電気伝導度 0.001dS/m、温度 0.1℃
印加電圧	3.6～15VDC、静止時0.03mA、測定時0.5mA
出　　力	SerialTTL(3.6Vレベル)、又はSDI-12
動作環境	0～50℃
ケーブル長さ	標準10m

雨量計

雨量計は、観測地点の雨量を測定します。本マニュアルではジャック式の雨量計や、ジャック式に変換して使用することを想定しています。

・ECRN-50

こちらのセンサの特徴は、脱着が容易な接続端子がジャック式で、コンパクトなため取付が容易なことが挙げられます。

分解能	1ｍｍ
測定方法	シングルスプーン転倒ます型
動作環境	0～60℃
ケーブル長さ	3m

・ECRN-100

こちらのセンサの特徴は、脱着が容易な接続端子がジャック式で、0.2mm単位で雨量が計測可能です。

分解能	0.2ｍｍ
測定方法	ダブルスプーン転倒ます型
動作環境	0～60℃
ケーブル長さ	3m

・CEM-TBRG

こちらのセンサの特徴は、安価で、0.2mm単位で雨量が計測可能です。こちらのセンサを扱うにはケーブルの先端をジャックに変換する必要があり、3.5ｍｍステレオミニプラグにはんだ付けを行います。3.5ｍｍステレオミニプラグは秋月電子通商から購入可能です（リンク）。

分解能	0.2ｍｍ
測定方法	磁気リードスイッチ付転倒マス
精度	±4%、±1カウント （毎時0.2mm～50.0mm降雨率時） ±5%、±1カウント (毎時50.0mm～100.0mm降雨率時)
ケーブル長さ	12m

温度センサ

温度センサは、気温や防犯カメラハウジングケース内の温度測定に使用します。本マニュアルでは5V電源アナログ電圧入力のセンサを想定しています。

・LM61CIZ

こちらのセンサの特徴は、安価で、高性能ということが挙げられます。

測定範囲	-30℃~100℃
温度係数	+10mV/℃
動作電圧範囲	+2.7~+10V

カメラ

カメラは、Raspberry Piに接続可能なものが使用可能です。

・Raspberry Pi Camera Module V2.1 

こちらのカメラモジュールの特徴は、ソニー製のIMX219PQ画像センサを採用し、解像度が高く、綺麗に撮影が可能です。

最大解像度	3280 × 2464
最大キャプチャ フレームレート	30fps
動作環境	-20℃～60℃

・ Raspberry Pi PiNoir Camera Module V2.1

こちらのカメラモジュールの特徴は、Raspberry Pi Camera ModuleV2.1と同じソニー製のIMX219PQ画像センサを採用し、また、 IR フィルタがないため、暗い場所での写真撮影が可能です。

最大解像度	3280 × 2464
最大キャプチャ フレームレート	30fps
動作環境	-20℃～60℃

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次の章：第四章：センサを計測する為の回路基板作成（プリント基板）

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