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SenseCAP ONE コンパクト気象センサーの入門ガイド

設置前の準備

インストール​

インストール

デバイスインターフェースの紹介​

デバイスの底部には2つのコネクタがあります。

  • USB Type-Cインターフェースを使用すると、通常のUSB Type-Cケーブルでコンピュータをデバイスに接続して設定を行うことができます。

  • メインデータインターフェースはM12 8ピンケーブルに接続でき、複数のバスプロトコルをサポートします

USBケーブルでの接続​

M12ケーブル​

デバイスはM12 8ピンコネクタを採用しており、異なる色のピンが電源とデータ通信を提供します（上図参照）。

RS-485で動作する場合、4本のワイヤーのみを接続し（加熱機能を使用しない）、残りは個別にテープで包んでショートを防ぐことができます

ケーブルを差し込む際は、ケーブルの穴とデバイスコネクタのピンを合わせる必要があります。

ケーブルを差し込み、時計回りに締めます

注意：ケーブルを底部に挿入する前に、底部に向けて狙いを定めてください。そうしないと、ピンが斜めになり、通信が異常になる可能性があります。

加熱機能付きデバイスを使用する場合、別途24V（24V@1Aを推奨）電源が必要です。グレーワイヤー5は電源のマイナスに、ピンクワイヤー6は電源のプラスに接続します。

デバイスの設置​

主要な設置方法は2つあり、スリーブ付きポールに取り付けるか、フランジプレート付きプラットフォームに取り付けます。

スリーブのサイズは以下の通りです。

ポールの直径は75cm以下にすることを推奨します。

フランジプレートの寸法は以下の通りです。

注意：可能な限り正確な風向データを取得するため、設置時にベースの矢印を真北に直接向けて物理的な北方向を確保してください。そうでない場合は、設定時に電子コンパスを有効にしてください。

デバイスの動作モード

設置後、デバイスの電源を入れ、設定を行い、デバイスからデータを収集できます。

デバイスには2つの動作モードがあります：設定モードと動作モードです。

USBポート経由でのデバイス設定​

デバイスの底部に防水の丸いカバーがあります。反時計回りに回してこのカバーを取り外すと、USB Type-Cコネクタと設定ボタンが見えます。

USB Type-Cケーブルでデバイスをコンピュータに接続します。コンピュータは自動的にデバイスドライバをインストールします。ドライバが正常にインストールされると、デバイスマネージャーでシリアルポートを確認できます。

ドライバが自動的にインストールされない場合は、このリンクをクリックして手動でダウンロードし、ドライバをインストールしてください（バージョンはCP210x Windows Drivers）。

デバイスを設定する方法は2つあります：

  • SenseCAP ONE Configuration Tool

  • シリアルデバッグツール

SenseCAP ONE Configuration Tool​

SenseCAP ONE Configuration Toolは、デバイスを設定するためのグラフィカルインターフェースを提供します。以下のGitHubリンクからツールをダウンロードできます：

<https://github.com/Seeed-Solution/SenseCAP-One-Configuration-Tool/releases>

ニーズに応じて、Windows、macOS、またはLinux用のソフトウェアを選択してください。

次の画像は、SenseCAP ONE Configuration Toolのメインインターフェースを示しています。

  1. ソフトウェアを開き、シリアルポートのプルダウンボックスをクリックして、デバイスの対応するシリアルポートを選択します。

  2. ボーレートを9600に設定します。

  3. 接続をクリックし、接続が成功すると、右側のセンサーデータエリアに対応する測定値が表示されます。

Settings をクリックしてデバイス設定に入り、"Read From Device" をクリックしてデバイスの情報を取得します。

  1. 通信プロトコルを選択します。この例では、RS-485 Modbus RTUを選択します。
  1. Modbusアドレスを変更：Modbusアドレスにアドレスを書き込み、"Write to Device" をクリックします。

設定ページでは、デバイス名、データタイプ、データアップロード間隔を変更できます。変更後は、"Write to Device" をクリックして変更を有効にする必要があります。

アプリケーション設定では、ツールがセンサーデータを読み取るサイクルを設定でき、最小は2S、カーブのドット範囲を設定できます。

"Firmware Update" をクリックしてデバイスファームウェアを更新します。ファームウェアを取得するには、営業または技術サポート（[email protected]）にお問い合わせください。

アップグレードページでは、メインボードファームウェアまたはドライバーボードファームウェアの更新を選択する必要があります。ローカルリポジトリでファームウェアファイルを選択し、"Update Now" をクリックします。更新プロセス中に予期しない電源断が発生した場合、更新は実行されません。同じプロセスを経てファームウェアを更新する必要があります。

ファームウェアアップグレード​

  1. SenseCAP One Configuration Tool を開きます

  1. Type-Cケーブルでデバイスをコンピュータに接続します

  2. ソフトウェアを開き、デバイスの正しい COM ポートを選択し、"Connect" をクリックします

  1. 接続後、"Firmware Update" をクリックします
  1. ターゲットボードと対応するファームウェアファイルを選択します
  • Master board を選択します

  • "Local File" をクリックし、ファームウェアフォルダを参照します

  • "Update" をクリックします

  1. "Update"をクリックした後、デバイスのResetボタン（Type-Cポートの隣にあります）を押します。

ボタンを押してから数秒後にアップデートプロセスが開始されます。

  1. アップデートが完了したら、再度Resetボタンを押し、画面上の"OK"をクリックします。

  1. 上記の手順を繰り返して、Slave Board 1に別のファームウェアをフラッシュします。

  2. 完了後、ファームウェアアップデートウィンドウを閉じ、"Disconnect"をクリックします。

これで気象ステーションのファームウェアアップグレード手順がすべて完了しました。

シリアルデバッグツール​

通信設定は以下の通りです：

  • シリアルデバッグアシスタントで、対応するCOMポートを選択します。

  • "click Enter to start a new line"チェックボックスにチェックを入れます。

  • ボーレートを9,600に設定します。

  • 送信エリアで送信します。

  • シリアル受信ウィンドウで対応する0XAメッセージを受信した場合、設定は成功です。そうでない場合は、COMポートとボーレートを確認してください。

詳細なASIICコマンドについては、次の章を確認してください。

通信プロトコル

デバイスは以下の通信プロトコルをサポートしています：

Modbus-RTUプロトコル​

プロトコル通信パラメータ

Modbus-RTUプロトコルメッセージフォーマット​

センサーデータは入力レジスタに格納され、読み取り専用です。

デバイスアドレスとRS-485の通信ボーレートは保持レジスタに格納され、変更可能です。

各レジスタは16ビットで、2バイトを占有します。

入力レジスタからメッセージを読み取る。

保持レジスタの読み取りと書き込み。

レジスタアドレス定義​

Modbus-RTU読み取り​

以下はModbus Pollツールの例です

（<https://www.modbustools.com/download.html&gt;からダウンロード）。

接続パラメータの設定：ボーレート9600bps、8データビット、 パリティなし、1ストップビット。

気温レジスタ0x0000から0x0001を読み取り、Setupをクリックし、Read/Write Definitionを選択します

デフォルトのスレーブID（5-in-1は10、7-in-1は20、9-in-1は38）、ファンクションコード04、開始アドレス0、数量（5-in-1は6、7-in-1は 28、9-in-1は32）を設定します；

コンピュータは1秒ごとにセンサーデータを読み取り、測定値（行0と行1）は下の画像に示されています。測定値を1000で割ると真の温度値になります。28300/1000 = 28.3 °C

右側では、送受信された生データパッケージを確認できます。

温度が正の場合：

  1. ホストが01 04 00 00 00 02 71 CBを送信

  2. スレーブが01 04 04 00 00 6E 8C D6 41で応答

  3. 温度データ0x00006E8C（16進）を返し、10進数に変換 = 28300、1000で割って対応する気温を取得、気温 = 28300/1000 = 28.3 °C

温度が負の場合

温度は補数計算を通じて取得する必要があります。

  1. ホストが01 04 00 00 00 02 71 CBを送信

  2. スレーブが01 04 04 FF FF FC 18 D6 41で応答

  3. 返された温度データFFFFFC18H（16進補数）。

  4. 元のコードは - (FF FF FC 18-1 = FF FF FC 17) = 80 00 03 E8（16進）= -1000（10進）。

  5. そして温度測定値は-1000/1000 = -1°

S500デコード

レジスタ0x0000~0x0005を読み取り。

送信コマンド：0A 04 00 00 00 06 71 73（チェックコード）；

返信：26 04 40 00 00 70 80（温度）00 00 95 10（湿度） 06 07 94 40（気圧）99 09（チェックコード）；レジスタ0x0008~0x0013を読み取り。送信コマンド：0A 04 00 08 00 0C 70 B6（チェックコード）；

返信：0A 04 0C 00 00 00 00（最小風向）00 03 6E 84（最大風向）00 03 C8 C0（平均風向）00 00 00 00（最小風速）00 00 04 BC（最大風速）00 00 02 10（平均風速）BC 78（チェックコード）

S600デコード

レジスタ0x0000~0x0013を読み取り

送信コマンド: 45 03 00 00 00 13 0B 43

返信: 45 04 40 00 00 70 80（温度） 00 00 95 10（湿度） 06 07 94 40（気圧） 00 00 00 00（光） 00 00 00 00（最小風向） 00 00 00 00（最大風速） 00 00 00 00（平均風向） 00 00 00 00 （最小風速） 00 00 00 00（最大風速） 00 00 00 00（平均風速）77FD（チェックコード）

S700デコード

レジスタ0x0000-0x001F & 0x0030-0x0033を読み取り。

送信コマンド: 14 04 00 00 00 20 F3 06

返信: 14 04 40 00 00 70 80（温度） 00 00 95 10（湿度） 06 07 94 40（気圧） 00 00 00 00（光） 00 00 00 00（最小風向） 00 00 00 00（最大風向） 00 00 00 00（平均風向） 00 00 00 00 （最小風速）00 00 00 00（最大風速) 00 00 00 00（平均風速） 00 00 00 00（累積降雨量） 00 00 00 00（累積降雨時間） 00 00 00 00（雨強度） 00 00 00 00（最大雨強度） 00 00 6A 7C（加熱温度） 00 00 00 00（転倒状態） 99 09（チェックコード）

S900デコード

レジスタ0x0000-0x001F & 0x0030-0x0033を読み取り。

送信コマンド: 26 04 00 00 00 20 F7 05

返信: 26 04 40 00 00 70 80 (温度) 00 00 95 10(湿度) 06 07 94 40(気圧) 00 00 00 00(光) 00 00 00 00(最小風向) 00 00 00 00(最大風向) 00 00 00 00(平均風向) 00 00 00 00 (最小風速) 00 00 00 00(最大風速) 00 00 00 00(平均風速) 00 00 00 00(累積降雨量) 00 00 00 00(累積降雨時間) 00 00 00 00(雨強度) 00 00 00 00(最大雨強度)00 00 6A 7C(加熱温度) 00 00 00 00(転倒状態) 99 09(チェックコード)

PM2.5とPM10は別途読み取る必要があります：

送信コマンド: 26 04 00 30 00 04 F7 11

返信: 26 04 08 00 00 90 88(PM2.5) 00 00 A4 10(PM10) 13 FA(チェックコード)

S1000デコード

レジスタ0x0000-0x001Fと0x0030-0x0033を読み取り。

送信コマンド: 2B 04 00 00 00 20 F6 18

返信: 2B 04 40 00 00 70 80 (温度) 00 00 95 10(湿度) 06 07 94 40(気圧) 00 00 00 00(光) 00 00 00 00(最小風向) 00 00 00 00(最大風向) 00 00 00 00(平均風向) 00 00 00 00 (最小風速) 00 00 00 00(最大風速) 00 00 00 00(平均風速) 00 00 00 00(累積降雨量) 00 00 00 00(累積降雨時間) 00 00 00 00(雨強度) 00 00 00 00(最大雨強度)00 00 6A 7C(加熱温度) 00 00 00 00(転倒状態) 99 09(チェックコード)

PM2.5、PM10、CO2は別途読み取る必要があります：

送信コマンド: 2B 04 00 30 00 04 F6 0C

返信: 2B 04 08 00 00 90 88(PM2.5) 00 00 A4 10(PM10) 13 FA(チェックコード)

レジスタ0x0040~0x0041を読み取り。

送信コマンド:2B 04 00 40 00 02 77 D5

返信:2B 04 04 00 0C EC 98 （CO2） FD 2F （チェックコード）；

ノイズセンサー​

ノイズセンサーは独立したRS485センサーとして使用され、同じRS-485バス上の他の測定ユニットと並列に接続されているため、個別に読み取りと設定を行う必要があります。

仕様：

データ読み取りプロトコルと設定：

通信プロトコルは標準RS485 Modbus-RTUプロトコルを採用し、プロトコル通信パラメータは以下の通りです：

ノイズセンサー（アドレス：40、0x28）のデータを照会：

照会が成功した場合、以下の情報が返されます：

実際のDB = レジスタ値 /100

ノイズレジスタ値は0x128E=4750で、値は=4750/100=47.5dB

ASCIIプロトコル​

コマンド定義​

クエリコマンド形式​

コマンドには2つの形式があります：

1. = なしのコマンドは基本的なクエリ方法を指します。

例：?<CR><LF> はデバイスのアドレスをクエリすることを示します

2. = 付きのコマンドは引数付きのクエリを指します

例：0XA;BD=?<CR><LF> はデバイスのボーレートをクエリすることを示します

設定コマンド形式​

ボーレートの設定など、指定されたパラメータを設定します。

例：0XA;BD=96<CR><LF> はデバイスのボーレートをクエリすることを示します

コマンドリスト​

以下を参照してください： SenseCAP ONE/SenseCAP ONE V3 Compact Weather Station User Guide

SDI-12​

SDI-12通信は3本の線を使用し、そのうち2本はセンサー電源線で、もう1本はSDI-12信号線です。

SDI-12バス上の各センサーには固有のアドレスがあり、'0'、'1' ～ '9'、'A' ～ 'Z'、'A' ～ 'Z'に設定できます。SenseCAP ONEのSDI-12アドレスはデフォルトで'0'です。このセンサーがサポートする命令は次の章に示されており、各命令はSDI-12 v1.4に準拠しています。

センサーは3.6～16VのDC電源で駆動されます。センサーの電源を入れると、すぐにスリープモードに入り、データ取得機器からの指示を待ちます。SDI-12は9600bpsのボーレート、1スタートビット（ハイレベル）、7データビット（ハイ0とロー1、反論理）、1偶数パリティビット、1ストップビットを使用します。

送信される各バイトのシーケンスを次の図に示します：

SDI-12コマンドと応答​

SenseCAP ONE/SenseCAP ONE V3 Compact Weather Station User Guideを参照してください

SDI-12読み取り​

SDI-12の配線

USB to SDI-12デバッガーを使用してデバイスと通信する

通信設定：

緑線（GND Data）と黄線（SDI-12 Data）をUSB to SDI-12デバッガーに接続します。

そして赤線（Vin+ 電源正極）と茶線（Vin- 電源グランド）を12V電源に接続します。

シリアルポートデバッグアシスタントをダウンロードします： <https://github.com/Neutree/COMTool&gt;、そしてシリアルポートデバッグツールを開きます。

  • 正しいポート番号を選択します

  • ボーレートをUSB to SDI-12デバッガーのボーレートに設定します（SDI-12プロトコルのボーレートではないことに注意）

  • "CRLF"をチェックします

  • シリアルポートを開くためにクリックします。

  • クエリデバイスアドレスコマンド"?!"を送信し、応答"0"が表示されれば、接続が正常であることを意味します。

測定開始

気温、湿度、気圧、光強度を読み取ります

"測定開始コマンド0M!"を送信すると、センサーはまず"00024"で応答し、これは"0M!"コマンドが測定に2秒かかり、4つの測定値を返すことを意味します。2秒後、センサーは自身のアドレス"0"で応答し、測定が完了したことを示します。

次に"測定値読み取りコマンド0D0!"を送信して、この測定の4つの測定値を取得します。これらは気温+27.01℃、湿度64.74%、気圧100720Pa、光強度10Luxです。

拡張測定コマンド0M1!を使用して、最小風向、最大風向、平均風向、最小風速、最大風速、平均風速を読み取ります。デバイスは"00056"で応答し、これは"0M1!"コマンドが測定に5秒かかり、6つの測定値を返すことを意味します。5秒後、デバイスは自身のアドレス"0"で応答し、測定が完了したことを示します。

次に"測定値読み取りコマンド0D0!"を送信して、この測定の6つの測定値を取得します。これらは最小風向345.9度、最大風向347.5度、平均風向346.3度、最小風速2.8m/s、最大風速2.8m/s、平均風速2.8m/sです。

次に"連続測定コマンド0R2!"を送信すると、デバイスは4つの測定値を返します：累積降雨量1.2mm、累積降雨時間20秒、降雨強度1.2mm/h、最大降雨強度72.0mm/h。

エラーコード​

Modbusエラーコード​

ASCIIエラーコード​

SDI-12エラーコード​

リソース​

SenseCAP ONE/SenseCAP ONE V3 Compact Weather Station User Guide

よくある質問（FAQ）​

平均風速および風向はどのように計算されますか？

デフォルトの平均時間ウィンドウは 5 秒です。この時間内に、デバイスは風速と風向のデータを 5 回取得し、その平均値を算出して返します。

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