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SenseCAP ONE コンパクト気象センサー 入門ガイド

事前準備

取り付け​

取り付け

デバイスインターフェースの紹介​

本体の底面には 2 つのコネクタがあります。

  • USB Type-C インターフェースにより、通常の USB Type-C ケーブルでコンピュータと本体を接続して設定を行うことができます。

  • メインの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

V1 と V2 気象ステーションの違い​

V1 と V2 の気象ステーションは、白いラベルに記載された SKU またはベースデザインによって識別できます。

さらに、USB Type-C ポートの位置も異なります。V1 では白いラベルと同じ側にあり、V2 では反対側にあります。

ヒント

次の気象ステーションは V2 に更新されています：S500、S700、S1000。

製品名V1 SKUV2 SKU
S200なし101991044
S500101990693101991021
S600-Aなし101991232
S700101990787101991022
S700-Aなし101991050
S700-Bなし101991102
S700-Cなし101991141
S800なし101991023
S900101990784なし
S1000101990902101991024
備考
  • SenseCAP ONE V2 と V1 の違いは何ですか？
    • ソフトウェア機能は変更されておらず、V2 は V1 の完全な代替として互換性があります。
    • 風速測定など、一部の性能が最適化されています。
    • RS422/RS232 インターフェースが削除されています。

V1 デバイスインターフェースレイアウト​

V2 デバイスインターフェースレイアウト​

USB ケーブルで接続する​

M12 ケーブル​

本デバイスは M12 8 ピンコネクタを採用しており、色分けされた各ピンが電源およびデータ通信を提供します（上図参照）。

RS-485 で動作させる場合、4 本のワイヤのみを接続することができます（ヒーター機能は使用しません）。残りのワイヤはショートを防ぐために個別にテープで巻いてください。

以下は、参考用の M12 コネクタの配線概略図です。

下図は配線定義図です。

ケーブルの穴と本体コネクタのピンは、ケーブルを差し込む際に必ず位置を合わせてください。

ケーブルを差し込み、時計回りに回して締め付けます

注意：ケーブルを差し込む前に、ケーブルが底面に正しく向くようにしてください。そうしないと、ピンが傾いて通信異常の原因となる可能性があります。

ヒーター機能付きで本デバイスを使用する場合は、別途 24V（24V@1A を推奨）の電源が必要です。グレーの 5 番線を電源のマイナスに、ピンクの 6 番線を電源のプラス極に接続します。

デバイスの取り付け​

主な取り付け方法は 2 つあり、スリーブを使ってポールに取り付ける方法と、フランジプレートを使ってプラットフォームに取り付ける方法があります。

スリーブのサイズは以下の通りです。

ポールの直径は 75cm 以下であ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、取り付け時にはベースの矢印を真北に正確に向けて、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

取り付け後、本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。

本デバイスには 設定モードと動作モード の 2 つの動作モードがあります。

USB ポート経由でデバイスを設定する​

本体底面には防水の丸いカバーがあります。これを反時計回りに回して取り外すと、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にシリアルポートが表示されます。

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、インストールしてください。driver（バージョンは CP210x Windows Drivers）を使用します。

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>

ご利用の環境に応じて、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、デバイスに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. Connect をクリックします。接続に成功すると、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画面に入り、"Read From Device" をクリックしてデバイス情報を取得します。

  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 アドレスを変更します：Modbus address にアドレスを書き込み、その後 "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。いずれかを変更した後は、変更を有効にするために "Write to Device" をクリック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周期（最小 2 秒）と、カーブ用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のファームウェアを更新します。ファームウェアを入手するには、営業または技術サポート（[email protected]）までお問い合わせください。

アップグレードページでは、メインボードのファームウェアかドライバボードのファームウェアかを選択して更新する必要があります。ローカルリポジトリ内の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。更新処理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。その場合は、同じ手順をもう一度実行し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、デバイスに対応する正しい 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. 対象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 ポートの横）を押します。

ボタンを押して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、もう一度 Reset ボタンを押し、画面上で "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書き込みます。

  2. 完了したら Firmware Update 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すべてのファームウェアアップグレード手順が完了します。

シリアルデバッグツール​

通信設定は次のとおりです：

  • Serial Debug Assistant 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。受信しない場合は、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

デバイスは次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形式​

センサーデータは Input Register に格納されており、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 Holding Register に格納されており、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。

Input Register からメッセージを読み取ります。

Holding Register を読み書きします。

レジスタアドレス定義​

Modbus-RTU 読み取り​

以下は Modbus Poll tool の例です

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

接続パラメータの設定：ボーレート 9600bps、データビット 8、 パリティ None、ストップビット 1。

空気温度レジスタ 0x0000 から 0x0001 を読み取り、Setup をクリックして 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；

これでコンピュータは 1 秒ごとにセンサーデータを読み取り、測定値（line 0 と line 1）は下図のように表示されます。測定値を 1000 で割ると実際の温度値になり、28300/1000 = 28.3 °C となります。

右側では、送受信された生データパケットを確認できます。

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 を応答

  3. 返される温度データ 0x00006E8C（16 進数）を 10 進数に変換すると 28300 となり、これを 1000 で割ることで対応する空気温度が得られます。空気温度 = 28300/1000 = 28.3 °C

温度が負の場合

温度は補数計算によって求める必要があります。

  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 を応答

  3. 返される温度データ 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(Hex) = -1000 (10 進) となります。

  5. したがって温度測定値は -1000/1000 = -1°

S500 デコード

レジスタ 0x0000~0x0005 を読み取ります。

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

応答：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 を読み取ります。コマンド送信：0A 04 00 08 00 0C 70 B6（チェックコード）；

応答：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 を読み取ります

コマンド送信: 45 03 00 00 00 13 0B 43

応答: 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（照度）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 および 0x0030-0x0033 を読み取ります。

コマンド送信: 14 04 00 00 00 20 F3 06

応答: 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（照度）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（降雨強度）00 00 00 00（最大降雨強度）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 および 0x0030-0x0033 を読み取ります。

コマンド送信: 26 04 00 00 00 20 F7 05

応答: 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(照度) 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(降雨強度) 00 00 00 00(最大降雨強度)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：

コマンド送信: 26 04 00 30 00 04 F7 11

応答: 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 および 0x0030-0x0033 を読み取ります。

コマンド送信: 2B 04 00 00 00 20 F6 18

Return: 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(照度) 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(降雨強度) 00 00 00 00(最大降雨強度)00 00 6A 7C(加熱温度) 00 00 00 00(状態のダンピング) 99 09(チェックコード)

PM2.5、PM10、および CO2 は個別に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

応答: 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 を読み取ります。

送信コマンド:2B 04 00 40 00 02 77 D5

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

騒音センサ​

騒音センサは独立した RS485 センサとして使用され、同じ RS-485 バス上で他の測定ユニットと並列に接続されるため、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:

通信プロトコルには標準 RS485 Modbus-RTU プロトコルを採用しており、プロトコル通信パラメータは次のとおりです:

騒音センサのデータを問い合わせる（アドレス: 40, 0x28）:

問い合わせが成功すると、次の情報が返されます:

実際の dB = レジスタ値 /100

騒音レジスタ値は 0x128E=4750 であり、値は 4750/100=47.5dB となります

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. = を含まないコマンドは 基本的なクエリ方法を表します。

例: ?<CR><LF> はデバイスアドレスを問い合わせることを示します

2. = を含むコマンドは、引数付きのクエリを表します

例: 0XA;BD=?<CR><LF> はデバイスのボーレートを問い合わせることを示します

設定コマンド形式​

ボーレートの設定など、指定し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設定することを示します

コマンド一覧​

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 本のワイヤを採用しており、そのうち 2 本はセンサの電源線、もう 1 本は SDI-12 信号線です。

SDI-12 バス上の各センサには一意のアドレスがあり、'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。このセンサがサポートする命令は次章に示されており、各命令は SDI-12 v1.4 に準拠しています。

センサは 3.6~16V の DC 電源で駆動されます。センサに電源が投入されると、すぐにスリープモードに入り、データ収集装置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（High レベル）、7 データビット（High が 0、Low が 1 の反転ロジック）、1 偶数パリティビット、および 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は次の図のとおりです:

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 から SDI-12 デバッガを使用してデバイスと通信します

通信設定:

緑のワイヤ（GND Data）と黄色のワイヤ（SDI-12 Data）を USB to SDI-12 デバッガに接続します。

また、赤のワイヤ（Vin+ 電源プラス）と茶色のワイヤ（Vin- 電源マイナス）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> を開き、その後シリアルポートデバッグツールを起動します。

  • 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してください）

  • 「CRLF」にチェックを入れます

  • シリアルポートを開くをクリックします。

  • 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、接続は正常です。

測定開始

気温、気湿、気圧、照度を読み取ります

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

次に "Read measurement value" 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℃、気湿 64.74%、気圧 100720Pa、照度 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、および平均風速を読み取ります。デバイスは "00056" と応答します。これは 0M1! コマンドが測定に 5 秒を要し、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 "Read measurement value" 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 "continuous measurement" 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

FAQ​

平均風速と風向はどのように算出されますか？

デフォルトの平均時間ウィンドウは 5 秒です。このウィンドウ内で、デバイスは風速と風向のデータを 5 回収集し、その平均値を返します。

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