# はじめに
ラズベリーパイとセンサーを組み合わせて温度、湿度、気圧のデータを取得しWeb画面にグラフを表示するシステムを構築しました。
いわゆる IoT です。 
 
前回の「<a href="https://itc-engineering-blog.netlify.app/blogs/pelfuqnq5o" target="_blank">Raspberry Pi 4に温湿度気圧センサBME280を取り付けてデータをLCD 1602Aに表示する</a>」は、センターとLCDの取り付け、単体動作確認まででしたが、今回は、<a href="https://github.com/itc-lab/wiringpi-php8" target="_blank">wiringpi-php8</a>を使用して、phpプログラムでデータを取り出して記録→Web画面にグラフを表示までやっていきます。

<blockquote class="warn">
【 wiringpi-php8 】
php8対応wiringpiです。wiringpi（ワイヤリングパイ）とは、GPIOを操作するライブラリです。C言語、Pythonには有りますが、php8に対応したものが無かったため、作成し、githubに公開しました。php7対応版（<a href="https://github.com/itc-lab/wiringpi-php7" target="_blank">wiringpi-php7</a>）もあります。
</blockquote>

 

・[環境構築 - apache2インストール](#anchor1) 
・[環境構築 - phpインストール](#anchor2) 
・[wiringpi-php8 インストール](#anchor3) 
・[wiringpi-php8 動作確認](#anchor4) 
・[Web画面にグラフを表示](#anchor5) 
・[複数のノードに対応](#anchor6) 

 

<blockquote class="warn">
今回の検証環境は、
<code>LABISTS Raspberry Pi 4 STARTER KIT</code>
<code>Raspbian GNU/Linux 10 (buster)</code>
<code>Python 2.7.16</code>
<code>温湿度気圧センサBME280</code>
<code>LCD 1602A</code>
<code>gpio(wiringpi) 2.52</code>
<code>Apache 2.4.38</code>
<code>PHP 8.0.7</code>
になります。
</blockquote>

 

<a class="anchor" id="anchor1"></a>

# 環境構築 - apache2インストール
ラズパイ本体にWebサーバーapache2をインストールします。まずは、以下の状況を目指します。 
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4-2/kousei1.png" alt="" width="600px">
 

```sh
$ sudo passwd root
$ su
# apt update
# apt install apache2
```

<blockquote class="warn">
以降、sudoを省略し、root権限でコマンドを入力しているものとします。<code>apt install</code>には-yを付けて、<code>? [Y/n]</code>のような確認は省略します。
</blockquote>

 

`/var/www/html/index.html` が自動的に作成されますので、 
`http://[ラズパイのIPアドレス]/` 
にアクセスします。 

<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4-2/image1.png" alt="" width="600px">
 

⇒Apache2 Debian Default Pageが表示されればＯＫです。 

 

<a class="anchor" id="anchor2"></a>

# 環境構築 - phpインストール
## php8インストール
PHP 8のパッケージは、DEB.SURY.ORG リポジトリにあるため、DEB.SURY.ORG リポジトリをインストールします。 

```sh
# apt update
# apt install -y lsb-release ca-certificates apt-transport-https software-properties-common
```

<blockquote class="info">
<code>lsb-release</code> コマンドは、OS(Linux)のバージョン番号、リリース コード名、ディストリビューター ID などの情報（LSB = Linux Standard Base）を返すコマンドです。
<code>apt-transport-https</code> は、aptのhttps通信対応版です。
<code>ca-certificates</code> は、<code>apt-transport-https</code> のSSL通信に必要です。</code>
<code>software-properties-common</code> は、サードパーティーのパッケージ、個人開発パッケージPPA(Personal Package Archive)を管理するツール類になります。</code>
</blockquote>

 

APTリポジトリにPHPパッケージの情報を追加します。 

```sh
# echo "deb https://packages.sury.org/php/ $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/sury-php.list
```

 

APT署名をダウンロードして、登録します。→apt.gpgは、phpパッケージが改ざんされていないか確認するものです。 

```sh
# wget -qO - https://packages.sury.org/php/apt.gpg | apt-key add -
```

<blockquote class="info">
<code>-O</code> : ダウンロードファイルの保存先です。ファイル名を - とすると、ファイルに保存せずに標準出力されます。
<code>-q</code> : 進捗などの詳細表示を表示しないようにします。
</blockquote>

 

```sh
# apt update
# apt upgrade -y
# apt install -y php8.0
# php -v
PHP 8.0.7 (cli) (built: Jun 4 2021 23:17:30) ( NTS )
Copyright (c) The PHP Group
Zend Engine v4.0.7, Copyright (c) Zend Technologies
 with Zend OPcache v8.0.7, Copyright (c), by Zend Technologies
```

時期によりバージョンは一致しないかもしれませんが、PHP 8.0.*であれば、インストール成功です。 
phpモジュールを追加するときは、以下のようにインストールしますが、今回特に必要無いため、実行せず、進めます。 
`# apt install -y php8.0-{mysql,cli,common,imap,ldap,xml,fpm,curl,mbstring,zip}` 

 

## php8動作確認
動作確認用にphpファイルを作成します。

```sh
# vi /var/www/html/info.php
```

info.phpは、以下の内容とします。

```php
<?php phpinfo ();?>
```

```sh
# systemctl restart apache2
```

 

`http://[ラズパイのIPアドレス]/info.php` 
にアクセスします。 

<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4-2/image2.png" alt="" width="600px">
 

⇒phpinfoの画面が表示されれば、ＯＫです。 

 

<a class="anchor" id="anchor3"></a>

# wiringpi-php8 インストール
## wiringpi
まずは、wiringpiをインストールします。 

```sh
# cd /tmp
# wget https://project-downloads.drogon.net/wiringpi-latest.deb
# dpkg -i wiringpi-latest.deb
# gpio -v
gpio version: 2.52
Copyright (c) 2012-2018 Gordon Henderson
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type: gpio -warranty

Raspberry Pi Details:
 Type: Pi 4B, Revision: 02, Memory: 4096MB, Maker: Sony
 * Device tree is enabled.
 *--> Raspberry Pi 4 Model B Rev 1.2
 * This Raspberry Pi supports user-level GPIO access.
```

<blockquote class="info">
<code>dpkg</code>は、ダウンロードしたパッケージを指定してインストールするコマンドです。（RedHat,CentOSの<code>rpm</code>に相当。）
</blockquote>

 

## wiringpi-php8
php8に拡張機能`wiringpi-php8`を組み込みます。

<a href="https://github.com/itc-lab/wiringpi-php8" target="_blank">wiringpi-php8</a> から `wiringpi-php8-main.zip` をダウンロードして、/home/piに置かれているものとします。
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4-2/image3.png" alt="" width="600px">
 

```sh
# cd /home/pi
# unzip wiringpi-php8-main.zip
# cd wiringpi-php8-main
# apt install -y php8.0-dev
# vi /usr/bin/phpize
```

<blockquote class="warn">
今回の環境では、以下のエラーになるため、phpizeの書き換えが必要でした。
<code>/usr/bin/phpize: 1: /usr/bin/phpize: /usr/bin/sed: not found</code>
</blockquote>

```sh
SED="/usr/bin/sed"
↓
SED="/bin/sed"
```

```sh
# phpize
# ./configure
# make && make install
```

<blockquote class="warn">
phpizeとは、拡張モジュールをビルドするビルドツールです。これを使用することにより、PHPをソースから再コンパイルすることなく拡張モジュールをビルドすることができます。
</blockquote>

⇒`/usr/lib/php/20200930/wiringpi.so` ができます。

 

php.iniに拡張モジュールの設定を追加します。 

```sh
# vi /etc/php/8.0/cli/conf.d/wiringpi.ini
```

以下の内容とします。※/etc/php/8.0/cli/php.ini→/etc/php/8.0/cli/conf.d/*.ini の順に読み込まれるため、`wiringpi.ini`に限らず、どこかに書けば良い設定になります。

```sh
extension=wiringpi.so
```

 

apacheのユーザーwww-dataでi2c,gpio,spiデバイスのアクセス権が与えられるようにwww-dataの所属グループを追加します。

```sh
# adduser www-data i2c
# adduser www-data spi
# adduser www-data gpio
```

 

<a class="anchor" id="anchor4"></a>

# wiringpi-php8 動作確認

<a href="https://github.com/itc-lab/wiringpi-php-bme280" target="_blank">wiringpi-php-bme280</a>の `opt/bme280.php` を使って、動作確認をします。 
`opt/bme280.php` は、温湿度気圧センサBME280からデータを取得し、LCD 1602Aに表示すると同時に、/var/log/bme280log/YYYYMMDD.logにデータを記録し続けるプログラムです。 
 
<a href="https://github.com/itc-lab/wiringpi-php-bme280" target="_blank">wiringpi-php-bme280</a> から <code>wiringpi-php-bme280-main.zip</code> をダウンロードして、/home/piに置かれているものとします。
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4-2/image4.png" alt="" width="600px">
 

```sh
# cd /home/pi
# unzip wiringpi-php-bme280-main.zip
# cd /home/pi/wiringpi-php-bme280-main/opt
# chmod 755 bme280.php
# ./bme280.php
```

⇒/var/log/bme280log/YYYYMMDD.log に 

```sh
# tail /var/log/bme280log/20210627.log
date time temp humid press
2021/06/27 17:05:00 26.15 47.05 999.00
2021/06/27 17:10:00 25.79 42.96 998.98
2021/06/27 17:15:00 25.91 46.81 999.21
2021/06/27 17:20:00 26.13 50.05 999.40
```

のように記録されていれば、phpと温湿度気圧センサBME280の動作は、ＯＫです。※５分間隔で記録します。起動して５分後に初めてYYYYMMDD.log に出力されます。

 

<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4-2/php_lcd.gif" alt="">
 
のようにLCDに表示されていれば、phpとLCD 1602Aの動作は、ＯＫです。 

 

ここまででで確認した内容を図示すると、以下になります。 
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4-2/kousei1.png" alt="" width="600px">

 

止めるときは、以下のコマンドになります。

```sh
# cd /home/pi/wiringpi-php-bme280-main/opt
# ./bme280.php stop
```

 

<a class="anchor" id="anchor5"></a>

# Web画面にグラフを表示
グラフ表示用にプログラムを配置します。
```sh
# cd /home/pi/wiringpi-php-bme280-main
# cp -r html/* /var/www/html/.
```

 
ここまでで以下の配置になるはずです。

```sh
# find /var/www/html -type f
/var/www/html/index.html
/var/www/html/info.php
/var/www/html/bme280.html
/var/www/html/js/jquery.flot.tooltip.min.js
/var/www/html/js/jquery-1.8.3.min.js
/var/www/html/js/excanvas.min.js
/var/www/html/js/jquery.flot.min.js
/var/www/html/js/jquery.flot.crosshair.min.js
/var/www/html/getlogdata.php
```

 
以下のような流れで、グラフを表示します。 

 

`http://[ラズパイのIPアドレス]/bme280.html` をブラウザで表示 
↓ 
jQueryのajaxで 
`http://[ラズパイのIPアドレス]/getlogdata.php` にアクセス 
↓ 
[ラズパイのIPアドレス] の /var/www/html/getlogdata.php が /var/log/bme280log/YYYYMMDD.log を読み取って、jsonを返す。 
↓ 
ブラウザにjsonデータが返ってきて、/js/jquery.flot.min.jsでグラフ描画 
グラフ上にマウスホバーすると、/js/jquery.flot.tooltip.min.jsで値を表示 
 
構成を図示すると、以下です。 
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4-2/kousei2.svg" alt="" width="600px"> 
 

`http://[ラズパイのIPアドレス]/bme280.html` にアクセスしてみます。

<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4-2/image5.png" alt="" width="600px">
 

表示されました！

 

<a class="anchor" id="anchor6"></a>

# 複数のノードに対応
以下の構成にして複数のノード（ラズパイ＋センサ）の結果を一画面に表示します。 
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4-2/kousei3.svg" alt="">
 

## インストール - ラズパイ２台とも
ノード（ラズパイ＋センサ）を作成します。（今回は２台） 
以下の構成にしてデータ収集と応答だけに特化します。 
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4-2/kousei4.svg" alt="">
 

上述の手順の通り、
apache、php、wiringpi-php8をインストールして、<a href="https://github.com/itc-lab/wiringpi-php-bme280" target="_blank">wiringpi-php-bme280</a> から <code>wiringpi-php-bme280-main.zip</code> をダウンロードして、/home/piに置かれているものとします。
 

```sh
# cd /home/pi
# unzip wiringpi-php-bme280-main.zip
# cd /home/pi/wiringpi-php-bme280-main/opt
# chmod 755 bme280.php
# ./bme280.php
```

```sh
# cd /home/pi/wiringpi-php-bme280-main
# cp html/getlogdata.php /var/www/html/
```

```sh
# curl -X POST --data "TYPE=CURRENT" http://localhost/getlogdata.php
{"datetime":"2021\/06\/27 18:37:13","temp":"26.14","humid":"49.15","press":"999.71"}
```
のように現在値が返ればＯＫです。

 

## インストール - 画面兼中継サーバー
以下の構成にして画面表示とデータ中継を担います。 
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4-2/kousei5.svg" alt="">
 

Apacheとphpが動作する場合、特に縛りは無いですが・・・ 
分かりやすく、上述の手順の通り、apache、phpがインストール済みとします。（wiringpi-php8は不要です。） 
 
**中継サーバーは、curlの機能を使うため、curlのphp extensionが必要です。**

```sh
# apt install -y php8.0-curl
```

 
<a href="https://github.com/itc-lab/wiringpi-php-bme280" target="_blank">wiringpi-php-bme280</a> から <code>wiringpi-php-bme280-main.zip</code> をダウンロードして、/home/piに置かれているものとします。 

```sh
# cd /home/pi
# unzip wiringpi-php-bme280-main.zip
# cd wiringpi-php-bme280-main
# cp -r html/js /var/www/html/
# cp html_relay/rooms.json /var/www/html/
# cp html_relay/proxyproc.php /var/www/html/
# cp html_relay/bme280s.html /var/www/html/
```

```sh
# vi /var/www/html/rooms.json
```

この例のように、ノード（ラズパイ＋センサ）の台数分のIPアドレスを設定します。
今回は、 
192.168.2.32 
192.168.2.38 
２台とします。※192.168.2.33、192.168.2.34はコメントアウトされています。 
↓ 

```json
[
 { "url": "http://192.168.2.38/", "name": "居間" },
 { "url": "http://192.168.2.32/", "name": "洋室１" },
 { "//url": "http://192.168.2.33/", "name": "洋室２" },
 { "//url": "http://192.168.2.34/", "name": "洋室３" },
 {}
]
```

 

## Web画面にグラフを表示
以下の仕組みにより、まとめてグラフを表示します。
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4-2/kousei6.svg" alt="">
 

`http://[画面兼中継サーバー]/bme280s.html` にアクセスします。

<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4-2/image6.png" alt="" width="600px">
 
 

できました！

ラズベリーパイとセンサーを組み合わせて温度、湿度、気圧のデータを取得しWeb画面にグラフを表示するシステムを構築しました。 いわゆる IoT です。 前回の「Raspberry Pi 4に温湿度気圧センサBME280を取り付けてデータをLCD 1602Aに表示する」は、センターとLCDの取り付け、単体動作確認まででしたが、今回は、wiringpi-php8を使用して、phpプログラムでデータを取り出して記録→Web画面にグラフを表示までやっていきます。 【 wiringpi-php8 】 php8対応wiringpiです。wiringpi（ワイヤリングパイ）とは、GPIOを操作するライブラリです。C言語、Pythonには有りますが、php8に対応したものが無かったため、作成し、githubに公開しました。php7対応版（wiringpi-php7）もあります。 ・環境構築 - apache2インストール ・環境構築 - phpインストール ・wiringpi-php8 インストール ・wiringpi-php8 動作確認 ・Web画面にグラフを表示 ・複数のノードに対応

BME280で取得した温湿度気圧をWeb画面に表示する(wiringpi-php8使用)

# はじめに
ラズベリーパイとセンサーを組み合わせて温度、湿度、気圧のデータを取得しWeb画面にグラフを表示するシステムを構築しました。
いわゆる IoT です。 
 
・Raspberry Pi 4に温湿度気圧センサBME280を取り付けてデータをLCD 1602Aに表示する 
・<a href="https://itc-engineering-blog.netlify.app/blogs/83krb8517u" target="_blank">BME280で取得した温湿度気圧をWeb画面に表示する(wiringpi-php8使用)</a> 
の２回に分け、**今回は、センサーとLCD取り付け～動作確認まで**になります。 
 
・[Raspberry Pi 4 組み立て](#anchor1) 
・[BME280センサはんだ付け](#anchor2) 
・[LCD 1602Aはんだ付け](#anchor3) 
・[I2C有効化](#anchor4) 
・[ブレッドボードへ配線](#anchor5) 
・[デバイス確認](#anchor6) 
・[動作確認](#anchor7) 
 
<blockquote class="warn">
今回の検証環境は、
<code>LABISTS Raspberry Pi 4 STARTER KIT</code>
<code>Raspbian GNU/Linux 10 (buster)</code>
<code>Python 2.7.16</code>
<code>温湿度気圧センサBME280</code>
<code>LCD 1602A</code>
になります。
</blockquote>

 

<a class="anchor" id="anchor1"></a>

# Raspberry Pi 4 組み立て
LABISTS Raspberry Pi 4 STARTER KIT　を購入しました。 
マニュアル（日本語有り）も入っていますので、基本的には、それを読みながらで特に問題無かったです。 
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/image1.jpg" alt="" width="400px">
 
ヒートシンクを取り付けます。 
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/image2.jpg" alt="" width="400px">
 
端子と側面の穴に合わせるようにして、ボードをケースの中に収めます。 
→ここが一番の難所でしたが、ガチャガチャやっている内に、所定位置にぴったり収まりました。穴と端子はズレていなくて、差し込み辛いということも無いです。 
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/image3.jpg" alt="" width="400px">
 
ボードが入ったら、ネジ締めして、ファンを取り付けて完成です。ネジ穴は、ズレていることは無く、ぴったりでした。 
 
・電源ケーブル 
・HDMI - モニター 
を接続して、電源投入、特に迷うことなく、初期設定完了です。 
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/install.jpg" alt="" width="400px">
 
今回は、Wifiで通信を行い、IPアドレスは、DHCPで取得して、初期起動時からインターネットに繋がる環境でした。SSHを有効にして、SSH接続できました。 
初期ユーザーは、`pi`で今回最初にパスワードを入力する画面がありましたので、パスワードはそこで決まりました。その画面が無かった場合、 
ユーザー名：`pi` 
パスワード：`raspberry` 
です。 
 
固定IPアドレスの設定、SSH接続については、以下を参照してください。 
「<a href="https://itc-engineering-blog.netlify.app/blogs/dl9sesmgga3" target="_blank">Raspberry Pi OSをVMware-workstation-16.1.1にインストール</a>」

 

<a class="anchor" id="anchor2"></a>

# BME280センサはんだ付け
BME280センサとピンヘッダ（足）をはんだ付けします。 
BME280センサ本体とピンヘッダが既にはんだ付けされているのもあるみたいですが、今回は、別々になっていましたので、はんだ付けしました。 
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/image4.jpg" alt="" width="400px">
 

<blockquote class="warn">
【 BME280とBMP280について 】
最初、BME280 と書いてある商品を購入したら、BMP280 が送られてきました。（EとPの違いです。）BME280 は正方形、BMP280 はやや長方形気味ですので、見た目で分かります。
 
BMP280の方
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/image5.jpg" alt="" width="400px" style="margin-right: 10px">
BMPの方は気圧計機能が有りません。
 
BME280の方
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/image6.jpg" alt="" width="400px" style="margin-right: 10px">
</blockquote>

 

<a class="anchor" id="anchor3"></a>

# LCD 1602Aはんだ付け
LCD 1602AとI2Cシリアルインターフェイスボードをはんだ付けで接続します。 
ググると、LCDの裏側に付けている画像がたくさん出てきますが、向きを間違えなければ、どちらでも良いです。
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/image7.jpg" alt="" width="400px">
 
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/image8.jpg" alt="" width="400px">
 
<blockquote class="info">
【I2C】
デバイス間の通信方式の名前です。ここでは、詳細な説明は省略します。
</blockquote>

 

<a class="anchor" id="anchor4"></a>

# I2C有効化
ラズパイ側でI2Cを有効化しておきます。 
 
「設定」→「Raspberry Pi の設定」をクリックします。
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/image9.png" alt="" width="600px">
 
「インターフェイス」タブの「I2C」「有効」にチェックを入れて、「OK」をクリックします。
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/image10.png" alt="" width="600px">
 

 

<a class="anchor" id="anchor5"></a>

# ブレッドボードへ配線
## ラズパイ - ブレッドボード
GPIOケーブルでラズパイ側GPIO端子と繋いでGPIO Extension Boardをブレッドボードに取り付けます。 
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/image11.jpg" alt="" width="400px">
 
<blockquote class="warn">
各端子、割と奥まで入ります。GPIOケーブルの取り付けが緩くて、センサのデータ取得が不安定になることがありました。
</blockquote>
 
<blockquote class="warn">
GPIO Extension Boardは、単純に各ピンの役割が分かりやすくなるだけで、必須ではありません。
</blockquote>

 

## GPIO - BME280

| GPIO | BME280 |
| ---- | ---- |
| 3V3(3.3V電源) | VIN |
| GND | GND |
| SCL1 | SCL |
| SDA1 | SDA |
 
 
とジャンパーワイヤを繋げます。※今回は単純な配線のため、ジャンパーワイヤの色は適当です。 
 
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/image12.jpg" alt="" width="400px">
 

 

## GPIO - 1602A

| GPIO | 1602A(I2C) |
| ---- | ---- |
| GND | GND |
| VCC | 5V0(5.0V電源) |
| SDA1 | SDA |
| SCL1 | SCL |
 
 
とジャンパーワイヤを繋げます。 
 
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/image13.jpg" alt="" width="500px">
 

<blockquote class="info">
SDA1とSCL1は、BME280にもつながっている形になります。I2Cは、デバイスの番号で信号を識別するため、このような配線が可能です。
</blockquote>

 

<a class="anchor" id="anchor6"></a>

# デバイス確認
SSHで接続して、i2cdetectコマンドを入力します。 

```sh
$ i2cdetect -y 1
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
00: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- 27 -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- 76 --
```

27(16進数で0x27)が LCD 1602A 、76(16進数で0x76)が BME280 です。 
とりあえずは、認識されています。 

<blockquote class="info">
【i2cdetectのオプション】
-y ： <code>Continue? [Y/n]</code>と聞かれなくなるオプションです。
1 ： I2Cバス番号です。0か1で、ラズパイによっては、0のこともあるようですが、通常は、1のようです。
</blockquote>

 

載っているセンサチップが本当にBME280かどうか念のため確認します。

```sh
$ i2cget -y 1 0x76 0xd0
0x60
```

 

0x60 のため、問題ありません。 
`i2cget -y 1 0x76 0xd0` を実行して表示される値が 
0x58 : BMP280 
0x60 : BME280 
0x61 : BME680 
です。 
なぜ分かるかと言うと、データシートを見ると分かります。 
第一引数：`i2cdetect`で確認したデバイス番号→0x76 
第二引数：データシート "ID・レジスター" のアドレス→0xd0 
結果：01100000（２進数）→0x60（１６進数） 
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/image14.png" alt="" width="600px">

 

<a class="anchor" id="anchor7"></a>

# 動作確認
## BME280動作確認/C言語
こちらのソースコード `bme280-sample-master.zip` を設置します。 
↓ 
<a href="https://github.com/kwgt/bme280-sample" target="_blank">kwgt/bme280-sample(GitHub)</a>

```sh
$ unzip bme280-sample-master.zip
$ cd bme280-sample-master
$ make
cc -O2 -Wall -c -o main.o main.c
cc -O2 -Wall -c -o i2c.o i2c.c
cc -o test main.o i2c.o -lpthread
$ ./test
26.990000 45.737305 1006.980000
27.190000 45.757812 1006.960000
27.230000 45.594727 1007.050000
→CTRL+C
```

 

温度、湿度、気圧の順にそれらしい値が出力されています。 
⇒ＯＫです。

 

## BME280動作確認/Python
こちらのソースコード `bme280_sample.py` を設置します。 
↓ 
<a href="https://github.com/SWITCHSCIENCE/samplecodes/tree/master/BME280/Python27" target="_blank">SWITCHSCIENCE/samplecodes/BME280/Python27(GitHub)</a>

```sh
$ pip install smbus2
$ python bme280_sample.py
temp : 27.44 ℃
pressure : 1007.25 hPa
hum : 39.71 ％
```

 

⇒ＯＫです。

 

<blockquote class="warn">
何もしていない状態で <code>python bme280_sample.py</code> とすると、以下のようにエラーになるため、<code>pip install smbus2</code>が必要です。
↓
</blockquote>

```sh
$ python bme280_sample.py
Traceback (most recent call last):
 File "bme280_sample.py", line 3, in <module>
 from smbus2 import SMBus
ImportError: No module named smbus2
```

 

## 1602A動作確認/C言語
こちらのソースコード `code.zip` を設置します。 
↓ 
<a href="https://github.com/WayinTop/C-Python-Java-JP" target="_blank">WayinTop/C-Python-Java-JP(GitHub)</a> 

```sh
$ unzip code.zip
$ cd code/C/21.LCD1602
$ sudo gcc LCD1602.c -o LCD1602 -lwiringPi -lwiringPiDev
$ ./LCD1602
CPU's temperature : 54.53
Thu Jun 24 11:20:54 2021

CPU's temperature : 55.02
Thu Jun 24 11:20:55 2021
→CTRL+C
```

<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/lcd1.gif" alt=""> 
 

LCDに端末と同じ値が表示されています。 
⇒ＯＫです。 

<blockquote class="warn">
最初、特にエラーが無いのに映らなくて、可変抵抗器をドライバで回す必要がありました。
<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/lcd2.gif" alt="">
</blockquote>

 

## 1602A動作確認/Python
Pyhonのプログラムも動かしてみます。（上の続き） 

```sh
$ cd ../../python/21.LCD1602/
$ python LCD1602.py
starting ...
→CTRL+C
```

<img src="https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspberrypi4/lcd3.gif" alt=""> 
 

⇒ＯＫです。

 

できました！

 

続きはこちらです。 
↓ 
・<a href="https://itc-engineering-blog.netlify.app/blogs/83krb8517u" target="_blank">BME280で取得した温湿度気圧をWeb画面に表示する(wiringpi-php8使用)</a>

ラズベリーパイとセンサーを組み合わせて温度、湿度、気圧のデータを取得しWeb画面にグラフを表示するシステムを構築しました。 いわゆる IoT です。 ・Raspberry Pi 4に温湿度気圧センサBME280を取り付けてデータをLCD 1602Aに表示する ・BME280で取得した温湿度気圧をWeb画面に表示する(wiringpi-php8使用) の２回に分け、今回は、センサーとLCD取り付け～動作確認までになります。 ・Raspberry Pi 4 組み立て ・BME280センサはんだ付け ・LCD 1602Aはんだ付け ・I2C有効化 ・ブレッドボードへ配線 ・デバイス確認 ・動作確認

Raspberry Pi 4に温湿度気圧センサBME280を取り付けてデータをLCD 1602Aに表示する

# はじめに
Windows 10 Pro x64 
VMware-workstation-16.1.1 
2021-01-11-raspios-buster-i386.iso 
の組み合わせで作業しています。 
・OSのインストール 
・IPアドレスの設定 
・teratermでsshでログイン 
まで行います。 
 
インストールするＯＳは、正確には、 
「Debian Buster with Raspberry Pi Desktop」 
になります。 

<blockquote class="info">
【OSの名称について】
2020年5月に正式名称がRaspbianからRaspberry Pi OSへ変更され、PCとMac向けのRaspbianについても、Raspberry Pi Desktopへと変更されました。（Wikipediaより）
</blockquote>

 

# OSのisoファイルをダウンロード

<a href="https://www.raspberrypi.org/software/operating-systems/" target="_blank">https://www.raspberrypi.org/software/operating-systems/</a> 
からダウンロードします。 
ノートパソコンの画像があるところまでスクロールすると、
「Debian Buster with Raspberry Pi Desktop」 
とありますので、Downloadボタンを押してダウンロードします。

 

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image1.png) 

 

ダウンロードし終わったら、正しいファイルかどうか、sha256sumコマンドで確認できます。 
Show SHA256 file integrity hash: のところと同じハッシュ値になれば、問題ありません。 
※公式サイトの場合、かなり時間がかかると思われます。別の場所（特に怪しいところ）からダウンロードした場合、改ざんされてないかの確認にもなります。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image2.png) 

 

# Raspberry Pi OS インストール
## １
iso（2021-01-11-raspios-buster-i386.iso）を選択して「次へ」をクリックします。 

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image3.png) 

 

「Linux」→「Debian 10.x 64 ビット」を選択して「次へ」をクリックします。 
※CPUのコア割り当て数などに影響するみたいですが、「Debian 10.x 64 ビット」が無い場合、別のものを選択しても良いと思われます。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image4.png) 

 
 
![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image5.png) 

 

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image6.png) 

 

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image7.png) 

 


## ２
「Install」を選択します。

<blockquote class="warn">
ここで、「Run with persistence」が初期選択されていますが、そのまま進めますと、Live CDモードのようにisoからOSが起動してきます。
</blockquote>

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image8.png) 

 

## ３
「Japanese」を選択します。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image9.png) 

 

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image10.png) 

 

## ４
今回は標準的なインストールで仮想ディスク１個全体を使いますので、「Guided - use entire disk」を選択します。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image11.png) 

 
 
## ５
仮想ディスク１個ですので、そのまま「SCSI3・・・」を選択します。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image12.png) 

 

## ６
パーティションは、/ だけで良いので、「All files in one partition」を選択します。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image13.png) 

 
 
## ７
/ と swap (1.0GB) で問題無いので、「Finish partitioning and changes to disk」を選択します。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image14.png) 

 
 
## ８
「Yes」を選択します。 

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image16.png) 

 

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image17.png) 

 

## ９
GRUB boot loader をインストールするかの選択ですので、「Yes」を選択します。 

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image18.png) 

 

## １０
今回仮想ディスク１個ですので、GRUB boot loader のインストール先は、「/dev/sda」を選択します。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image20.png) 

 

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image21.png) 

 

## １１
「Continue」を選択します。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image22.png) 

 

# 初期設定
## １
「*Debian GNU/Linux」を選択します。※この状態のまま待てば次へ進みます。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image23.png) 

 

## ２
「Country」から Japan を選択します。 
このとき、Language: Japanese, Timezone: Tokyo が自動選択されますので、
「Next」をクリックします。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image26.png) 

 

## ３
パスワードを入力して、「Next」をクリックします。

<blockquote class="info">
初期ユーザー名は、「pi」です。この時入力したパスワードが「pi」のパスワードになります。
</blockquote>

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image27.png) 

 

## ４
OSとアプリケーションをアップデートするかの質問ですが、インターネットへの接続が必要ですので、今回は、「Skip」をクリックします。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image28.png) 

 

## ５
「Done」をクリックします。 

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image29.png) 

 

# 固定IPアドレスの設定
Wifiの場合、右上の↑↓の部分で設定できますが、今回は、有線LANの設定になります。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image30.png) 

 

## １
左上のコンソールアイコンをクリックして、コンソールを起動します。 
起動したら、

```sh
$ ifconfig
```

を入力して、LANデバイス名を確認します。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image31.png) 

 

## ２

```sh
$ vi /etc/dhcpcd.conf
```
にて、設定を編集します。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image32.png) 

 

```sh
interface [先ほど調べたLANデバイス名(eth0)]
static ip_address=[IPアドレス/サブネットマスク]
static routers=[ルーターのIPアドレス]
static domain_name_servers=[DNSのIPアドレス]
```
を末尾に追加します。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image33.png) 

 

## ３
 
```sh
$ sudo ifconfig eth0 down
$ sudo ifconfig eth0 up
```
にて、LANデバイスを再起動します。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image34.png) 

 

# SSHの設定、接続確認
## １
左上のラズベリーマークをクリックして、「Preferences」→「Raspberry Pi Configuration」をクリックします。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image35.png) 

 

## ２
「Interfaces」タブをクリックします。 

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image36.png) 

 

SSH:「Enable」をクリックし、「OK」ボタンをクリックします。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image37.png) 

 

## ３
teratermで、SSH - プレインパスワードを使う 
ユーザー名：pi 
でログインします。

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image38.png) 

 

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image39.png) 

無事ログインできました！ 

 

<blockquote class="info">
以下のように
<pre><code>$ cat /etc/debian_version
$ lsb_release -a
$ uname -a</code></pre>
とOSのバージョンを調べますと、今回インストールしたバージョンは、Debian 10ベースの「Linux raspberry 4.19.0-13-amd64」のようです。
</blockquote>

![](https://res.cloudinary.com/dt8zu6zzd/image/upload/blog/raspbian_install/image40.png)

Windows 10 Pro x64 VMware-workstation-16.1.1 2021-01-11-raspios-buster-i386.iso の組み合わせで作業しています。 ・OSのインストール ・IPアドレスの設定 ・teratermでsshでログイン まで行います。 インストールするＯＳは、正確には、 「Debian Buster with Raspberry Pi Desktop」 になります。 【OSの名称について】 2020年5月に正式名称がRaspbianからRaspberry Pi OSへ変更され、PCとMac向けのRaspbianについても、Raspberry Pi Desktopへと変更されました。（Wikipediaより） OSのisoファイルをダウンロード