こんにちは、LinuCエバンジェリストこと、鯨井貴博@opensourcetechです。
今回は、光センサーBH1750FVI（GY-30）を使って、明るさを測定してみます。
BH1750FVI（GY-30）
データシートは、以下にあります」。
https://www.mouser.com/ds/2/348/bh1750fvi-e-186247.pdf
なお、光センサーBH1750FVI（GY-30）は本体とピンの半田付けを行ってから使います。
明るさについて
調べてみると、単純に明るさと言ってもいくつか種類がありました。
詳細は、こちらで紹介されています。
今回は、ルクス（lx）という単位で表される照度と、輝度を測定します。
参考
照度の基準（https://エネプラ.com/hikari_led/%E7%85%A7%E5%BA%A6%E3%81%A8%E3%81%AF%EF%BC%9F）
照度（http://www.hikariiku.com/think_of_as/1116/）
輝度（http://www.hikariiku.com/think_of_as/1138/）
配線図
光センサーBH1750FVI（GY-30）とRaspberry PIを接続します。
こんな感じで接続してます。
Raspberry Piの準備
/boot/config.txt の「dtparam=i2c_arm=on」の先頭にある「#」を削除します。
pi@raspberrypi:~ $ sudo vi /boot/config.txt
pi@raspberrypi:~ $ cat /boot/config.txt
# For more options and information see
# http://rpf.io/configtxtreadme
# Some settings may impact device functionality. See link above for details
# uncomment if you get no picture on HDMI for a default "safe" mode
#hdmi_safe=1
# uncomment this if your display has a black border of unused pixels visible
# and your display can output without overscan
#disable_overscan=1
# uncomment the following to adjust overscan. Use positive numbers if console
# goes off screen, and negative if there is too much border
#overscan_left=16
#overscan_right=16
#overscan_top=16
#overscan_bottom=16
# uncomment to force a console size. By default it will be display's size minus
# overscan.
#framebuffer_width=1280
#framebuffer_height=720
# uncomment if hdmi display is not detected and composite is being output
#hdmi_force_hotplug=1
# uncomment to force a specific HDMI mode (this will force VGA)
#hdmi_group=1
#hdmi_mode=1
# uncomment to force a HDMI mode rather than DVI. This can make audio work in
# DMT (computer monitor) modes
#hdmi_drive=2
# uncomment to increase signal to HDMI, if you have interference, blanking, or
# no display
#config_hdmi_boost=4
# uncomment for composite PAL
#sdtv_mode=2
#uncomment to overclock the arm. 700 MHz is the default.
#arm_freq=800
# Uncomment some or all of these to enable the optional hardware interfaces
dtparam=i2c_arm=on <--先頭の「#」を削除
#dtparam=i2s=on
dtparam=spi=on
# Uncomment this to enable the lirc-rpi module
#dtoverlay=lirc-rpi
# Additional overlays and parameters are documented /boot/overlays/README
# Enable audio (loads snd_bcm2835)
dtparam=audio=on
# NOOBS Auto-generated Settings:
hdmi_force_hotplug=1
# for W1-GPIO
dtoverlay=w1-gpio-pullup,gpiopin=17
# for DHG11
dtoverlay=dht11
また、光センサーBH1750FVI（GY-30）ではI2C通信を使うので、
/etc/modulesに「i2c-bcm2708」と「i2c-dev」の2つを追加しRasbianを再起動しておきます。
pi@raspberrypi:~ $ sudo vi /etc/modules
pi@raspberrypi:~ $ cat /etc/modules
# /etc/modules: kernel modules to load at boot time.
#
# This file contains the names of kernel modules that should be loaded
# at boot time, one per line. Lines beginning with "#" are ignored.
i2c-bcm2708 <----追記
i2c-dev <----追記
w1-gpio
w1-therm
pi@raspberrypi:~ $ sudo reboot
再起動後、使用する「i2c-tools」・「python-smbus」がインストールされているか確認します。
※インストールされていないようなら、apt・apt-getなどでインストールします。
※その他、pythonやpipなど必要なものはインストールします。
ii i2c-tools 3.1.1+svn-2 armhf heterogeneous set of I2C tools for Linux
pi@raspberrypi:~ $ dpkg -l | grep python-smbus
ii python-smbus 3.1.1+svn-2 armhf Python bindings for Linux SMBus access through i2c-dev
続いて、接続されている光センサーBH1750FVI（GY-30）が使用されているI2Cのアドレスを調べます。
以下では、0x23となっていることがわかります。
※「-y」で指定している値は今回使用しているRaspberry PI zero wだと1でしたが、他のものでは0とするなど違いがあるようです。
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
00: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- 23 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --
測定用のPythonプログラム
BH1750FVI（GY-30）は、以下のデータシートにあるようにいくつかのモードがあるので、今回は0x10/0x11の2つを使っています。
https://www.mouser.com/ds/2/348/bh1750fvi-e-186247.pdf
pi@raspberrypi:~ $ cat /home/pi/bh1750fvi.py
#!/usr/bin/python3
import smbus
Bus = smbus.SMBus(1)
Addr = 0x23
LxRead = Bus.read_i2c_block_data(Addr,0x11)
print("照度: "+str(LxRead[1]* 10)+" ルクス")
LxRead2 = Bus.read_i2c_block_data(Addr,0x10)
print("輝度: " + str*1
以下にもアップしてあります。
RaspberryPi/bh1750fvi.py at master · kujiraitakahiro/RaspberryPi · GitHub
プログラム実行してみると、計測ができます。
部屋の電気を付けたり消したりすることで、測定値が変化します。
pi@raspberrypi:~ $ /home/pi/bh1750fvi.py
照度: 10 ルクス <--薄暗い部屋の中
輝度: 0.8333333333333334
pi@raspberrypi:~ $ /home/pi/bh1750fvi.py
照度: 970 ルクス <--デスクライト（蛍光灯）を付けた
輝度: 80.83333333333334
pi@raspberrypi:~ $ /home/pi/bh1750fvi.py
照度: 2180 ルクス <--部屋の電気を付けた
輝度: 181.66666666666669
pi@raspberrypi:~ $ /home/pi/bh1750fvi.py
照度: 0 ルクス <--部屋を真っ暗にした
輝度: 0.0
おまけ
しかし、太陽の光って明るいっすねw
pi@raspberrypi:~ $ /home/pi/bh1750fvi.py
照度: 2450 ルクス
輝度: 17270.833333333336
*1:LxRead2[0] * 256 + LxRead2[1]) / 1.2
