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土壌水分を測定する - 仮想IoTハードウェア

このレッスンでは、仮想IoTデバイスに静電容量式土壌水分センサーを追加し、その値を読み取ります。

仮想ハードウェア

仮想IoTデバイスでは、シミュレートされたGrove静電容量式土壌水分センサーを使用します。これにより、Raspberry Piと物理的なGrove静電容量式土壌水分センサーを使用する場合と同じ手順で進めることができます。

物理的なIoTデバイスでは、土壌水分センサーは静電容量式センサーで、土壌の静電容量を検出することで土壌水分を測定します。この静電容量は土壌水分の変化に応じて変化します。土壌水分が増加すると、電圧は低下します。

このセンサーはアナログセンサーであり、1～1,023の値を報告するシミュレートされた10ビットADCを使用します。

CounterFitに土壌水分センサーを追加する

仮想土壌水分センサーを使用するには、CounterFitアプリに追加する必要があります。

タスク - CounterFitに土壌水分センサーを追加する

CounterFitアプリに土壌水分センサーを追加します。

soil-moisture-sensorというフォルダーにapp.pyという単一のファイルを含む新しいPythonアプリを作成し、Python仮想環境を設定して、CounterFitのpipパッケージを追加します。

⚠️ 必要に応じて、レッスン1でのCounterFit Pythonプロジェクトの作成と設定に関する手順を参照してください。
CounterFitウェブアプリが実行中であることを確認します。
土壌水分センサーを作成します：
1. SensorsペインのCreate sensorボックスで、Sensor typeドロップダウンを開き、Soil Moistureを選択します。
2. UnitsはNoUnitsのままにします。
3. Pinが0に設定されていることを確認します。
4. Addボタンを選択して、Pin 0にSoil Moistureセンサーを作成します。
土壌水分センサーが作成され、センサーリストに表示されます。

土壌水分センサーアプリをプログラムする

CounterFitセンサーを使用して土壌水分センサーアプリをプログラムします。

タスク - 土壌水分センサーアプリをプログラムする

土壌水分センサーアプリをプログラムします。

VS Codeでsoil-moisture-sensorアプリを開いていることを確認します。
app.pyファイルを開きます。

アプリをCounterFitに接続するために、以下のコードをapp.pyの先頭に追加します：

from counterfit_connection import CounterFitConnection
CounterFitConnection.init('127.0.0.1', 5000)

必要なライブラリをインポートするために、以下のコードをapp.pyファイルに追加します：
```
import time
from counterfit_shims_grove.adc import ADC
```
import timeステートメントは、この課題で後ほど使用するtimeモジュールをインポートします。

from counterfit_shims_grove.adc import ADCステートメントは、CounterFitセンサーに接続できる仮想アナログ-デジタルコンバータとやり取りするためのADCクラスをインポートします。
この下にADCクラスのインスタンスを作成するコードを追加します：
```
adc = ADC()
```
Pin 0のADCから値を読み取り、その結果をコンソールに出力する無限ループを追加します。このループは、読み取りの間に10秒間スリープします。
```
while True:
    soil_moisture = adc.read(0)
    print("Soil moisture:", soil_moisture)

    time.sleep(10)
```
CounterFitアプリから、アプリが読み取る土壌水分センサーの値を変更します。以下の2つの方法のいずれかで変更できます：
- 土壌水分センサーのValueボックスに数値を入力し、Setボタンを選択します。入力した数値がセンサーから返される値になります。
- Randomチェックボックスをオンにし、MinとMaxの値を入力してからSetボタンを選択します。センサーが値を読み取るたびに、MinとMaxの間のランダムな数値が返されます。
Pythonアプリを実行します。コンソールに土壌水分の測定値が表示されます。ValueやRandomの設定を変更して、値が変化する様子を確認してください。
```
(.venv) ➜ soil-moisture-sensor $ python app.py 
Soil moisture: 615
Soil moisture: 612
Soil moisture: 498
Soil moisture: 493
Soil moisture: 490
Soil Moisture: 388
```

💁 このコードはcode/virtual-deviceフォルダーにあります。

😀 土壌水分センサーのプログラムが成功しました！

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