Arduino MEGA 2560 Rev3 + DS3231 + SCD30 + BME280で日時、CO2濃度、気圧、温湿度を3.5インチ液晶表示、microSDカードに記録

//3.5 INCH TFT Display Shield with Arduino MEGA 2560 Rev3
#include <Adafruit_GFX.h>    // Core graphics library
#include <MCUFRIEND_kbv.h>   // Hardware-specific library
MCUFRIEND_kbv tft;
#include <Fonts/FreeMonoBold24pt7b.h>
#include <Fonts/FreeMonoBold18pt7b.h>
#include <Fonts/FreeMonoBoldOblique18pt7b.h>
#include <Fonts/FreeMonoBold12pt7b.h>
#define BLACK   0x0000
#define RED     0xF800
#define GREEN   0x07E0
#define WHITE   0xFFFF
#define GREY    0x8410
#define YELLOW  0xFFE0
#define BLUE    0x001F
#define ORANGE  0xFD20

#include <SPI.h>
#include <SD.h>
File dataFile;

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Adafruit_BME280.h>  // BME280_Library
Adafruit_BME280 bme;   // 気圧・温湿度センサ
float pres;
float temp;
float humi;
String op; 
String ot; 
String oh; 
String np; 
String nt; 
String nh; 
#include <SparkFun_SCD30_Arduino_Library.h>
SCD30 airSensor;   // CO2濃度センサ
float f_CO2;
String s_CO2;

#include <time.h>       // Timeライブラリ
#include <DS3232RTC.h>  // DS3232、DS3231用ライブラリ
DS3232RTC myRTC(false);
const char* weekStr[7] = {"(Sun)","(Mon)","(Tue)","(Wed)","(Thu)","(Fri)","(Sat)"};
String otd; 
String ntd; 
String oth; 
String nth; 
String otm; 
String ntm; 
String ots; 
String nts; 


void setup(void){
struct tm timeInfo;
myRTC.begin();
// myRTC.get()よりcompileTime()が新しい時はcompiletimeをmyRTC.set
time_t time_now, compiletime;
time_now = myRTC.get();
compiletime = compileTime();
  if (time_now < compiletime) {
myRTC.set(compiletime);  // set compiled time to RTC
  }
// DS3231に手動設定（書込み時間を加算した値で調整）
// setTime(9, 45, 0, 4, 5, 2022);  // 時、分、秒、日、月、年
// myRTC.set(now());

// TFTライブラリ初期化
 tft.reset();
 uint16_t ID = tft.readID();
 if (ID == 0xD3D3) ID = 0x9486; //force ID if write-only display
 tft.begin(ID);
 tft.setRotation(1);
 tft.fillScreen(BLACK);
    tft.setFont(&FreeMonoBold12pt7b);
    tft.setTextSize(1);
    tft.setCursor(0, 40);
    tft.setTextColor(WHITE,BLACK);
      tft.print("TFT ID...");
    tft.setTextColor(GREEN,BLACK);
      tft.print(ID,HEX);   
delay(1000);
// SDカードマウント確認
    tft.setCursor(0, 80);
    tft.setTextColor(WHITE,BLACK);
      tft.print("Initializing SD card...");
  if (!SD.begin(53)) {          // CS-pin 53
    tft.setTextColor(RED,BLACK);
      tft.print("failed!");
    while (1);
  }
    tft.setTextColor(GREEN,BLACK);
      tft.print("done.");
delay(1000);
// SDカードファイル書き込み
    tft.setCursor(0, 120);
    tft.setTextColor(WHITE,BLACK);
      tft.print("File written...");
dataFile = SD.open("/datalog.txt", FILE_WRITE);
dataFile.println("datalog.txt");
dataFile.close();
    tft.setTextColor(GREEN,BLACK);
      tft.print("datalog.txt");
delay(1000);
// Wireライブラリ初期化
  Wire.begin();
// BME280初期化
    tft.setCursor(0, 160);
    tft.setTextColor(WHITE,BLACK);
       tft.print("BME280...");
 if (!bme.begin(0x76)) {
    tft.setTextColor(RED,BLACK);
       tft.print("connection failed");
    while (1);
  }
    tft.setTextColor(GREEN,BLACK);
       tft.print("connected");
delay(1000);
// SCD30センサ初期化
  airSensor.begin();
  tft.setCursor(0, 200);
  tft.setTextColor(WHITE,BLACK);
  tft.print("SCD30...");
  tft.setTextColor(GREEN,BLACK);
  tft.print("connected");
delay(1000);
// 項目名の表示
    tft.fillScreen(BLACK);
    tft.setFont(&FreeMonoBold24pt7b);
    tft.setTextSize(1);
    tft.setTextColor(WHITE,BLACK);
    tft.setCursor(0, 40);
       tft.print("Pres:");
    tft.setTextColor(GREY,BLACK);
    tft.setCursor(350, 40);
       tft.print("(hPa)");
    tft.setTextColor(WHITE,BLACK);
    tft.setCursor(0, 95);
       tft.print("Temp:");
    tft.setTextColor(GREY,BLACK);
    tft.setCursor(350, 95);
       tft.print("( ");
    tft.setCursor(395, 95);
       tft.print("C)");
    tft.setTextSize(2);
    tft.setCursor(359, 75);
       tft.print(".");
    tft.setTextColor(BLACK,BLACK);
    tft.setTextSize(1);
    tft.setCursor(374, 74);
       tft.print(".");
    tft.setTextColor(WHITE,BLACK);
    tft.setCursor(0, 150);
       tft.print("Humi:");
    tft.setTextColor(GREY,BLACK);
    tft.setCursor(350, 150);
       tft.print("(%)");
    tft.setTextColor(WHITE,BLACK);
    tft.setCursor(23, 200);
       tft.print("CO");
    tft.setFont(&FreeMonoBold18pt7b);
    tft.setCursor(85, 205);
       tft.print("2");
    tft.setFont(&FreeMonoBold24pt7b);
    tft.setCursor(112, 200);
       tft.print(":");
    tft.setTextColor(GREY,BLACK);
    tft.setCursor(350, 200);
       tft.print("(ppm)");
}


void loop(void){
// RTCから時刻取得
tmElements_t tm;
char d_mes[12] ;
char t_mes[12] ;
char t3_mes[12] ;
myRTC.read(tm);
sprintf(d_mes, "%04d/%02d/%02d", tm.Year + 1970, tm.Month, tm.Day);
sprintf(t_mes, "%02d:%02d", tm.Hour, tm.Minute);
sprintf(t3_mes, "%02d:%02d:%02d", tm.Hour, tm.Minute, tm.Second);
   tft.setFont(&FreeMonoBold24pt7b);
   tft.setTextColor(GREEN,BLACK);
   tft.setTextSize(1);
   tft.setCursor(30, 265);
      tft.print(d_mes);
   tft.setCursor(310, 265);
      tft.println( weekStr[tm.Wday - 1] );
  if ((String(tm.Hour) == "0") && (String(tm.Minute) == "0") && (String(tm.Second) == "0")) {
      tft.fillRect(30,233,410,40,BLACK);  // 1日毎に黒背景で文字消去
  }
   tft.setFont(&FreeMonoBoldOblique18pt7b);
   tft.setTextColor(WHITE,BLACK);
   tft.setTextSize(2);
  if ((String(tm.Minute) == "0") && (String(tm.Second) == "0")) {
      tft.fillRect(133,274,90,55,BLACK);  // 60分毎に黒背景で文字消去
  }
   if (String(tm.Second) == "0") {
      tft.fillRect(260,274,90,55,BLACK);  // 60秒毎に黒背景で文字消去
  }
    tft.setCursor(130, 320);
      tft.println(t_mes);

// -------- 10秒毎に測定してTFT表示、SDカード記録 --------
   if((String(tm.Second) == "0")  || (String(tm.Second) == "10") || 
      (String(tm.Second) == "20") || (String(tm.Second) == "30") || 
      (String(tm.Second) == "40") || (String(tm.Second) == "50")){ 

// ----- BME280センサからデータ取得 ----- 
pres=bme.readPressure() / 100.0F;
temp=bme.readTemperature();
humi=bme.readHumidity();
    tft.setFont(&FreeMonoBoldOblique18pt7b);
    tft.setTextSize(2);
    tft.setTextColor(ORANGE,BLACK);
// ----- 液晶画面に気圧、温度、湿度の測定値を表示 ----- 
// 気圧表示（前後で測定値が変わったら黒背景で前の文字消去）
np = String(pres, 0);
 if( np != op ) {
      tft.fillRect(145,0,200,55,BLACK);
   }
    tft.setCursor(145, 45);
      tft.print(np);  // 気圧
op = np;
// 気温表示（前後で測定値が変わったら黒背景で前の文字消去）
nt = String(temp, 1);
 if( nt != ot ) {
      tft.fillRect(145,55,200,55,BLACK);
   }
    tft.setCursor(145, 105);
      tft.print(nt);  // 気温
ot = nt;
// 湿度表示（前後で測定値が変わったら黒背景で前の文字消去）
nh = String(humi, 1);
 if( nh != oh ) {
      tft.fillRect(145,110,200,55,BLACK);
   }
    tft.setCursor(145, 160);
      tft.print(nh);  // 湿度
oh = nh;

// ----- SCD30センサからデータ取得 ----- 
 if (airSensor.dataAvailable()){
  f_CO2 = airSensor.getCO2();
  s_CO2 = String(f_CO2, 0);
// CO2表示
    tft.setTextColor(YELLOW,BLACK);
    tft.fillRect(145,165,215,55,BLACK);
    tft.setCursor(145, 215);
      tft.print(s_CO2);  // CO2
  }

// ----- SDカードへの書き込み用データファイルの生成 ----- 
// データ格納ファイル生成
String dataString = "";
// RTCの年月日と時分秒を記録
dataString += String(d_mes);
dataString += ",";  // カンマセパレータ
dataString += String(t3_mes);
// 測定データ1：BME280の気圧
    dataString += ",";  // カンマセパレータ
    if(!isnan(pres)){
      dataString += String(pres,0);
    }else{
      dataString += " ";
    }
// 測定データ2：BME280の温度
    dataString += ",";  // カンマセパレータ
    if(!isnan(temp)){
      dataString += String(temp,1);
    }else{
      dataString += " ";
    }
// 測定データ3：BME280の湿度
    dataString += ",";  // カンマセパレータ
    if(!isnan(humi)){
      dataString += String(humi,1);
    }else{
      dataString += " ";
    }
// 測定データ4：SCD30の湿度
    dataString += ",";  // カンマセパレータ
    if(!isnan(f_CO2)){
      dataString += String(f_CO2,0);
    }else{
      dataString += " ";
    }
// ----- SDカードのdatalog.txtにdataStringを追加 ----- 
dataFile = SD.open("/datalog.txt", FILE_WRITE);
dataFile.println(dataString);
dataFile.close();
 }
}


// function to return the compile date and time as a time_t value
// from alarm_ex1.ino in Arduino DS3232RTC Library sample sketch by Jack Christensen.
time_t compileTime() {
const time_t FUDGE(10);    //fudge factor to allow for upload time, etc. (seconds, YMMV)
const char *compDate = __DATE__, *compTime = __TIME__, *months = "JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDec";
char compMon[4], *m;
strncpy(compMon, compDate, 3);
compMon[3] = '\0';
m = strstr(months, compMon);
tmElements_t tm;
tm.Month = ((m - months) / 3 + 1);
tm.Day = atoi(compDate + 4);
tm.Year = atoi(compDate + 7) - 1970;
tm.Hour = atoi(compTime);
tm.Minute = atoi(compTime + 3);
tm.Second = atoi(compTime + 6);
time_t t = makeTime(tm);
return t + FUDGE;        //add fudge factor to allow for compile time
}