Raspberry Pi – I２Cで温度、気圧を測定する

2019年3月20日2019年4月12日

温度湿度大気圧を測定できるセンサーを購入し、使ってみたその２が完成している。

目標

Amazon Alexa 用に温湿度大気圧を参照できるデバイスを作るために、とりあえず Terminal で測定値を見られるようにする。

流れ

・使用する機器
・Pi から測定値を見られない機器
・Pi で i2c を使えるようにする
・物を作る
・動作確認
・測定値を表示
・実行結果
・おまけ情報

使用する機器

・センサーは秋月電子で購入
HDC1000 : 温度、湿度
AELPS331: 大気圧、温度
Raspberry Pi 2 : 3でも同じかと

数年前に買ったので、両方とも売っていなかった。
誰か私に買ってくれればそれを使うのだが！

Pi から測定値をみられない機器

HDC1000 は Pi からプロトコル上参照できないので使えない。残念。
・ＳＨＴ３１使用　高精度温湿度センサモジュールキットを買えば直接使えるらしい。

Pi で i2c を使えるようにする

以下のコマンドを実行し有効にする。

sudo raspi-config

1	sudo raspi-config

物を作る

回路図がややこしいが単にAE-LPS331とコネクタを繋ぐだけ。
HDC1000は使えないが、PIC32で使えるようにしたので、以下の回路図になっている。
Pi とつなぐ CN4 のピンアサインはPiと同じなので1-10本だけ使う。
1番Pinが3.3Vなので、センサーの電源にはこれを使う。

動作確認

センサーがきちんとつながっているか確認する。
2つとも動作している。

pi@raspberrypi:~/FW042 $ i2cdetect -y 1
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: 40 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 5c -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --

pi@raspberrypi:~/FW042 $ i2cdetect -y 1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f

00: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

40: 40 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 5c -- -- --

60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

70: -- -- -- -- -- -- -- --

測定値を表示

PHP を使うがインストールされていないので、以下のコマンドで入れる。

sudo apt-get install php7.0 php7.0-php

1	sudo apt-get install php7.0 php7.0-php

以下のプログラムを実行。他の種類のセンサーでもちょっと変えれば動くはず。

<?php
 
function signed16hexdec($hex)
{
	$dec = hexdec($hex);
	if( $dec & 0x8000 ) {
		$dec = (~($dec -1) & 0xFFFF) * -1;
	}
	return $dec;
}
 
exec('i2cset -y 1 0x5c 0x20 0x90 b');	// boot & transmit 1s
function AELPS331_presser()
{
	$num1 = hexdec(exec('i2cget -y 1 0x5c 0x2A b'));
	$num2 = hexdec(exec('i2cget -y 1 0x5c 0x29 b'));
	$num3 = hexdec(exec('i2cget -y 1 0x5c 0x28 b'));
	$num4 = (($num1 << 16) + ($num2 << 8) + $num3) / 4096.0;
	return $num4;
}
 
function AELPS331_temp()
{
	$str2 = exec('i2cget -y 1 0x5c 0x2C b');
	$str1 = exec('i2cget -y 1 0x5c 0x2B b');
	$str3 = str_replace('0x', '', $str2 . $str1);
	$num1 = signed16hexdec($str3);
	$num2 = 42.5 + ($num1 / 480.0);
	return $num2;
}
 
while(1) {
	sleep(1);
	$num = AELPS331_presser();
	echo sprintf("%6.1f hPa\n", $num);
	$num = AELPS331_temp();
	echo sprintf("%6.1f c\n", $num);
}
 
?>

<?php

function signed16hexdec($hex)

{

$dec = hexdec($hex);

if( $dec & 0x8000 ) {

$dec = (~($dec -1) & 0xFFFF) * -1;

}

return $dec;

}

exec('i2cset -y 1 0x5c 0x20 0x90 b'); // boot & transmit 1s

function AELPS331_presser()

{

$num1 = hexdec(exec('i2cget -y 1 0x5c 0x2A b'));

$num2 = hexdec(exec('i2cget -y 1 0x5c 0x29 b'));

$num3 = hexdec(exec('i2cget -y 1 0x5c 0x28 b'));

$num4 = (($num1 << 16) + ($num2 << 8) + $num3) / 4096.0;

return $num4;

}

function AELPS331_temp()

{

$str2 = exec('i2cget -y 1 0x5c 0x2C b');

$str1 = exec('i2cget -y 1 0x5c 0x2B b');

$str3 = str_replace('0x', '', $str2 . $str1);

$num1 = signed16hexdec($str3);

$num2 = 42.5 + ($num1 / 480.0);

return $num2;

}

while(1) {

sleep(1);

$num = AELPS331_presser();

echo sprintf("%6.1f hPa\n", $num);

$num = AELPS331_temp();

echo sprintf("%6.1f c\n", $num);

}

実行結果

１秒おきに温度と気圧を表示する。

pi@raspberrypi:~/FW042 $ sudo php AE-LPS331.php
 997.3 hPa
  23.5 c
 997.3 hPa
  23.5 c

pi@raspberrypi:~/FW042 $ sudo php AE-LPS331.php

997.3 hPa

23.5 c

997.3 hPa

23.5 c

おまけ情報

標準で Repeated Start Condition に対応していないため、
/etc/modprobe.d/i2c.confというファイルを作成し，下記の内容を書き込む。
ptions i2c_bcm2708 combined=1

これを設定していないと動かないデバイスがおおい。

Raspberry Pi