概要
I2C デバイス (温湿度センサー HTU21D) を micro:bit に外づけしてみる。I2C バスは micro:bit の標準端子 (P19 が SCL、P20 が SDA) をそのまま使った。プログラミング言語には MicroPython を使った。
I2C の write 操作 (マスターからスレーブへのデータ転送)
構文: microbit.i2c.write(スレーブアドレス, バイト列 [, repeat=False])
-
repeat=はオプション (Falseがデフォルト)。repeat=Trueを指定すれば Repeated Start となる。 - スレーブアドレスは 7 ビットで指定する。
- バイト列は以下の例では bytes() で作ったが bytearray() でもよい。bytes() で作った場合は tuple と同じで変更はできない。
I2C の read 操作 (スレーブからマスターへのデータ転送)
構文: microbit.i2c.read(スレーブアドレス, バイト数 [, repeat=False])
-
repeat=はオプション (Falseがデフォルト)。repeat=Trueを指定すれば Repeated Start となる。 - スレーブアドレスは 7 ビットで指定する。
温度、湿度を読む出すための MicroPython スクリプト
温度、湿度の取得のほか、ソフトリセット、ユーザーレジスタの読み出し、測定分解能の変更もできるようにした。中身は前回 mbed 用に作ったコードと同じである。最新版は GitHub にある。
HTU21D.py
from microbit import *
class HTU21D:
def __init__(self):
self.HTDU21D_ADDRESS = 0x40
self.TRIGGER_TEMP_MEASURE_HOLD = 0xE3
self.TRIGGER_HUMD_MEASURE_HOLD = 0xE5
self.SHIFTED_DIVISOR = (2**8 + 2**5 + 2**4 + 1)<<15
self.READ_USER_REG = 0xE7
self.WRITE_USER_REG = 0xE6
self.SOFT_RESET = 0xFE
self.RH12_TEMP14 = 0b00000000
self.RH08_TEMP12 = 0b00000001
self.RH10_TEMP13 = 0b10000000
self.RH11_TEMP11 = 0b10000001
def readTemp(self):
buf = bytes([self.TRIGGER_TEMP_MEASURE_HOLD])
i2c.write(self.HTDU21D_ADDRESS, buf)
msb, lsb, crc = i2c.read(self.HTDU21D_ADDRESS, 3)
crcResult = self.__check_crc(msb, lsb, crc)
raw = (msb<<8 | lsb) & 0xfffc
temp = -46.85 + 175.72 * raw / 65536.0
return temp if crcResult == 0 else crcResult
def readHumid(self):
buf = bytes([self.TRIGGER_HUMD_MEASURE_HOLD])
i2c.write(self.HTDU21D_ADDRESS, buf)
msb, lsb, crc = i2c.read(self.HTDU21D_ADDRESS, 3)
crcResult = self.__check_crc(msb, lsb, crc)
raw = (msb<<8 | lsb) & 0xfffc
humid = -6.0 + 125.0 * raw / 65536.0
return humid if crcResult == 0 else crcResult
def __check_crc(self, msb, lsb, crc):
divisor = self.SHIFTED_DIVISOR
remainder = msb<<16 | lsb<<8 | crc
for i in range(23, 7, -1):
if remainder & 1<<i:
remainder ^= divisor
divisor >>= 1
return 0 if remainder == 0 else 999
def readUserRegister(self):
buf = bytes([self.READ_USER_REG])
i2c.write(self.HTDU21D_ADDRESS, buf)
return i2c.read(self.HTDU21D_ADDRESS, 1)
def setResolution(self, resolution):
userRegister = self.readUserRegister()[0]
userRegister &= 0b01111110
resolution &= 0b10000001
userRegister |= resolution
buf = bytes([self.WRITE_USER_REG, userRegister])
i2c.write(self.HTDU21D_ADDRESS, buf)
def softReset(self):
buf = bytes([self.SOFT_RESET])
i2c.write(self.HTDU21D_ADDRESS, buf)
##############
# how to use #
##############
if __name__ == "__main__":
HTU = HTU21D()
#HTU.softReset() # To soft-reset the HTU21D, uncomment this line.
#HTU.setResolution(HTU.RH12_TEMP14) # You can select one of the four resolutions.
#HTU.setResolution(HTU.RH08_TEMP12)
#HTU.setResolution(HTU.RH10_TEMP13)
#HTU.setResolution(HTU.RH11_TEMP11)
while True:
#print(HTU.readUserRegister()) # To serial.print the user register, uncomment this line.
temp = HTU.readTemp()
humid = HTU.readHumid()
print("%.1f C, %.1f %%" % (temp, humid))
sleep(1000)
実行結果
参考
- Harry Fairhead, micro:bit IoT in C, I/O Press, pp.91-101
- 勝 純一, mbed 電子工作レシピ, 翔泳社
- HTU21D データシート
- https://qiita.com/inachi/items/6ed7c42dc1faa35ba89c