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Raspberry pi で環境計測構築

DHT11を使って温度湿度計測を行ったのだけど結局、計測値が暴れているのでもうちょと精度の良いBME280を使って計測してみた。

image.png

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配線も簡単で

PIN sensor

Raspi Pin

Vin
5v
電源 +5V or +3V
1

GND
GND
電源 GND
9

SDA
SDA
シリアルデータ
3

SCL
SCL
シリアルクロック
5

image.png

I2Cの準備として

image.png

76番地の接続チック

# sudo i2cdetect -y 1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
00: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- 76 --

76と表示されれば配線OK

ライブラリーの準備

# sudo apt install -y python-smbus

# sudo pip install smbus2

テストプログラム


BME280.py

#!/usr/bin/env python

# -*- coding: utf-8 -*-

import smbus2 as smbus
import time
import datetime

i2c_address = 0x76
bus_number = 1
bus = smbus.SMBus(bus_number)
digT = []
digP = []
digH = []

def get_calib_param():
calib = []

for i in range (0x88,0x88+24):
calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))
calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,0xA1))
for i in range (0xE1,0xE1+7):
calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))

digT.append((calib[1] << 8) | calib[0])
digT.append((calib[3] << 8) | calib[2])
digT.append((calib[5] << 8) | calib[4])
digP.append((calib[7] << 8) | calib[6])
digP.append((calib[9] << 8) | calib[8])
digP.append((calib[11]<< 8) | calib[10])
digP.append((calib[13]<< 8) | calib[12])
digP.append((calib[15]<< 8) | calib[14])
digP.append((calib[17]<< 8) | calib[16])
digP.append((calib[19]<< 8) | calib[18])
digP.append((calib[21]<< 8) | calib[20])
digP.append((calib[23]<< 8) | calib[22])
digH.append( calib[24] )
digH.append((calib[26]<< 8) | calib[25])
digH.append( calib[27] )
digH.append((calib[28]<< 4) | (0x0F & calib[29]))
digH.append((calib[30]<< 4) | ((calib[29] >> 4) & 0x0F))
digH.append( calib[31] )

for i in range(1,2):
if digT[i] & 0x8000: digT[i] = (-digT[i] ^ 0xFFFF) + 1

for i in range(1,8):
if digP[i] & 0x8000: digP[i] = (-digP[i] ^ 0xFFFF) + 1

for i in range(0,6):
if digH[i] & 0x8000: digH[i] = (-digH[i] ^ 0xFFFF) + 1

def get_data_bme280():
setup()
get_calib_param()
data = []
for i in range (0xF7, 0xF7+8):
data.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))
pres_raw = (data[0] << 12) | (data[1] << 4) | (data[2] >> 4)
temp_raw = (data[3] << 12) | (data[4] << 4) | (data[5] >> 4)
hum_raw = (data[6] << 8) | data[7]

temp, t_fine = get_temp(temp_raw)
pressure = get_pressure(pres_raw, t_fine )
humid = get_humid(hum_raw, t_fine )

return temp, humid, pressure

def get_pressure(adc_P, t_fine ):
pressure = 0.0

v1 = (t_fine / 2.0) - 64000.0
v2 = (((v1 / 4.0) * (v1 / 4.0)) / 2048) * digP[5]
v2 = v2 + ((v1 * digP[4]) * 2.0)
v2 = (v2 / 4.0) + (digP[3] * 65536.0)
v1 = (((digP[2] * (((v1 / 4.0) * (v1 / 4.0)) / 8192)) / 8) + ((digP[1] * v1) / 2.0)) / 262144
v1 = ((32768 + v1) * digP[0]) / 32768

if v1 == 0: return 0
pressure = ((1048576 - adc_P) - (v2 / 4096)) * 3125
if pressure < 0x80000000: pressure = (pressure * 2.0) / v1
else: pressure = (pressure / v1) * 2
v1 = (digP[8] * (((pressure / 8.0) * (pressure / 8.0)) / 8192.0)) / 4096
v2 = ((pressure / 4.0) * digP[7]) / 8192.0
pressure = pressure + ((v1 + v2 + digP[6]) / 16.0)
return pressure/100

def get_temp(adc_T):
t_fine = 0.0
v1 = (adc_T / 16384.0 - digT[0] / 1024.0) * digT[1]
v2 = (adc_T / 131072.0 - digT[0] / 8192.0) * (adc_T / 131072.0 - digT[0] / 8192.0) * digT[2]
t_fine = v1 + v2
return t_fine / 5120.0, t_fine

def get_humid(adc_H, t_fine ):
var_h = t_fine - 76800.0
if var_h != 0:
var_h = (adc_H - (digH[3] * 64.0 + digH[4]/16384.0 * var_h)) * (digH[1] / 65536.0 * (1.0 + digH[5] / 67108864.0 * var_h * (1.0 + digH[2] / 67108864.0 * var_h)))
else:
return 0
var_h = var_h * (1.0 - digH[0] * var_h / 524288.0)
if var_h > 100.0:
var_h = 100.0
elif var_h < 0.0:
var_h = 0.0

return var_h

def setup():
osrs_t = 1 #Temperature oversampling x 1
osrs_p = 1 #Pressure oversampling x 1
osrs_h = 1 #Humidity oversampling x 1
mode = 3 #Normal mode
t_sb = 5 #Tstandby 1000ms
filter = 0 #Filter off
spi3w_en = 0 #3-wire SPI Disable

ctrl_meas_reg = (osrs_t << 5) | (osrs_p << 2) | mode
config_reg = (t_sb << 5) | (filter << 2) | spi3w_en
ctrl_hum_reg = osrs_h
bus.write_byte_data(i2c_address, 0xF2,ctrl_hum_reg)
bus.write_byte_data(i2c_address, 0xF4,ctrl_meas_reg)
bus.write_byte_data(i2c_address, 0xF5,config_reg)

def main():
temp, humid, pressure = get_data_bme280()
print(str(datetime.datetime.now().strftime('%Y/%m/%d %H:%M:%S')),end="")
print(" 温度:%7.2f℃"%temp,end="")
print(" 湿度:%7.2f%"%humid,end="")
print(" 気圧:%7.2fhPa"%pressure)

if __name__ == '__main__':
for i in range(100):
main()
time.sleep(1)


出力結果

# python BME280.py

2019/07/01 16:47:15 温度: 27.54℃ 湿度: 59.19% 気圧: 999.74hPa
2019/07/01 16:47:16 温度: 27.53℃ 湿度: 59.18% 気圧: 992.90hPa
2019/07/01 16:47:18 温度: 27.54℃ 湿度: 59.18% 気圧: 999.74hPa
2019/07/01 16:47:19 温度: 27.54℃ 湿度: 59.18% 気圧: 992.63hPa
2019/07/01 16:47:20 温度: 27.54℃ 湿度: 59.18% 気圧: 999.76hPa
2019/07/01 16:47:21 温度: 27.54℃ 湿度: 59.14% 気圧: 992.69hPa
2019/07/01 16:47:22 温度: 27.54℃ 湿度: 59.12% 気圧: 999.79hPa
2019/07/01 16:47:23 温度: 27.53℃ 湿度: 59.13% 気圧: 992.90hPa
2019/07/01 16:47:24 温度: 27.54℃ 湿度: 59.12% 気圧: 999.76hPa
2019/07/01 16:47:25 温度: 27.53℃ 湿度: 59.13% 気圧: 992.93hPa
2019/07/01 16:47:26 温度: 27.54℃ 湿度: 59.11% 気圧: 999.68hPa
2019/07/01 16:47:27 温度: 27.54℃ 湿度: 59.13% 気圧: 992.63hPa
2019/07/01 16:47:28 温度: 27.53℃ 湿度: 59.12% 気圧: 999.72hPa
2019/07/01 16:47:29 温度: 27.53℃ 湿度: 59.11% 気圧: 993.14hPa
2019/07/01 16:47:30 温度: 27.53℃ 湿度: 59.11% 気圧: 999.72hPa
2019/07/01 16:47:31 温度: 27.54℃ 湿度: 59.09% 気圧: 992.63hPa
2019/07/01 16:47:32 温度: 27.54℃ 湿度: 59.09% 気圧: 999.71hPa
2019/07/01 16:47:33 温度: 27.53℃ 湿度: 59.08% 気圧: 993.23hPa
2019/07/01 16:47:34 温度: 27.53℃ 湿度: 59.09% 気圧: 999.72hPa
2019/07/01 16:47:35 温度: 27.54℃ 湿度: 59.09% 気圧: 992.69hPa
2019/07/01 16:47:36 温度: 27.54℃ 湿度: 59.11% 気圧: 999.74hPa
2019/07/01 16:47:37 温度: 27.54℃ 湿度: 59.10% 気圧: 992.63hPa

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