第2回目は、気圧センサLPS22HBを利用し、I2Cバスのアクセスは、smbus2ライブラリを利用してpythonで記述しました。
ここでは、気圧センサBME280を利用します。温度、気圧、湿度が読み出せます。LPS22HBのつながっているI2CバスにStemma QT/Qwiicコネクタで増設します。LPS22HBをつなげたままにしているのは、外すのが面倒だっただけで他意はありません。両端がStemma QT/Qwiicコネクタのケーブルは市販されています。ラズパイのI2Cピン付近にStemma QT/Qwiicコネクタのメスが付いた製品もどこかで見かけました。
BME280は、ラズパイにはデバイス・ドライバが用意されているので、組み込んで、温度、気圧、湿度が読み出します。/boot/overlaysのREADMEによると、I2Cバス用のセンサは、各種利用できるようです。
Name: i2c-sensor
Info: Adds support for a number of I2C barometric pressure, temperature,
light level and chemical sensors on i2c_arm
Load: dtoverlay=i2c-sensor,=
Params: addr Set the address for the BH1750, BME280, BME680,
BMP280, CCS811, DS1621, HDC100X, JC42, LM75,
MCP980x, MPU6050, MPU9250, MS5637, MS5803,
MS5805, MS5837, MS8607, SHT3x or TMP102
aht10 Select the Aosong AHT10 temperature and humidity
sensor
bh1750 Select the Rohm BH1750 ambient light sensor
Valid addresses 0x23 or 0x5c, default 0x23
bme280 Select the Bosch Sensortronic BME280
Valid addresses 0x76-0x77, default 0x76
bme680 Select the Bosch Sensortronic BME680
Valid addresses 0x76-0x77, default 0x76
bmp085 Select the Bosch Sensortronic BMP085
bmp180 Select the Bosch Sensortronic BMP180
bmp280 Select the Bosch Sensortronic BMP280
Valid addresses 0x76-0x77, default 0x76
bno055 Select the Bosch Sensortronic BNO055 IMU
Valid address 0x28-0x29, default 0x29
ccs811 Select the AMS CCS811 digital gas sensor
Valid addresses 0x5a-0x5b, default 0x5b
ds1621 Select the Dallas Semiconductors DS1621 temp
sensor. Valid addresses 0x48-0x4f, default 0x48
hdc100x Select the Texas Instruments HDC100x temp sensor
Valid addresses 0x40-0x43, default 0x40
htu21 Select the HTU21 temperature and humidity sensor
int_pin Set the GPIO to use for interrupts (max30102,
mpu6050 and mpu9250 only)
jc42 Select any of the many JEDEC JC42.4-compliant
temperature sensors, including:
ADT7408, AT30TS00, CAT34TS02, CAT6095,
MAX6604, MCP9804, MCP9805, MCP9808,
MCP98242, MCP98243, MCP98244, MCP9843,
SE97, SE98, STTS424(E), STTS2002, STTS3000,
TSE2002, TSE2004, TS3000, and TS3001.
The default address is 0x18.
lm75 Select the Maxim LM75 temperature sensor
Valid addresses 0x48-0x4f, default 0x4f
lm75addr Deprecated - use addr parameter instead
max17040 Select the Maxim Integrated MAX17040 battery
monitor
max30102 Select the Maxim Integrated MAX30102 heart-rate
and blood-oxygen sensor
mcp980x Select the Maxim MCP980x range of temperature
sensors (i.e. MCP9800, MCP9801, MCP9802 and
MCP9803). N.B. For MCP9804, MCP9805 and MCP9808,
use the "jc42" option.
Valid addresses are 0x18-0x1f (default 0x18)
mpu6050 Select the InvenSense MPU6050 IMU. Valid
valid addresses are 0x68 and 0x69 (default 0x68)
mpu9250 Select the InvenSense MPU9250 IMU. Valid
valid addresses are 0x68 and 0x69 (default 0x68)
ms5637 Select the Measurement Specialities MS5637
pressure and temperature sensor.
ms5803 Select the Measurement Specialities MS5803
pressure and temperature sensor.
ms5805 Select the Measurement Specialities MS5805
pressure and temperature sensor.
ms5837 Select the Measurement Specialities MS5837
pressure and temperature sensor.
ms8607 Select the Measurement Specialities MS8607
pressure and temperature sensor.
no_timeout Disable the SMBUS timeout. N.B. Only supported
by some jc42 devices - using with an
incompatible device can stop it from being
activated.
reset_pin GPIO to be used to reset the device (bno055
only, disabled by default)
sht3x Select the Sensirion SHT3x temperature and
humidity sensors. Valid addresses 0x44-0x45,
default 0x44
sht4x Select the Sensirion SHT4x temperature and
humidity sensors. Valid addresses 0x44-0x45,
default 0x44
si7020 Select the Silicon Labs Si7013/20/21 humidity/
temperature sensor
sps30 Select the Sensirion SPS30 particulate matter
sensor. Fixed address 0x69.
sgp30 Select the Sensirion SGP30 VOC sensor.
Fixed address 0x58.
tmp102 Select the Texas Instruments TMP102 temp sensor
Valid addresses 0x48-0x4b, default 0x48
tsl4531 Select the AMS TSL4531 digital ambient light
sensor
veml6070 Select the Vishay VEML6070 ultraviolet light
sensor
i2c0 Choose the I2C0 bus on GPIOs 0&1
i2c_csi_dsi Choose the I2C0 bus on GPIOs 44&45
i2c3 Choose the I2C3 bus (configure with the i2c3
overlay - BCM2711 only)
i2c4 Choose the I2C3 bus (configure with the i2c3
overlay - BCM2711 only)
i2c5 Choose the I2C5 bus (configure with the i2c4
overlay - BCM2711 only)
i2c6 Choose the I2C6 bus (configure with the i2c6
overlay - BCM2711 only)
接続
BME280のデバイス・ドライバを組み込む
$ sudo nano /boot/config.txt
sudo nano /boot/firmware/config.txtを立ち上げ、最後の行に、次の1行を追加します。
dtoverlay = i2c-sensor,bme280,addr=0x77
dtoverlay=i2c-sensor,bme280,addr=0x77
イコールの前後のスペースは不要のようです。
スレーブ・アドレスはデフォルトが0x76なので、その場合は、addr=の記述は不要です。利用しているAdafruitのStemma QT/Qwiicボードはデフォルトが0x77なので、上記の記述になります。
デバイス・ドライバの組み込みのログをとるためには、そのあとに、つまり、最後の行にdtdebug=1を追加します。READMEの最後に書かれています。
CTRL-Oで上書き保存をし、CTRL-Xでnanoを抜けます。rebootします。
デバイス・ドライバの組み込み時のメッセージは、 sudo vcdbg log msgで読み出せます。 vcdbg はapt-getでinstallします。
リブート後システムが立ち上がったら、I2Cバスにつながっているセンサを表示します。
0x5dはLPS22HBです。0x77のところはUUと表示され、BME280のデバイス・ドライバが組み込まれたことを示しています。
デバイス・ドライバが組み込まれると次のディレクトリができているので、テキスト・ファイルを表示します。1-0077は、1-0076かもしれません。
$ ls /sys/bus/i2c/devices/1-0077/iio:device0/
in_humidityrelative_input in_pressure_oversampling_ratio name subsystem
in_humidityrelative_oversampling_ratio in_temp_input of_node uevent
in_pressure_input in_temp_oversampling_ratio power waiting_for_supplier
温度、気圧、湿度を読み出します。
$ cat /sys/bus/i2c/devices/i2c-1/1-0077/iio:device0/in_temp_input
20750
$ cat /sys/bus/i2c/devices/i2c-1/1-0077/iio:device0/in_pressure_input
101.522187500
$ cat /sys/bus/i2c/devices/i2c-1/1-0077/iio:device0/in_humidityrelative_input
36620
温度は千倍になっているので、20.75℃、気圧はPaなので、1015.22187500hPa、湿度は千倍になっているので、36.62%です。
読み出しのプログラムです。
import time
while 1:
f = open('/sys/bus/i2c/devices/1-0077/iio:device0/in_temp_input')
Temp = round(int(f.read()) / 1000.0, 1)
f.close
f = open('/sys/bus/i2c/devices/1-0077/iio:device0/in_humidityrelative_input')
Humi = round(int(f.read()) / 1000.0, 0)
f.close
f = open('/sys/bus/i2c/devices/1-0077/iio:device0/in_pressure_input')
Press = round(float(f.read()) * 10.0, 1)
f.close
message = "Temp : %sC, Humi : %sRH, Press : %shPa"
print(message % (Temp, Humi, Press))
time.sleep(2)
測定値をグラフィック・ディスプレイに表示
第3回目のコントローラST7789を使用したAdafruit 2.0" 320x240 Color IPS TFT Displayに、測定結果を表示します。
st7789のライブラリは入ったままです。
$ pip list | grep ST7*
ST7789 0.0.4
プログラムです。
import time
from PIL import Image
from PIL import ImageDraw
from PIL import ImageFont
import ST7789
disp = ST7789.ST7789(height=240,width=320,rotation=0,
port=0,cs=0,dc=22,rst=25,backlight=None,
spi_speed_hz=80 * 1000 * 1000
)
disp.begin()
img = Image.new('RGB', (disp.width, disp.height), color=(32, 32, 32))
draw = ImageDraw.Draw(img)
font = ImageFont.truetype("/usr/share/fonts/truetype/noto/NotoMono-Regular.ttf", 30)
draw.text((10,0),'Temp, press, Humi', font=font, fill=(255,0,0))
disp.display(img)
time.sleep(1)
while 1:
f = open('/sys/bus/i2c/devices/1-0077/iio:device0/in_temp_input')
Temp = round(int(f.read()) / 1000.0, 1)
f.close
f = open('/sys/bus/i2c/devices/1-0077/iio:device0/in_humidityrelative_input')
Humi = round(int(f.read()) / 1000.0, 0)
f.close
f = open('/sys/bus/i2c/devices/1-0077/iio:device0/in_pressure_input')
Press = round(float(f.read()) * 10.0, 1)
f.close
message = "Temp : %sC, Humi : %sRH, Press : %shPa"
print(message % (Temp, Humi, Press))
draw.rectangle((20, 50, 200,210), (32,32,32))
draw.text((20,50),str(Temp)+'`C', font=font, fill=(25,255,25))
draw.text((20,100),str(Humi) +'%', font=font, fill=(25,255,25))
draw.text((20,150),str(Press)+'hPa', font=font, fill=(25,255,25))
disp.display(img)
time.sleep(2)
実行結果です。
ラズパイ5で、頻繁にリード・エラーが出るようになった。リトライを組み込むのがよさそう
Traceback (most recent call last):
File "/home/yoshi/bme280_LCD.py", line 23, in <module>
Temp = round(int(f.read()) / 1000.0, 1)
^^^^^^^^
OSError: [Errno 5] Input/output error