Raspberry Piと温湿度センサモジュール(AE-SHT3X)をI2C接続する

Raspberry Pi
√

Raspberry Piに秋月電子で買ったI2C接続の温湿度センサモジュールを接続し温度と湿度を取得するための手順メモ．畑監視システムでは温度と湿度情報は，作物を元気に育てる環境を知るために必須．

使用機器

使用する機器は以下の通り．

  • Raspberry Pi 2 model B
  • 温湿度センサモジュール AE-SHT3X（秋月電子で購入）

※この温湿度センサは，データシート上では温度測定精度±0.2℃，相対湿度精度±2%RHとのこと．


Raspberry Pi 2 Model B (1)

配線と接続状態の確認

温湿度センサモジュールとRaspberry Piは以下のように接続する．

  1. 端子1（VDD）→　Raspberry Pi Pin01(3.3V)
  2. 端子2（SDA）→　Raspberry Pi Pin03(SDA1)
  3. 端子3（SCL）→　Raspberry Pi Pin05(SCL1)
  4. 端子4（ADR）→　接続なし
  5. 端子5（GND）→　Raspberry Pi Pin06(GND)

f:id:EleTECH:20190218223800p:plain
配線した状態
この状態で，Raspberry PiのI2Cの機能を使ってまず簡単にI2C接続のテストをしておく．まずは以下のコマンド．

pi@raspberrypi:~ $ sudo raspi-config

すると以下のような画面になる．

f:id:EleTECH:20190218224634p:plain
Raspi-config
5つ目のInterfacing Optionsを選択すると，以下の画面となる．
f:id:EleTECH:20190218224741p:plain
I2Cを有効にする
これのI2Cを選択して，Enable（有効）にする．その後，一度再起動するとI2C機能ターミナル上で簡単に使えるようになる．
再起動出来たら，ターミナル上で以下のようにコマンドを打ってみる．

pi@raspberrypi:~ $ 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: -- -- -- -- -- 45 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
70: -- -- -- -- -- -- -- --

i2cdetetコマンドは，接続されているI2Cデバイスを検出し，そのアドレスを表示してくれる．温湿度センサモジュールのアドレスは，アドレスピンをどこにも繋いでいない状態では0x45とデータシートに書いてあるので，これが検出されていることがわかる．これで，正しく配線ができていることがわかった．

Python3でのプログラム

以下のようなプログラムを作成．ライブラリが落ちてなかったので，以下のサイトを参考にさせて頂きながらササっと書いて時間短縮．
（https://www.denshi.club/pc/raspi/post-8.html）

import smbus
import time
i2c = smbus.SMBus(1)
addr=0x45

def sign16(x):
    return ( -(x & 0b1000000000000000) |
                  (x & 0b0111111111111111) )
 
while 1:
    #send  address
    i2c.write_byte_data(addr,0xe0,0x0)

    #read data
    data = i2c.read_i2c_block_data(addr,0x0,6)

    #calculate temparature data
    raw_data_T = ((data[0]) << 8) | (data[1]) 
    calc_T = sign16(int(hex(raw_data_T),16))
    Temparature = round(-45 + 175 * calc_T / (2**16 - 1), 1)

    #calculate humidity data
    raw_data_RH = ((data[3]) << 8) | (data[4])
    RelativeHumi = round(100 * raw_data_RH / (2**16 - 1), 1)

    #print data
    print (str(Temparature) +"degC") 
    print (str(RelativeHumi) +"%RH")

    #wait for data conversion
    time.sleep(1)

湿度に関しては測定精度±2%RHだが，温度に合わせてとりあえず少数第一位にしている．これをターミナル上でコンパイルすると以下のようになる．

pi@raspberrypi:~ $ sudo python3 i2c_temp.py i2c_temp
19.0degC
48.9%RH
19.0degC
48.9%RH
19.4degC
48.9%RH
20.2degC
52.3%RH
19.9degC
59.2%RH
19.9degC
61.9%RH
19.8degC
61.7%RH
19.7degC
60.5%RH
19.7degC
59.2%RH
19.7degC
57.8%RH

温度と湿度が取得できていることを確認．本当に計測できているか不安だったので息を吹きかけている．息を吹きかけたら温度と湿度が上昇しているので，何となく測定できてそう．とりあえず今回は時間がないのでI2Cの波形確認などそういうのは無しで…時間あればいつか追記・解説します…

参考

以下のWebサイトを参考にさせて頂きました．