作りながら学ぶArduino+=電子工作入門

　ここでは、測定した温湿度のデータをグラフ化します。センサはI2CバスにつないだHTS221で、グラフィック・ディスプレイはSPIバスにつないだST7789です。

　HTS221は、AdafruitのStemma QT/Qwiicボードを利用しました。

　HTS221ボード解説のページ

●温湿度センサHTS221のおもなスペック

　HTS221のデータシート

• 電源電圧　 1.7～3.6V
• 電流　動作時；2uA、パワーダウン時；0.5uA
• 湿度　確度±3.5%RH（20～80%）、分解能0.004%RH
• 温度　確度±0.5℃（15～40 °C）、分解能0.016℃
• インターフェース　I2C（0～400kHz）、SPI（最大10MHz）
• スレーブ・アドレス　0x5f（固定）

●環境

• Arduino IDE；2.3.5
• Windows11；24H2
• Arduino UNO R4 WiFi 

●接続

●ライブラリの導入

　HTS221でライブラリを検索します。

　Adafuit HTS221ライブラリをインストールします。

　途中で、パネルが出る場合がありますが、全てをインストールを選びます。

●スケッチ

　サンプルのスケッチ例 -> Adafuit HTS221からadafruit_hts221_testを選択します。

　Qwiicコネクタに接続しているので、1か所変更します。

 if (!hts.begin_I2C(HTS221_I2CADDR_DEFAULT, &Wire1)) {

 

 

　実行している様子です。

 

 　I2Cバスの記述だけにします。

 

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_HTS221.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>

Adafruit_HTS221 hts;
void setup(void) {
  Serial.begin(9600);
  delay(2000);

  Serial.println("\nAdafruit HTS221 test!");

  // Try to initialize!
  if (!hts.begin_I2C(HTS221_I2CADDR_DEFAULT, &Wire1)) {
    Serial.println("Failed to find HTS221 chip");
    while (1) { delay(10); }
  }
  Serial.println("\nHTS221 Found!");

//  hts.setDataRate(HTS221_RATE_1_HZ);
  Serial.print("Data rate set to: ");
  switch (hts.getDataRate()) {
   case HTS221_RATE_ONE_SHOT: Serial.println("One Shot"); break;
   case HTS221_RATE_1_HZ: Serial.println("1 Hz"); break;
   case HTS221_RATE_7_HZ: Serial.println("7 Hz"); break;
   case HTS221_RATE_12_5_HZ: Serial.println("12.5 Hz"); break;
  }
  Serial.println(" ");
}

void loop() {
  sensors_event_t temp;
  sensors_event_t humidity;
  hts.getEvent(&humidity, &temp);// populate temp and humidity objects with fresh data
  Serial.print("Temperature: "); Serial.print(temp.temperature); Serial.println(" degrees C");
  Serial.print("Humidity: "); Serial.print(humidity.relative_humidity); Serial.println("% rH");

  delay(3000);
}

●グラフィック・ディスプレイをつなぐ

<温湿度のデータを表示>

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_HTS221.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>

Adafruit_HTS221 hts;

#include <Adafruit_GFX.h>    // Core graphics library
#include <Adafruit_ST7789.h> // Hardware-specific library for ST7789
#include <Fonts/FreeMonoBold12pt7b.h>
#include <Fonts/FreeMono12pt7b.h>
#define TFT_CS        10  // SS
#define TFT_RST        9  // Or set to -1 and connect to Arduino RESET pin
#define TFT_DC         8
Adafruit_ST7789 tft = Adafruit_ST7789(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);

float tempC, humi;

void setup(void) {
  Serial.begin(9600);
  delay(2000);

  Serial.println("\nAdafruit HTS221 test!");

  // Try to initialize!
  if (!hts.begin_I2C(HTS221_I2CADDR_DEFAULT, &Wire1)) {
    Serial.println("Failed to find HTS221 chip");
    while (1) { delay(10); }
  }
  Serial.println("\nHTS221 Found!");

//  hts.setDataRate(HTS221_RATE_1_HZ);
  Serial.print("Data rate set to: ");
  switch (hts.getDataRate()) {
   case HTS221_RATE_ONE_SHOT: Serial.println("One Shot"); break;
   case HTS221_RATE_1_HZ: Serial.println("1 Hz"); break;
   case HTS221_RATE_7_HZ: Serial.println("7 Hz"); break;
   case HTS221_RATE_12_5_HZ: Serial.println("12.5 Hz"); break;
  }
  Serial.println(" ");

  tft.init(240, 320);           // Init ST7789 320x240
  
  Serial.println(F("Initialized TFT"));
  tft.fillScreen(ST77XX_BLACK);
  tft.setRotation(1);
  tft.setFont(&FreeMono12pt7b);
    tft.setCursor(10, 50);
  tft.setTextColor(ST77XX_YELLOW);
  tft.setTextSize(1);
  tft.println("humi & temp");
  tft.drawRect(2+60, 62, 320-2-60, 240-64, ST77XX_GREEN);
}

void loop() {
  read_HTS221();
  Serial.print("Temperature: "); Serial.print(tempC); Serial.println(" degrees C");
  Serial.print("Humidity: "); Serial.print(humi); Serial.println("% rH");

  tft.fillRect(180,29,135,28,ST77XX_BLACK);
  tft.setCursor(180, 50);
  tft.setTextColor(ST77XX_WHITE);
  tft.setTextSize(1);
  tft.print(tempC,1); tft.print("'C ");  tft.print(humi,0); tft.print("%"); 

  delay(3000);
}

float read_HTS221() {
  sensors_event_t temp;
  sensors_event_t humidity;
  hts.getEvent(&humidity, &temp);// populate temp and humidity objects with fresh data
  tempC = temp.temperature;
  humi = humidity.relative_humidity;
  return tempC, humi;
}

<温度グラフ部分>

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_HTS221.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>

Adafruit_HTS221 hts;

#include <Adafruit_GFX.h>    // Core graphics library
#include <Adafruit_ST7789.h> // Hardware-specific library for ST7789
#include <Fonts/FreeMonoBold12pt7b.h>
#include <Fonts/FreeMono12pt7b.h>#define TFT_CS 10 // SS
#define TFT_RST        9  // Or set to -1 and connect to Arduino RESET pin
#define TFT_DC         8
Adafruit_ST7789 tft = Adafruit_ST7789(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);

float tempC, humi;

void setup(void) {
  Serial.begin(9600);
  delay(2000);
  Serial.println("\nAdafruit HTS221 test!");

  // Try to initialize!
  if (!hts.begin_I2C(HTS221_I2CADDR_DEFAULT, &Wire1)) {
    Serial.println("Failed to find HTS221 chip");
    while (1) { delay(10); }
  }
  Serial.println("\nHTS221 Found!");

//  hts.setDataRate(HTS221_RATE_1_HZ);
  Serial.print("Data rate set to: ");
  switch (hts.getDataRate()) {
   case HTS221_RATE_ONE_SHOT: Serial.println("One Shot"); break;
   case HTS221_RATE_1_HZ: Serial.println("1 Hz"); break;
   case HTS221_RATE_7_HZ: Serial.println("7 Hz"); break;
   case HTS221_RATE_12_5_HZ: Serial.println("12.5 Hz"); break;
  }
  Serial.println(" ");

  tft.init(240, 320);           // Init ST7789 320x240
  Serial.println(F("Initialized TFT"));
  tft.fillScreen(ST77XX_BLACK);
  tft.setRotation(1);
  tft.setFont(&FreeMono12pt7b);
    tft.setCursor(10, 50);
  tft.setTextColor(ST77XX_YELLOW);
  tft.setTextSize(1);
  tft.println("humi & temp");
  tft.drawRect(2+60, 62, 320-2-60, 240-64, ST77XX_GREEN);
  tft.drawLine(60-6,240-60,2+60,240-60, ST77XX_WHITE);  // 10;scale = 2
  tft.drawLine(60-6,240-60-60,2+60,240-60-60, ST77XX_WHITE);  // 40;scale = 2

}

#define xMax 245
#define loopDelay 3000
int x=xMax;
float xjiku[xMax];
int scale = 2;
int yoffset=200;
int Xjiku, Xjiku_org[xMax];
int Yjiku, Yjiku_org[xMax];

void loop() {
  read_HTS221();
  Serial.print("\nx: "); Serial.println(x); 
  Serial.print("Temperature: "); Serial.print(tempC); Serial.println(" degrees C");
  Serial.print("Humidity: "); Serial.print(humi); Serial.println("% rH");
  dispData();

  xjiku[xMax] = tempC;  // data shift
     for (int i = 1; i <= xMax; i++) {
        xjiku[i-1] = xjiku[i];
     }

  Serial.println("\n TFTdisplay start");

  tft.setCursor(60-6-44,240-60+5);
  tft.setTextColor(ST77XX_WHITE);
  tft.setTextSize(1);
  tft.println(10);
  tft.setCursor(60-6-44,240-60-60+5);
  tft.println(40);

  for (int i=xMax-1 ;i >=0 ; i--){
    if ((int)xjiku[i] != 0) {
      Xjiku = i + 320-7-xMax;
      Yjiku = -1 * xjiku[i] * scale + yoffset;
      tft.fillCircle(Xjiku, Yjiku, 2, ST77XX_ORANGE);
      Xjiku_org[i] =Xjiku;
      Yjiku_org[i] =Yjiku;
    }
  }

  if (x!=0) x--;
  if (x==0) x=xMax;
  delay(loopDelay);

  for (int i=xMax-1 ;i >=0 ; i--){
    if ((int)xjiku[i] != 0) {
      tft.fillCircle(Xjiku_org[i], Yjiku_org[i], 2, ST77XX_BLACK);
    }
  }
}

float read_HTS221() {
  sensors_event_t temp;
  sensors_event_t humidity;
  hts.getEvent(&humidity, &temp);// populate temp and humidity objects with fresh data
  tempC = temp.temperature;
  humi = humidity.relative_humidity;
  return tempC, humi;
}

void dispData(){
  tft.fillRect(180,29,135,28,ST77XX_BLACK);
  tft.setCursor(180, 50);
  tft.setTextColor(ST77XX_WHITE);
  tft.setTextSize(1);
  tft.print(tempC,1); tft.print("'C ");  tft.print(humi,0); tft.print("%"); 
}

　実行している様子です。