作りながら学ぶArduino+=電子工作入門

　Arduino IDE1.8.8のボードの選択のところに、ボード名をArduino Uno Wifi Rev2の下に、Registers emulation "ATMEGA328"という項目が追加されています。この部分の動作を確認します。

●温湿度センサHTU21Dを利用

　I2Cインターフェースをもつ温湿度センサHTU21Dをつなぎます。HTU21Dのおもなスペックを示します。

• 動作電圧　1.5~3.6V
• 消費電流　測定時500uA（最大）
• 測定温度範囲　-40～+125℃
• 　分解能　　　0.01℃（14ビット）
• 　確度　　　　±0.3℃
• 　測定時間　14ビット；50ms
• 測定室度範囲　0～100%RH
• 　分解能　　　0.04%RH（12ビット）
• 　確度　　　　±2%RH
• 　測定時間　12ビット；16ms（最大）
• インターフェース　I2C（400kHz）

　接続です。HTU21Dボードはアマゾンで入手し、Vinに5Vを入れると3端子レギュレータで3.3Vが作られているようです。I2Cバスのプルアップ抵抗4.7kΩが入っています。

　I2Cscannerを動かします。0x40に見つけてきました。0x60は、暗号化のATECC608もしくはWi-FiのNina-W102のどちらかです。ATECC608のデータシートには下記の記述があり、

　　Programmable I2C address after data (secret) zone lock

　Nina-W102にはアドレスの記述はありませんでした。

●Adafruitのライブラリを入れる

　ライブラリでHDU21Dを検索し、Adafruitのライブラリを入れます。サンプルのHDU21DFtestを動かします。実行結果です。

　このときのSCLとSDA端子の信号をPicoscopeで見ます。信号のレベルは5Vです。

●ATMEGA4809モードにする

　Arduino IDEのRegisters emulation "ATMEGA328"の項目を「ATMEGA328」から「None(ATMEGA4809)」に変更してコンパイルします。

　同様に動きました。

●スケッチを作る

　動作が確認できたので、レジスタを操作して温度と湿度を読み出します。各種設定を行うレジスタはUser registerです。デフォルトの値は0x02です。温度と湿度のビット数はMSB（bit）とLSBの2ビットで設定しますが、分解のが最大のRH;12ビット、Temp;14ビットに設定されているので変更しません。また、ビット1はDisable OTP reloadで1に設定されて連続測定になっているので、変更せずに読み出します。

• リセット　0xfe
• User register書き込み 0xe6
• User register読み出し 0xe7
• 連続測定時の温度データ 0xe3
• 連続測定時の湿度データ 0xe5
• ワンタイム測定時の温度データ 0xf3
• ワンタイム測定時の湿度データ 0xf5

　データは2バイトで、MSB（byte）、LSBの順です。ほんとうは3バイト目にCRCがありますが、無視します。

 　読み出したデータから％RHと摂氏は、下記の式で求めます。

 　スケッチです。

#include <Wire.h>
#define HTU21D_address 0x40
#define reset 0xfe
#define TempeMeasurement 0xe3
#define HumidityMeasurement 0xe5
byte readbuffer[6];

void setup() {
    Serial.begin(9600);
    Serial.println("\nStart");
    Wire.begin();
    Wire.beginTransmission(HTU21D_address);
         Wire.write(reset);
    Wire.endTransmission();
    delay(100);
}

void loop() {
    Wire.beginTransmission(HTU21D_address);
        Wire.write(TempeMeasurement);
    Wire.endTransmission();
    delay(100);
    Wire.requestFrom(HTU21D_address,3);
        readbuffer[0] = Wire.read(); readbuffer[1] = Wire.read() ;readbuffer[2] = Wire.read(); 
    int Temp0 = ( readbuffer[0] << 8 | readbuffer[1] ) ; 
// Serial.print("Temp_oF ");Serial.println(String(Temp0,HEX));
    float Temp = -46.85 + 175.72 * Temp0 * 0.00001525878L;
    Serial.print("Temp ");Serial.println(Temp,1);
    Wire.beginTransmission(HTU21D_address);
        Wire.write(HumidityMeasurement);
    Wire.endTransmission();
    delay(100);
    Wire.requestFrom(HTU21D_address,3);
        readbuffer[0] = Wire.read(); readbuffer[1] = Wire.read() ;readbuffer[2] = Wire.read(); 
    uint16_t RH0 = readbuffer[0] << 8 | readbuffer[1] ; 
 // Serial.print("RH_0 ");Serial.println(String(RH0));
    float RH = -6 + 125.0 * RH0 * 0.00001525878L;
    Serial.print(" ");Serial.print(RH,0);Serial.println(" RH");
    Serial.println("--- ");
    delay(2000);
}

　実行中の様子です。Registers emulationは"ATMEGA328"、"None(ATMEGA4809)" のどちらも動きました。