センサ・シリーズ　温湿度①SHT31 その2 測定と波形

　前回の測定の波形を見ます。使っているのは2チャネルのオシロスコープPicoScope 5242Bです。I2Cのシリアル・デコードは標準機能です。使用環境のノイズが多いので、カットオフ周波数1MHzのローパス・フィルタの機能を有効にしているので、波形は少しなまっています。

　前回のプログラムでは、転送速度は設定していないので100kHzです。

　前回のプログラムの出力です。

　詳しく見ていきます。繰り返されているのは次の命令です。コマンド0xffを送ったら、6バイトを各変数に読み取ります。

dataTmsb, dataTlsb, dataTcrc, dataHmsb, dataHlsb, dataTcrc = i2c.read_i2c_block_data(addr,0xff,6)

●スタート・コンディションとスレーブ・アドレスから始まる

　通信開始部分の拡大です。スレーブ・アドレスが書き込みで発行されました。

　0xffがバスに出たので、スレーブはそれを取り込んでACKを出します。

　再度スレーブ・アドレスが出ますが、今度はReadです。マスタはスレーブ・デバイスがセンサの値をバスに出すのを読もうと待ちかまえます。

　最初は温度の3バイトです。温度2バイトとCRCが1バイトの構成です。ACK（黄色）を出しているのはマスタです。

　次は湿度の3バイトです。

　5回1バイトを受け取るごとにマスタはACKを出しました。最後の1バイトを受け取るとNACK（Negative ACKnowledgement）を出します。そして、ストップ・コンディションに移行し、一連の通信が終了します。

●転送速度を400kHzに上げる

　ターミナルで、sudo nano /boot/config.txt と打ち込んでファイルを開きます。次の行を最後に追加し、書き込みます（CTRL-o CTRL-x）。

　dtparam=i2c_arm_baudrate=400000

　rebootします。イコールの前後にスペースがあると有効になりません。

　正常に通信できています。

　SHT31の上限1MHzに変更しましたが、Remote I/O errorが出ました。400kHzに戻します。

●単発測定コマンド、クロック・ストレッチの有無

　ここまでは、周期的連続測定コマンドを利用しました。ここから、単発測定コマンド、クロック・ストレッチ無効、繰返し精度レベル-高のコマンド0x24、0x00を設定します。

　プログラムです。単発なので、ループの中でコマンドを発行し、読み取ります。

import smbus
import time
i2c = smbus.SMBus(1)
addr = 0x44

#main

while 1:
    i2c.write_byte_data(addr, 0x24, 0x00)
    time.sleep(0.015)
    dataTmsb, dataTlsb, dataTcrc, dataHmsb, dataHlsb, dataTcrc = i2c.read_i2c_block_data(addr, 0xff, 6)
    rawT = dataTmsb << 8 | dataTlsb
    rawR = dataHmsb << 8 | dataHlsb
    print (' tempData= {0:0>16b} 0x{1:x}  HumidityData= {2:0>16b} 0x{3:x}'.format(rawT, rawT, rawR, rawR) )
    temp = -45 + rawT * 175 / 65535
    RH = 100 * rawR / 65535
    print(' temp= {0:.1f} `C,  humi= {1:.1f} RH%'.format(temp, RH))
    time.sleep(3)
    print ("---")

　実行結果の表示です。