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Raspberry Pi

ラズパイ5 pythonの仮想環境 ⑤ 温湿度センサSHT45＜その2＞

　温湿度センサSHT45は、SHT3xの後に出てきたSHT4xの中でも確度の高いモデルです。

　SHT31は、このWebでも何度も取り上げています。

　Adafruitが販売している温湿度センサSHT4xボードは、執筆時点で3種類あります。I2Cバスのアクセスなどの使い方は、まったく同じです。

　

  SHT40 SHT41 SHT45
湿度  ±1.8% typ
（25～75%）		  ±1.8% typ
（25～75%）		  ±1% typ
（25～75%）
0 ～ 100% RH での標準確度は ±3% 0 ～ 100% RH での標準確度は ±2%  
温度 ±0.2 °C typ
（0～75 °C）		 ±0.2 °C typ
（0～75 °C）		 ±0.1 °C typ
（0～75 °C）

　I2Cのスレーブ・アドレスは0x44と0x45が利用できるが、工場出荷時の設定なので、ここで利用でするAdafruitの製品は0x44固定です。

●AdafruitのStemma QT/Qwiicボード

　ボードの利用ページ

　Stemma QT/Qwiic（JST SH 4ピン）コネクタは2か所に装着されていて、どちらにつないでもかまいません。このコネクタを使ってI2Cで制御する場合、特に、ジャンパ線をつなぐなどは不要です。

　コネクタは、表と裏のどちらも差し込めそうですが、ピンが内部の上部に並んでいるので、差し込める方向は一意です。ロック機構はないですが、すぐに抜けるということはありません。

●温湿度センサSHT45のおもなスペック

　SHT4xのデータシート

  • 電源電圧　 1.08～3.6V
  • 平均供給電流　0.4 µA
  • 湿度　確度；±1.0%RH、分解能；0.01%RH　応答速度；4秒
  • 温度　確度；±0.1℃、分解能；0.01℃　　応答速度；2秒
  • ヒータ内蔵
  • インターフェース　I2C（0～400kHz）
  • スレーブ・アドレス　0x44（固定）

●環境

  • ハードウェア　Raspberry Pi 5（4GBモデル）
  • OS　Raspberry Pi OS （64ビット）、リリース日December 5th 2023
  • Windows10 22H2にて、ssh（OpenSSH_9.2p1 Debian-2+deb12u2, OpenSSL 3.0.11 19 Sep 2023）および、VNC Viewerを動作させている


●接続

●smbus2を使う

　失敗しました。

　SHT31と同じようにアクセスできると考え、smbus2ライブラリを利用してプログラムを作りましたが、6バイトのデータ読み出し部分でI/Oエラーになりました。

　データシートによれば、I2Cバスからセンサのデータ読み出しは下記の仕様に従います（SHT3xとは異なる）。

i2c.write_byte(addr, 0xfd)
time.sleep(0.2)
data = i2c.read_block_data(addr,6)

　i2c.read_byte(addr)を使って1バイト目は読めるのですが、そのあとがI/Oエラーとなって読み出せません。

●デバイス・ドライバを使う

　　ラズパイ2023年10月更新 bookworm ④ 気圧センサBME280をデバイス・ドライバで利用

の中で、sht4xがサポートされていることがわかります。

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,<param>=<val>

...

 sht4x                   Select the Sensirion SHT4x temperature and
                                humidity sensors. Valid addresses 0x44-0x45,
                                default 0x44

　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,sht4x

　CTRL-Oで上書き保存をし、CTRL-Xでnanoを抜けます。reboot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。

　0x44のところはUUと表示され、SHT45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。

 /sys/bus/i2c/devices/1-0044/hwmon/hwmon2

に、temp1_inputとhumidity1_inputのテキスト・ファイルができています。1-0044は1-0045かもしれません、hwmon2はhwmon3かもしれません。

$ cat /sys/bus/i2c/devices/1-0044/hwmon/hwmon2/temp1_input
20133
$ cat /sys/bus/i2c/devices/1-0044/hwmon/hwmon2/humidity1_input
38506

　どちらの千倍の整数値なので、20.133℃、38.506%だとわかります。

 　読み出しのプログラムです。

import time
while 1:
    f = open('/sys/bus/i2c/devices/1-0044/hwmon/hwmon2/temp1_input')
    Temp = round(int(f.read()) / 1000.0, 1)
    f.close
    f = open('/sys/bus/i2c/devices/1-0044/hwmon/hwmon2/humidity1_input')
    Humi = round(int(f.read()) / 1000.0, 0)
    f.close

    message = "Temp : %sC, Humi : %sRH"
    print(message % (Temp, Humi))
    time.sleep(2)

　実行中の様子です。

　I2Cバスの様子です。

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