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2018年8月17日 (金)

温湿度センサモジュールAM2320を使ってみる

以前、秋月電子で購入した温湿度センサモジュールAM2320、
改めて仕様等を理解した上で利用してみました。

温湿度センサ モジュール AM2320
02

実際の製品はこんな感じです。

01

端子は左から(VCC、SDA、GND、SCL)となります。

3.1V~5.5Vに対応、I2C またはシングルバス(1-wireライク)に対応
I2C対応のため、以前使ったDHT11よりも使いやすいです。

今回はI2Cインタフェースで使ってみました。

仕様関連

・測定できる情報
    湿度  符号付16ビット  単位 摂氏(℃ )
    温度  符号付16ビット  相対湿度 単位 %

    モジュールから取得する生データは、実際の値に10をかけた値です。
    ですので、小数第一位の単位まで測定できます。

・コマンド
  Photo

・レジスタ
  Photo_2

使い方
   湿度・温度を読み取るだけであれば、
   ファンクションコード0x03(レジスタからの読み込み)の利用だけとなりますが、
   読み取る前にウェイク・アップさせる必要があります。

   手順
    1) スレーブアドレスを送って、モジュールをウェイク・アップさせます
       800μsec 以上待ちが必要、3msec以内に次の要求を送信ですが、
       Arduinoの実行側ででは、待ちは不要でも動作しました。

      補足
         スレーブアドレスを送信した場合、一般的なプロトコルとしては
         スレーブアドレスに該当するスレーブデバイスはACKを返します。
         ところが、このデバイスはスリープ状態のためか、ACKを返せないため
         I2Cバス的には、”該当するデバイス無し”となり、NAKが帰ってきます。

         ウェイク・アップでは、NAKが帰ってきた場合に、デバイス不在として判断せず、
         それ以降のデータ送信のNAKで
”該当するデバイス無し”を判断する必要があります。

    2) ファンクションコード0x03(レジスタからの読み取り)コマンドとその引数を送信する
       次の3バイトを送信します
          0x03(レジスタからの読み取り)
          読み取り開始レジスタ番号(1バイト)
          読み込みデータ数(1バイト)

    3)モジュールからのデータを読み取ります
       読み取りデータは、次の表のように
       指定したデータの他に先頭に2バイト、末尾に2バイトのデータが付加されます。
       4バイト余分にデータを取得する必要があります。
      
       Photo_3

実際にArduino Unoでサンプルスケッチを作成して、動作確認してみました。

  Dscn8695

  結線
   センサー端子    Arduino Uno
    1: VCC               5V
    2: SDA               A4(SDA)
    3: GND               GND
    4: SCL               A5(SCL)

    I2C接続ではプルアップ抵抗が必要ですが、Wireライブラリではマイコン内部にて
    プルアップが行われるためこの構成では不要となります。

1秒間隔でデータを読み取って表示します。
センサーモジュールのウェイク・アップさせるのがミソです。

スケッチ

//
// 湿温度センサー AM2320 I2C接続サンプル
//

#include <Wire.h>
#define DEV_ADR 0x5c  // AM2320スレーブアドレス

uint8_t data[8];

void setup() {
  Wire.begin();            
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  // AM2320センサーのウェイクアップ
  Wire.beginTransmission(DEV_ADR);
  Wire.endTransmission();

  // 湿度・温度データ取得要求
  Wire.beginTransmission(DEV_ADR);
  Wire.write(0x03);         // レジスタ読み取りコマンド
  Wire.write(0x00);         // 読み取り開始レジスタ番号
  Wire.write(0x04);         // 読み取りデータ数    
  Wire.endTransmission();

  // データの取得
  Wire.requestFrom(DEV_ADR,8); 
  if (Wire.available() >= 8) {
    for (uint8_t i=0; i<8; i++) {
      data[i] = Wire.read();
    }
    
    float rh = ((float)(data[2]*256+data[3]))/10; // 湿度
    float tp = ((float)(data[4]*256+data[5]))/10; // 温度
    
    // 湿度・温度の表示
    Serial.print("T=");
    Serial.print(tp);
    Serial.print("c");
    Serial.print(" H=");
    Serial.print(rh);
    Serial.println("%");
  }
  delay(1000);
}

実行結果

   03

部屋にある室温計と比較すると、まあまあの精度の値が読めています。

折角なので、豊四季タイニーBASIC for Arduino機能拡張版(+ VFD MW25616L対応)
でも試してみました。
使うハードウェア写真の構成のまま、スケッチを書き換えて利用しました。

BASICのプログラム

10 'AM2320
20 CLS
30 A=$5C
40 B=MEM
50 POKE B,$03,$00,$04
60 W=I2CW(A,B,0,B,0)
70 R=I2CR(A,B,3,B+3,8)
80 IF R ?"ERROR":GOTO 60
90 H=PEEK(B+5)*256+PEEK(B+6)
100 T=PEEK(B+7)*256+PEEK(B+8)
110 ?"湿度 ";DMP$(H,1);"% ";
120 ?"温度 ";DMP$(T,1);"℃"
130 WAIT 1000
140 GOTO 60

実際のプログラム

04

実行結果

05

BASICでも問題なく動作しました。
I2Cを使う際の事前にPOKEコマンドでメモリーに値をセットするのが
若干使い勝手が悪いです。
I2CW、I2CRコマンドの引数に直接送信するデータを記述する形式の方が
使いやすかもしれません。ちょっと検討してみます。

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