ラズパイで温度・湿度・気圧センサーを使ってみる

BME280を搭載した温湿度・気圧センサーモジュールを使ってみます。

こんなやつ。

SWITCHSCIENCE社では、要はんだ付けのものが1650円、ピンヘッダ実装済のものは1980円也で売ってます。

メスーメスのジャンパー線でラズパイのGPIOのピンに結線します。

このモジュールの通信方法はI²CとSPI（3線式、4線式）２通りあります、ここではI²Cでやってみます。

I²C 通信の設定

＄sudo raspi-config

「5 Interfacing Option」を選んでリターン

「P5 I2C」を選んでリターン

「はい」を選んで、「了解」して「Finish」でraspi-config 終了後に再起動

確認

＄sudo i2cdetect -y 1

i2cdetectがないというエラーの場合

sudo apt-get install i2c-tools

1	sudo apt-get install i2c-tools

再度、 sudo i2cdetect -y 1を実行

I²C 通信用のライブラリィ smbus2 をインストール

＄sudo pip3 install smbus2

サンプルコードを入手して動作を確認

SWITCHSCIENCE社のGitHub

サンプルはPython2のものなので３用に修正

こんな感じ。

【bme280_sample.py】

#coding: utf-8

from smbus2 import SMBus
import time

bus_number  = 1
i2c_address = 0x76

bus = SMBus(bus_number)

digT = []
digP = []
digH = []

t_fine = 0.0


def writeReg(reg_address, data):
	bus.write_byte_data(i2c_address,reg_address,data)

def get_calib_param():
	calib = []
	
	for i in range (0x88,0x88+24):
		calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))
	calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,0xA1))
	for i in range (0xE1,0xE1+7):
		calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))

	digT.append((calib[1] << 8) | calib[0])
	digT.append((calib[3] << 8) | calib[2])
	digT.append((calib[5] << 8) | calib[4])
	digP.append((calib[7] << 8) | calib[6])
	digP.append((calib[9] << 8) | calib[8])
	digP.append((calib[11]<< 8) | calib[10])
	digP.append((calib[13]<< 8) | calib[12])
	digP.append((calib[15]<< 8) | calib[14])
	digP.append((calib[17]<< 8) | calib[16])
	digP.append((calib[19]<< 8) | calib[18])
	digP.append((calib[21]<< 8) | calib[20])
	digP.append((calib[23]<< 8) | calib[22])
	digH.append( calib[24] )
	digH.append((calib[26]<< 8) | calib[25])
	digH.append( calib[27] )
	digH.append((calib[28]<< 4) | (0x0F & calib[29]))
	digH.append((calib[30]<< 4) | ((calib[29] >> 4) & 0x0F))
	digH.append( calib[31] )
	
	for i in range(1,2):
		if digT[i] & 0x8000:
			digT[i] = (-digT[i] ^ 0xFFFF) + 1

	for i in range(1,8):
		if digP[i] & 0x8000:
			digP[i] = (-digP[i] ^ 0xFFFF) + 1

	for i in range(0,6):
		if digH[i] & 0x8000:
			digH[i] = (-digH[i] ^ 0xFFFF) + 1  

def readData():
	data = []
	for i in range (0xF7, 0xF7+8):
		data.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))
	pres_raw = (data[0] << 12) | (data[1] << 4) | (data[2] >> 4)
	temp_raw = (data[3] << 12) | (data[4] << 4) | (data[5] >> 4)
	hum_raw  = (data[6] << 8)  |  data[7]
	
	compensate_T(temp_raw)
	compensate_P(pres_raw)
	compensate_H(hum_raw)

def compensate_P(adc_P):
	global  t_fine
	pressure = 0.0
	
	v1 = (t_fine / 2.0) - 64000.0
	v2 = (((v1 / 4.0) * (v1 / 4.0)) / 2048) * digP[5]
	v2 = v2 + ((v1 * digP[4]) * 2.0)
	v2 = (v2 / 4.0) + (digP[3] * 65536.0)
	v1 = (((digP[2] * (((v1 / 4.0) * (v1 / 4.0)) / 8192)) / 8)  + ((digP[1] * v1) / 2.0)) / 262144
	v1 = ((32768 + v1) * digP[0]) / 32768
	
	if v1 == 0:
		return 0
	pressure = ((1048576 - adc_P) - (v2 / 4096)) * 3125
	if pressure < 0x80000000:
		pressure = (pressure * 2.0) / v1
	else:
		pressure = (pressure / v1) * 2
	v1 = (digP[8] * (((pressure / 8.0) * (pressure / 8.0)) / 8192.0)) / 4096
	v2 = ((pressure / 4.0) * digP[7]) / 8192.0
	pressure = pressure + ((v1 + v2 + digP[6]) / 16.0)  

	print ("pressure : %7.2f hPa" % (pressure/100))

def compensate_T(adc_T):
	global t_fine
	v1 = (adc_T / 16384.0 - digT[0] / 1024.0) * digT[1]
	v2 = (adc_T / 131072.0 - digT[0] / 8192.0) * (adc_T / 131072.0 - digT[0] / 8192.0) * digT[2]
	t_fine = v1 + v2
	temperature = t_fine / 5120.0
	print ("temp : %-6.2f ℃" % (temperature))

def compensate_H(adc_H):
	global t_fine
	var_h = t_fine - 76800.0
	if var_h != 0:
		var_h = (adc_H - (digH[3] * 64.0 + digH[4]/16384.0 * var_h)) * (digH[1] / 65536.0 * (1.0 + digH[5] / 67108864.0 * var_h * (1.0 + digH[2] / 67108864.0 * var_h)))
	else:
		return 0
	var_h = var_h * (1.0 - digH[0] * var_h / 524288.0)
	if var_h > 100.0:
		var_h = 100.0
	elif var_h < 0.0:
		var_h = 0.0
	print ("hum : %6.2f ％" % (var_h))


def setup():
	osrs_t = 1			#Temperature oversampling x 1
	osrs_p = 1			#Pressure oversampling x 1
	osrs_h = 1			#Humidity oversampling x 1
	mode   = 3			#Normal mode
	t_sb   = 5			#Tstandby 1000ms
	filter = 0			#Filter off
	spi3w_en = 0			#3-wire SPI Disable

	ctrl_meas_reg = (osrs_t << 5) | (osrs_p << 2) | mode
	config_reg    = (t_sb << 5) | (filter << 2) | spi3w_en
	ctrl_hum_reg  = osrs_h

	writeReg(0xF2,ctrl_hum_reg)
	writeReg(0xF4,ctrl_meas_reg)
	writeReg(0xF5,config_reg)


setup()
get_calib_param()


if __name__ == '__main__':
	try:
		readData()
	except KeyboardInterrupt:
		pass

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

#coding: utf-8

from smbus2 import SMBus

import time

bus_number = 1

i2c_address = 0x76

bus = SMBus(bus_number)

digT = []

digP = []

digH = []

t_fine = 0.0

def writeReg(reg_address, data):

bus.write_byte_data(i2c_address,reg_address,data)

def get_calib_param():

calib = []

for i in range (0x88,0x88+24):

calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))

calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,0xA1))

for i in range (0xE1,0xE1+7):

calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))

digT.append((calib[1] << 8) | calib[0])

digT.append((calib[3] << 8) | calib[2])

digT.append((calib[5] << 8) | calib[4])

digP.append((calib[7] << 8) | calib[6])

digP.append((calib[9] << 8) | calib[8])

digP.append((calib[11]<< 8) | calib[10])

digP.append((calib[13]<< 8) | calib[12])

digP.append((calib[15]<< 8) | calib[14])

digP.append((calib[17]<< 8) | calib[16])

digP.append((calib[19]<< 8) | calib[18])

digP.append((calib[21]<< 8) | calib[20])

digP.append((calib[23]<< 8) | calib[22])

digH.append( calib[24] )

digH.append((calib[26]<< 8) | calib[25])

digH.append( calib[27] )

digH.append((calib[28]<< 4) | (0x0F & calib[29]))

digH.append((calib[30]<< 4) | ((calib[29] >> 4) & 0x0F))

digH.append( calib[31] )

for i in range(1,2):

if digT[i] & 0x8000:

digT[i] = (-digT[i] ^ 0xFFFF) + 1

for i in range(1,8):

if digP[i] & 0x8000:

digP[i] = (-digP[i] ^ 0xFFFF) + 1

for i in range(0,6):

if digH[i] & 0x8000:

digH[i] = (-digH[i] ^ 0xFFFF) + 1

def readData():

data = []

for i in range (0xF7, 0xF7+8):

data.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))

pres_raw = (data[0] << 12) | (data[1] << 4) | (data[2] >> 4)

temp_raw = (data[3] << 12) | (data[4] << 4) | (data[5] >> 4)

hum_raw = (data[6] << 8) | data[7]

compensate_T(temp_raw)

compensate_P(pres_raw)

compensate_H(hum_raw)

def compensate_P(adc_P):

global t_fine

pressure = 0.0

v1 = (t_fine / 2.0) - 64000.0

v2 = (((v1 / 4.0) * (v1 / 4.0)) / 2048) * digP[5]

v2 = v2 + ((v1 * digP[4]) * 2.0)

v2 = (v2 / 4.0) + (digP[3] * 65536.0)

v1 = (((digP[2] * (((v1 / 4.0) * (v1 / 4.0)) / 8192)) / 8) + ((digP[1] * v1) / 2.0)) / 262144

v1 = ((32768 + v1) * digP[0]) / 32768

if v1 == 0:

return 0

pressure = ((1048576 - adc_P) - (v2 / 4096)) * 3125

if pressure < 0x80000000:

pressure = (pressure * 2.0) / v1

else:

pressure = (pressure / v1) * 2

v1 = (digP[8] * (((pressure / 8.0) * (pressure / 8.0)) / 8192.0)) / 4096

v2 = ((pressure / 4.0) * digP[7]) / 8192.0

pressure = pressure + ((v1 + v2 + digP[6]) / 16.0)

print ("pressure : %7.2f hPa" % (pressure/100))

def compensate_T(adc_T):

global t_fine

v1 = (adc_T / 16384.0 - digT[0] / 1024.0) * digT[1]

v2 = (adc_T / 131072.0 - digT[0] / 8192.0) * (adc_T / 131072.0 - digT[0] / 8192.0) * digT[2]

t_fine = v1 + v2

temperature = t_fine / 5120.0

print ("temp : %-6.2f ℃" % (temperature))

def compensate_H(adc_H):

global t_fine

var_h = t_fine - 76800.0

if var_h != 0:

var_h = (adc_H - (digH[3] * 64.0 + digH[4]/16384.0 * var_h)) * (digH[1] / 65536.0 * (1.0 + digH[5] / 67108864.0 * var_h * (1.0 + digH[2] / 67108864.0 * var_h)))

else:

return 0

var_h = var_h * (1.0 - digH[0] * var_h / 524288.0)

if var_h > 100.0:

var_h = 100.0

elif var_h < 0.0:

var_h = 0.0

print ("hum : %6.2f ％" % (var_h))

def setup():

osrs_t = 1 #Temperature oversampling x 1

osrs_p = 1 #Pressure oversampling x 1

osrs_h = 1 #Humidity oversampling x 1

mode = 3 #Normal mode

t_sb = 5 #Tstandby 1000ms

filter = 0 #Filter off

spi3w_en = 0 #3-wire SPI Disable

ctrl_meas_reg = (osrs_t << 5) | (osrs_p << 2) | mode

config_reg = (t_sb << 5) | (filter << 2) | spi3w_en

ctrl_hum_reg = osrs_h

writeReg(0xF2,ctrl_hum_reg)

writeReg(0xF4,ctrl_meas_reg)

writeReg(0xF5,config_reg)

setup()

get_calib_param()

if __name__ == '__main__':

try:

readData()

except KeyboardInterrupt:

pass

実行

＄python3 bme280_sample.py

RaspberryPi 3 Model B+、Zero WHで動作確認済

ラズパイのCPUはそこそこの熱を持つのでモジュールは出来るだけ離しておきましょう。

他のジョブと併用している場合などは、一気に８０度くらいになることがあります。

温度・気圧はだいたい正確なようですが、湿度がチト怪しいです。この個体特有なもの？

FRONT

地図と画像のサイト

ラズパイで温度・湿度・気圧センサーを使ってみる

Be the first to comment

Leave a Reply コメントをキャンセル