// 温湿度センサSHT31から温湿度データを取得するプログラムです
// SHT31はI2C (Inter-Integrated Circuit) 通信でデータを取得します
// SDA (Serial Data Line) と
// SCL (Serial Clock Line) という2本の信号線を使用します
// 準備するもの
// - ESP32
// - SHT31 温湿度センサ
// - ジャンパーワイヤー
// - ブレッドボード
// - USBケーブル
// 1. SHT31をブレッドボードに差し込む
// 2. SHT31のVCCをESP32の3.3Vに、GNDをGNDに、SCLを14番ピンに、SDAを27番ピンに接続
// SHT31の仕様
// https://akizukidenshi.com/catalog/g/g112125/
// 上記に詳細な仕様=データシートが記載されています
#include <Wire.h>
#define SDA 27 // SDAピンの設定 配線と一致していれば何番でも可
#define SCL 14 // SCLピンの設定 配線と一致していれば何番でも可
#define SHT31_ADDRESS 0x45
#define SHT31_SOFT_RESET_MSB 0x30
#define SHT31_SOFT_RESET_LSB 0xA2
#define SHT31_CLEAR_STATUS_REGISTER_MSB 0x30
#define SHT31_CLEAR_STATUS_REGISTER_LSB 0x41
#define SHT31_ON_BUILTIN_HEATER_MSB 0x30
#define SHT31_ON_BUILTIN_HEATER_LSB 0x6D
#define SHT31_OFF_BUILTIN_HEATER_MSB 0x30
#define SHT31_OFF_BUILTIN_HEATER_LSB 0x66
#define SHT31_SINGLE_MEASUREMENT_MSB 0x24
#define SHT31_SINGLE_MEASUREMENT_LSB 0x00
void setup() {
// ESP32とPCをUSBでつないだシリアル通信で接続します
// ESP32のデータがPCで確認できます(Arduino IDEの「シリアルモニタ」を使用)
Serial.begin(115200); // シリアル通信の速度(baud rate: ボーレート)を設定
// Arduino IDEの「シリアルモニタ」の速度を
// この数値に合わせてください
setup_sht32(SDA, SCL); // SHT31の初期設定
// SDA: 27番ピン, SCL: 14番ピンを指定します
}
void loop() {
float temp, hum; // 温湿度データを格納する変数
read_sht31(&temp, &hum); // 温湿度データを取得
// NOTE: 変数について…
// temp, humという"ハコ"を先に用意して
// そのハコに温湿度データを入れるイメージです
// 温湿度データをシリアルモニタに表示
// eg.) 温度：25.00℃ 湿度：50.00％
Serial.print("温度：");
Serial.print(temp);
Serial.print("℃ 湿度：");
Serial.print(hum);
Serial.println("％");
// 1秒ごとにデータを取得
delay(1000);
}
void setup_sht32(uint8_t sda, uint8_t scl) {
// 使用するピンを設定
Wire.begin(sda, scl); // SDA: 27番ピン, SCL: 14番ピン
// WireはI2C通信を行うためのライブラリです
// SHT31のリセット
Wire.beginTransmission(SHT31_ADDRESS); // 送信を開始するための準備
Wire.write(SHT31_SOFT_RESET_MSB); // リセットコマンドを送信 MSB: Most Significant Bit（上位ビット）
Wire.write(SHT31_SOFT_RESET_LSB); // リセットコマンドを送信 LSB: Least Significant Bit（下位ビット）
Wire.endTransmission();
/* MSB （上位ビット）、LSB （下位ビット）の順で送信します
ここでは0x30をMSB、0xA2をLSBとして送信することで機器のリセットを行っています
(データシート参照)
*/
delay(500); // リセット後に500ms待機
// レジスタ（記憶領域）のクリア
Wire.beginTransmission(SHT31_ADDRESS);
Wire.write(SHT31_CLEAR_STATUS_REGISTER_MSB);
Wire.write(SHT31_CLEAR_STATUS_REGISTER_LSB);
Wire.endTransmission();
delay(500);
// 内蔵ヒータOFF
Wire.beginTransmission(SHT31_ADDRESS);
Wire.write(SHT31_OFF_BUILTIN_HEATER_MSB);
Wire.write(SHT31_OFF_BUILTIN_HEATER_LSB);
Wire.endTransmission();
delay(500);
// シリアル文字出力
Serial.println("SHT31 Tempreture&Humidity Measurement start!!");
}
void read_sht31(float *temp, float *hum) {
unsigned int data[6]; // データ格納場所"data"の確保
const unsigned int size = 6; // データサイズの設定
// SHT31から温湿度データ取得
Wire.beginTransmission(SHT31_ADDRESS);
Wire.write(SHT31_SINGLE_MEASUREMENT_MSB);
Wire.write(SHT31_SINGLE_MEASUREMENT_LSB);
Wire.endTransmission();
delay(300);
// SHT31からsize=6byte=6文字のデータを受信する
Wire.requestFrom(SHT31_ADDRESS, size);
// データが6byte用意されるのを待つ
while (Wire.available() != size);
// データを読み込む
for (unsigned int i = 0; i < size; i++) {
data[i] = Wire.read();
}
// データをシリアルモニタに出力（確認用）
// for (unsigned int i = 0; i < size; i++) {
// Serial.print(data[i], HEX); // データを16進数で表示
// Serial.print(" ");
// }
// Serial.println();
// return;
/* データは
1. 2バイトの温度データ
2. 1バイトのCRC（Cyclic Redundancy Check）チェックサム=データの誤り検出符号
3. 2バイトの湿度データ
4. 1バイトのCRCチェックサム
のように格納されています
*/
/* --- CRC計算と検証(今回は省略) --- */
// uint8_t tempData[2] = {data[0], data[1]};
// uint8_t humidityData[2] = {data[3], data[4]};
// if (calculateCRC(tempData, 2) != data[2] || calculateCRC(humidityData, 2) != data[5]) {
// Serial.println("CRC error!");
// return;
// }
/* -------------------------------- */
/* --------------------------------------------- */
// データを可読な形に変換
// データシートの「測定データの物理量値への換算」
/* --------------------------------------------- */
// 温度データを計算
unsigned int t = (data[0] << 8) | data[1];
*temp = -45 + (175.0 * (float)t) / 65535.0;
// 湿度データを計算
unsigned int h = (data[3] << 8) | data[4];
*hum = 100.0 * (float)h / 65535.0;
}
// CRC-8計算関数
// 今回は説明を省略しますが、CRCはデータの誤り検出符号です
// 詳しくはデータシートの「CRC計算」を参照してください
uint8_t calculateCRC(uint8_t data[], uint8_t length) {
uint8_t crc = 0xFF; // CRC初期値
for (uint8_t i = 0; i < length; i++) {
crc ^= data[i]; // 現在のバイトをCRCにXORする
for (uint8_t j = 0; j < 8; j++) {
if (crc & 0x80) {
crc = (crc << 1) ^ 0x31; // ポリノミアル多項式 x^8 + x^5 + x^4 + 1 = 0x31
} else {
crc <<= 1;
}
}
}
return crc;
}