温度センサー(ADT7410)の使い方３

〔LM61CIZ〕〔Ａｒｄｕｉｎｏの動かせ方入門に戻る〕

以前に温度センサーのLM61CIZを使った記事は書きました、これはアナログ接続のセンサーでした。 *1)
今回はI2C接続の温度センサーADT7410の動作記事を書いて置きます。
ADT7410を使ったモジュールが秋月電子のこちらで販売されています。
(ADT7310のこちらは同じ物ですが接続がSPIとなります。)
このセンサーは電源2.7V-5.5Vで、精度±0.44℃(3.3V)、分解能0.0078℃(16bit)、温度-55-150℃と
高精度・高分解能と広い測定温度の様で、ちょっとぉ期待しちゃいますね。

尚、このセンサーは設定した温度に対してその温度以上や以下の監視を行いアラームを出力する
機能が有るのですが、このモジュールはアラーム出力ピン(INT/CT)が引き出されていません、
なのでここではこの機能については説明を省きます。

また、データシートは製造元のページを参照しましょう。

このADT7410には電源管理を目的とした4つの動作モードが有ります。

シャットダウンモード(Shutdown Mode)
　ここのページのスケッチでの初期化はこのモードから開始しています。
　このモード時はI2C回路以外は動作していない状態で約2uA(3.3V)の消費電流らしい。
　(レジスターへの読み書きは可能です)

連続測定モード(Continuous Mode)：デフォルト
　連続で測定を行います、測定するのに240ms程掛かるようです。
　240ms毎に測定されるのでデータは常に最新の様ですが、測定時の消費電流は210uA(3.3V)。

ワンショット(単発)測定モード(One Shot Mode)
　1回づつ測定するモードで、測定が完了すればシャットダウンモードになります。
　測定完了後240ms程でシャットダウンモードに移行します。

1秒間隔測定モード(1 SPS Mode)
　1秒周期で測定するモードです、消費電流は46uA(3.3V)。

《配線図》

　回路電源は５Ｖです。
　ですが、5Vは精度が±0.8℃(3.3V：±0.44℃)と
　落ちます注意しましょう。

　モジュールの"PU"に半田を盛ればモジュールで
　内蔵I2C用プルアップが出来ますが、ここでは
　外付け抵抗(10KΩ)にしています。

　"A0"・"A1"に半田を盛れば以下の表の様に
　センサーのI2Cアドレスが選択出来ます。

Ａ０	Ａ１	アドレス
０	０	０ｘ４８
０	１	０ｘ４９
１	０	０ｘ４Ａ
１	１	０ｘ４Ｂ

"1"で半田盛です、デフォルトは0x48となります。

ADT7410の"INT"ピンは設定した温度を超えた
場合と下回った場合に出力されるピンです。

ADT7410の"CT"ピンは設定した温度を超えると
出力され、温度ヒステリシス値以下になるまで
出力は保持されます。

(INT/CTピンともモジュールには端子は有りません)

《ダウンロードスケッチについて》

↓ここからArduino用サンプルスケッチファイルをダウンロードして下さい。
skADT7410.zip

解凍すると下の様に展開されます。

[skADT7410]─┬─[examples]───[Temperature]---　Temperature.ino
　　　　　　 ├　skADT7410.cpp
　　　　　　 ├　skADT7410.h
　　　　　　 └　keywords.txt

ライブラリの登録方法は、ここのページの登録方法1を参照してインストールしましょう。

Temperature.ino　・・・・本体のサンプルスケッチ
skADT7410.cpp　・・・・・温度センサー(ADT7410)用関数ライブラリソース
skADT7410.h　・・・・・・・ヘッダファイル
keywords.txt　・・・・・・・・キーワードファイル

Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．ｉｎｏ

Temperature.inoを開くには、
ＩＤＥを起動して、メニューバーの｢ファイル｣→｢スケッチの例｣→｢skADT7410｣→[Temperature]
をクリック操作すればファイルが開かれます。
次に、ＩＤＥツールバーの｢Upload｣ボタンをクリックしてコンパイルとarduinoボードに書込みを行います。

実行結果１

　IDEの[シリアルモニタ]画面を表示させましょう。

　こんな感じ(左図)に１秒毎に表示されると成功です
　"Initialization abnormal ans=?"と表示されたら失敗
　です、配線などをよ～くぅ確かめてみましょう。

ｓｋＡＤＴ７４１０．ｈ

温度センサー(ADT7410)用関数のインクルードファイルです。
関数ライブラリを利用する場合は、メニューバーの｢スケッチ｣→｢ライブラリを使用｣→｢skADT7410｣を
クリック操作すれば、"#include <skADT7410.h>"がスケッチに追加されます。
まぁ、手動でキー入力しても良いんですけどね。

ｓｋＡＤＴ７４１０．ｃｐｐ

まず利用する場合は下記２行をスケッチの最初に記述します。
#include <Wire.h>
#include <skADT7410.h>

setup( )関数内で下の様にＩ２Ｃを使用する為の初期化処理を記述します。("Temperature.ino"を参照)
Wire.begin() ;　　　// マスターとする

※ デバイスのI2C通信速度は最大400KHzまでの様ですがArduinoは100KHzで初期化されます。

温度センサー(ADT7410)用関数の使い方を説明します。

skADT7410
　温度センサー(ADT7410)用関数ライブラリを使用する為に必要な宣言(初期化)を行います。
　skADT7410　Temp(address) ;
　　address ：デバイス(スレーブ)のI2Cアドレスを指定します(0x48)
　"Temp"の名前は任意に変更可能です。

　例）

　#define SENSOR_ADRS 0x48          // デバイスのI2Cアドレス

　skADT7410 Temp(SENSOR_ADRS) ;     // 温度センサーライブラリの生成を行う

　アドレスは７ビットで表します、左図の１～７ビットです。
　０ビット目はR/Wでこれはデバイスに対する読書き指示ビットです。
　R/W=0 ：書き込み要求です(デバイスは受信モード)
　R/W=1 ：読み込み要求です(デバイスは送信モード)

　このADT7410は4種類のアドレスから選択出来ますが、
　ここでは、｢A0=0 A1=0｣の設定なので("1001000":0x48)("1001000"+R/W)となりますから
　R/W=0書き込みなら"1001000"+"0"で0x90、R/W=1読み込みなら"1001000"+"1"で0x91となりますが
　ここでは７ビットで指定なので
　#define　SENSOR_ADRS　　0x48　　// デバイスのI2Cアドレス
　となっています。

ans = Temp.Begin( )
　温度センサの初期値設定を行う処理です。
　設定のデータは、解像度16bit固定で、デバイスの初期動作モードは"シャットダウン"でスタートです。
　"INT/CT"機能は利用しないのでデフォルトのままです。
　この初期設定を変更する場合は、"skADT7410.h"の記述を書き換えて下さい。
　(設定値の詳しい内容はデータシートを参照して下さい)

　　ans   ：戻り値   0=正常終了、それ以外はI2C通信エラーです
　　　　　　　　　　　 1=送ろうとしたデータが送信バッファのサイズを超えた(32バイトMAX)
　　　　　　　　　　　 2=スレーブ・アドレスを送信し、NACKを受信した
　　　　　　　　　　　 3=データ・バイトを送信し、NACKを受信した
　　　　　　　　　　　 4=その他のエラー
　　　　　　　　　　　 5=データ受信エラー

ans = Temp.ActionMode(mode)
　温度センサの動作モード(測定モード)を設定する処理です。
　測定モードに切り替えると測定を開始します。
　　mode ：動作モードを指定します
　　　　　　 ADT_MODE_SHUTDOWN   = シャットダウン状態にします。
　　　　　　 ADT_MODE_ONESHOT     = ワンショット(単発)測定モードにします。
　　　　　　 ADT_MODE_1SPS            = １秒間隔モードにします。
　　　　　　 ADT_MODE_CONTINUE    = 連続測定モードにします。
　　ans    ：戻り値、0=正常終了　それ以外 Temp.Begin( )のans値を参照

　※ この関数を発行後、測定完了には240ms掛かります。

　※ ワンショットと1 SPSモードでは、ステータスレジスタの"RDY"ビットを見れば測定完了で"LOW"に
　　　なるのですが今回利用していません。

ans = Temp.Receive(reg_adrs,*data,kosu)
　デバイスから指定個数のデータを受信する処理です。
　　reg_adrs：読出すデータのレジスターアドレスを指定する
　　　　　      連続的に読出す場合は、読出すレジスターの先頭アドレスを指定
　　*data    ：読出したデータの格納先を指定する(格納先配列の個数はkosu分確保する事)
　　kosu     ：読出すデータのバイト数を指定する
　　ans       ：戻り値、0=正常終了　それ以外Temp.Begin( )のans値を参照

ans = Temp.Send(reg_adrs,*data,kosu)
　デバイスに指定個数のデータを送信する処理です。
　　reg_adrs：書出すデータのレジスターアドレスを指定する
　　　　　      連続的に書出す場合は、書出すレジスターの先頭アドレスを指定
　　*data    ：書出すデータの格納先を指定する
　　kosu     ：書出すデータのバイト数を指定する
　　ans       ：戻り値、0=正常終了　それ以外Temp.Begin( )のans値を参照

ans = Temp.Read(*temp)
　温度センサから読込みを行い温度値を返す処理です。
　温度センサより読み込んだデータは、摂氏温度に変換し"temp"にセットします。
　　*temp  ：摂氏温度を返すのでfloat変数のアドレスを指定
　　ans      ：戻り値、0=正常終了　それ以外 Temp.Begin( )のans値を参照

　連続モード読込み例)

　skADT7410 Temp(0x48) ;
　setup(){
　     Serial.begin(9600) ;
　     Wire.begin() ;
　     Temp.Begin() ;
　     Temp.ActionMode(ADT_MODE_CONTINUE) ;
　     delay(240) ;
　}
　loop(){
　     float temp ;

　     Temp.Read(&temp) ;
　     Serial.print(temp,4) ;
　     delay(500) ;
　}

　ワンショットモード読込み例)

　skADT7410 Temp(0x48) ;
　setup(){
　     Serial.begin(9600) ;
　     Wire.begin() ;
　     Temp.Begin() ;
　}
　loop(){
　     float temp ;

　     Temp.ActionMode(ADT_MODE_ONESHOT) ;
　     delay(240) ;
　     Temp.Read(&temp) ;
　     Serial.print(temp,4) ;
　     delay(500) ;
　}

《他のセンサーと比較して見る》

　左図の様に他のセンサーと比較してみました。
　センサー左から、LM61CIZ・ ~~HDC1000~~・ADT7410
　の順です。

　PS.　*1)
　HDC1000は現在販売されていません、
　代替えがSHT31です。

　LM61CIZ(アナログ接続)
　　測定範囲：-30～100℃
　　精度：±3℃(25℃時)
　　この記事はこちらを参照下さい。
　HDC1000(湿度センサー)
　　測定範囲：-40～125℃
　　精度：±0.2-0.4℃(5-60℃時)
　　この記事はこちらを参照下さい。
　ADT7410(温度専用センサー)
　　測定範囲：-55～150℃
　　精度：±0.8℃(5V時) ±0.44℃(3.3V時)

　下が実行結果図です。
実行結果２

リンクの見直し(*1) 2020/03/19