湿度センサー(HDC1000)を動作させて見ます

湿度を測るセンサーのHDC1000を接続して動作させて見たいと思います。
このセンサーは温度と湿度の両方を測る事が出来ます。

HDC1000

　HDC1000です、秋月電子の~~こちら~~で購入しています。
　電源は2.7V～5.5Vで、I2C接続のモジュールです。
　このモジュールは、SDA/SCL/RDY端子に10KΩのプルアップ
　抵抗付きとなります。

　RDY(DRDYn)ピン
　データの変換が終了するとLOWを出力する信号ピンです。

　I2Cアドレス
　HDC1000自体は4種類のアドレスが選択できますが、
　このモジュールは1種類固定(0b1000000x)となります。

　データシートは、秋月電子の販売サイトからダウンロードすれば良いでしょう。

※ HDC1000ですが、”新規設計に用いることは推奨しません”らしく代替えがHDC2010らしい、
　秋月電子通商でも取り扱いを止めたみたいでSHT31使用のこちらを販売しているが操作方法は異なる。
　 SHT31については、PIC16F18326での記事だがこちらをご覧ください。　*1)

《配線図》

　左が今回使用するPICピンの構成図です。

　表示用は、上図のLCDで秋月電子の
　"I2C接続小型LCDモジュール"を使っています、
　LCDの詳しい記事はこちらを参照下さい。

　左図がHDC1000と16F1938の実態配線図です

　電源は3.3Vで動作させていますが、5Vでも
　OKです。

　LCDのRESET端子はLOWでリセットがかかる
　ので通常はVDDに接続です。
　HDC1000のRDY端子は今回使用していません

　I2C用のプルアップ抵抗はHDC1000モジュール
　に内蔵されているのでそれを使います。

《ダウンロードプログラムについて》

↓ここからサンプルプログラムソースファイルをダウンロードして下さい。
HDC．lzh

プログラムソースをダウンロードしたら、MPLAB Xにてプロジェクトを作成します。
以下のファイルをプロジェクトディレクトリにコピーしてプロジェクトに取込んで下さい。
次にコンパイルとＰＩＣ書き込みを実行して下さい。
MPLAB(R) XC8 C Compiler Version 1.32コンパイラを使用しています。

ダウンロードファイルを解凍すると下記の様なファイル構成です。
　HDC.c･･････････本体のプログラムソースファイル
　skHDC.c････････ HDC1000ライブラリ関数ソースファイル
　skHDC.h････････ HDC1000ライブラリ用インクルードファイル
　skI2CLCDlib.c･･･Ｉ２Ｃ接続ＬＣＤライブラリ関数ソースファイル
　skI2CLCDlib.h･･･Ｉ２Ｃ接続ＬＣＤライブラリ用インクルードファイル
　skI2Clib.c･･･････Ｉ２Ｃ通信を行う関数ソースファイル
　skI2Clib.h･･･････Ｉ２Ｃ通信を行う関数のインクルードファイル

　尚、ＣＰＵのクロックは8MHzを想定しています。
　なので通信速度等(I2C)はシステムクロック8MHzで計算されています。

ＨＤＣ．ｃ

動作結果図

　上手く行けばLCDに"Init OK"が表示され、
　約３秒後位で左な感じに表示すると思います、
　１行目が湿度(％)で２行目が温度(℃)です。
　尚、"Init NG"が表示された場合は、
　IDチェックエラーか、デバイスが応答していません、
　配線等を見直して見ましょう。

　因みにこの時の気象台発表数値は、
　湿度62％で温度15.7℃でした。

ｓｋＨＤＣ．ｈ

HDC1000関数のインクルードファイルです。
"skHDC．c"を利用する場合に
#include "skHDC．h" をプログラムの先頭で記述して下さい。

今回は８ＭＨｚで利用しているので、

 #ifndef _XTAL_FREQ
  // Unless already defined assume 8MHz system frequency
  // This definition is required to calibrate __delay_us() and __delay_ms()
  #define _XTAL_FREQ 8000000    // 使用するPIC等により動作周波数値を設定する
 #endif

と記述しています、８ＭＨｚ以外で利用する人は"8000000"を書き換えて下さい。

HDC1000のコンフィグレーションレジスタの設定は、
”温度･湿度とも14bitデータ長でデータは個別に読み出すモード”にて設定されています、
これを変更する人は
#define CONFIG_DT_H 0b00000000 // 温度(14bit)･湿度(14bit)個別に読出し
を変更しましょう。(詳しい設定はデータシートを見ましょ)

ｓｋＨＤＣ．ｃ

このライブラリはHDC1000から湿度と温度をI2C接続で読み出す関数集です。
ですので、この関数集にはskI2Clib．c/skI2Clib．hのファイルが必要です。

この関数集を利用する場合は、"skI2Clib．c"の"InitI2C_Master( )"関数を呼び出した後使います、
使い方の例は、"HDC．c"を参照下さい。
また、この関数集自体は他のPICでも利用可能でしょう。

尚、HDC1000には、温度･湿度データを一緒に読み出すモードが有りますが、
ここでは温度･湿度データを別々に読み出すモードのみ対応です。

HDC1000用関数の使い方を説明します。

ans = HDC_Init(id,address)
　デバイスの初期値設定を行う処理です。
　デバイスの動作を確かめる為にデバイスIDのチェックを行い、エラーならans=6を返します。
　尚、エラー時は制御レジスタの設定は行っていません。

　　id         ：デバイスの識別IDを指定します(HDC1000_ID=0x1000)
　　address ：デバイス(スレーブ)のI2Cアドレスを指定します(HDC1000_ADRS=0x40)
　　ans       ：戻り値   0=正常終了、それ以外はエラーです
　　　　　　　　　　　　　 1=異常(相手からACKが返ってこない)
　　　　　　　　　　　　　 6=デバイスのIDチェックエラー

ans = HDC_Read( )
　湿度･温度をデバイスから読込む処理です。
　読み込まれた湿度(％)はHumi変数に、温度値(℃)はTemp変数に其々格納されます。
　尚、Humi/Temp変数はfloat変数で宣言されています。
　　ans       ：戻り値、0=正常終了　1=異常(相手からACKが返ってこない)

※ この関数の処理は約15ms程時間が掛かります、それが嫌な人は、
　　コンフィギュレーションレジスタの設定"MODE"を温度・湿度のデータ読込みは一度に取込むとして
　　"DRDYn"ピンのデータ変換終了信号を割込みで利用すれば良いでしょう。
　　(プログラムはご自分で作成して下さい)

ｓｋＩ２ＣＬＣＤｌｉｂ．ｃ
ｓｋＩ２ＣＬＣＤｌｉｂ．ｈ
ｓｋＩ２Ｃｌｉｂ．ｃ
ｓｋＩ２Ｃｌｉｂ．ｈ

この内容は”秋月電子Ｉ２Ｃ接続小型ＬＣＤモジュールに表示を行う”を参照下さい。

尚、システムクロックを変えた人は"skI2Clib.c"ファイル内の"InitI2C_Master( )"関数と、
"skI2CLCD.h"のファイルを変更する必要が有ります。
また、HDC1000はI2C通信速度が最大400KHz対応です、ここでは400KHzで行っています。

《その他》

HDC1000のＩＣ自体は4種類のアドレスが選択出来るので、ピンを出していて欲しいです。

もっとぉ精度の良い物が欲しいって人は、ストロベリー・リナックスのこれ(SHT25:I2C)なんかぁ
如何でしょう？

記事一部追記(*1) 2020/01/30

湿度センサー(HDC1000)を動作させて見ます

《 配線図 》

《ダウンロードプログラムについて》

《その他》

《配線図》