前回は、センシリオン社製温湿度センサーSHT31をArduinoで制御する時の注意点を紹介しました。
Part3で述べた様に、測定開始コマンドを送った直後、SHT31のデータシートに記載された測定時間分(表1参照)の待ち時間をdelay()を使って決め打ちで指定しないと、マスター(Arduino)が温湿度データを受け取れませんでした。
表1 SHT31の測定時間一覧
しかしながら、SHT31が持つ「クロックストレッチ」機能を使うと、delay()を使ってその待ち時間を決め打ちで指定する必要はありません。
I2Cの「クロックストレッチ」とは、マスターからのコマンドに対して、スレーブの処理が間に合わない時、スレーブがクロックライン(SCL)を強制的にLOWにしてマスター側からのクロック送信を待たせる機能です(図1参照)。
図1 クロックストレッチの説明(NXPセミコンダクタのI2C仕様書から引用)
スレーブ側の処理が終了すると、クロック送信が再開され、マスターはスレーブからのデータを受信できるようになります。
センシリオン製温湿度センサーSHT31を使う上での注意点その3です。
Part1とPart2で、SHT31にWriteコマンドを送った後にある程度の待ち時間が必要で有ることを示しましたが、Part3では、どの程度の待ち時間が適切なのか？を検討したいと思います。
● 初期化コマンドは1msの待ち時間でOK。測定開始コマンドの場合は、データシートに記載がある測定完了までの待ち時間が必要
結論としては表題の通りなのですが、順を追って説明します。まず、全ての待ち時間を1msとした場合のI2Cバスの挙動を観測してみました。Arduinoのスケッチを以下に示します。
センシリオン社製温湿度センサーSHT31をArduinoのI2C経由で制御して評価していたのですが(写真1)、いろいろと「はまって」しまいました（苦笑）。そのときのトラブルとその解決法を備忘録として以下に記載します。
写真1 センシリオン製温湿度センサーSHT31を、
Keysight製デジタルオシロスコープ(DSOX2014A)で評価している様子
なお、トラブルが多岐にわたったのと、それぞれのトラブルに対する解決策及びその妥当性の検証に時間がかかったため、何回かに分けて詳細を記載したいと思います。
今回はその第一回です。
前回のエントリではK型熱電対をMAX6675で使うためのArduinoのSketchの一例を紹介しました。このエントリでは、そのSketchを使って各種温度を測定した結果を紹介します。
まず、温度がはっきり分かっている物体の温度を測ってみました。具体的には「水」です。水の場合、1気圧での沸点が100℃と一定なので、温度測定の基準として使うことができます。写真1の様に水(約600cc)を満たした鍋の中に熱電対を入れ、ガスコンロで加熱して温度変化を測定しました。
写真1 測定の様子
測定結果を図1に示します。
図1 水温の測定結果
100℃は水の沸点ですので、この範囲においては温度が一定になっていることがよく分かります。