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[NEW] 2016/04/02

Raspberry Pi 3の GPIOに I2C通信方式の温度センサー LM75Aを接続する方法 Raspberry Pi 3の GPIOに I2C通信方式の温度センサー LM75Aを接続する方法

(ラズパイ3で I2Cの温度センサー LM75Aを使用する方法)

Tags: [Raspberry Pi], [電子工作]






● Raspberry Pi 3 Model B

 Raspberry Pi3 Model B RPI2 RPI3

 大人気の CPUボードの Raspberry Piに WiFiと Bluetoothが搭載されたモデルが新発売となりました。
 以前から Raspberry Pi 2を買おうかどうか迷っていましたが、Raspberry Pi 3 Model Bの発売を機に購入を決意してラズベリアンになる事にしました。

 ※ ラズパイの OS Raspbianはバージョンが上がる毎に過去の版と OSの内部の作りが変わり、過去に書かれた製作記事(例えば Raspbian Wheezyの時代の記事)がそのままではエラーが出たりして動かない事が有ります。
 ※ 当方のホームページのラズパイ記事は全て Raspberry Pi 3 Model Bと Raspbian Jessieの組み合わせで動作確認をしております。
(ただし、将来的に新しい Raspbian OSが出た場合に、当方の Raspbian Jessieを基にした内容がそのままでは動かない可能性が有ります。)


● Raspberry Pi3の GPIO端子の I2C機能を有効化して温度センサー LM75Aを接続する方法

 Raspberry Pi3の GPIO端子の I2C機能を有効化して温度センサー LM75Aを接続します。
 LM75Aで LM型番なので National Semiconductor社製と言うのが分かります。NS社は 2011年 4月に TI社に買収されました。

 LM75Aのデフォルトの I2C制御アドレスが AD/DA変換 PCF8591と同じ 0x48なので、同じバスに繋げる事が出来ません。
 なので、LM75Aの I2C制御アドレスを 0x4Fに変更します。その為に LM75Aの A0~A2を "H"に設定します。

 ※ LM75Aの A0~A2を +3.3Vに接続します。

LM75A Digital Temperature Sensor and Thermal Watchdog with Two-Wire Interface
[PDF]LM75A Digital Temperature Sensor and Thermal Watchdog with Two-Wire Interface



● Raspberry Pi3の GPIO端子の I2C機能を有効にする方法

 まず最初に Raspberry Pi3の GPIO端子の I2C機能を有効にする必要が有ります。下記に I2C機能を有効化する手順をまとめました。

[NEW] 2016/03/26
Raspberry Pi 3で GPIO端子の I2C機能を有効化する方法
Raspberry Pi 3で GPIO端子の I2C機能を有効化する方法

  ラズパイ3の GPIO端子の I2C機能を有効にして各種センサーを繋げる方法まとめ



LM75B温度センサ(I2C接続)
ASIN: B00ZCINXB8


 結線方法は下記の様に 4本使用してそれぞれ接続します。
 (1) LM75Aの SCLを ラズパイの GPIOの SCL(GPIO3)(紫色)
 (2) LM75Aの SDAを ラズパイの GPIOの SDA(GPIO2)(青色)
 (3) LM75Aの GNDを ラズパイの GPIOの GND(GND) (灰色)
 (4) LM75Aの 3V3を ラズパイの GPIOの +3.3V(3V3)(緑色)

・Raspberry Piの GPIO端子の I2C機能を有効化して温度センサー LM75Aを接続する方法
Raspberry Piの GPIO端子の I2C機能を有効化して温度センサー LM75Aを接続する方法


・Raspberry Piの GPIO端子の I2C機能を有効化して温度センサー LM75Aを接続する方法
Raspberry Piの GPIO端子の I2C機能を有効化して温度センサー LM75Aを接続する方法
 ※ LM75Aは IC単体で購入したので配線の手間を減らすため ZS-042 DS3231モジュール基板の AT24C32に重ねて実装している。

$ sudo i2cdetect -y 1
0x4fに存在するのを確認する
値を読み込む

 Temperature 温度
pi@raspberrypi:~ $ i2cget -y 1 0x4f 0x00
0x15

 Configuration
pi@raspberrypi:~ $ i2cget -y 1 0x4f 0x01
0x00

 THYST Set Point 75度
pi@raspberrypi:~ $ i2cget -y 1 0x4f 0x02
0x4b

 TOS Set Point 80度
pi@raspberrypi:~ $ i2cget -y 1 0x4f 0x03
0x50

 Product ID 0xA1固定
pi@raspberrypi:~ $ i2cget -y 1 0x4f 0x07
0xa1

● ラズパイの Pythonで温度センサー LM75Aを制御するサンプルプログラム

LM75A.py
# -*- coding: utf-8 -*-
#!/usr/bin/python

import RPi.GPIO as GPIO
import os
import smbus
import time

# LM75A Class
class LM75A():
	DevAdr = 0x4F
	myBus = ""
	if GPIO.RPI_INFO['P1_REVISION'] == 1:
		myBus = 0
	else:
		myBus = 1
	b = smbus.SMBus(myBus)

	def getValueTemp(self):
		return self.getValue(0x00)

	def getValue(self, adr):
		tmp = self.b.read_byte_data(self.DevAdr, adr)
		sign = tmp & 0x80

		if sign > 0:
			tmp = tmp - 128

		return tmp

# MAIN
myLM75A = LM75A()

# LOOP
for a in range(1000):
	temp = myLM75A.getValueTemp()
	os.system("clear")
	print("Temp=", temp)
	time.sleep(0.5)

$ sudo apt-get -y install python-smbus i2c-tools

$ sudo nano LM75A.py

$ python LM75A.py




● センサデバイスの I2Cアドレス一覧 IICアドレス一覧と使用方法
加速度センサMMA7455L
NXP
0x1D(W:0x32 R:0x33)MMA7455 三軸加速度センサモジュール
AQM0802Aと一緒に使えない相性?
使い方の説明
地磁気センサHMC5883L
Honeywell
0x1E(W:0x3C R:0x3D)CJ-M49 デジタルコンパスモジュール 3軸地磁気センサ使い方の説明
RFID NFCリーダライタNXP PN5320x24(W:0x48 R:0x49)ELECHOUSE NFC MODULE V3使い方の説明
8ビット I/OエクスパンダPCF8574
Texas Instruments
0x2F(W:0x5E R:0x5F)FC-113 PCF8574 キャラクタ液晶モジュール接続用使い方の説明
キャラクタ液晶 8文字x2行秋月 AQM0802A
ST7032
Sitronix
0x3E(W:0x7E R:0x7F)秋月の AQM0802液晶はラズパイ側の回路が原因の癖が有ります。
MMA7455と一緒に使えない相性?
PCA9515AD I2Cバスリピーターとの併用を推奨
使い方の説明
キャラクタ液晶モジュール 16文字×2行秋月 AQM1602A
ST7032
Sitronix
0x3E(W:0x7E R:0x7F)秋月の AQM1602A液晶モジュール使い方の説明
湿度センサHTU21D
TE Connectivity
0x40(W:0x80 R:0x81)GY-21 温度、湿度センサーモジュール使い方の説明
AD/DA変換PCF8591
NXP
0x48(W:0x90 R:0x91)YL-40 8ビットA/D & D/Aコンバータ使い方の説明
温度センサLM75A
Texas Instruments
0x4F
A0-A2=H
(W:0x9E R:0x9F)A0~A2を "H"に設定で 0x4F
デフォルト 0x48
使い方の説明
3軸加速度センサADXL345
Analog Devices
0x53(W:0xA6 R:0xA7)GY-291 3軸加速度センサモジュール使い方の説明
RTC リアルタイムクロックDS3231
現 Maxim
旧 Dallas Semiconductor
0x68(W:0xD0 R:0xD1)ZS-042 温度補償水晶発振器(TCXO)および水晶を内蔵する低コスト、 超高精度 I2Cリアルタイムクロック(RTC)使い方の説明
I2CメモリAT24C32
(4KBメモリ)
0x57(W:0xAE R:0xAF)ZS-042
6軸 ジャイロ+加速度センサMPU-6050
InvenSense
0x68
ADO=L
(W:0xD0 R:0xD1)GY-521 三軸加速度センサ・三軸ジャイロセンサモジュール、
AD0端子 プルアップ時=0x69、
AD0端子 プルダウン時=0x68
使い方の説明
9軸 ジャイロ+加速度+地磁気センサMPU-9150
InvenSense
0x69(W:0xD0 R:0xD1)MPU-6050に地磁気センサーを追加した最強センサー
9軸 ジャイロ+加速度+地磁気センサMPU-9250
InvenSense
0x69(W:0xD0 R:0xD1)MPU-9150の改良型、3軸加速度 + 3軸ジャイロ + 3軸コンパス
気圧/気温/高度センサBMP180
Bosch Sensortec
0x77(W:0xEE R:0xEF)BMP085の改良型
気圧/温度/高度センサBMP280
Bosch Sensortec
0x76
SDO=L
(W:0xEC R:0xED)BMP180の改良型、温度・気圧(高度)センサー
SDO端子 プルアップ時=0x77、
SDO端子 プルダウン時=0x76
使い方の説明
湿度/気圧/温度/高度センサBME280
Bosch Sensortec
0x76
SDO=L
(W:0xEC R:0xED)BMP280の進化型、湿度・温度・気圧(高度)の 4種類の環境情報を取得出来る(湿度が追加になった)
SDO端子 プルアップ時=0x77、
SDO端子 プルダウン時=0x76
照度、近接センサAPDS-9930
Broadcom
0x39(W:0x72 R:0x73)使い方の説明
RGB色センサ、ジェスチャー、照度、近接センサAPDS-9960
Broadcom
0x39(W:0x72 R:0x73)使い方の説明
RGB色センサTCS34725
TAOS
0x29(W:0x52 R:0x53)使い方の説明
12点 静電タッチセンサMPR121
Freescale Semiconductor
0x5A(W:0xB4 R:0xB5)使い方の説明
有機LEDモジュール 128x64 0.96インチSSD1306
SOLOMON SYSTECH
0x3C(W:0x78 R:0x79)DC='L'で 0x3C、DC='H'で 0x3D使い方の説明1

 センサー類は必要な GPIOピンが 2本で済む I2C通信方式のデバイスで揃えました。
 また、全てのデバイスの信号電圧レベルは +3.3Vです。
 制御アドレスが全て異なるので全部のセンサーモジュールをラズパイに接続して使用する事が出来ます。

 ※ MMA7455と一緒に使用すると ST7032iコントローラが認識されない。I2Cデバイス間の相性? I2C配線の引き回し?

 ※ ST7032iには STARTコンディションの前に、バス調停のSCLパルスがあると、誤動作してACKを返さないバグが有るそうです。
ストロベリー・リナックス ST7032 低電圧I2C液晶モジュール アプリケーションノート
 ごみが直前にあるとその後正しいシーケンスで通信しても ST7032は通信に失敗します。

 ※ AQM0802A液晶モジュール使用時のI2Cバスのプルアップ抵抗は10kΩを推奨いたします。(ラズパイ側で 1.8kΩでプルアップされているのが問題)
 ※ Raspberry Pi 全シリーズに共通する仕様の制約から、AQMシリーズの液晶を接続する場合にはバッファ(I2Cバスリピーター、例:PCA9515AD)を介して接続してください。
I2C接続小型LCDモジュール(8x2行)ピッチ変換キットの質問と回答


● Raspberry Piのコンソール上で使用する各種コマンド

 Raspberry Piのコンソール上で使用する各種コマンドは下記にまとめました。

[NEW] 2016/03/26
Raspberry Pi 3の Linuxコンソール上で使用する各種コマンドまとめ
Raspberry Pi 3の Linuxコンソール上で使用する各種コマンドまとめ

  ラズパイの Raspbian OSのコマンドラインで使用する便利コマンド、負荷試験や CPUシリアル番号の確認方法等も


Tags: [Raspberry Pi], [電子工作]

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 下記以外にも多数のラズパイ関係の記事が有ります。
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