Перейти к содержимому
VelxioVelxio Docs

Учебник: температура и влажность по I2C

Напряжение на выводе — это простой случай. Настоящие датчики обычно общаются по протоколу, и это меняет одну вещь: где вы считываете атрибут. В этом учебнике мы создадим датчик температуры и влажности по адресу I2C 0x44 с ползунком для каждого значения.

Единственная ключевая идея

Заголовок раздела «Единственная ключевая идея»

В аналоговом датчике таймер перечитывал атрибут 20 раз в секунду. Здесь таймера нет. Ведущее устройство решает, когда происходит чтение, поэтому вы считываете атрибуты в момент, когда ведущее устройство начинает транзакцию чтения. Всё остальное либо впустую расходует ресурсы процессора, либо выдает устаревшее значение.

Именно для этого нужен on_connect.

Карта регистров

Заголовок раздела «Карта регистров»

Держите её простой. Два 16-битных регистра в little-endian с шагом 0.1 единицы, с автоматически инкрементируемым указателем:

Регистр Содержимое
0x00 Температура, знаковое int16, единицы 0.1 °C
0x02 Влажность, беззнаковое int16, единицы 0.1 %RH

Ведущее устройство записывает один байт для установки указателя, затем читает; указатель автоматически увеличивается, так что четыре байта подряд дают оба значения.

Манифест

Заголовок раздела «Манифест»

Два атрибута, два элемента управления. Обратите внимание на type: "float" и unit на каждом элементе управления, который выводится после числа на панели.

chip.json
{
  "schema": "velxio-chip/v1",
  "name": "I2C Env Sensor",
  "description": "Temperature + humidity over I2C (0x44) with live sliders.",
  "pins": ["VCC", "GND", "SDA", "SCL"],
  "attributes": [
    { "name": "temperature", "label": "Temperature", "type": "float",
      "default": 25, "min": -40, "max": 85, "step": 0.5 },
    { "name": "humidity", "label": "Humidity", "type": "float",
      "default": 50, "min": 0, "max": 100, "step": 1 }
  ],
  "controls": [
    { "id": "temperature", "label": "Temperature", "type": "range",
      "min": -40, "max": 85, "step": 0.5, "unit": "C" },
    { "id": "humidity", "label": "Humidity", "type": "range",
      "min": 0, "max": 100, "step": 1, "unit": "%" }
  ]
}

Исходный код

Заголовок раздела «Исходный код»
chip.c
#include "velxio-chip.h"
#include <string.h>


#define I2C_ADDR 0x44


typedef struct {
  vx_attr temp;      /* degrees C */
  vx_attr humidity;  /* %RH */
  uint8_t reg;       /* register pointer */
  uint8_t regs[4];   /* latched at the start of a read */
} chip_state_t;


static chip_state_t S;


static void latch_registers(void) {
  /* Re-read the attributes NOW: the sliders may have moved. */
  int16_t  t = (int16_t)(vx_attr_read(S.temp) * 10.0);
  uint16_t h = (uint16_t)(vx_attr_read(S.humidity) * 10.0);
  S.regs[0] = (uint8_t)(t & 0xFF);
  S.regs[1] = (uint8_t)((t >> 8) & 0xFF);
  S.regs[2] = (uint8_t)(h & 0xFF);
  S.regs[3] = (uint8_t)((h >> 8) & 0xFF);
}


static bool on_connect(void *ud, uint8_t addr, bool is_read) {
  (void)ud; (void)addr;
  if (is_read) latch_registers();   /* sample here, not on a timer */
  return true;                      /* ACK the address */
}


static uint8_t on_read(void *ud) {
  (void)ud;
  uint8_t v = S.reg < sizeof(S.regs) ? S.regs[S.reg] : 0xFF;
  S.reg++;                          /* auto-increment */
  return v;
}


static bool on_write(void *ud, uint8_t byte) {
  (void)ud;
  S.reg = byte;                     /* a write sets the pointer */
  return true;                      /* ACK the byte */
}


static void on_stop(void *ud) { (void)ud; }


void chip_setup(void) {
  S.temp     = vx_attr_register("temperature", 25);
  S.humidity = vx_attr_register("humidity", 50);


  vx_i2c_config cfg;
  memset(&cfg, 0, sizeof(cfg));   /* zero it: unset callbacks must be NULL */
  cfg.address    = I2C_ADDR;
  cfg.scl        = vx_pin_register("SCL", VX_INPUT);
  cfg.sda        = vx_pin_register("SDA", VX_INPUT);
  cfg.on_connect = on_connect;
  cfg.on_read    = on_read;
  cfg.on_write   = on_write;
  cfg.on_stop    = on_stop;
  vx_i2c_attach(&cfg);
  vx_log("i2c env sensor at 0x44");
}

Полезные моменты:

  • Обнулите конфигурацию через memset. Это обычная структура; устаревший указатель в слоте обратного вызова, который вы не задали, будет вызван.
  • Возвращайте true из on_connect, иначе чип не подтвердит свой собственный адрес и ведущее устройство ничего не увидит на шине.
  • Фиксируйте данные при чтении, а не при каждом байте. Считывание внутри on_read позволило бы температуре измениться на середине 16-битного значения и передать ведущему устройству разорванное чтение.

Скетч

Заголовок раздела «Скетч»
sketch.ino
#include <Wire.h>


void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Wire.begin();
}


void loop() {
  Wire.beginTransmission(0x44);
  Wire.write(0x00);                 // point at temperature
  Wire.endTransmission();


  Wire.requestFrom(0x44, 4);        // t_lo t_hi h_lo h_hi
  if (Wire.available() >= 4) {
    int16_t t  = Wire.read() | (Wire.read() << 8);
    uint16_t h = Wire.read() | (Wire.read() << 8);
    Serial.print("T="); Serial.print(t / 10.0, 1);
    Serial.print("C  RH="); Serial.print(h / 10.0, 1);
    Serial.println("%");
  }
  delay(500);
}

Подключите SDA и SCL к выводам I2C платы (A4 и A5 на Uno), а также VCC и GND. Нажмите Run (Запуск), щелкните по чипу и перетащите любой ползунок: следующая транзакция передаст новое значение.

Два интерактивных ползунка на I2C-датчике: температура в °C и влажность в процентах

Когда это не работает

Заголовок раздела «Когда это не работает»
Что вы видите Почти всегда
requestFrom ничего не возвращает on_connect вернул false, или адрес в скетче не совпадает с cfg.address
Показания застряли на значении по умолчанию latch_registers вызывается из chip_setup вместо on_connect
Температура читается как огромное положительное число int16 был расширен как беззнаковый; сохраните приведение к int16_t перед делением
Значения прыгают между двумя показаниями Считывание перенесено в on_read, поэтому две половины 16-битного значения берутся из разных положений ползунка
На шине вообще ничего нет SDA и SCL перепутаны или зарегистрированы с режимом, отличным от VX_INPUT

Далее

Заголовок раздела «Далее»