湿度・温度センサ(DHT22 (AM2302))
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秋月で950円買い、実験してみました。 データは、マニュアル RHT22.pdf に書いてあるように、 パルスの幅より得ます。 ①スタート信号の出力 (1mS以上Lを出力し、ポートを入力にしハイインピ (プルアップでH) の状態で②を待つ) ②応答の入力 (80μSのLを入力後、ハイインピ (プルアップでH) の状態で③を待つ) ③40回のデータの入力 (②と同様にパルスを入力する。ただし、パルスの幅で0か1を意味する) 0は50μSのL、26～28μSのH (プログラムでは立下りエッジ間が100μS以下を0と見る) 1は50μSのL、70μSのH (プログラムでは立下りエッジ間が100μS以上を1と見る) プログラムの注意点は、データの取得中は割り込みなどで、パルス幅の取得が遅れてはなりません。 |
回路図
結果の図
実験風景
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How to Compile (コンパイルのしかた) システムクロック:20MHzのプログラム
/*
* DHT22.c
* 湿度センサ「DHT22」から湿度、温度を得て、
* 得られた湿度、温度をRS-232C(115200 8-N-1)で出力する。
* ATmega328P
*
*
* Fuses(システムクロック:20MHz)
*
* 水晶
* EXTENDED 0xFD
* HIGH 0xD9
* LOW 0xF7
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> /* abs() */
#include <avr/io.h>
#define F_CPU 20.0E6 /* 20 MHz */
#include <util/delay.h>
///void delay_us(unsigned short t){while(t--) _delay_us(1);}
void delay_ms(unsigned short t){while(t--) _delay_ms(1);}
void initUSART0(void);
void Send0(char *str);
int main(void)
{
int i;
static unsigned char pri_data, current_data;
unsigned char change_data;
unsigned short last_tcnt1;
static unsigned char data[5];
static char buffer[32];
unsigned char sum;
short RH, T_;
/* ATmega328系 */
DDRB = 0b00000000; /* XTAL2 XTAL1 SCK MISO MOSI ----- ----- ----- */
DDRC = 0b00000000; /* xxxxx RESET ----- ----- ----- ----- ----- DATA */
DDRD = 0b00000000; /* ----- ----- ----- ----- ----- ----- TXD RXD */
PORTB = 0b00111111;
PORTC = 0b00111110;
PORTD = 0b11111100;
initUSART0();
TCCR1A = 0b00000000; /* ノーマル */
TCCR1B = 0b00000010; /* 20MHz / 8 = 2.5MHz (400n) */
Send0("START\r");
/* DHT22が準備するのを待つ */
delay_ms(2000);
while(1){
/* 立下りエッジの検出回数リセット */
i = 0;
/* スタート信号を送信 */
PORTC &= ~_BV(0);
DDRC |= _BV(0);
delay_ms(2);
PORTC |= _BV(0);
DDRC &= ~_BV(0);
/* DHT22の出力波形より温湿度データを得る */
while(1){
/* 立下りエッジの検出 (42回) */
pri_data = current_data;
current_data = PINC & _BV(0);
change_data = pri_data ^ current_data;
if(change_data != 0 && current_data == 0){
/* 立下りエッジ間の時間を得る */
last_tcnt1 = TCNT1;
TCNT1 = 0;
/* 立下りエッジ間の時間の長短によりビット値を得る */
/* 100us / 0.4us = 250 */
switch(i){
case 0:
case 1:
i++;
break;
case 2:case 3:case 4:case 5:case 6:case 7:case 8:case 9:
data[0] <<= 1;
if(last_tcnt1 > 250)
data[0] += 1;
i++;
break;
case 10:case 11:case 12:case 13:case 14:case 15:case 16:case 17:
data[1] <<= 1;
if(last_tcnt1 > 250)
data[1] += 1;
i++;
break;
case 18:case 19:case 20:case 21:case 22:case 23:case 24:case 25:
data[2] <<= 1;
if(last_tcnt1 > 250)
data[2] += 1;
i++;
break;
case 26:case 27:case 28:case 29:case 30:case 31:case 32:case 33:
data[3] <<= 1;
if(last_tcnt1 > 250)
data[3] += 1;
i++;
break;
case 34:case 35:case 36:case 37:case 38:case 39:case 40:case 41:
data[4] <<= 1;
if(last_tcnt1 > 250)
data[4] += 1;
i++;
break;
}
}
if(i == 42)
break;
}
/* チェックサムの確認 */
sum = (unsigned char)(data[0] + data[1] + data[2] + data[3]);
if(sum == data[4]){
/* 計算 */
RH = data[0] * 256 + data[1];
T_ = (data[2] & 0x7f) * 256 + data[3];
if((data[2] & 0x80) != 0)
T_ = -T_;
/* 表示 */
sprintf(buffer, "%d.%d %% %d.%d ℃\r", RH / 10, RH % 10, T_ / 10, abs(T_ % 10));
Send0(buffer);
}
/* サンプリング周期 */
delay_ms(2000);
}
}
void initUSART0(void)
{
UBRR0 = 21; /* U2X0 = 1, 115200ボー/20MHzクロック */
UCSR0A = 0b00000010; /* U2X0 = 1 */
UCSR0B = 0b00001000; /* 送信イネーブル */
UCSR0C = 0b00000110; /* 8ビット, パリティなし, ストップ・ビット1 */
}
/*
* 1データ送信
*/
void Tx0(char data)
{
while((UCSR0A & _BV(5)) == 0)
;
UDR0 = (unsigned char)data;
}
/*
* 文字列を送信
*/
void Send0(char *str)
{
while(*str != '\0'){
Tx0(*str);
str++;
}
}
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How to Compile (コンパイルのしかた) システムクロック:内臓8MHzのプログラム
/*
* DHT22_8MHz.c
* システムクロック:内臓8MHz
* 湿度センサ「DHT22」から湿度、温度を得て、
* 得られた湿度、温度をRS-232C(9600 8-N-1)で出力する。
* ATmega328P
*
*
* Fuses(システムクロック:8MHz)
*
* Int. RC Osc
* EXTENDED 0xFD
* HIGH 0xD9
* LOW 0xE2
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> /* abs() */
#include <avr/io.h>
///#define F_CPU 20.0E6 /* 20 MHz */
#define F_CPU 8.0E6 /* 8 MHz */
#include <util/delay.h>
///void delay_us(unsigned short t){while(t--) _delay_us(1);}
void delay_ms(unsigned short t){while(t--) _delay_ms(1);}
void initUSART0(void);
void Send0(char *str);
int main(void)
{
int i;
static unsigned char pri_data, current_data;
unsigned char change_data;
unsigned short last_tcnt1;
static unsigned char data[5];
static char buffer[32];
unsigned char sum;
short RH, T_;
/* ATmega328系 */
DDRB = 0b00000000; /* XTAL2 XTAL1 SCK MISO MOSI ----- ----- ----- */
DDRC = 0b00000000; /* xxxxx RESET ----- ----- ----- ----- ----- DATA */
DDRD = 0b00000000; /* ----- ----- ----- ----- ----- ----- TXD RXD */
PORTB = 0b00111111;
PORTC = 0b00111110;
PORTD = 0b11111100;
initUSART0();
TCCR1A = 0b00000000; /* ノーマル */
/// TCCR1B = 0b00000010; /* 20MHz / 8 = 2.5MHz (400n) */
TCCR1B = 0b00000001; /* 8MHz / 1 = 8MHz (125n) */
Send0("START\r");
/* DHT22が準備するのを待つ */
delay_ms(2000);
while(1){
/* 立下りエッジの検出回数リセット */
i = 0;
/* スタート信号を送信 */
PORTC &= ~_BV(0);
DDRC |= _BV(0);
delay_ms(2);
PORTC |= _BV(0);
DDRC &= ~_BV(0);
/* DHT22の出力波形より温湿度データを得る */
while(1){
/* 立下りエッジの検出 (42回) */
pri_data = current_data;
current_data = PINC & _BV(0);
change_data = pri_data ^ current_data;
if(change_data != 0 && current_data == 0){
/* 立下りエッジ間の時間を得る */
last_tcnt1 = TCNT1;
TCNT1 = 0;
/* 立下りエッジ間の時間の長短によりビット値を得る */
/* 100us / 0.4us = 250 */
/* 100us / 0.125us = 800 */
switch(i){
case 0:
case 1:
i++;
break;
case 2:case 3:case 4:case 5:case 6:case 7:case 8:case 9:
data[0] <<= 1;
/// if(last_tcnt1 > 250)
if(last_tcnt1 > 800)
data[0] += 1;
i++;
break;
case 10:case 11:case 12:case 13:case 14:case 15:case 16:case 17:
data[1] <<= 1;
/// if(last_tcnt1 > 250)
if(last_tcnt1 > 800)
data[1] += 1;
i++;
break;
case 18:case 19:case 20:case 21:case 22:case 23:case 24:case 25:
data[2] <<= 1;
/// if(last_tcnt1 > 250)
if(last_tcnt1 > 800)
data[2] += 1;
i++;
break;
case 26:case 27:case 28:case 29:case 30:case 31:case 32:case 33:
data[3] <<= 1;
/// if(last_tcnt1 > 250)
if(last_tcnt1 > 800)
data[3] += 1;
i++;
break;
case 34:case 35:case 36:case 37:case 38:case 39:case 40:case 41:
data[4] <<= 1;
/// if(last_tcnt1 > 250)
if(last_tcnt1 > 800)
data[4] += 1;
i++;
break;
}
}
if(i == 42)
break;
}
/* チェックサムの確認 */
sum = (unsigned char)(data[0] + data[1] + data[2] + data[3]);
if(sum == data[4]){
/* 計算 */
RH = data[0] * 256 + data[1];
T_ = (data[2] & 0x7f) * 256 + data[3];
if((data[2] & 0x80) != 0)
T_ = -T_;
/* 表示 */
sprintf(buffer, "%d.%d %% %d.%d ℃\r", RH / 10, RH % 10, T_ / 10, abs(T_ % 10));
Send0(buffer);
}
/* サンプリング周期 */
delay_ms(2000);
}
}
void initUSART0(void)
{
UBRR0 = 103; /* U2X0 = 1, 9600ボー/8MHzクロック */
UCSR0A = 0b00000010; /* U2X0 = 1 */
UCSR0B = 0b00001000; /* 送信イネーブル */
UCSR0C = 0b00000110; /* 8ビット, パリティなし, ストップ・ビット1 */
}
/*
* 1データ送信
*/
void Tx0(char data)
{
while((UCSR0A & _BV(5)) == 0)
;
UDR0 = (unsigned char)data;
}
/*
* 文字列を送信
*/
void Send0(char *str)
{
while(*str != '\0'){
Tx0(*str);
str++;
}
}
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