簡易気圧&温度計(SCP1000)
概要
気圧と温度が測定できるセンサーが手に入りましたので、早速、簡易な「気圧&温度計」を製作してみました。
使用したセンサーモジュールは、VTIテクノロジー社製の気圧(絶対圧)センサー「SCP1000」を、更に使いやすくした、8ピンDIP型の「SCP1000モジュール」です。(秋月電子にて販売)
<SCP1000のモジュールの概観>
<SCP1000モジュールの特長>
- 扱いやすい8ピンDIP型になっており、気圧計、高度計などに最適
- 電源電圧<2.4~3.3V>
- インターフェース<SPI>
- 測定範囲<30kPa~120kPa(300ヘクトパスカル~1200ヘクトパスカル)>
動作原理
SCP1000との通信は、SPI(Serial Peripheral Interface)方式で行います。
実際の制御は、SCP1000のレジスタにデータを、書き込んだり読み込んだりすることにより行います。
<処理の流れ>
- LCDを初期化します。
- SPIを初期化します。
- SCP1000をソフトウエアリセットします。
- SCP1000のオペレーションモードを設定します。(高精度モード)
- SCP1000のリビジョン番号を取得します。(必ず必要なわけではありません)
- SCP1000のステータスを取得し、「スタートアップ状態」、「データレディー状態」であるかをチェックします。
- 気圧を取得し、パスカル値に変換し、LCDに表示します。
- 温度を取得し、℃値に変換し、LCDに表示します。
- 6.に戻ります。
<SCP1000のブロックダイアグラム>
<SCP1000の回路図>
<SCP1000のマスター/スレーブの構成>
<SCP1000のレジスタ>
<SCP1000の通信フォーマット(8ビット書き込み、8ビット読み込み、16ビット読み込み)>
回路図
ソースコード
※気圧の取得箇所に誤りがありましたので、訂正版を掲載いたしました。
- pressure_v110.c
//********************************************************************** /* 「簡易気圧測定器（SCP1000）」 */ //********************************************************************** //SCP1000 #define OPARATION 0x03 #define RSTR 0x06 #define STATUS 0x07 #define DATARD8 0x1F #define DATARD16 0x20 #define TEMPOUT 0x21 //SPI sbit SoftSpi_CSB at RA0_bit; sbit SoftSpi_SDI at RA7_bit; sbit SoftSpi_SDO at RA6_bit; sbit SoftSpi_CLK at RA1_bit; sbit SoftSpi_CSB_Direction at TRISA0_bit; sbit SoftSpi_SDI_Direction at TRISA7_bit; sbit SoftSpi_SDO_Direction at TRISA6_bit; sbit SoftSpi_CLK_Direction at TRISA1_bit; //LCD sbit LCD_RS at RB3_bit; sbit LCD_EN at RB2_bit; sbit LCD_D7 at RB7_bit; sbit LCD_D6 at RB6_bit; sbit LCD_D5 at RB5_bit; sbit LCD_D4 at RB4_bit; sbit LCD_RS_Direction at TRISB3_bit; sbit LCD_EN_Direction at TRISB2_bit; sbit LCD_D7_Direction at TRISB7_bit; sbit LCD_D6_Direction at TRISB6_bit; sbit LCD_D5_Direction at TRISB5_bit; sbit LCD_D4_Direction at TRISB4_bit; //other #define BYTE unsigned short #define WORD unsigned int #define WWORD unsigned long //********************************************************************** //SCP1000への1バイトデータの書き込み void scp1000_write(BYTE addr, BYTE dat) { SoftSpi_CSB = 0; Soft_Spi_Write((addr << 2) | 2); Soft_Spi_Write(dat); SoftSpi_CSB = 1; // Delay_ms(100); } //********************************************************************** //SCP1000からの1バイトデータの読み込み BYTE scp1000_read8(BYTE addr) { BYTE dummy, tmp; // SoftSpi_CSB = 0; Soft_Spi_Write(addr << 2); tmp = Soft_Spi_Read(dummy); SoftSpi_CSB = 1; // Delay_ms(100); return (tmp); } //********************************************************************** //SCP1000からの2バイトデータの読み込み WORD scp1000_read16(BYTE addr) { BYTE dummy; WORD tmp; // SoftSpi_CSB = 0; Soft_Spi_Write(addr << 2); tmp = Soft_Spi_Read(dummy) << 8; tmp |= Soft_Spi_Read(dummy); SoftSpi_CSB = 1; // Delay_ms(100); return (tmp); } //********************************************************************** void main() { BYTE buf[16]; BYTE tmp; WORD temperature; WWORD pressure; // OSCCON = 0b01110000; CMCON = 0b00000111; ANSEL = 0b00000000; TRISA = 0b10111010; TRISB = 0b00000000; //ＬＣＤの初期化 Lcd_Init(); Lcd_Cmd(_LCD_CURSOR_OFF); Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR); Lcd_Out(1, 1, "Pressure v1.10"); Delay_ms(1000); Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR); //ＳＰＩの初期化 Soft_Spi_Init(); SoftSpi_CSB = 1; Delay_ms(100); //ソフトウエアリセット＆オペレーションモード設定 scp1000_write(RSTR, 0x01); scp1000_write(OPARATION, 0x0A); tmp = scp1000_read8(0x00); Lcd_Out(1, 1, "SCP1000 start!"); Delay_ms(1000); Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR); // while (1) { //ステータスの取得 tmp = scp1000_read8(STATUS); if ((tmp.F0 != 0) || (tmp.F5 != 1)) { continue; } if (tmp.F4 == 1) { Lcd_Chr(2, 16, '*'); //Real time error! } else { Lcd_Chr(2, 16, ' '); } //気圧の取得→換算（パスカル）→表示 pressure = scp1000_read8(DATARD8) & 0x03; pressure <<= 16; pressure |= scp1000_read16(DATARD16); LongToStr((pressure * 10) / 4, buf); buf[0] = buf[1]; buf[1] = buf[2]; buf[2] = buf[3]; buf[3] = buf[4]; buf[4] = buf[5]; buf[5] = buf[6]; buf[6] = buf[7]; buf[7] = buf[8]; buf[8] = buf[9]; buf[9] = '.'; Lcd_Out(1, 1, buf); Lcd_Out(1, 12, "(Pa)"); //温度の取得→換算（℃）→表示 temperature = scp1000_read16(TEMPOUT) & 0x3FFF; if ((temperature & 0x2000) == 0) { Lcd_Chr(2, 1, ' '); } else { Lcd_Chr(2, 1, '-'); } temperature &= 0x1FFFF; WordToStr((temperature * 10) / 20, buf); buf[0] = buf[1]; buf[1] = buf[2]; buf[2] = buf[3]; buf[3] = '.'; Lcd_Out(2, 7, buf); Lcd_Out(2, 12, "(\xDFC)"); } } //**********************************************************************
動作確認
※ブレッドボードでの動作確認では、レベル変換用の抵抗(回路図参照)を省略しているので、ご注意ください。
左側=2階のベランダ、右側=家の前の路上※高度差は約5mです。
表示内容は、上段がPA(パスカル)表示、下段が温度表示です。
左側=2階の室内、右側=1階の室内※室内では、殆ど差がでません。
