2021年2月23日火曜日

Si7021 + Rasspberry PI + GoLang

HDC1080の記事を書いたあとに、「産業用高精度 温度湿度」センサーと書いてあったのできっとすごいセンサーだと思って amazonでポチッた

ポチったあとにデータシートみて驚愕したんだけどI2Cのアドレスは 0x40 固定だった

HDC1080とまったく同じだ。 

RaspberryPi3 だと I2Cが一個しかないので一個しかぶら下げられない。なんという事でしょう。Pi4なら複数のI2Cがあるけど

温度/湿度なんてI2Cほど速度いらないから1-wireのほうがいいのかな。こちらはデバイス毎に固有アドレスがあるし。 

どこかからソースパクってこよう、は安易すぎた 

なかなか古いデバイスのようで、GoLang + Si7021 でググるといくつか github にヒットする

けどなんかこうGoLangのバージョン依存してたり、OS依存しててコンパイルできなかったりした

結局 ここのデータシート 読んで自分で書いた方が早かった。3時間も無駄にしたよ.. 


CRCはちゃんと計算しよう 

最初10分で書いた信頼性がなさすぎた
実験でケーブルが短い時は大丈夫だったけど、3mの単芯ケーブルにしたら通信エラーが起きているっぽくで、湿度が-50%とかになってる

他のセンサー(DC-CO2-20)では通信エラーが起きていないので、デバイスのドライブが弱いのかな、と人のせいにしてはいけない 。ちゃんとCRC計算しよう...


ハードウェアの結線

Raspberry PIとの結線は SDA,SDL, 3.3V , GND の4本だけ

GoLang は 1.16 で macOSを使用 

アドレスの確認

# i2cdetect -y 1

     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f

00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 

10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 

20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 

30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 

40: 40 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 

50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 

0x40にいた。HCM1080と同じアドレスだ。困る。

 

I2Cをsudoしなくても読めるようにする

これはグラフツールのzabbixが読めるようにする設定
ユーザー名がpiの人は zabbix を pi にするとよさそう

# sudo usermod -aG i2c zabbix


パッケージの準備

% mkdir si7021

% cd si7021

% go mod init si7021

go: creating new go.mod: module si7021

go: to add module requirements and sums:

go mod tidy


% go mod tidy

go: finding module for package github.com/davecheney/i2c

go: found github.com/davecheney/i2c in github.com/davecheney/i2c v0.0.0-20140823063045-caf08501bef2


ソース

// macOS closs compile

// GOOS=linux GOARCH=arm go build 

package main



import (

  "fmt"

  "os"

  "time"

  "github.com/davecheney/i2c"  // go get github.com/davecheney/i2c

  "encoding/binary"

)


const (

    wait = 100 * time.Millisecond // 100milisec 

)


func write(dev *i2c.I2C, s string) {

  chars := []byte(s)

  dev.Write(append([]byte{0x40}, chars...))

  time.Sleep(wait)

}



func help() {

    fmt.Println( "exp: hdc1080 0 or 1 (0=Ondo 1=Shitudo 9=reset")

}



// 2byteの値から1byteのcrcを返す

func calcCRC(seed byte, buf []byte) byte {

  for i := 0; i < len(buf); i++ {

    seed ^= buf[i]

    for j := 0; j < 8; j++ {

      if seed&0x80 != 0 {

        seed <<= 1

        seed ^= 0x31

      } else {

        seed <<= 1

      }

    }

  }

  return seed

}


func Reset() {

    dev, _ := i2c.New(0x40, 1)


    dev.Write([]byte{0xFE}) // CMD_RESET

    time.Sleep(wait * 5)

}


func ReadData(cmd byte) float32 {

    var i float32

    var b  = []byte{0, 0, 0}

    var b2 = []byte{0, 0}

  

    // 0x40 is I2C address , 1 is /dev/i2c-1

    dev, _ := i2c.New(0x40, 1)

    cnt := 0;

    

again:

    dev.Write([]byte{cmd}) // CMD_TEMPTURE

    time.Sleep(wait)

    dev.Read(b) // 3byte読み込み

    b2[0] = b[0]

    b2[1] = b[1] // 素人すぎるプログラムww

    

    crc := calcCRC( 0x00 , b2 )

    if crc != b[2] {

        fmt.Fprintln( os.Stderr , "CRC error")

        time.Sleep( wait * 10 ) // 1秒

        Reset()

        time.Sleep( wait * 10 ) // 1秒

        

        cnt += 1

        if cnt > 5 {

            return -1

        }   // error

        goto again

    }


    i = float32(binary.BigEndian.Uint16(b2))

    time.Sleep(wait)

    return i

}


func main() {

  if len(os.Args) < 2 {

    help()

    os.Exit(-1)

  }


  switch os.Args[1] { 

  case "0":

      f32 := ReadData(0xF3) // / CMD_TEMPTURE

      if ( f32 != -1 ) {

          c := float32(f32) * 175.72 / 65536. - 46.85

          fmt.Printf("%.2f\n",c)

      } else {

           fmt.Println(-1)

      }

  case "1":

      f32 := ReadData(0xF5) // / CMD_HUM

      if ( f32 != -1 ) {

          c := float32(f32) * 125. / 65536. - 6.

          fmt.Printf("%.2f\n",c)

      } else {

           fmt.Println(-1)

      }

  case "9":

    Reset()


  default:

    help()

  }

}




コンパイル

GOOS=linux GOARCH=arm go build 

これでバイナリができたので、RaspberryPIに scp して実行

# 温度

$ ./si7021 0

21.715549316406246


# 湿度

$ ./si7021 1

39.543670654296875


# リセット送信 (いるのかな? )

$ ./si7021 9



高精度?

うーんと、精度はどうなんだろう

hdc1080と温度で0.5度くらい、湿度で1%くらいの差くらい

hdc1080も割と高精度なんでは...


おしまい