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色々と忘れるので、趣味のメモ

ESP8266DEVkit, nodeMCU, LUAで温度と気圧をInternetで送る（software編3-i2cの設定）

2020-01-04 18:20:41 | ESP8266DEVkitで遊ぶ
<title>3-i2c-BMP280設定a</title>

LUA開発環境が整ったところで、今度はLUAから見た時のinterfaceや使用したモジュールの使い方のポイントについて記載します。

nodeMCU v1.0 Pins

EPS8266Devkitの基板上に書かれたPinの名称（GPIO番号<以下の表では"ESP8266 Pin"の項目>）は、nodeMCUのポート（I/O index）番号とは異なります。以下がそのMapになります。i2cで使ったSCLとSDAのPinを表の右に示します。（i2cでは、この信号Pinと、電源:3V3、GNDの合計4本が必要です）

NodeMCU provides access to the GPIO (General Purpose Input/Output) and a pin mapping table is part of the API documentation.[17]

<figure>
I/O indexESP8266 pin備考
0 [*]D0:GPIO16 
1D1:GPIO5SCL
2D2:GPIO4SDA
3D3:GPIO0 
4D4:GPIO2 
5D5:GPIO14 
6D6:GPIO12 
7D7:GPIO13 
8D8:GPIO15 
9RX:GPIO3 
10TX:GPIO1 
11SD2:GPIO9 
12SD:3GPIO10 
</figure>

[*] D0 (GPIO16) can only be used for GPIO read/write. It does not support open-drain/interrupt/PWM/I²C or 1-Wire.

上記はhttps://en.wikipedia.org/wiki/NodeMCUから持ってきたものに、I/O indexに9-12と備考を追加したもの。2019/7/21

■ESP8266Devkitにi2cをつなげる

温度、気圧センサBMP280をi2cでESP8266Devkitに接続します。i2cはSCL(clock)、SDA(data)とGNDの3本（電源の供給も必要であれば4本）の信号線でデバイスを接続します。hardware編で記載したように接続します。まずはちゃんとnodeMCUからBMP280が見えるかどうか確認します。もちろん、nodeMCU上にi2cのソフトウェアモジュールが必要です。なければnodeMCUの再構築が必要となります。

■i2cの接続確認　"i2c_scanner.lua"

  • 必要なnodeMCUモジュール：i2c

LUAで自動的にi2cの接続されているpin番号と、i2cのアドレスをチェックしてくれるプログラム。i2cの接続確認に非常に役に立ったので載せておきます。

https://www.esp8266.com/viewtopic.php?f=19&t=1049#p6198　です。

-- i2c_scanner.lua
-- Based on work by sancho and zeroday among many other open source authors
-- This code is public domain, attribution to gareth@l0l.org.uk appreciated.
id=0  -- need this to identify (software) IC2 bus?
gpio_pin= {5,4,0,2,14,12,13} -- this array maps internal IO references to GPIO numbers
-- user defined function: see if device responds with ACK to i2c start
function find_dev(i2c_id, dev_addr)
i2c.start(i2c_id)
c=i2c.address(i2c_id, dev_addr ,i2c.TRANSMITTER)
i2c.stop(i2c_id)
return c
end
print("Scanning all pins for I2C Bus device")
for scl=1,7 do
for sda=1,7 do
  tmr.wdclr() -- call this to pat the (watch)dog!
  if sda~=scl then -- if the pins are the same then skip this round
       i2c.setup(id,sda,scl,i2c.SLOW) -- initialize i2c with our id and current pins in slow mode :-)
       for i=0,127 do -- TODO - skip invalid addresses 
            if find_dev(id, i)==true then
            print("Device found at address 0x"..string.format("%02X",i))
            print("Device is wired: SDA to GPIO"..gpio_pin[sda].." - IO index "..sda)
            print("Device is wired: SCL to GPIO"..gpio_pin[scl].." - IO index "..scl)
            end
       end
  end
end
end

以下は、実際にESP8266Devkitに接続したBMP280の接続確認結果。 上記プログラムを、file名'i2c_scan.lua'でnodeMCUに登録（Save to ESPで書き込む）して、ESPloereの右ペインの最下段から”dofile('i2c_scan.lua')”で起動した結果です。I/O index 1,2 (GPIO4,5)につながった0x76番デバイスを見つけたことになります。私が使ったBMP280モジュールはdefaultでアドレスが0x76でした。BMP280を複数つなげるときには、アドレスを変更するため（同一i2cBUS上に同じアドレスは許容されない）にBMP280モジュール側でジャンパ等の対応をする必要があります。これにより0x77に設定できるようです。

dofile("i2c_scan.lua")
--
Scanning all pins for I2C Bus device
Device found at address 0x76
Device is wired: SDA to GPIO4 - IO index 2
Device is wired: SCL to GPIO5 - IO index 1

■i2cで接続されたBMP280から気温と気圧を得る

  • 必要なnodeMCUモジュール：i2c、BME280

timer割り込みを使って、設定された時間（ここでは60sec）ごとに計測した温度と気圧を表示します。

★hints:

tmrモジュールはhttps://nodemcu.readthedocs.io/en/master/modules/tmr/ の記載（以下の注意書き）にあるように、2019年Q1（第一四半期）にI/Fが変更されていて、internet上に転がっている古いLUAプログラムを持ってきて動かすとエラーになることがあります。→私ははじめこれがわからず、随分苦労しました。nodeMCUのバージョンとLUAの組み合わせには注意が必要です。以下は、新しいnodeMCUで動作しますが、古いnodeMCUではエラーになります。

これをやっていた頃は2019の夏、丁度切り替わりの時期だったんですね。混乱しました。

■Attention

NodeMCU formerly provided 7 static timers, numbered 0-6, which could be used instead of OO API timers initiated with tmr.create(). After a long period of deprecation, these were removed in 2019 Q1.

https://nodemcu.readthedocs.io/en/master/modules/tmr/　に記載があります。

tmr moduleは、static と dynamicがあって、staticは将来なくなる、と記載あり。で、例えば

--

NodeMCU custom build by frightanic.com branch: master commit: c16adb5dfb8c02b692034bbd553502765b9733cc SSL: false modules: adc,bme280,file,gpio,http,i2c,mqtt,net,node,pwm,rtctime,tmr,uart,wifi build created on 2019-07-20 23:15 powered by Lua 5.1.4 on SDK 2.2.1(6ab97e9) lua: cannot open init.lua

--

では、staticではエラーとなる。なので”dynamic”で動かす必要ある。

tmr.alarm([id/obj],interval,,,,,, と書いてあるので、[id/obj]を抜けばよいような気もする。→未確認。

2019/8/7

--- read-baro-temp-by-timer.lua
--- alarmを使って定期的に気圧と気温を得る
--- 2019/7/20

alt=50
scl=1   ---D1, GPIO05
sda=2   ---D2, GPIO04
interval = 60000
i2c.setup(0,sda,scl,i2c.SLOW)
bme280.setup()
print("## Start sensing with interval ", interval ,"msec ##")
tmr.create():alarm(interval, tmr.ALARM_AUTO, function()
P = bme280.baro()
T = bme280.temp()
print(string.format("QFE=%d.%03d Temp=%d.%02d", P/1000, P%1000, T/100, T%100))
end)

以下は、上記のプログラムの出力、60秒ごとに気圧と気温情報を取得して値を印字する。上記は、nodeMCUで、BME280モジュールが必要です。今回接続しているモジュールはBMP280ですが、nodeMCUのモジュール名はBME280です。nodeMCUがrestartされた時の搭載モジュール名にBME280がなければ、nodeMCUの再構築が必要です。

## Start sensing with interval 	60000	msec ##
QFE=1769.129 Temp=26.88
QFE=1769.143 Temp=26.89
QFE=1769.178 Temp=26.90
QFE=1769.205 Temp=26.91
QFE=1769.247 Temp=26.92
QFE=1769.288 Temp=26.94
QFE=1769.329 Temp=26.95

気圧が1769ヘクトパスカル、このBMP280の気圧の数値は明らかにおかしい。二個買ったのでもう一つで確認したところ、1000位の数値を出したので、そちらが正しい模様。この個体は不良品でした。


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