El sensor de temperatura y humedad DHT20 es el sucesor del mítico DHT11 entre sus variantes y es fabricado por asair , opera entre 2.2V y 5.5V y usa el protocolo de comunicaciones I2C a diferencia de su antecesor que era un protocolo de un solo cable (“single-wire” o “single-bus”). Este sensor tiene una precisión típica de ±2% de humedad relativa a 20-80 % y ±0,3°C a de humedad relativa y 20-60 °C. Internamente tiene un AHT20.
El fabricante asair vende por AliExpress el sensor a buen precio.
Para este ejemplo vamos a leer los datos del sensor y enviarlos por CDC (Communication Device Class) para poder leerlos desde la terminal usando la tool picocom . El microcontrolador AVR DA tiene varios I2C, pero en el mundo de Microchip no se dice I2C, sino TWI (Two-Wire Interface) , usaremos el TWI0 y la dirección del TWI Slave es 0x38.
El código fuente:
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#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdint.h>
#define DHT20_ADDR 0x38
#define DHT20_CMD_STATUS 0x71
#define DHT20_CMD_MEASURE 0xAC
static inline void USART1_init_115200 (void ) {
PORTC.DIRSET = PIN0_bm;
PORTC.DIRCLR = PIN1_bm;
USART1.BAUD = (64UL * F_CPU) / (16UL * 115200UL ) + 0.5 ;
USART1.CTRLC = USART_CMODE_ASYNCHRONOUS_gc |
USART_CHSIZE_8BIT_gc;
USART1.CTRLB = USART_TXEN_bm | USART_RXEN_bm;
}
static inline void USART1_write (char c) {
while (! (USART1.STATUS & USART_DREIF_bm)) {;}
USART1.TXDATAL = c;
}
static inline void USART1_send_string (const char * s) {
while (* s) {
USART1_write (* s++ );
}
}
void TWI0_init_100kHz_24MHz (void ) {
TWI0.CTRLA = TWI_SDAHOLD_50NS_gc;
TWI0.DUALCTRL = 0x00 ;
TWI0.DBGCTRL = TWI_DBGRUN_bm;
TWI0.MBAUD = 115 ;
TWI0.MSTATUS = TWI_RIF_bm | TWI_WIF_bm | TWI_CLKHOLD_bm |
TWI_RXACK_bm | TWI_ARBLOST_bm | TWI_BUSERR_bm |
TWI_BUSSTATE_IDLE_gc;
TWI0.MCTRLA = TWI_ENABLE_bm;
}
bool TWI_write (uint8_t addr, uint8_t * data, uint8_t len) {
TWI0.MADDR = (addr << 1 ) | 0 ;
for (uint8_t i = 0 ; i < len; i++ ) {
while (! (TWI0.MSTATUS & TWI_WIF_bm));
if (TWI0.MSTATUS & (TWI_ARBLOST_bm | TWI_BUSERR_bm))
return false ;
if (TWI0.MSTATUS & TWI_RXACK_bm)
return false ;
TWI0.MDATA = data[i];
}
while (! (TWI0.MSTATUS & TWI_WIF_bm)) ;
TWI0.MCTRLB = TWI_MCMD_STOP_gc;
return true ;
}
bool TWI_read (uint8_t addr, uint8_t * data, uint8_t len) {
TWI0.MADDR = (addr << 1 ) | 1 ;
for (uint8_t i = 0 ; i < len; i++ ) {
while (! (TWI0.MSTATUS & TWI_RIF_bm));
if (TWI0.MSTATUS & (TWI_ARBLOST_bm | TWI_BUSERR_bm))
return false ;
data[i] = TWI0.MDATA;
if (i < (len - 1 )) {
TWI0.MCTRLB = TWI_MCMD_RECVTRANS_gc;
} else {
TWI0.MCTRLB = TWI_ACKACT_NACK_gc | TWI_MCMD_STOP_gc;
}
}
return true ;
}
bool DHT20_init (void ) {
uint8_t cmd = DHT20_CMD_STATUS;
uint8_t status;
_delay_ms (200 );
if (! TWI_write (DHT20_ADDR, & cmd, 1 ))
return false ;
if (! TWI_read (DHT20_ADDR, & status, 1 ))
return false ;
if ((status & 0x18 ) != 0x18 ) {
return false ;
}
return true ;
}
bool DHT20_read (float * temperature_c, float * humidity_rh) {
uint8_t cmd[3 ] = { DHT20_CMD_MEASURE, 0x33 , 0x00 };
uint8_t buf[7 ];
if (! TWI_write (DHT20_ADDR, cmd, 3 ))
return false ;
_delay_ms (85 );
if (! TWI_read (DHT20_ADDR, buf, 7 ))
return false ;
if (buf[0 ] & 0x80 ) {
return false ;
}
uint32_t raw_h =
((uint32_t )buf[1 ] << 12 ) |
((uint32_t )buf[2 ] << 4 ) |
((uint32_t )buf[3 ] >> 4 );
uint32_t raw_t =
(((uint32_t )buf[3 ] & 0x0F ) << 16 ) |
((uint32_t )buf[4 ] << 8 ) |
((uint32_t )buf[5 ]);
* humidity_rh = (raw_h * 100.0f ) / 1048576.0f ;
* temperature_c = (raw_t * 200.0f ) / 1048576.0f - 50.0f ;
return true ;
}
int main (void ) {
float t, h;
char s[64 ];
CCP = CCP_IOREG_gc;
CLKCTRL.OSCHFCTRLA = CLKCTRL_FRQSEL_24M_gc;
USART1_init_115200 ();
TWI0_init_100kHz_24MHz ();
if (! DHT20_init ()) {
USART1_send_string ("[DHT20] init FAILED \r\n " );
while (1 ) {;}
}
USART1_send_string ("[DHT20] init OK \r\n " );
while (1 ) {
if (DHT20_read (& t, & h)) {
snprintf (s, sizeof (s),
"[DHT20] Temperature: %.1fC | Humidity: %.0f%% \r\n " ,
t, h);
USART1_send_string (s);
}
_delay_ms (2000 );
}
}
En el código, en la función DHT20_read vemos que se hacen unos cálculos, estos están definidos en la página 11 del datasheet.
Compilar y subirlo Para compilarlo deberá ejecutar el siguiente comando:
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avr-gcc -mmcu= avr128da28 \
= 24000000UL \
= gnu99 -Wall \
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avr-objcopy -O ihex main.elf main.hex
Deberá activar el soporte printf con floats usando: -Wl,-u,vfprintf -lprintf_flt -lm.
Para subir el programa al microcontrolador, deberá ejecutar el siguiente comando:
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avrdude -c serialupdi -p avr128da28 -P /dev/tty.usbserial-2110 -e -F
Si todo fue bien, podrá disfrutar de las ondas.
Terminal Puede usar un cliente serial que prefiera, yo en este caso uso picocom para manipular el pin que controla el RTS, use el siguiente comando:
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picocom --lower-rts -b 115200 /dev/tty.usbserial-2110
Usamos 115200 BAUD.
Si todo va bien, podrá observar lo que envia el microcontrolador:
Para salir picocom debe precionar la siguiente combinación de teclas CRTL+A seguido de x.
