のりとも爺のホビーワークショップ ＜Raspberry Pi＞
Pythonで温湿度をLCDに表示する
（実験で使用する電子パーツのサイトで公開されているプログラムを参考にして試行する）
Python（パイソン）で温度/湿度のLCD表示をプログラムする |
|---|
＊プログラムを記述するにはテキストエディタが必要になる。
RasPiのOSにGUIに馴染むいくつかのテキストエディタがあるが教則本にある Geany が
プログラム開発では使い勝手が良いと思う。
＊RasPi5のI2Cインターフェースを無効にすること。
→ I2Cモード切り替えページへ
＊回路図
＊I2Cインターフェース上にLCDを接続したらI2Cのアドレスを確認する
プログラムにI2Cアドレスとして記述する必要がある
sudo i2cdetect -y 1
正しく回路が繋がっているとLCDのアドレスがhex数値で表示される
例では 0x27 LCDユニットのI2Cアドレスとなる
20: -- -- -- -- -- -- -- 27 -- -- -- -- -- -- -- --
＊GPIOピンにてDHT11のDATA-INと接続する番号を回路図と異なるピンに変更する場合は
プログラムにてBCM番号を変更する必要がある
------------------------------------------------------------------------
Pythonで組んだプログラムを簡易に動かす場合、RasPiOSに入っているPythonのインタープリタで
動かすことになる。インタープリタとはPythonで書かれた命令文を１つずつ解釈しながら実行して
いく形である。ゆえにインタープリタでは実行速度がC言語で組まれたものより遅くなる。
＊実行例（ソースファイルがdht11-i2clcd.pyの場合）
sudo python dht11-i2clcd.py
サンプルプログラムの概要は、温湿度センサーDHT11からデータを読み込んで
I2Cインターフェースに接続されたLCDに温度/湿度を表示する
＜サンプルプログラムの動作手順＞
（続にいうフローチャートを文書化したもの）
------------------------------------------------------------------------
１．LCDの初期設定を行う（HD44780準拠のインターフェース）
＜関数 lcd_init() ＞
・LCDユニットに対してI2Cを通して電源投入後の初期化手順の６コマンドをLCDに送る
a)コマンド（0x33）Initialize
b)コマンド（0x32）Initialize
c)コマンド（0x06）Cursor move direction
d)コマンド（0x0C）Display On,Cursor Off, Blink Off
e)コマンド（0x28）Data length, number of lines, font size
f)コマンド（0x01）Clear display
・時間（500μs）を待つ（LCD側の動作との整合）
------------------------------------------------------------------------
２．LCDに１バイトのデータ送信（書き込み、出力）
＜関数 lcd_byte(bits, mode) ＞
・LCDに対する1バイトを2バイトに成形してLCDに書込み、その後、取込タイミング情報を書込む
mode=0：コマンド/mode=1：表示データ、LCDの文字を照らすLEDをonにする
a)上位データ形成：bits8bitから上位4bitを取得してmodeとLCD_BACKLIGHTビットを付加する
b)下位データ形成：bits8bitから下位4bitを取得して上位4ビットへシフトして
modeとLCD_BACKLIGHTビットを付加する
c)I2CインターフェースでLCDアドレスに上位データを書込む
d)LCDにデータを取り込むタイミング情報を書込む
e)I2CインターフェースでLCDアドレスに下位データを書込む
d)LCDにデータを取り込むタイミング情報を書込む
------------------------------------------------------------------------
３．LCDにバイトデータ取込タイミング書込み
＜関数 lcd_toggle_enable(data) ＞
・I2Cを通して書込んだデータをLCDが内部に取込むタイミング情報を送る
タイミング情報（E）をlow→hi→low（トグル）する
a)時間（500μs）を待つ（LCD側の動作との整合）
b)LCDに対する1バイトに取込タイミング情報=1を付加して書込む
c)時間（500μs）を待つ（LCD側の動作との整合）
d)LCDに対する1バイトに取込タイミング情報=0を付加して書込む
e)時間（500μs）を待つ（LCD側の動作との整合）
------------------------------------------------------------------------
４．LCDに文字列を書込み
＜関数 lcd_string(message,line) ＞
・lineで指定された行にmessage文字列を表示する
a)LCDの1行文字長に書込む文字列を左揃えにして右側に空白を埋める
b)LCDに表示行指示コマンドを送る
c)LCDの1行分の文字列を1文字ずつ データ書込みを繰り返す
------------------------------------------------------------------------
５．メイン処理
＜関数 main() ＞
・GPIOの初期化
・GPIOにBCM番号使用モードを設定
・以下の処理を繰り返す（割り込みがあれば処理を抜ける）
a)DHT11温湿度センサーからデータを取込（ライブラリで関数化されている）
b)正常に取り込めたら温度、湿度をLCDに書込み、表示
1行目に[temp:<取りこんだ温度> C]
2行目に[humid:<取りこんだ湿度> %]
c)取り込みが異常だったら以下の文字列をLCDに書込み、表示
1行目に[Read Tutorial:]
2行目に[osoyoo.com]
------------------------------------------------------------------------
６．プログラム開始処理
＜__main__＞
・main()を実行する
・異常処理（ctrl+Cなどによる強制終了）の設定
a)LCDに0x01（Clear display）コマンドを送る
→プログラム終了
------------------------------------------------------------------------