物联网AI MicroPython传感器学习 之 SHT3X温湿度传感器
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一、产品简介
Sensirion SHT3x-DIS湿度和温度传感器基于CMOSens®传感器芯片，更加智能、可靠，精度更高。SHT3x-DIS具有增强的信号处理能力、两个独特的用户可选I2C地址，通信速度高达1MHz。SHT35-DIS的典型相对湿度 (RH) 精度为±1.5%，典型温度精度为±0.2°C。SHT3x-DIS具有2.5mm x 2.5mm x 0.9mm（长x宽x高）占位面积，电源电压范围为2.4V至5.5V。
二、技术参数
- 供电电压：2.4V～5.5V
- I2C接口，通信速度高达1MHz，具有两个用户可选地址
- 完全校准、线性化和温度补偿的数字输出
- 启动和测量速度极快
- 湿度精度：0 ~ 100%，精度为±2%RH
- 温度精度：-40度～125度，精度±0.3℃
- 封装：DFN-8，2.5mm * 2.5mm 0.9mm
三、软件接口
SHT3X(i2cObj) - 创建SHT3X驱动对象
- 函数原型：
sht3xObj = SHT3X(i2cObj) - 参数说明：
| 参数 | 类型 | 必选参数？ | 说明 |
|---|---|---|---|
| i2cObj | I2C | 是 | 传入I2C对象 |
- 返回值： SHT3X对象成功，返回SHT3X对象；SHT3X对象创建失败，抛出Exception
- 示例代码：
from machine import I2C,Pin # 驱动库
import sht3x # SHT3X-DIS温湿度传感器驱动库
i2cObj = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=400000)
humitureDev = sht3x.SHT3X(i2cObj) # 初始化SHT3X-DIS传感器
print("sht3x inited!")
• 输出：
sht3x inited!
getTemperature - 测量温度
- 函数功能： 量测周围温度并返回测量结果
- 函数原型：
SHT3X.getTemperature() - 参数说明： 无
- 返回值： 成功返回温度测量结果（数据类型：浮点型；单位：摄氏度）；失败抛出Exception
- 示例：
from machine import I2C,Pin # 驱动库
import sht3x # SHT3X-DIS温湿度传感器驱动库
i2cObj = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=400000)
humitureDev = sht3x.SHT3X(i2cObj) # 初始化SHT3X-DIS传感器
print("sht3x inited!")
temp = humitureDev.getTemperature()
print("temperature is ", temp, "°C")
- 输出：
sht3x inited!
temperature is 25.3°C
getHumidity - 测量相对湿度
-
函数功能：
量测周围相对湿度并返回测量结果 -
函数原型：
SHT3X.getHumidity() -
参数说明：
无 -
返回值：
成功返回相对湿度测量结果（数据类型：整型；单位：%RH）；失败抛出Exception -
示例：
from machine import I2C,Pin # 驱动库
import sht3x # SHT3X-DIS温湿度传感器驱动库
i2cObj = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=400000)
humitureDev = sht3x.SHT3X(i2cObj) # 初始化SHT3X-DIS传感器
print("sht3x inited!")
humi = humitureDev.getHumidity()
print("humidity is ", humi, "%H")
- 输出：
sht3x inited!
humidity is 60%H
getTempHumidity - 量测温度相对湿度
-
函数功能：
同时量测周围温度和相对湿度并返回测量结果 -
函数原型：
SHT3X.getTempHumidity() -
参数说明：
无 -
返回值：
成功返回温度和相对湿度测量结果（数据类型：数组，[温度值, 相对湿度值]；温度单位：摄氏度；相对湿度单位：%RH）；失败抛出Exception -
示例：
from machine import I2C,Pin # 驱动库
import sht3x # SHT3X-DIS温湿度传感器驱动库
i2cObj = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=400000)
humitureDev = sht3x.SHT3X(i2cObj) # 初始化SHT3X-DIS传感器
print("sht3x inited!")
data = humitureDev.getTempHumidity()
print("temperature is ", data[0], "°C")
print("humidity is ", data[1], "%H")
- 输出：
sht3x inited!
temperature is 25.3°C
humidity is 60%H
四、接口案例
- 示例代码：
import utime # 延时API所在组件
from machine import I2C,Pin # 驱动库
import sht3x # SHT3X-DIS温湿度传感器驱动库
i2cObj = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=400000)
humitureDev = sht3x.SHT3X(i2cObj) # 初始化SHT3X-DIS传感器
print("sht3x inited!")
# 通过温湿度传感器读取温湿度信息
def get_temp_humi():
temperature = humitureDev.getTemperature() # 获取温度测量结果
humidity = humitureDev.getHumidity() # 获取相对湿度测量结果
print("The temperature is: %.1f" % temperature)
print("The humidity is: %d" % humidity)
return temperature, humidity # 返回读取到的温度值和相对湿度值
if __name__ == '__main__':
while True:
data = get_temp_humi() # 读取温度信息和相对湿度信息
utime.sleep(1) # 每隔1秒钟进行一次温湿度信息测量和打印
i2cObj.close() # 关闭I2C设备对象
- 输出：
...
sht3x inited!
The temperature is 25.3°C
The humidity is 60%H
...
The temperature is 25.3°C
The humidity is 60%H
...
五、通信协议
主控芯片和SHT3X-DIS传感器之间通信所用命令字如下表所示：
| 序号 | 命令字 | 功能说明 | 缩写 |
|---|---|---|---|
| 1 | 0x3780 | 读取芯片序列号 | CMD_READ_SERIALNBR |
| 2 | 0xF32D | 读取状态寄存器 | CMD_READ_STATUS |
| 3 | 0x3041 | 清除状态寄存器 | CMD_CLEAR_STATUS |
| 4 | 0x306D | 开启加热功能 | CMD_HEATER_ENABLE |
| 5 | 0x3066 | 关闭加热功能 | CMD_HEATER_DISABLE |
| 6 | 0x30A2 | 软件复位 | CMD_SOFT_RESET |
| 7 | 0x2B32 | 加速响应时间 | CMD_ART |
| 8 | 0x3093 | 停止周期性测量 | CMD_BREAK |
| 9 | 0x2400 | 高频率周期性测量 | CMD_MEAS_POLLING_H |
| 10 | 0x240B | 中频率周期性测量 | CMD_MEAS_POLLING_M |
| 11 | 0x2416 | 低频率周期性测量 | CMD_MEAS_POLLING_L |
实际控制此传感器的流程可参考如下伪代码。
- 初始化传感器并开始进行温湿度测量
清除状态寄存器（发送CMD_CLEAR_STATUS）
等待20ms
发送周期性测量指令（CMD_MEAS_POLLING_H、CMD_MEAS_POLLING_M或CMD_MEAS_POLLING_L）
等待20ms
- 读取温湿度测量结果
发起I2C读取数据（6个字节）的操作
将读取到的测量结果转换成实际温室度值
读取到的6个字节格式如下表所示：
| 字节序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 意义 | 温度(高位) | 温度(低位) | 温度CRC-8校验值 | 湿度(高位) | 湿度(低位) |
转换过程可以使用如下公式： 温度值 = ((data[0]<<8) | data[1]) _ 0.0015259022 相对湿度值 = -45.0 + ((data[3]<<8) | data[4]) _ 175.0 / (0xFFFF - 1)
- 停止测量
发送停止周期性测量指令字（CMD_BREAK）
参考文献
[1] SHT3X-DIS温湿度传感器购买链接