結線

　センサの核心部分は Bosch 製 BME280 というチップで、SparkFun やスイッチサイエンス、Amazon などで取扱いがあります。私の場合、Amazon で購入して 1 個 550 円と格安の中国発送でしたが、SparkFun の商品写真と一見して同じ基板のモノが届きました^*1。
　このセンサ一つで、気温・湿度・気圧を測定でき、I²C または SPI で接続できます。今回、RaspberryPi とは I²C で接続します。

• センサ: 3.3V ⇔ RasPi: 3V3 … BME280 の最大定格電圧は 4.25V ですので、5V を印加すると壊れます。
• センサ: SCL ⇔ RasPi: GPIO3(SCL)
• センサ: SDA ⇔ RasPi: GPIO2(SDA)
• センサ: GND ⇔ RasPi: GND

動作確認とデータ読み出し

　結線が済んだら、コマンドラインから幾つかコマンドを叩いて動作確認を行います。

### バスに接続されたスレーブを一覧して、センサのアドレスを調べます
$ i2cdetect -y 1 ⇒ センサのアドレスは 0x77
...

　コマンドを直接叩いて、幾つかデータを読んでも良いのですが、仕様書のデータ書式を見るとデータの変換が結構面倒くさそうな感じです。そこで、とりあえず公開されている Python スクリプトを使ってセンサの出力値を表示してみます。
　センサ ボードのアドレスのデフォルト値は 0x77 ですが、ダウンロードしたスクリプトのアドレスが 0x76 となっているので実行前に忘れずに修正しておきます。

$ wget https://bitbucket.org/MattHawkinsUK/rpispy-misc/raw/master/python/bme280.py
$ vi bme280.py ⇒ センサのアドレスを修正
$ python bme280.py
Chip ID : 96
Version : 0
Temperature : 25.69 C
Pressure : 994.860273742 hPa
Humidity :62.921917407 %

　このスクリプトを少し修正して、1 日分のセンサ出力値を収集し、グラフにしてみました(Fig.1 )。赤が気温、緑が湿度、青が気圧です。小数点以下までかなり細かい数値が出力されていますが、事実上、意味があるのは小数点第 1 位までくらいだと思いますが、日常生活の環境測定には十分です。

Fig.1

メモ

• 基盤上のアドレス選択ジャンパ(ADR)：デフォルトで、アドレス 1 側がショート、アドレス 0 側がオープン＝0x77。アドレス 1 側のパターンをカットして、アドレス 0 側をハンダなどでショートさせてやれば 0x76 に変更できる。
• 基盤への加工を嫌う場合、SDO 端子を GND に落としても良い。SDO 端子は 4.7k の抵抗でプルアップされているので、この時、プルアップ抵抗を通じて 0.7mA 程度の電流が無駄になる。
• 基盤上の I²C 用プルアップ設定ジャンパ(I2C PU)：デフォルトで、SDA と SCL が 4.7k で 3.3V にプルアップされている。RaspberryPi で使用する場合、RaspberryPi 側で既にプルアップされているので、本来はジャンパをカットして使用すべきだが、そのままでもとりあえず使えてはいる。通信エラーが頻発するなどの際には疑ってみること。
• 基板上の チップ選択ジャンパ(CS)：デフォルトでプルアップされており、I²C が選択されている。パターンをカットして、CS 端子を GND に落とせば SPI 通信モードになる。
• 標準大気圧(1 気圧)とは、海面上で 1013.25hPa。大気圧は、標高 10m の上昇に対して、概ね 1hPa 下がる。実験中、天気が良いのに気圧が 990hPa あたりを出力していてビックリしたが、丹波高原にある自宅の標高を加味すると、概ね気圧配置図と同じくらいの気圧が測定できているようだった。

リンク

• BME280 - Bosch