#include <Wire.h>

// HTU21D (модуль GY-21) на I2C. Библиотека не нужна: у датчика всего
// несколько команд, и вся работа видна в скетче.
//
// Алгоритм один на оба измерения:
//   1. послать команду «измерь» (0xF3 — температура, 0xF5 — влажность);
//   2. подождать: измерение занимает до 50 мс, и раньше времени датчик
//      не отвечает;
//   3. прочитать три байта: старший, младший и контрольную сумму CRC-8;
//   4. сверить сумму и пересчитать число по формуле из даташита.

const uint8_t HTU21D = 0x40;
const uint8_t CMD_TEMPERATURE = 0xF3;
const uint8_t CMD_HUMIDITY = 0xF5;

uint8_t crc8(uint8_t msb, uint8_t lsb) {
  // Многочлен датчика x^8 + x^5 + x^4 + 1 (0x131), начальное значение 0.
  uint16_t crc = 0;
  uint8_t data[2] = {msb, lsb};
  for (int i = 0; i < 2; i++) {
    crc ^= data[i];
    for (int bit = 0; bit < 8; bit++) {
      crc = (crc & 0x80) ? ((crc << 1) ^ 0x131) : (crc << 1);
    }
  }
  return crc & 0xFF;
}

// Возвращает false, если датчик не ответил или сумма не сошлась.
bool measure(uint8_t command, uint16_t &raw) {
  Wire.beginTransmission(HTU21D);
  Wire.write(command);
  if (Wire.endTransmission() != 0) return false;

  delay(60);

  if (Wire.requestFrom((int)HTU21D, 3) != 3) return false;
  uint8_t msb = Wire.read();
  uint8_t lsb = Wire.read();
  uint8_t crc = Wire.read();
  if (crc8(msb, lsb) != crc) return false;

  // Два младших бита — служебные, перед пересчётом их обнуляют.
  raw = ((uint16_t)msb << 8) | (lsb & 0xFC);
  return true;
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Wire.begin(21, 22);   // SDA, SCL
}

void loop() {
  uint16_t rawT, rawH;
  if (!measure(CMD_TEMPERATURE, rawT) || !measure(CMD_HUMIDITY, rawH)) {
    Serial.println("датчик не ответил: проверьте SDA, SCL и питание");
    delay(2000);
    return;
  }

  float t = -46.85 + 175.72 * rawT / 65536.0;
  float h = -6.0 + 125.0 * rawH / 65536.0;
  h = constrain(h, 0.0, 100.0);   // у границ формула может чуть выйти за 0..100

  Serial.printf("%.2f °C   %.1f %%\n", t, h);
  delay(2000);
}

HTU21D: температура и влажность по I2C без библиотеки

Датчик понимает несколько однобайтовых команд. Скетч сам посылает команду измерения, ждёт, читает три байта и проверяет контрольную сумму CRC-8.

Что на схеме

Плата ESP32 DevKit v1, к ней подключены:

Датчик HTU21D: температура и влажность (I2C) — htu1, влажность 45 %, температура 23 °C

Задействованы выводы платы: 3V3, GND, D21, D22. Всего соединений на схеме: 4.

Библиотеки

Пример собирается с библиотеками:

Wire

Они уже установлены на сервере сборки — отмечать их в проекте вручную не нужно, список приезжает вместе с примером.

Как это устроено в коде

Основное, чем пользуется скетч:

delay() — пауза, на время которой ядро занято ожиданием
Serial.begin() — открывает монитор порта на заданной скорости
Wire.begin() — поднимает шину I²C, по ней говорят датчики и дисплеи
Serial.println() — печатает строку в монитор порта
constrain() — зажимает значение в границах
Serial.printf() — печатает в монитор порта с форматированием

В скетче 68 строк; свои функции: crc8(), measure(); подключено заголовков: 1. Сам скетч открыт на соседней вкладке — его можно менять и запускать заново.

Что попробовать изменить

Замените delay() на счёт по millis() — и loop() освободится для всего остального, что должно происходить одновременно.
Добавьте свои Serial.println() в интересных местах — монитор порта здесь и есть отладчик.
Перенесите деталь на другой вывод — на схеме и в коде — и убедитесь, что пример работает так же.
Нажмите «Форкнуть»: копия станет вашим проектом, и в ней можно менять что угодно.

Смотрите также

Подключение датчика HTU21D — Цифровой датчик температуры и влажности (I2C)
Сканер шины I2C — Первое, что запускают, когда датчик на шине не отвечает: перебор всех адресов.
DHT22: температура и влажность — Однопроводный протокол с собственным таймингом. Библиотека читает датчик не чаще раза в две секунды — быстрее он не отве…
DS18B20: цифровой термометр на шине 1-Wire — Один провод данных и подтяжка 4,7 кОм: библиотеки OneWire и DallasTemperature находят датчик по адресу и читают температ…
Сигнал о перегреве — Порог с гистерезисом поверх датчика: светодиод и зуммер срабатывают, когда температура выходит за границу.
Минимум и максимум за сеанс — Накопление статистики без массива: достаточно двух переменных и первого замера.
Ультразвук: измерение расстояния — Импульс 10 мкс на TRIG, длительность ответа на ECHO. Расстояние — это время полёта, делённое пополам.

← Все примеры галереи

Схема

Проект из галереи — запускать можно, менять нельзя.

Сборка ещё не запускалась.

запускать со сценарием

окно пауза

Печатайте в Serial числа — они станут графиком. Serial.println(t); — один ряд, Serial.printf("t:%.1f h:%.1f\n", t, h); — два с подписями. Формат тот же, что понимает плоттер Arduino IDE.