ガスセンサMICS6814を用いて空気環境の測定がしたい

（１）前提

私は　arduino に”PIM569(ガスセンサMICS6814）”を用いてI2C接続により空気環境の測定を行う計画をしています。

（２）目標
現在の目標はシリアルモニタに検出値を出力する事を目標にしています。

（３）問題点
https://www.arduino.cc/から ”Mics6814 i2c”ライブラリを入手しスケッチ例から"ReadGases"というサンプルを用いてarduinoに書き込みを行いました。

シリアルモニターを開き通信を開始すると、、、

16:43:21.210 -> Connected to MiCS-6814 sensor
16:43:21.210 -> Current concentrations:
16:43:21.210 -> CO NO2 NH3 C3H8 C4H10 CH4 H2 C2H5OH
16:43:21.255 -> -1.00 -1.00 -1.00 -1.00 -1.00 -1.00 -1.00 -1.00
16:43:26.228 -> -1.00 -1.00 -1.00 -1.00 -1.00 -1.00 -1.00 -1.00
・
・
・
どの値も-1から変化しません。

（４）詳細
１）エラーメッセージは特になし
2）コードは以下の通り

該当のソースコード

#include <MiCS6814-I2C.h>

MiCS6814 sensor;
bool sensorConnected;

void setup() {
  // Initialize serial connection
  Serial.begin(115200);

  // Connect to sensor using default I2C address (0x04)
  // Alternatively the address can be passed to begin(addr)
  sensorConnected = sensor.begin(0x19);

  if (sensorConnected == true) {
    // Print status message
    Serial.println("Connected to MiCS-6814 sensor");

    // Turn heater element on
    sensor.powerOn();
    
    // Print header for live values
    Serial.println("Current concentrations:");
    Serial.println("CO\tNO2\tNH3\tC3H8\tC4H10\tCH4\tH2\tC2H5OH");
  } else {
    // Print error message on failed connection
    Serial.println("Couldn't connect to MiCS-6814 sensor");
  }
}

void loop() {
  if (sensorConnected) {
    // Print live values
    Serial.print(sensor.measureCO());
    Serial.print("\t");
    Serial.print(sensor.measureNO2());
    Serial.print("\t");
    Serial.print(sensor.measureNH3());
    Serial.print("\t");
    Serial.print(sensor.measureC3H8());
    Serial.print("\t");
    Serial.print(sensor.measureC4H10());
    Serial.print("\t");
    Serial.print(sensor.measureCH4());
    Serial.print("\t");
    Serial.print(sensor.measureH2());
    Serial.print("\t");
    Serial.println(sensor.measureC2H5OH());
  }

  // Wait a small amount of time
  delay(5000);
}

試したこと

試しにアンモニアを含んだ液体を近づけたが変化なし

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Raspberry Piを利用した例は多々あるようなのですが、、、

通常の雰囲気

息を吹きかけると、、

y_waiwai

2022/08/24 08:00

このままではコードが読みづらいので、質問を編集し、</>(コードの挿入)ボタンを押し、出てくる’’’の枠の中にコードを貼り付けてください

y_waiwai

2022/08/24 09:17

データがすべてー１ってのは、そもそも通信が成立していない、デバイスが動いていない、配線が間違っている、ってことも考えられます。どんなボードを使ってどういうふうに配線しているのか、回路図などあればそれも提示しよう

nac_tnk

2022/08/25 03:51

そういったセンサは動くまでに数分かかったりするけど、ちゃんと待った？

行動規範の内容に同意します

回答3件

PIM569の回路図がこれだとすれば、少なくとも基板内でI2Cのプルアップされていないようです。
Arduinoと言ってもいろいろありますが、多分こちらの側でもプルアップされていないと思います。
質問にはプルアップについての言及がありませんが、そのへんは大丈夫ですか?

投稿2022/08/24 14:08

thkana

総合スコア7652

hiroshi_abe

2022/08/25 04:59

回路図のご提供ありがとうございます。またプルアップ、ダウンについては投稿前に ①レベル変換モジュール（ＰＣＡ９３０６） ②単独の抵抗10kΩ×2 ③無しでやってみました。どれも変化がないですアドバイスありがとうございました。

thkana

2022/08/25 11:51

めちゃくちゃやってみて当たりを狙うのではなく、まずは「こうであるはず」という状態にしてください。それはそれとして、接続を検出しているあたりをどう解釈するかだなぁ...

行動規範の内容に同意します

ベストアンサー

ソースコードはたぶんこれだと思うのですが、それ前提で。
https://github.com/eNBeWe/MiCS6814-I2C-Library

このソースのExamplesを見ると、以下の4つのコードがあって、まずは、Caliblateをする必要があるんじゃないかと思います。

Calibrate
CheckVersion
ReadGases
ReadRawData

Calibrate: 〔計器・道具などを正しく機能するように点検・調整・調節する ·

Calibrateは、素人考えですが、本来標準の気体中でやるべきなんじゃないかと思いますが、そこについては書いてありません。センサーのドキュメントを探して読んでみれば何かわかるかもしれません。

Calibrateが終われば、正常に計測できるんじゃないでしょうか。
できないようであれば、ReadRawDataあたりを動かしてみれば、センサの出力する生(Raw)のデータが見れるはずです。

気になったのでもう少しみてみました。

値を主力しているところは、

c++
1    Serial.print(sensor.measureCO());

こうなっていて、sensor.measureCO()はライブラリのソース(MiCS6814-I2C.cpp)にあって、

c
1float MiCS6814::measure(gas_t gas) {
2  float ratio;
3  float c = 0;
4
5  switch (gas) {
6    case CO: //carbon monoxide
7      ratio = getCurrentRatio(CH_RED);
8      c = pow(ratio, -1.177) * 4.4638; //paulvha
9      break;
10/* 省略 */
11  }
12
13  return isnan(c) ? -1 : c;

こうなっています。ここで、-1が返るということから、cが「nan」になっているようです。
cがnanになるのは、「pow(ratio, -1.177)」がnanになるときです。 powは第一引数(ここではratio)が負のときnanになります。
getCurrentRatio(CH_RED) が負の値をしているとすると、

c++
1float MiCS6814::getCurrentRatio(channel_t channel) {
2  float baseResistance = (float) getBaseResistance(channel);
3  float resistance = (float) getResistance(channel);
4
5  if (1 == __version) {
6    return resistance / baseResistance;
7  }
8  if (2 == __version) {
9    return resistance / baseResistance * (1023.0 - baseResistance) / (1023.0 - resistance);
10  }
11
12  return -1.0;
13}

resistance が負だとか、 baseResistance が1024より大きいとかが原因になりそうです。
あと、__versionが1でも2でもないとか(初期化でどちらかに設定されているので無いはず)

resistance や baseResistance がどのような値なのかは、サンプルの ReadRawData.ino を実行すればわかるはずなので、これ実行してみるといいんじゃないでしょうか。

投稿2022/08/24 08:33

編集2022/08/25 07:07

TakaiY

総合スコア12801

hiroshi_abe

2022/08/25 05:04

ソースコードは私が利用したものと同じです。 ※説明が足りなくてすみません。　標準の雰囲気定義はなかなか難しいのでとりあえずセンサの動作が得られることを目標としております。　 Calibrateは成功したようで5-6分経過後にDONEが戻ります。ご助言感謝いたします。

TakaiY

2022/08/25 06:39

calibrateはしていて、その後でも結果が-1になってしまうということでしょうか？

hiroshi_abe

2022/08/25 08:51

たびたびスミマセン校正は実施したうえで-1です。只今外出先なので明日　追記頂いた内容をチェックしてみます。勉強しながら進めており本当に助かっております。ご教示頂いた内容をチャレンジしてみます。

hiroshi_abe

2022/08/26 06:13

頂いたアドバイスを確認してみました。 Version 1 detected 校正時の　Current base resistance、、New base resistancesいずれも NH3,:0 RED:0, OX:0が戻ります。頂いた数式からですと base resistances　が０というところに問題があるのでしょうか？試しにMICS6814の端子にテスターをあてて、息を吹きかけると電圧が変動します。 ※質問欄に写真を追記しました。

TakaiY

2022/08/26 07:32

「Version 1 」というのは、ソースを見ればわかりますが、取得した値がある値でないときにすべてそうなります。 resistance の値も0ということは無いように思います。これは、デバイスと通信できていないような気がします。とすると、ちょっとこちらからはお手あげっぽいですね。

hiroshi_abe

2022/08/27 15:38

たくさんのアドバイスありがとうございました。ちょっと考え方を変えますのでここで一度解決としたいと思います。勉強になりました。重ねて御礼申し上げます。

行動規範の内容に同意します

そのライブラリはどうもGrove - Multichannel Gas Sensor - Seeed Wiki用のライブラリであって、あなたが使おうとしている基板用では無い気がします。
(そのセンサー自体はアナログで値を出すので、AD変換してI2Cに出すのにマイコンを経由している = どういうフォーマットで値を出すかは完全にマイコン側のプログラムのさじ加減)

投稿2022/08/24 08:12

編集2022/08/24 23:35

ozwk

総合スコア13528

hiroshi_abe

2022/08/24 08:25

早速のご回答ありがとうございます。（3）問題点に示したサイトに於いては、、、以下英文を訳記「MiCS-6814 ガスセンサ、、、（中略）。現在、Groveマルチチャンネルガスセンサー、Xadowマルチチャンネルガスセンサー、および互換性のあるデバイスがサポートされています。」という事らしいので互換性のあるデバイスという文面に期待したのですがやっぱりだめなんですかね、、、初めて投稿したのでもう少し皆様のご意見を伺いたいと思います。早々にありがとうございました。

ozwk

2022/08/24 23:36 編集

> 互換性あ、そうだったんですか、失礼しましたとなると回路に問題があるかもしれません

行動規範の内容に同意します

あなたの回答