Dual-PID/I2C-Drucksensor Anleitung.txt

Deutsche Anleitung: I²C-Drucksensor an ESP32 (Arduino)

Basierend auf der Herstelleranleitung (siehe mitgeliefertes PDF).

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1) Überblick
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Der Sensor liefert kalibrierte digitale Messwerte über I²C:
- Druck als 24‑Bit ADC-Wert (signed) aus den Registern 0x06, 0x07, 0x08
- Temperatur als 16‑Bit Wert (signed) aus den Registern 0x09, 0x0A
- Messung wird über Register 0x30 gestartet; Fertig-Status über SCO-Bit (Bit 3) in 0x30

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2) Verdrahtung an ESP32 (WICHTIG: 3,3 V!)
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Kabelfarben → ESP32:
- Braun  → 3V3 (Versorgung +)
- Blau   → GND
- Weiß   → SDA
- Schwarz→ SCL

Pull-Ups:
- Im Hersteller-Schaltbild sind 4,7 kΩ Pull-Ups eingezeichnet.
- Laut Text sind Pull-Ups bereits integriert → normalerweise keine zusätzlichen Pull-Ups nötig.

ESP32-Pins (Beispiel):
- SDA = GPIO 21
- SCL = GPIO 22
Du kannst andere I²C-fähige GPIOs nehmen und im Code Wire.begin(SDA, SCL) setzen.

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3) I²C-Adresse
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In der Hersteller-Bit-Tabelle ist A7..A1 = 1, danach W/R.
Das ergibt eine 7‑Bit‑Adresse von 0x7F.

Hinweis:
0x7F ist im I²C-Standard „speziell“/reserviert. Manche I²C‑Scanner finden ihn nicht.
Im Zweifel den Sensor trotzdem direkt mit 0x7F ansprechen (siehe Beispielcode).

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4) Messablauf (Register-Protokoll)
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1) Messung starten:
   Schreibe 0x0A in Register 0x30 (Temp + Pressure acquisition)

2) Warten bis fertig:
   Lies Register 0x30. Wenn SCO (Bit 3) = 0, ist die Messung fertig.
   Alternativ kann man (laut Beispiel) ~50 ms warten.

3) Daten lesen:
   Lies 0x06..0x0A in einem Rutsch (5 Bytes):
   - 0x06,0x07,0x08: Druck (24-bit)
   - 0x09,0x0A:      Temperatur (16-bit)

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5) Umrechnung in Druck und Temperatur
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5.1 Druck (24‑Bit signed, Fullscale nötig)
Aus den drei Bytes:
- m = (x << 16) + (y << 8) + z   (x=0x06, y=0x07, z=0x08)

Vorzeichenbehandlung:
- Wenn m > 2^23:
    pressure = (m - 2^24) / 2^23 * Fullscale
- sonst:
    pressure = m / 2^23 * Fullscale

WICHTIG:
Fullscale = Messbereich deines Sensors (z. B. 10 bar, 16 bar, 1.2 MPa, …)
Den musst du im Code passend setzen.

5.2 Temperatur (16‑Bit signed, Skalierung /256)
- n = (a << 8) + b   (a=0x09, b=0x0A)

Vorzeichen & Skalierung:
- Wenn n > 2^15:
    tempC = (n - 2^16) / 256
- sonst:
    tempC = n / 256

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6) ESP32 Arduino-Beispielcode (Wire)
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WICHTIG: Setze FULLSCALE_BAR passend zu deinem Sensor!

```cpp
#include <Wire.h>

// --- I2C-Konfiguration ---
static constexpr uint8_t I2C_ADDR = 0x7F;     // laut Hersteller-Tabelle (A7..A1 = 1)
static constexpr uint8_t REG_CMD  = 0x30;     // Command/Status Register
static constexpr uint8_t CMD_START = 0x0A;    // Start: Temp + Pressure acquisition

// Datenregister
static constexpr uint8_t REG_DATA_START = 0x06; // 0x06..0x0A (5 Bytes)

// ESP32 Pins (anpassen falls nötig)
static constexpr int PIN_SDA = 21;
static constexpr int PIN_SCL = 22;

// --- Sensor-Messbereich (WICHTIG anpassen!) ---
static constexpr float FULLSCALE_BAR = 16.0f; // Beispiel: 16 bar Fullscale

// I2C: 1 Byte in Register schreiben
bool i2cWriteReg(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t value) {
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(reg);
  Wire.write(value);
  return (Wire.endTransmission() == 0);
}

// I2C: 1 Byte aus Register lesen
bool i2cReadReg(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t &value) {
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(reg);
  if (Wire.endTransmission(false) != 0) return false; // Repeated start
  if (Wire.requestFrom((int)addr, 1) != 1) return false;
  value = Wire.read();
  return true;
}

// I2C: mehrere Bytes ab Startregister lesen
bool i2cReadBytes(uint8_t addr, uint8_t startReg, uint8_t *buf, size_t len) {
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(startReg);
  if (Wire.endTransmission(false) != 0) return false; // Repeated start
  int got = Wire.requestFrom((int)addr, (int)len);
  if (got != (int)len) return false;
  for (size_t i = 0; i < len; i++) buf[i] = Wire.read();
  return true;
}

// Umrechnung nach Herstellerformeln
float convertPressureBar(uint8_t b0, uint8_t b1, uint8_t b2) {
  uint32_t m = ((uint32_t)b0 << 16) | ((uint32_t)b1 << 8) | (uint32_t)b2;

  // Hersteller: wenn m > 2^23 => negativ, sonst positiv
  // 2^23 = 8388608, 2^24 = 16777216
  float ratio;
  if (m > 8388608UL) {
    ratio = ((int32_t)m - 16777216.0f) / 8388608.0f;
  } else {
    ratio = (float)m / 8388608.0f;
  }
  return ratio * FULLSCALE_BAR;
}

float convertTempC(uint8_t b0, uint8_t b1) {
  uint16_t n = ((uint16_t)b0 << 8) | (uint16_t)b1;

  // Hersteller: wenn n > 2^15 => negativ
  // 2^15 = 32768, 2^16 = 65536, Skalierung /256
  float t;
  if (n > 32768U) {
    t = ((int32_t)n - 65536.0f) / 256.0f;
  } else {
    t = (float)n / 256.0f;
  }
  return t;
}

bool readPressureAndTemp(float &pressureBar, float &tempC) {
  // 1) Messung starten (0x0A nach 0x30)
  if (!i2cWriteReg(I2C_ADDR, REG_CMD, CMD_START)) return false;

  // 2) Fertig abfragen (SCO = Bit3). Alternativ könnte man fix 50ms warten.
  // Wir machen: kurze Warte + Polling mit Timeout.
  const uint32_t t0 = millis();
  while (true) {
    uint8_t st = 0;
    if (!i2cReadReg(I2C_ADDR, REG_CMD, st)) return false;

    bool scoBusy = (st & (1 << 3)) != 0; // SCO bit3
    if (!scoBusy) break;

    if (millis() - t0 > 100) return false; // Timeout 100ms
    delay(5);
  }

  // 3) 5 Bytes lesen: 0x06..0x0A
  uint8_t data[5];
  if (!i2cReadBytes(I2C_ADDR, REG_DATA_START, data, sizeof(data))) return false;

  pressureBar = convertPressureBar(data[0], data[1], data[2]);
  tempC       = convertTempC(data[3], data[4]);
  return true;
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(200);

  Wire.begin(PIN_SDA, PIN_SCL);
  Wire.setClock(100000); // 100 kHz als solider Start

  Serial.println("I2C Drucksensor Start");
}

void loop() {
  float pBar, tC;
  if (readPressureAndTemp(pBar, tC)) {
    Serial.print("Druck [bar]: ");
    Serial.print(pBar, 3);
    Serial.print(" | Temp [C]: ");
    Serial.println(tC, 2);
  } else {
    Serial.println("Sensor-Lesefehler (I2C/Timeout).");
  }

  delay(200);
}
```

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7) Typische Stolpersteine & Debug
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1) Spannung wirklich 3,3 V?
   Der Hersteller zeigt 3,3 V im Wiring-Bild. 5 V können je nach Sensor/Board problematisch sein.

2) I²C-Adresse 0x7F „ungewöhnlich“
   Wenn dein I²C-Scanner nichts findet: trotzdem den Sensor direkt mit 0x7F testen.

3) Kabelfarben prüfen
   Braun=V+, Blau=GND, Weiß=SDA, Schwarz=SCL.

4) Messbereich (Fullscale) falsch → Druckwerte falsch skaliert
   Beispiel: 16 bar statt 10 bar führt zu Faktor 1,6.

5) Lange Leitungen in der Maschine
   Bei Aussetzern:
   - I²C-Clock reduzieren (z. B. 50 kHz oder 10 kHz)
   - SDA/GND und SCL/GND verdrillen
   - saubere Masseführung

Ende.