Датчик температуры и влажности, i2c (Metro-модуль) - Datasheet

Модуль Metro - Датчик температуры и влажности.

Назначение:

Модуль Metro - Датчик температуры и влажности - является цифровым датчиком с подключением по шине I2С.

К одной шине I2C можно подключить более 100 модулей.

Модуль можно использовать в любых проектах где требуется датчик температуры и влажности, например, в метеостанциях, термометрах, гигрометрах, умных теплицах, увлажнителях воздуха, для контроля условий хранения складах и т.д.

Описание:

Модуль построен на базе цифрового датчика влажности и температуры AM2320, микроконтроллера STM32F030F4 и снабжен собственным стабилизатором напряжения. Модуль считывает значения с датчика и сохраняет данные в своих регистрах. Доступ к регистрам модуля осуществляется по шине I2C.

С помощью регистров модуля можно:

• Изменить адрес данного модуля, обнаружить наличие следующего модуля и изменить адрес следующего модуля.
• Определить относительную влажность воздуха в %.
• Определить температуру воздуха в °С.
• Определить событие - влажность изменилась на заданное значение.
• Определить событие - температура изменилась на заданное значение.
• Задать значение влажности при изменении на которую установится флаг события - влажность изменилась.
• Задать значение температуры при изменении на которую установится флаг события - температура изменилась.
• Задать период обновления значений влажности и температуры.

Выводы модуля Metro:

У модуля имеются две колодки выводов: IN - штыревой разъем (вход модуля) и OUT гнездовой разъем (выход для подключения входа следующего модуля Metro). На каждой колодке имеется по пять выводов:

• SCL - вход/выход линии тактирования шины I2C.
• SDA - вход/выход линии данных шины I2C.
• 5V - вход питания.
• GND - общий вывод питания.
• ADR (на колодке IN) - вход установки адреса данного модуля.
• ADR (на колодке OUT) - вывод (вход/выход) обнаружения следующего модуля и установки его адреса.

Выводы SCL, SDA, 5V и GND внутрисхемно соединены с одноимёнными выводами колодок IN и OUT, и предназначены для передачи данных по шине I2C. Выводы SCL и SDA внутрисхемно НЕ подтянуты в модуле до уровня логической 1.

Вход ADR на колодке IN используется для сброса/записи адреса модуля на шине I2C. Данный вход внутрисхемно прижат к GND через резистор номиналом в 1 кОм. Если на вход ADR подать уровень логической 1, то адрес модуля сбросится в значение по умолчанию 0x09, но этот адрес не сохранится во FLASH памяти модуля, а значит после отключения питания, установится прежний адрес. Если при наличии логической 1 на входе ADR, записать адрес в регистр «ADDRESS» с установленным битом «IF_PIN_ADDRESS» то данный адрес станет новым адресом модуля на шине I2C и сохранится во FLASH памяти модуля, а значит сохранится и после отключения питания.

Вывод ADR на колодке OUT является двунаправленным выводом и используется для обнаружения наличия следующего модуля Metro, а также сброса/записи адреса следующего модуля. Данный вывод внутрисхемно подтянут до уровня 3,3 В через резистор в 100 кОм, что позволяет определить наличие следующего модуля Metro. Если вывод сконфигурирован как вход и на нём уровень логической 1 (3,3 В) - значит следующих модулей нет, а если на нём уровень логического 0 (GND) - значит следующий модуль есть. Если вывод сконфигурирован как выход, то установив на нём уровень логической 1 можно сбросить/записать адрес следующего модуля.

Конфигурация, чтение и установка уровней выводов ADR осуществляется через регистры модуля.

Примечание: У Trema-модуля (аналог Metro), вместо колодок IN и OUT, есть только колодка I2C.

Характеристики:

• Напряжение питания: 5 В (постоянного тока)
• Потребляемый ток: до 15 мА.
• Диапазон измерений влажности: от 0 до 100 %.
• Диапазон измерений температуры: от -40 до +80 °С.
• Интерфейс: I2C.
• Скорость шины I2C: 100 кбит/с.
• Адрес на шине I2C: устанавливается программно (по умолчанию 0x09).
• Уровень логической 1 на линиях шины I2C: 3,3 В (толерантны к 5 В).
• Уровень логической 1 на выводах ADR: 3,3 В (толерантны к 5 В).
• Рабочая температура: от -40 до +85 °С.
• Габариты: 35,56 х 25,40 мм (1400 x 1000 mil).
• Вес: 5 г.

Установка адреса:

Сброс адреса (без сохранения):

Если физически подать уровень логической 1 на вход модуля ADR, то адрес модуля сбросится в значение по умолчанию 0x09, но этот адрес не сохранится во FLASH памяти, а значит после отключения питания, установится прежний адрес модуля.

Установка адреса (без сохранения):

Если в регистр 0x06 «ADDRESS» записать значение из 7 бит адреса и младшим битом «IF_PIN_ADDRESS» равным 0, то указанный адрес станет адресом модуля на шине I2C, но он не сохранится во FLASH памяти, а значит после отключения питания, установится прежний адрес модуля.

Установка адреса (с сохранением):

Для установки адреса с его сохранением в FLASH память модуля необходимо выполнить два действия:

• Установить уровень логической 1 на входе ADR колодки IN (при этом адрес модуля сбросится в значение по умолчанию 0x09), или установить в 1 бит «SET_PIN_ADDRES» в регистре 0x01 «BITS_0» (при этом адрес модуля останется прежним).
• Записать в регистр 0x06 «ADDRESS» значение из 7 бит адреса и младшим битом «IF_PIN_ADDRESS» равным 1. ВАЖНО: запись адреса занимает не менее 30 мс.

Если в регистр 0x06 «ADDRESS» записать значение из 7 бит адреса и младшим битом «IF_PIN_ADDRESS» равным 1, при сброшенном бите «SET_PIN_ADDRES» и наличии уровня логического 0 на входе ADR, то указанный адрес проигнорируется и у модуля останется прежний адрес.

Установка адреса для Trema-модуля (аналог модуля Metro):

Так как у Trema-модуля нет выводов ADR, то сбросить адрес Trema-модуля нельзя, а установка адреса осуществляется только через регистры модуля.

• Установка адреса (без сохранения) осуществляется так же как и для модуля Metro.
• Установка адреса (с сохранением) осуществляется так же, в два действия, как и для модуля Metro, но первое действие осуществляется только установкой бита в регистре «BITS_0» (в отличии от модуля Metro, где первое действие можно осуществить, либо установкой бита, либо подачей уровня логической 1 на вход ADR).

Обнаружение следующего модуля Metro:

Модули Metro подключаются друг к другу (вход к выходу) как вагоны метро.

Вход ADR колодки IN внутрисхемно прижат к GND через резистор 1 кОм, значит если данный вход ни к чему не подключён, то на нем присутствует уровень логического 0.

Вывод ADR колодки OUT внутрисхемно подтянут к 3,3 В через резистор 100 кОм, значит если данный вывод сконфигурирован как вход и ни к чему не подключен, то на нем присутствует уровень логической 1.

Следовательно, если вывод ADR колодки OUT сконфигурирован как вход и на нём присутствует уровень логической 1, значит колодка OUT свободна, а если присутствует уровень логического 0, значит к колодке OUT подключена колодка IN следующего модуля.

За конфигурацию вывода ADR колодки OUT отвечает бит «SET_PIN_OUTPUT» регистра 0x01 «BITS_0», а считать логический уровень с этого входа можно через флаг «GET_PIN_OUTPUT» регистра 0x00 «FLAGS_0».

Значит для обнаружения модуля нужно сбросить бит «SET_PIN_OUTPUT» в регистре 0x01 «BITS_0» и считать бит «GET_PIN_OUTPUT» из регистра 0x00 «FLAGS_0». Если считана 1 значит колодка OUT свободна (следующих модулей нет), а если считан 0, значит к колодке OUT подключен следующий модуль.

Регистры:

Карта регистров модуля:

адрес	7	6	5	4	3	2	1	0
0x00	FLG_RESET	FLG_SELF_TEST	-	-	-	FLG_I2C_UP	GET_PIN_ADDRES	GET_PIN_OUTPUT
0x01	SET_RESET	SET_SELF_TEST	-	-	-	SET_I2C_UP	SET_PIN_ADDRES	SET_PIN_OUTPUT
0x02 0x03	RESERVED
0x04	MODEL[7-0]
0x05	VERSION[7-0]
0x06	ADDRESS[6-0]							IF_PIN_ADDRES
0x07	CHIP_ID[7-0]
0x08	PERIOD[7-0]
0x09 --- 0x0F	RESERVED
0x10	-	-	-	-	-	CHANGED-HUM	CHANGED-TEM	CHANGED
0x11	TEM[7-0]
0x12	NEGATIVE	TEM[14-8]
0x13 0x14	HUM[7-0] HUM[15-8]
0x15	TEM_CHANGE[7-0]
0x16	HUM_CHANGE[7-0]

Регистры с адресами 0x02, 0x03, 0x09 - 0x0F зарезервированы, их биты сброшены в 0. Попытка записи данных в эти регистры будет проигнорирована модулем.

Регистр 0x00 «FLAGS_0» - содержит флаги чтения состояния модуля:

Регистр только для чтения.

• FLG_RESET - Флаг указывает на факт выполнения успешной перезагрузки модуля. Флаг самостоятельно сбрасывается после чтения регистра 0x00 «FLAGS_0».
• FLG_SELF_TEST - Флаг указывает на результат выполнения самотестирования модуля (0-провал, 1-успех). Не поддерживается данным модулем.
• FLG_I2C_UP - Флаг указывает на то, что модуль позволяет управлять подтяжкой линий шины I2C при помощи бита «SET_I2C_UP» регистра 0x01 «BITS_0».
• GET_PIN_ADDRES - Бит повторяет логический уровень считанный со входа ADR колодки IN модуля.
• GET_PIN_OUTPUT - Бит повторяет логический уровень считанный с вывода ADR колодки OUT модуля.
• Примечание: У Trema-модуля (аналог Metro) отсутствуют флаги «GET_PIN_ADDRES» и «GET_PIN_OUTPUT», так как у этого модуля нет выводов ADR.

Регистр 0x01 «BITS_0» - содержит биты установки состояния модуля:

Регистр для записи и чтения.

• SET_RESET - Бит запускает программную перезагрузку модуля. О завершении перезагрузки свидетельствует установка флага «FLG_RESET» регистра 0x00 «FLAGS_0».
• SET_SELF_TEST - Бит запускает самотестирование модуля. При успешном завершении самотестирования устанавливается флаг «FLG_SELF_TEST » регистра 0x00 «FLAGS_0». Не поддерживается данным модулем.
• SET_I2C_UP - Бит управляет внутрисхемной подтяжкой линий шины I2C. Значение бита сохраняется в FLASH память модуля. Установка бита в «1» приведёт к подтяжке линий SDA и SCL до уровня 3,3 В. На линии I2C допускается устанавливать внешние подтягивающие резисторы и иные модули с подтяжкой до уровня 3,3 В или 5 В, вне зависимости от состояния текущего бита. Если флаг «FLG_I2C_UP» регистра 0x00 «FLAGS_0» сброшен, значит управление подтяжкой не поддерживается модулем.
• SET_PIN_ADDRES - Бит является альтернативой входа ADR колодки IN. Установка бита в 1 расценивается как наличие логической 1 на входе ADR колодки IN, но не устанавливает этот уровень физически на входе, что позволяет установить и сохранить адрес модуля во FLASH память не используя вход ADR. Бит самостоятельно сбрасывается после сохранения адреса во FLASH память. Установка бита в 1 не сбрасывает адрес модуля в значение по умолчанию (0x09), как это делает физическая «1» на входе ADR колодки IN.
• SET_PIN_OUTPUT - Бит конфигурации вывода ADR колодки OUT. Установка бита в 1 сконфигурирует вывод ADR колодки OUT модуля в режим выхода и установит на нём уровень логической 1. Сброс бита в 0 сконфигурирует вывод ADR колодки OUT в режим входа, логический уровень которого можно считать через бит «GET_PIN_OUTPUT» регистра 0x00 «FLAGS_0».
• Примечание: У Trema-модуля (аналог Metro) отсутствует бит «SET_PIN_OUTPUT», так как у этого модуля нет выхода ADR, а бит «SET_PIN_ADDRES» имеет другое название - «SAVE_ADR_EN».

Регистр 0x04 «MODEL» - содержит идентификатор типа модуля:

Регистр только для чтения.

• MODEL[7-0] - Для модуля Metro - Датчик температуры и влажности - идентификатор равен значению 0x05.

Регистр 0x05 «VERSION» - содержит версию прошивки модуля:

Регистр только для чтения.

• VERSION[7-0] - Версия прошивки (от 0x01 до 0xFF).

Регистр 0x06 «ADDRESS» - отвечает за чтение/установку адреса модуля на шине I2C:

Регистр для чтения и записи.

• ADDRESS[6-0] - 7 бит адреса модуля на шине I2C. При чтении возвращается текущий адрес модуля, при записи устанавливается указанный адрес модулю.
• IF_PIN_ADDRES - Флаг проверки состояния входа ADR колодки IN для записи адреса в FLASH память модуля.
  Флаг имеет значение только при записи данных в регистр.
  Если флаг сброшен, то адрес в битах ADDRESS[6-0] будет установлен временно (до отключения питания, или сброса/записи нового адреса). Если флаг «IF_PIN_ADDRES» установлен, то адрес в битах ADDRESS[6-0] будет сохранён в FLASH память модуля (останется и после отключения питания), но только если на входе ADR колодки IN, или в бите «SET_PIN_ADDRES» регистра 0x01 «BITS_0» установлена логическая 1. Если флаг «IF_PIN_ADDRES» установлен, бит «SET_PIN_ADDRES» сброшен и на входе ADR колодки IN установлен уровень логического 0, то адрес в битах ADDRESS[6-0] не будет установлен ни временно, ни постоянно.
• Примечание: У Trema-модуля (аналог Metro) флаг «IF_PIN_ADDRES» имеет другое название - «SAVE_FLASH».

Регистр 0x07 «CHIP_ID» - содержит идентификатор общий для всей линейки Metro:

Регистр только для чтения.

У всех модулей линейки метро в регистре «CHIP_ID» содержится значение 0xC3. Если требуется отличить модули Metro на шине I2C от сторонних модулей, то достаточно прочитать значение регистров 0x06 «ADDRESS» и 0x07 «CHIP_ID» всех модулей на шине I2C. Если 7 старших битов регистра 0x06 «ADDRESS» хранят адрес совпадающий с адресом модуля, а в регистре 0x07 «CHIP_ID» хранится значение 0xC3, то можно с большой долей вероятности утверждать, что данный модуль является модулем Metro.

Примечание: У Trema-модуля (аналог Metro), регистр «CHIP_ID» содержит значение 0x3C.

Регистр 0x08 «PERIOD» - содержит время обновления данных:

Регистр только для записи.

PERIOD[7-0] - Время обновления показаний датчика AM2320 в десятых долях секунд от 0 (0 сек.) до 255 (25,5 сек.). Значение по умолчанию 30 (3,0 сек.). Это время по истечении которого микроконтроллер модуля Metro опрашивает датчик AM2320 и, следовательно, обновляет свои регистры. В соответствии с описанием датчика AM2320 не рекомендуется устанавливать период его опроса ниже 3 секунд.

Регистр 0x10 «REG_DATA» - содержит флаги событий:

Регистр только для чтения.

• CHANGED-HUM - Флаг события смены влажности. Устанавливается если показания влажности изменились более чем на «HUM_CHANGE» % после последней установки флага. Флаг «CHANGED-HUM» сбрасываются самостоятельно после чтения данного регистра.
• CHANGED-TEM - Флаг события смены температуры. Устанавливается если показания температуры изменились более чем на «TEM_CHANGE» °C после последней установки флага. Флаг «CHANGED-TEM» сбрасываются самостоятельно после чтения данного регистра.
• CHANGED - Флаг события смены влажности или температуры. Флаг сбрасывается самостоятельно после чтении данного регистра.
  ( «CHANGED» = «CHANGED-HUM» | «CHANGED-TEM» ).

Регистры 0x11 и 0x12 «TEM» - содержат значение температуры в десятых долях °С:

Регистры только для чтения.

• TEM[7-0] - Младший байт температуры (доступен для чтения из регистра 0x11).
• TEM[14-8] - Старший байт температуры (доступен для чтения из регистра 0x12).
• NEGATIVE - Флаг отрицательной температуры (старший бит регистра 0x12).
  Данные температуры хранятся в десятых долях °C, от -400 (-40,0°С) до 800 (80,0°С).
  Температура = ( ( (TEM[14-8] << 8) + TEM[7-0] ) / 10 ) °С.
  if ( NEGATIVE ){ Температура = -Температура }

Регистры 0x13 и 0x14 «HUM» - содержат значение влажности в десятых долях %:

Регистры только для чтения.

• HUM[7-0] - Младший байт влажности (доступен для чтения из регистра 0x13).
• HUM[15-8] - Старший байт влажности (доступен для чтения из регистра 0x14).
  Данные влажности хранятся в десятых долях %, от 0 (0,0%) до 1000 (100,0%).
  Влажность = ( ( (HUM[15-8] << 8) + HUM[7-0] ) / 10 ) %.

Регистр 0x15 «TEM_CHANGE» - содержит диапазон температуры для флага CHANGED-TEM:

Регистр для чтения и записи.

• TEM_CHANGE[7-0] - Диапазон температуры в десятых долях °С. Изменение температуры воздуха на значение превышающее указанное в настоящем регистре, приведёт к установке флага «CHANGED-TEM».

Регистр 0x16 «HUM_CHANGE» - содержит диапазон влажности для флага CHANGED-HUM:

Регистр для чтения и записи.

• HUM_CHANGE[7-0] - Диапазон влажности в десятых долях %. Изменение влажности воздуха на значение превышающее указанное в настоящем регистре, приведёт к установке флага «CHANGED-HUM».

Доступ к данным регистров:

Каждый регистр модуля хранит 1 байт данных. Так как модуль использует интерфейс передачи данных I2C, то и доступ к данным охарактеризован им.

Обмен данными по шине I2C происходит по одному биту за один такт, после каждых переданных 8 бит (1 байта) принимающее устройство отвечает передающему одним битом: «ACK» в случае успешного приёма, или «NACK» в случае ошибки. Пакет приёма/передачи данных начинается сигналом «START» и завершается сигналом «STOP». Первый байт пакета всегда состоит из 7 бит адреса устройства и одного (младшего) бита R/W.

Сигналы интерфейса передачи данных I2C:

Для удобства восприятия сигналов они выполнены в следующих цветах:
• Зелёный - сигналы формируемые мастером.
• Красный - данные отправляемые мастером.
• Синий - данные отправляемые модулем Metro.
• Фиолетовый - данные отправляемые мастером или модулем Metro.

• «START» - отправляется мастером в начале пакета приема/передачи данных. Сигнал представляет переход уровня линии «SDA» из «1» в «0» при наличии «1» на линии «SCL».
• «STOP» - отправляется мастером в конце пакета приёма/передачи данных. Сигнал представляет переход уровня линии «SDA» из «0» в «1» при наличии «1» на линии «SCL».
• БИТ - значение бита считывается с линии «SDA» по фронту импульса на линии «SCL».
• «ACK» - бит равный 0, отправляется после успешного приёма байта данных.
• «NACK» - бит равный 1, отправляется после байта данных в случае ошибки.
• ПЕРВЫЙ БАЙТ - отправляется мастером, состоит из 7 бит адреса и бита «RW».
• «R/W» - младший бит первого байта данных указывает направление передачи данных пакета, 1 - прием (от модуля к мастеру), 0 - передача (от мастера в модуль).
• «RESTART» - повторный старт, отправляется мастером внутри пакета. Сигнал представляет из себя «START» отправленный не на свободной шине, а внутри пакета.

ВАЖНО: Все изменения на линии «SDA» должны происходить только при наличии «0» на линии «SCL» за исключением сигналов «START», «STOP» и «RESTART».

Запись данных в регистры:

• Отправляем сигнал «START».
• Отправляем первый байт: 7 бит адреса модуля и бит «R/W» равный 0 (запись).
  Получаем ответ от модуля в виде одного бита «ACK».
• Отправляем второй байт: адрес регистра в который будет произведена запись.
  Получаем ответ от модуля в виде одного бита «ACK».
• Отправляем третий байт: данные для записи в регистр.
  Получаем ответ от модуля в виде одного бита «ACK».
• Далее можно отправить четвёртый байт данных для записи в следующий по порядку регистр и т.д.
• Отправляем сигнал «STOP».

Пример записи в один регистр:

Запись значения 0x2A в регистр 0x06 модуля с адресом 0x09:

                                 // Запись в регистр методами библиотеки Wire.h
Wire.beginTransmission(0x09);    // Инициируем передачу данных в устройство с адресом 0x09.
Wire.write(0x06);                // Записываем в буфер байт адреса регистра.
Wire.write(0x26);                // Записываем в буфер байт который будет записан в регистр.
Wire.endTransmission();          // Выполняем передачу адреса и байтов из буфера. Функция возвращает: 0-передача успешна / 1 - переполнен буфер для передачи / 2 - получен NACK при передаче адреса / 3 - получен NACK при передаче данных / 4 - другая ошибка.

Пример записи в несколько регистров подряд:

Запись в модуль с адресом 0x09 нескольких значений начиная с регистра 0x12:
В регистр 0x12 запишется значение 0x0F, в следующий по порядку регистр (0x13) запишется значение 0x30 и в следующий по порядку регистр (0x14) запишется значение 0xB1.

                                 // Запись в регистры методами библиотеки Wire.h
byte data[3] = {0x0F,0x30,0xB1}; // Определяем массив с данными для передачи.
Wire.beginTransmission(0x09);    // Инициируем передачу данных в устройство с адресом 0x09.
Wire.write(0x12);                // Записываем в буфер байт адреса первого регистра.
Wire.write(data, 3);             // Записываем в буфер 3 байта из массива data.
Wire.endTransmission();          // Выполняем передачу адреса и байт из буфера. Функция возвращает: 0-передача успешна / 1 - переполнен буфер для передачи / 2 - получен NACK при передаче адреса / 3 - получен NACK при передаче данных / 4 - другая ошибка.

Примечание: Так как в модуле Metro - Датчик температуры и влажности регистры 0x12, 0x13 и 0x14 предназначены только для чтения, то данные не будут записаны. При этом модуль не выдаст сообщение об ошибке записи.

Чтение данных из регистров:

• При чтении пакет делится на 2 части: запись № регистра и чтение его данных.
• Отправляем сигнал «START».
• Отправляем первый байт: 7 бит адреса модуля и бит «R/W» равный 0 (запись).
  Получаем ответ от модуля в виде одного бита «ACK».
• Отправляем второй байт: адрес регистра из которого нужно прочитать данные.
  Получаем ответ от модуля в виде одного бита «ACK».
• Отправляем сигнал «RESTART».
• Отправляем первый байт после «RESTART»: 7 бит адреса и бит «R/W» равный 1 (чтение).
  Получаем ответ от модуля в виде одного бита «ACK».
• Получаем байт данных из регистра модуля.
  Отвечаем битом «ACK» если хотим прочитать следующий регистр, иначе отвечаем «NACK».
• Отправляем сигнал «STOP».

Пример чтения одного регистра:

Чтение из модуля с адресом 0x09 байта данных регистра 0x05:
(в примере модуль вернул значение 0x01).

                                 // Чтение регистра методами библиотеки Wire.h
byte data;                       // Объявляем переменную для чтения байта данных.
Wire.beginTransmission(0x09);    // Инициируем передачу данных в устройство с адресом 0x09.
Wire.write(0x05);                // Записываем в буфер байт адреса регистра.
Wire.endTransmission(false);     // Выполняем передачу без установки состояния STOP.
Wire.requestFrom(0x09, 1);       // Читаем 1 байт из устройства с адресом 0x09. Функция возвращает количество реально принятых байтов. Так как предыдущая функция не установила состояние STOP, то состояние START установленное данной функцией будет расценено как RESTART.
data=wire.read();                // Сохраняем прочитанный байт в переменную data.

Пример чтения нескольких регистров подряд:

Чтение из модуля с адресом 0x09 нескольких регистров начиная с регистра 0x05:
(в примере модуль вернул значения: 0x01 из рег. 0x05, 0x13 из рег. 0x06, 0xC3 из рег. 0x07).

                                 // Чтение регистров методами библиотеки Wire.h
byte data[3];                    // Объявляем массив для чтения данных.
Wire.beginTransmission(0x09);    // Инициируем передачу данных в устройство с адресом 0x09.
Wire.write(0x05);                // Записываем в буфер байт адреса регистра.
Wire.endTransmission(false);     // Выполняем передачу без установки состояния STOP.
Wire.requestFrom(0x09, 3);       // Читаем 3 байта из устройства с адресом 0x09. Функция возвращает количество реально принятых байтов. Так как предыдущая функция не установила состояние STOP, то состояние START установленное данной функцией будет расценено как RESTART.
int i=0;                         // Определяем счётчик номера прочитанного байта.
while( Wire.available() ){       // Выполняем цикл while пока есть что читать из буфера.
  if(i<3){                       // Лучше делать такую проверку, чтоб не записать данные за пределы массива data!
    data[i] = wire.read(); i++;  // Читаем очередной байт из буфера в массив data.
  }                              //
}                                //

Примечание:

• Если на линии I2C только один мастер, то сигнал «RESTART» можно заменить на сигналы «STOP» и «START».
• Рекомендуется не выполнять чтение или запись данных чаще 200 раз в секунду.

Обратите внимание на сигналы «RESTART» и «STOP» в пакетах чтения данных:
• Между фронтом и спадом сигнала «RESTART» проходит фронт импульса на линии «SCL», что расценивается как передача бита равного 1.
• Между сигналом «NACK» и сигналом «STOP» проходит фронт импульса на линии «SCL», что расценивается как передача бита равного 0.
• Эти биты не сохраняются в модулях и не расцениваются как ошибки.

Пример чтения температуры и влажности:

Следующий скетч демонстрирует пример вывода температуры и влажности в монитор последовательного порта.

#include <Wire.h>                                // Подключаем библиотеку Wire для работы с шиной I2C.
const int ADDRESS     = 0x09;                    // Определяем адрес модуля Metro - датчик температуры и влажности.
const int REG_TEM     = 0x11;                    // Определяем адрес регистра TEM.
const int NEGATIVE    = 7;                       // Определяем номер бита NEGATIVE в регистре TEM.
 uint16_t DATA;                                  // Объявляем переменную для хранения данных с регистров.
    float TEM;                                   // Объявляем переменную для хранения температуры.
    float HUM;                                   // Объявляем переменную для хранения влажности.
                                                 //
void setup(){                                    //
    Serial.begin(9600);                          // Инициируем связь с монитором последовательного порта на скорости 9600 бит/сек.
    while(!Serial){;}                            // Ждём готовность к работе аппаратной шины UART.
    Wire.setClock(100000L);                      // Устанавливаем скорость передачи данных по шине I2C.
    Wire.begin();                                // Инициируем работу c шиной I2C в качестве мастера.
}                                                //
                                                 //
void loop(){                                     //
    Wire.beginTransmission(ADDRESS);             // Инициируем передачу данных по шине I2C к устройству с адресом ADDRESS и битом RW=0 (запись). При этом сама передача не начнётся.
    Wire.write(REG_TEM);                         // Функция write() помещает значение своего аргумента в буфер для передачи.
    Wire.endTransmission(false);                 // Выполняем инициированную ранее передачу данных (параметр false указывает что состояние STOP устанавливать не требуется).
    Wire.requestFrom(ADDRESS, 4);                // Читаем из модуля с адресом ADDRESS, 4 байта данных в буфер библиотеки Wire. Так как предыдущая функция не установила состояние STOP, то состояние START установленное данной функцией будет расценено как RESTART.
                         DATA = 0;               // Чистим переменную DATA.
    if(Wire.available()){DATA|= Wire.read()    ;}// Если в буфере библиотеки Wire есть данные, то читаем байт как младший байт значения DATA.
    if(Wire.available()){DATA|=(Wire.read()<<8);}// Если в буфере библиотеки Wire есть данные, то читаем байт как старший байт значения DATA.
    bool f = DATA & bit(NEGATIVE+8);             // Определяем флаг отрицательной температуры.
    TEM = float( DATA & ~bit(NEGATIVE+8) ) / 10; // Сохраняем значение DATA как температуру в переменную TEM, без бита NEGATIVE.
    if(f){ TEM*=-1; }    DATA = 0;               // Добавляем знак температуры и чистим переменную DATA.
    if(Wire.available()){DATA|= Wire.read()    ;}// Если в буфере библиотеки Wire есть данные, то читаем байт как младший байт значения DATA.
    if(Wire.available()){DATA|=(Wire.read()<<8);}// Если в буфере библиотеки Wire есть данные, то читаем байт как старший байт значения DATA.
    HUM = float( DATA ) / 10;                    // Сохраняем значение DATA как влажность в переменную HUM.
    while( Wire.available() ){  Wire.read()    ;}// Если в буфере библиотеки Wire есть еще данные, то читаем их в никуда (чистим буфер).
    Serial.print("t=");                          //
    Serial.print(TEM);                           //
    Serial.print("°C, RH=");                     //
    Serial.print(HUM);                           //
    Serial.println("%.");                        //
    delay(1000);                                 //
}                                                //

Габариты:

Ссылки:

• Модуль Metro - Датчик температуры и влажности.
• Wiki - Датчик температуры и влажности (Metro-модуль).
• Trema модуль - Датчик температуры и влажности I2C-flash. (аналог модуля Metro)