Διασύνδεση BMP180 (Αισθητήρας βαρομετρικής πίεσης) με Arduino: 9 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Το BMP-180 είναι ένας ψηφιακός αισθητήρας βαρομετρικής πίεσης με διεπαφή i2c. Αυτός ο μικροσκοπικός αισθητήρας της Bosch είναι αρκετά βολικός για το μικρό του μέγεθος, τη χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και την υψηλή ακρίβεια.

Ανάλογα με το πώς ερμηνεύουμε τις ενδείξεις των αισθητήρων, θα μπορούσαμε να παρακολουθήσουμε τις αλλαγές του καιρού, να μετρήσουμε το σχετικό υψόμετρο ή ακόμη και να βρούμε την κατακόρυφη ταχύτητα (άνοδο/πτώση) ενός αντικειμένου.

Έτσι, για αυτό το διδακτικό, θα επικεντρωθώ στο να δουλέψω τον αισθητήρα με το Arduino.

Βήμα 1: Λίγη Ιστορία για τα Βαρόμετρα: Η Πίεση Ενεργεί

Τα βαρόμετρα μετρούν την απόλυτη πίεση του αέρα γύρω του. Η πίεση ποικίλλει ανάλογα με τον καιρό και το υψόμετρο. Η χρήση του βαρόμετρου για την πρόβλεψη καταιγίδων συνεχίζεται από τον 17ο αιώνα. Τότε τα βαρόμετρα ήταν μακριές γυάλινες ράβδοι γεμάτες με υγρό υδράργυρο. Και ως εκ τούτου ήρθε η μονάδα «πίεσης υδραργύρου».

Σε μερικές δεκαετίες, το όργανο έγινε ένα πραγματικά βολικό αντικείμενο. Όλοι τα είχαν, από επαγγελματίες επιστήμονες και άντρες που ασχολούνται με τη θάλασσα μέχρι ερασιτέχνες. Παρατήρησαν ότι μια ξαφνική αλλαγή στην πίεση του αέρα θα οδηγούσε σε «κακό καιρό». Αυτές οι προβλέψεις δεν ήταν πουθενά ακριβείς, μέχρι τα μέσα του 18ου αιώνα, όταν σταδιακά αναπτύχθηκε ένας λεπτομερής πίνακας προβλέψεων. Εάν ενδιαφέρεστε για το ιστορικό των βαρομέτρων και πώς μπορείτε να κάνετε προβλέψεις καιρού από τις τιμές, μη διστάσετε να δείτε αυτόν τον σύνδεσμο.

Εκτός από τις μετεωρολογικές παρατηρήσεις, μια άλλη νέα χρήση για τον αισθητήρα βαρομετρικής πίεσης είναι ο υπολογισμός του σχετικού υψομέτρου ενός τόπου. Τώρα εδώ τα πράγματα γίνονται ενδιαφέροντα. Θυμάστε τον τύπο, (P = h * rho * g) από την τάξη φυσικής; Αποδεικνύεται ότι μπορούμε να υπολογίσουμε το σχετικό υψόμετρο ενός τόπου χρησιμοποιώντας το BMP-180. Τακτοποιημένο, ε;

Βήμα 2: Συγκεντρώστε τον εξοπλισμό

Timeρα να επιστρέψουμε στον 21ο αιώνα. Τώρα που είχαμε ένα «πολύ» σημαντικό μάθημα ιστορίας για τα βαρόμετρα, ας επιστρέψουμε στη λίστα των στοιχείων που χρειαζόμαστε για αυτό το ακαθόριστο.

1. Breadboard και άλτες

2. BMP-180

3. Οποιοσδήποτε πίνακας Arduino. (Χρησιμοποιώ Arduino Pro Micro, αλλά οποιαδήποτε πλακέτα arduino θα είναι αρκετή)

4. Ένα καλώδιο USB και ένας υπολογιστής που μπορεί να εκτελέσει το Arduino IDE

Βήμα 3: Καλωδίωση

Δεδομένου ότι το BMP-180 λειτουργεί σε διεπαφή i2c, είναι εύκολο να το συνδέσετε. Ανάλογα με τον πίνακα Arduino που χρησιμοποιείτε, βρείτε τις δύο ακίδες i2c. Πίνακας --------------------------------- ακίδες I2C / TWI

Uno, Ethernet, Pro mini --------------- A4 (SDA), A5 (SCL) Mega2560 ------------------- -------- 20 (SDA), 21 (SCL)

Leonardo, Pro Micro ------------------ 2 (SDA), 3 (SCL)

Λήξη ---------------------------------- 20 (SDA), 21 (SCL), SDA1, SCL1

Για τον πείρο VCC, βεβαιωθείτε ότι ο αισθητήρας σας είναι ανθεκτικός στα 5V ή όχι. Εάν δεν είναι, απλώς τροφοδοτήστε το έως και 3.3v. Ο πίνακας ξεμπλοκαρίσματος που χρησιμοποιώ έχει ενσωματωμένο ρυθμιστή 3.3v που το κάνει 5v ανεκτικό.

Έτσι, οι συνδέσεις κυκλώματος μου είναι κάπως έτσι: Arduino -> BMP -180D2 (SDA) -> SDAD3 (SCL) -> SCL5v -> VCCGND -> GND

Πράγματα που μπορεί να πάνε στραβά σε αυτό το βήμα: 1. Ελέγξτε ξανά τις γραμμές VCC και GND πριν την ενεργοποιήσετε. Μπορεί να προκαλέσετε ζημιά στον αισθητήρα. SDA SDA και SCL SCL, μην τα ανακατεύετε.

Βήμα 4: Επιλέγοντας τη σωστή βιβλιοθήκη

Τώρα για να επιλέξουμε μια βιβλιοθήκη για να κάνουμε τη ζωή μας πιο εύκολη με το BMP-180. Παρά το γεγονός ότι είναι ένας τόσο έξυπνος αισθητήρας, υπάρχουν πολλά περίπλοκα μαθηματικά για τη σωστή χρήση του. Υπολογισμοί όπως η μετατροπή από μονάδες πίεσης σε διόρθωση της πίεσης της στάθμης της θάλασσας … Σίγουρα δυσκολεύει τα πράγματα για κάποιον που πήγε σε πολλά μαθήματα φυσικής να ξεκινήσει με….: (Η λύση; Βιβλιοθήκες! Μέχρι στιγμής έχω χρησιμοποιήσει 3 διαφορετικές βιβλιοθήκες για το BMP180. 1. Η βιβλιοθήκη sparkfun BMP180

2. Το Adafruit BME085 API (v1) (θα το χρησιμοποιήσω για αυτό το διδακτικό)

3. Το Adafruit BME085 API (v2)

Ο λόγος για τον οποίο συνδέω και τις τρεις βιβλιοθήκες είναι επειδή κάθε μία από αυτές έχει τα υπέρ και τα κατά της. Εάν θέλετε απλά να ολοκληρώσετε τη δουλειά, οι βιβλιοθήκες του Adafruit είναι υπέροχες. Είναι εύχρηστα και διαθέτουν πολύ ωραία τεκμηρίωση. Από την άλλη πλευρά, η βιβλιοθήκη sparkfun παρέχει πολλή πρόσθετη μάθηση, καθώς θα πρέπει να κάνετε πολλούς υπολογισμούς χειροκίνητα. Αν σας ενδιαφέρει αυτό, δείτε αυτό το καταπληκτικό σεμινάριο από το sparkfun.