Μέτρηση πίεσης χρησιμοποιώντας CPS120 και Arduino Nano: 4 βήματα

2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-23 14:39

Ο CPS120 είναι ένας υψηλής ποιότητας και χαμηλού κόστους χωρητικός αισθητήρας απόλυτης πίεσης με πλήρως αντισταθμισμένη απόδοση. Καταναλώνει πολύ λιγότερη ενέργεια και περιλαμβάνει έναν εξαιρετικά μικρό μικροηλεκτρομηχανικό αισθητήρα (MEMS) για τη μέτρηση της πίεσης. Ένα ADC βασισμένο σε σίγμα-δέλτα ενσωματώνεται επίσης σε αυτό για να εκπληρώσει την απαίτηση αντισταθμισμένης παραγωγής.

Σε αυτό το σεμινάριο απεικονίζεται η διασύνδεση της μονάδας αισθητήρα CPS120 με το arduino nano. Για να διαβάσουμε τις τιμές πίεσης, χρησιμοποιήσαμε φωτόνιο με προσαρμογέα I2c. Αυτός ο προσαρμογέας I2C καθιστά τη σύνδεση με τη μονάδα αισθητήρα εύκολη και πιο αξιόπιστη.

Βήμα 1: Απαιτείται υλικό:

Τα υλικά που χρειαζόμαστε για την επίτευξη του στόχου μας περιλαμβάνουν τα ακόλουθα στοιχεία υλικού:

1. CPS120

2. Arduino Nano

3. Καλώδιο I2C

4. I2C Shield για Arduino nano

Βήμα 2: Σύνδεση υλικού:

Η ενότητα σύνδεσης υλικού εξηγεί βασικά τις συνδέσεις καλωδίωσης που απαιτούνται μεταξύ του αισθητήρα και του arduino nano. Η διασφάλιση των σωστών συνδέσεων είναι η βασική ανάγκη ενώ εργάζεστε σε οποιοδήποτε σύστημα για την επιθυμητή έξοδο. Έτσι, οι απαιτούμενες συνδέσεις είναι οι εξής:

Το CPS120 θα λειτουργήσει μέσω I2C. Ακολουθεί το παράδειγμα διαγράμματος καλωδίωσης, που δείχνει πώς συνδέεται κάθε διασύνδεση του αισθητήρα.

Εκτός συσκευασίας, ο πίνακας έχει διαμορφωθεί για διεπαφή I2C, ως εκ τούτου συνιστούμε τη χρήση αυτής της σύνδεσης εάν είστε αλλιώς αγνωστικιστής. Το μόνο που χρειάζεστε είναι τέσσερα καλώδια!

Απαιτούνται μόνο τέσσερις συνδέσεις ακροδέκτες Vcc, Gnd, SCL και SDA και αυτές συνδέονται με τη βοήθεια καλωδίου I2C.

Αυτές οι συνδέσεις φαίνονται στις παραπάνω εικόνες.

Βήμα 3: Κωδικός για μέτρηση πίεσης:

Ας ξεκινήσουμε με τον κώδικα Arduino τώρα.

Κατά τη χρήση της μονάδας αισθητήρα με το Arduino, συμπεριλαμβάνουμε τη βιβλιοθήκη Wire.h. Η βιβλιοθήκη "Wire" περιέχει τις λειτουργίες που διευκολύνουν την επικοινωνία i2c μεταξύ του αισθητήρα και της πλακέτας Arduino.

Ολόκληρος ο κώδικας arduino δίνεται παρακάτω για τη διευκόλυνση του χρήστη:

#περιλαμβάνω

// Η διεύθυνση CPS120 I2C είναι 0x28 (40)

#define Addr 0x28

void setup ()

{

// Αρχικοποίηση επικοινωνίας I2C

Wire.begin ();

// Αρχικοποίηση Σειριακής Επικοινωνίας, ρυθμισμένος ρυθμός baud = 9600

Serial.begin (9600);

}

κενός βρόχος ()

{

ανυπόγραφα δεδομένα int [4];

// Έναρξη μετάδοσης I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Αίτηση δεδομένων 4 byte

Wire.requestFrom (Addr, 4)?

// Διαβάστε 4 byte δεδομένων

// πίεση msb, πίεση lsb, θερμοκρασία msb, θερμοκρασία lsb

εάν (Wire.available () == 4)

{

δεδομένα [0] = Wire.read ();

δεδομένα [1] = Wire.read ();

δεδομένα [2] = Wire.read ();

δεδομένα [3] = Wire.read ();

καθυστέρηση (300)?

// Διακοπή μετάδοσης I2C

Wire.endTransmission ();

// Μετατρέψτε τα δεδομένα σε 14 bit

πίεση επίπλευσης = ((((δεδομένα [0] & 0x3F) * 265 + δεδομένα [1]) / 16384.0) * 90.0) + 30.0;

float cTemp = ((((δεδομένα [2] * 256) + (δεδομένα [3] & 0xFC)) / 4.0) * (165.0 / 16384.0)) - 40.0;

float fTemp = cTemp * 1.8 + 32;

// Έξοδος δεδομένων σε σειριακή οθόνη

Serial.print ("Η πίεση είναι:");

Serial.print (πίεση);

Serial.println ("kPa");

Serial.print ("Θερμοκρασία σε Κελσίου:");

Serial.print (cTemp);

Serial.println ("C");

Serial.print ("Θερμοκρασία σε Φαρενάιτ:");

Serial.print (fTemp);

Serial.println ("F");

καθυστέρηση (500)?

}

}

Στη βιβλιοθήκη σύρματος, το Wire.write () και το Wire.read () χρησιμοποιούνται για την εγγραφή των εντολών και την ανάγνωση της εξόδου του αισθητήρα.

Serial.print () και Serial.println () χρησιμοποιούνται για την εμφάνιση της εξόδου του αισθητήρα στη σειριακή οθόνη του Arduino IDE.

Η έξοδος του αισθητήρα εμφανίζεται στην παραπάνω εικόνα.

Βήμα 4: Εφαρμογές:

Το CPS120 έχει μια ποικιλία εφαρμογών. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε φορητά και σταθερά βαρόμετρα, υψόμετρα κ.λπ. Η πίεση είναι σημαντική παράμετρος για τον προσδιορισμό των καιρικών συνθηκών και λαμβάνοντας υπόψη ότι αυτός ο αισθητήρας μπορεί να εγκατασταθεί και σε μετεωρολογικούς σταθμούς. Μπορεί να ενσωματωθεί σε συστήματα ελέγχου αέρα καθώς και σε συστήματα κενού.