Μέτρηση πίεσης χρησιμοποιώντας CPS120 και Raspberry Pi: 4 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

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 αποδεικνύεται η διασύνδεση της μονάδας αισθητήρα CPS120 με το raspberry pi και έχει επίσης απεικονιστεί ο προγραμματισμός της χρησιμοποιώντας γλώσσα Java. Για να διαβάσετε τις τιμές πίεσης, χρησιμοποιήσαμε raspberry pi 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. Raspberry Pi

3. Καλώδιο I2C

4. I2C Shield For Raspberry Pi

5. Καλώδιο Ethernet

Βήμα 2: Σύνδεση υλικού:

Το τμήμα σύνδεσης υλικού εξηγεί βασικά τις συνδέσεις καλωδίωσης που απαιτούνται μεταξύ του αισθητήρα και του raspberry pi. 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:

Το πλεονέκτημα της χρήσης του raspberry pi είναι ότι σας παρέχει την ευελιξία της γλώσσας προγραμματισμού στην οποία θέλετε να προγραμματίσετε τον πίνακα για να διασυνδέσετε τον αισθητήρα με αυτό. Αξιοποιώντας αυτό το πλεονέκτημα αυτού του πίνακα, αποδεικνύουμε εδώ ότι προγραμματίζει σε Java. Μπορείτε να κατεβάσετε τον κώδικα java για το CPS120 από την κοινότητα GitHub που είναι το Dcube Store.

Εκτός από την ευκολία των χρηστών, εξηγούμε τον κώδικα και εδώ: Ως πρώτο βήμα κωδικοποίησης, πρέπει να κατεβάσετε τη βιβλιοθήκη pi4j σε περίπτωση java, επειδή αυτή η βιβλιοθήκη υποστηρίζει τις λειτουργίες που χρησιμοποιούνται στον κώδικα. Έτσι, για να κατεβάσετε τη βιβλιοθήκη μπορείτε να επισκεφθείτε τον ακόλουθο σύνδεσμο:

pi4j.com/install.html

Μπορείτε να αντιγράψετε τον λειτουργικό κώδικα java για αυτόν τον αισθητήρα από εδώ επίσης:

εισαγωγή com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

εισαγωγή com.pi4j.io.i2c. I2CDevice;

εισαγωγή com.pi4j.io.i2c. I2CFactory?

εισαγωγή java.io. IOException;

δημόσια τάξη CPS120

{

public static void main (String args ) ρίχνει Εξαίρεση

{

// Δημιουργία I2CBus

I2CBus bus = I2CFactory.getInstance (I2CBus. BUS_1);

// Λήψη συσκευής I2C, η διεύθυνση CPS120 I2C είναι 0x28 (40)

I2CDevice device = bus.getDevice (0x28);

// Αποστολή εντολής έναρξης

device.write (0x28, (byte) 0x80);

Thread.sleep (800);

// Διαβάστε 2 byte δεδομένων, πρώτα msb

byte data = new byte [2];

device.read (δεδομένα, 0, 2);

// Μετατροπή δεδομένων σε kPa

διπλή πίεση = (((δεδομένα [0] & 0x3F) * 256 + δεδομένα [1]) * (90 / 16384.00)) + 30;

// Έξοδος δεδομένων στην οθόνη

System.out.printf ("Η πίεση είναι: %.2f kPa %n", πίεση);

}

}

Η βιβλιοθήκη που διευκολύνει την επικοινωνία i2c μεταξύ του αισθητήρα και της πλακέτας είναι pi4j, τα διάφορα πακέτα I2CBus, I2CDevice και I2CFactory βοηθούν στη δημιουργία της σύνδεσης.

εισαγωγή com.pi4j.io.i2c. I2CBus; εισαγωγή com.pi4j.io.i2c. I2CDevice; εισαγωγή com.pi4j.io.i2c. I2CFactory? εισαγωγή java.io. IOException;

Οι λειτουργίες εγγραφής () και ανάγνωσης () χρησιμοποιούνται για την εγγραφή συγκεκριμένων εντολών στον αισθητήρα για να λειτουργήσει σε μια συγκεκριμένη λειτουργία και να διαβάσει την έξοδο του αισθητήρα αντίστοιχα.

Η έξοδος του αισθητήρα εμφανίζεται επίσης 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.