Obwód czujnika ciśnienia atmosferycznego - szczegóły działania i połączenia

W tym artykule zamierzamy zbadać, czym jest barometr i jak połączyć czujnik barometryczny BMP180 z Arduino. Będziemy również badać niektóre z jego ważnych specyfikacji, a na koniec nauczymy się przewidywać pogodę za pomocą odczytów barometrycznych.

Co to jest barometr?

Barometr to przyrząd do pomiaru ciśnienia atmosferycznego. Ciśnienie atmosferyczne to siła wywierana przez atmosferę ziemską. Ciśnienie atmosferyczne na Ziemi zmienia się od czasu do czasu, a zmiana ciśnienia atmosferycznego może przewidywać krótkoterminowe warunki pogodowe w okolicy.

W dzisiejszych czasach możemy uzyskać prognozę pogody na opuszkach palców za pośrednictwem smartfona, telewizora, radia itp. Jednak na początku XVII wieku prognoza pogody była zależna od barometru, który był wytwarzany z toksycznych pierwiastków chemicznych, takich jak rtęć.

Barometr na bazie rtęci był przydatnym narzędziem dla naukowców dla rolników. Przewidywał pogodę dość dokładnie, pomógł naukowcom w przeprowadzaniu eksperymentów naukowych na atmosferze, a rolnicy wiedzieli, kiedy we właściwym czasie uprawiać rośliny.

Później wynaleziono mechaniczny barometr, który nie wykorzystywał żadnego rodzaju cieczy. Na szczęście żyjemy w erze zaawansowanej technologii, w której czujniki barometryczne są niedrogie i nie mają większego rozmiaru niż paznokieć kciuka.

Ilustracja czujnika barometrycznego:

Teraz wiesz, czym jest barometr i gdzie jest używany.

Specyfikacje:

• Może mierzyć ciśnienie w zakresie od 300 hPa do 1100 hPa (1 hPa = 100 Pa), „Pa” oznacza paskal, a hPa oznacza hektopaskal.
• Temperatura pracy od -40 do +85 stopni Celsjusza.
• Pomiar temperatury w zakresie od 0 do 65 stopni Celsjusza.
• Typowe napięcie robocze 3,3 V.
• Pobór mocy 5 mikroamperów.
Przejdźmy teraz do schematu połączeń.

Jak to działa

Obwód czujnika barometrycznego BMP180 wykorzystujący Arduino jest w rzeczywistości bardzo prosty, ponieważ wykorzystuje magistralę i2C, która jest komunikacją dwuprzewodową. Układ wykorzystuje 3,3 V z Arduino z wbudowanego regulowanego zasilacza. Może mierzyć lokalne ciśnienie atmosferyczne i temperaturę otoczenia.

Prototyp autora:

Program jest przeznaczony do obliczania również innych parametrów, takich jak ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza i wysokość nad poziomem morza, co możemy obserwować z szeregowego monitora IDE.

Zanim przejdziesz do części programistycznej, pobierz plik biblioteki z poniższego linku: github.com/adafruit/Adafruit_BMP085_Unified.git i dodaj do folderu biblioteki Arduino.

Kod programu:

//-----------Program by R.Girish----------------//
#include
#include
Adafruit_BMP085 bmp
void setup()
{
Serial.begin(9600)
if (!bmp.begin())
{
Serial.println('Could not find a valid BMP085 sensor, check wiring!')
while (1) {}
}
}
void loop()
{
Serial.print('Temperature = ')
Serial.print(bmp.readTemperature())
Serial.println(' *C')
Serial.print('Pressure = ')
Serial.print(bmp.readPressure())
Serial.println(' Pascal')
Serial.print('Altitude = ')
Serial.print(bmp.readAltitude())
Serial.println(' meters')
Serial.print('Pressure at sealevel (calculated) = ')
Serial.print(bmp.readSealevelPressure())
Serial.println(' Pascal')
Serial.print('Real altitude = ')
Serial.print(bmp.readAltitude(101500))
Serial.println(' meters')
Serial.println()
delay(10000)
}
//-----------Program by R.Girish----------------//

Link do pliku biblioteki jest pierwotnie utworzony dla BMP085, ale jest zgodny z BMP180.

UWAGA: Podczas kompilacji programu IDE daje ostrzeżenie, proszę je zignorować, kod i biblioteka działają dobrze.

Jak przewidzieć pogodę?

Prognoza pogody, która jest nadawana w telewizji i radiu, jest mierzona na poziomie morza, a nie na lokalnym ciśnieniu atmosferycznym, ponieważ wysokość może wpływać na odczyt z miejsca na miejsce, a pomiary na poziomie morza dają standardowe wartości na całym barometrze. Skupiamy się więc na poziomie ciśnienia na poziomie morza (obliczonym) na monitorze szeregowym.

Ciśnienie atmosferyczne ciągle się zmienia i nie można uzyskać stałej wartości. Ale można określić pogodę, monitorując odczyt w pewnych odstępach czasu.

Spójrz na odczyty i zanotuj je, odczekaj pół godziny i zanotuj odczyt ponownie, jeśli odczyt jest wysoki, oznacza to, że pogoda będzie słoneczna. Jeśli odczyt jest niski, możemy przewidzieć burzę lub deszcz.

To samo dotyczy wszystkich barometrów. Im większa różnica między odczytami początkowymi i bieżącymi, tym większa możliwość zmiany warunków pogodowych.