如何使用BMP180進(jìn)行溫度壓力和高度測量

BMP180 是博世Sensortec的新一代數(shù)字氣壓和溫度傳感器。在本教程中，我們將簡要回顧該設(shè)備并描述如何將其與Arduino Uno板連接以測量周圍的溫度和壓力。我們還將討論從壓力讀數(shù)中檢索傳感器高度的問題。

使用BMP180的溫度，壓力和高度測量

實驗設(shè)置

Bosch Sensortag的BMP180是一款超低功耗數(shù)字溫度和壓力傳感器，具有高精度和穩(wěn)定性。它由壓阻傳感器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，帶EEPROM和串行I2C接口的控制單元組成.BMP180傳感器對壓力和溫度的原始測量必須使用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)補償溫度影響和其他參數(shù)。保存到EEPROM中。在本教程中，我們將使用Arduino開發(fā)板從BMP180傳感器讀取溫度和氣壓測量值，并在基于1.44英寸ILI9163的TFT顯示器上顯示數(shù)據(jù)。如果您想重復(fù)此實驗，則需要做以下事情。

1。任何以3.3V電壓運行的Arduino開發(fā)板 。我正在使用Elecrow的 Crowduino Uno 板，它具有一個板載滑動開關(guān)，可在3.3V至5.0V之間選擇工作電壓。如果要使用此板，請確保將開關(guān)滑動到3.3V位置。

Elecrow的Crowduino Uno板

2。 BMP180傳感器模塊

BMP180傳感器突破模塊

3?；贗LI9163的TFT顯示屏 （我使用的是Elecrow的1.44“尺寸顯示屏）。

1.44” TFT顯示屏（ILI9163驅(qū)動程序）

4。 一塊面包板和少量跳線，用于將傳感器和顯示器連接到Arduino板上。

下圖描述了本教程的實驗設(shè)置。 BMP180和TFT顯示屏均由3.3V供電。 BMP180支持I2C接口，因此SDA和SCL引腳連接到Arduino板的A4和A5引腳。 ILI9163 TFT驅(qū)動器支持SPI接口。下圖右側(cè)所示的表描述了顯示器和Arduino之間的接線。 I2C和SPI引腳名稱印在BMP180和TFT顯示模塊的底層絲網(wǎng)上。

傳感器和顯示設(shè)置

這是在實驗板上進(jìn)行的該實驗的實際設(shè)置。

與Arduino的BMP180傳感器連接

Arduino固件

對于傳感器讀數(shù)，我使用的是Love Electronics Ltd.的BMP180 Arduino庫（我不確定這家公司現(xiàn)在是否存在，或者它在庫中的含義是不是） 。您需要下載它（下面提供的鏈接）并將此庫安裝到Arduino/庫/位置。

下載BMP180庫

用于ILI9163 TFT LCD，我正在使用另一個免費的開源Arduino庫TFT_ILI9163C，您可以從以下鏈接下載。

下載TFT_ILI9163C Arduino庫

TFT庫將Adafruit_GFX庫用于字體，因此您也需要下載并安裝它。

下載Adafruit_GFX_Library

這兩個庫都安裝好了為Arduino編寫固件。我在下面編寫和共享的固件以攝氏度和華氏度為單位顯示溫度，以毫巴和inHg為單位的大氣壓力。為了計算傳感器高度，我們需要了解以下部分中討論的參考表面壓力值。

關(guān)于檢索傳感器高度的重要說明

請注意，BMP180傳感器提供溫度和壓力的絕對測量值，但不提供海拔高度的直接輸出。由于大氣壓力隨高度降低，因此您可以通過了解地面的參考壓力值來找出傳感器的垂直位移。例如，為了從海平面計算傳感器高度，您需要知道您當(dāng)?shù)氐漠?dāng)前平均海平面壓力。平均海平面壓力不是恒定的，而是隨環(huán)境溫度和天氣模式而變化。找出當(dāng)前海平面壓力的最簡單方法是查看您最近的機(jī)場或國家氣象服務(wù)的網(wǎng)站。他們通常每小時大約在其網(wǎng)站上更新一次。我住在弗吉尼亞州的威廉斯堡，我從Weather.gov網(wǎng)站檢查了平均海平面壓力。在我進(jìn)行此實驗時，平均海平面壓力為1027.7毫巴或102770帕斯卡。在下面的Arduino代碼中（ float seaLevelPressure = 102770; ），我使用此值作為平均海平面壓力，并使用傳感器讀取壓力的差值和該值來計算傳感器位置的高度，那是我在弗吉尼亞州威廉斯堡的房子的二樓。因此，為了計算傳感器位置的高度，您必須用當(dāng)前的本地海平面壓力值（帕斯卡）（1毫巴= 100帕斯卡）替換該值。有了本地海平面壓力的知識，下面的Arduino固件也以英尺和米為單位顯示海平面上方的高度。

平均海平面壓力數(shù)據(jù)

這是此項目的完整Arduino代碼。我建議使用下面的下載文件，而不是從此處復(fù)制和粘貼代碼，這有時無法正常工作。

#include

#include

#include

#include

#include // Define pins for ILI9163 SPI display

#define __CS 10

#define __DC 9 // Labeled as A0 in some modules

#define __RST 8

// Connect SDA to Arduino pin 11 （MOSI）， and SCK to 13 （SCK） // Color definitions

#define BLACK 0x0000

#define BLUE 0x001F

#define RED 0xF800

#define GREEN 0x07E0

#define CYAN 0x07FF

#define MAGENTA 0xF81F

#define YELLOW 0xFFE0

#define WHITE 0xFFFF

#define TRANSPARENT -1

TFT_ILI9163C display = TFT_ILI9163C（__CS， __DC， __RST）; // Store an instance of the BMP180 sensor.

BMP180 barometer;

// Store the current sea level pressure at your location in Pascals.

float seaLevelPressure = 102770; // Williamsburg， VA on Dec 31， 2014， 14:54 Eastern Time void setup（）

{

display.begin（）;

display.setBitrate（24000000）;

display.setRotation（2）;

display.clearScreen（）;

// We start the serial library to output our messages.

Serial.begin（9600）;

// We start the I2C on the Arduino for communication with the BMP180 sensor.

Wire.begin（）;

// We create an instance of our BMP180 sensor.

barometer = BMP180（）;

// We check to see if we can connect to the sensor.

if（barometer.EnsureConnected（））

{

Serial.println（“Connected to BMP180.”）; // Output we are connected to the computer.

// When we have connected， we reset the device to ensure a clean start.

barometer.SoftReset（）;

// Now we initialize the sensor and pull the calibration data.

barometer.Initialize（）;

}

else

{

Serial.println（“No sensor found.”）;

}

} void loop（）

{

if（barometer.IsConnected）

{

// Retrive the current pressure in Pascals.

long currentPressureP = barometer.GetPressure（）;

float currentPressuremb = currentPressureP/100.0;

float currentPressureinHg = currentPressuremb*0.02953;

// Print out the Pressure.

Serial.print（“Pressure： ”）;

Serial.print（currentPressureP）;

Serial.println（“ Pa”）;

Serial.print（“Pressure： ”）;

Serial.print（currentPressuremb）;

Serial.println（“ mbar”）;

Serial.print（“Pressure： ”）;

Serial.print（currentPressureinHg）;

Serial.println（“ inHg”）;

// Retrive the current altitude （in meters）。 Current Sea Level Pressure is required for this.

float altitudem = barometer.GetAltitude（seaLevelPressure）;

float altitudeft = altitudem*3.2808;

// Print out the Altitude.

Serial.print（“ Altitude： ”）;

Serial.print（altitudem）;

Serial.print（“ m”）;

Serial.print（“ Altitude： ”）;

Serial.print（altitudeft）;

Serial.print（“ ft”）;

// Retrive the current temperature in degrees celcius.

float currentTemperatureC = barometer.GetTemperature（）;

float currentTemperatureF = （9.0/5.0）*currentTemperatureC+32.0;

// Print out the Temperature

Serial.print（“ Temperature： ”）;

Serial.print（currentTemperatureC）;

Serial.write（176）;

Serial.print（“C”）;

Serial.print（currentTemperatureF）;

Serial.write（176）;

Serial.print（“F”）;

Serial.println（）; // Start a new line.

// Now display results on LCD

display.fillScreen（）;

display.setCursor（0， 0）;

display.setTextColor（WHITE）;

display.setTextSize（1）;

display.print（“BMP180 Sensor Demo”）;

// Display temperature in F

display.setCursor（0， 16）;

display.setTextColor（YELLOW）;

display.setTextSize（2）;

display.print（“T=”）;

display.print（currentTemperatureF）;

display.setTextSize（1）;

display.print（“ o”）;

display.setTextSize（2）;

display.print（“F”）;

// Display temperature in C

display.setCursor（24， 32）;

display.print（currentTemperatureC）;

display.setTextSize（1）;

display.print（“ o”）;

display.setTextSize（2）;

display.print（“C”）;

//Now display pressure in mbar

display.setCursor（0， 48）;

display.setTextColor（CYAN）;

display.setTextSize（2）;

display.print（“P=”）;

display.print（currentPressuremb，1）;

display.print（“mb”）;

// Display pressure in inHg

display.setCursor（24， 64）;

display.setTextColor（CYAN）;

display.print（currentPressureinHg，1）;

display.print（“inHg”）;

//Now display pressure in mbar

display.setCursor（0， 80）;

display.setTextColor（WHITE）;

display.setTextSize（2）;

display.print（“H=”）;

display.print（altitudeft，1）;

display.print（“ft”）;

// Display pressure in inHg

display.setCursor（24， 96）;

display.setTextColor（WHITE）;

display.print（altitudem，1）;

display.print（“m”）;

delay（5000）; // Show new results every second.

}

}

在此處下載Arduino草圖

輸出

所示的傳感器高度大約是海拔88英尺，與此處發(fā)布的城市數(shù)據(jù)相比是正確的：http://en.wikipedia.org/wiki/威廉斯堡，_弗吉尼亞州

二樓測量值

傳感器對高度非常敏感。通過將傳感器放在我一樓的餐桌上進(jìn)行以下測量。高度降低了約8英尺，這似乎是合理的。

一樓的測量
責(zé)任編輯：wv