A Raspberry Pi használata, a magasság, a nyomás és a hőmérséklet mérése az MPL3115A2 segítségével: 6 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Tudd, hogy mi a tulajdonod, és tudd, miért van

Érdekes. Az Internet Automation korát éljük, mivel rengeteg új alkalmazásba süllyed. Számítógép- és elektronikai rajongóként sokat tanultunk a Raspberry Pi -vel, és úgy döntöttünk, hogy összekeverjük érdekeinket. Ez a projekt körülbelül egy órát vesz igénybe, ha még nem ismeri az I²C kapcsolatokat és a szoftverbeállításokat, és remek módja annak, hogy kibővítse az MPL3115A2 képességeit a Raspberry Pi segítségével Java -ban.

Lépés: Nélkülözhetetlen felszerelés, amire szükségünk van

1. Málna Pi

Az első lépés egy Raspberry Pi tábla beszerzése volt. Ezt a kis géniuszt használják a hobbisták, a tanárok és az innovatív környezetek kialakításában.

2. I2C Shield a Raspberry Pi számára

Az INPI2 (I2C adapter) biztosítja a Raspberry Pi 2/3 és I²C portot, amely több I2C eszközzel használható. Elérhető a Dcube Store -ban.

3. Magasságmérő, nyomás- és hőmérsékletérzékelő, MPL3115A2

Az MPL3115A2 egy MEMS nyomásérzékelő I²C interfésszel, amely nyomás-, magasság- és hőmérséklet -adatokat szolgáltat. Ez az érzékelő az I²2 protokollt használja a kommunikációhoz. Ezt az érzékelőt a Dcube Store -ból vásároltuk.

4. Csatlakozó kábel

A Dcube Store -ban beszerezhető I²C összekötő kábelt használtuk.

5. Micro USB kábel

A Raspberry Pi tápellátását mikro USB tápegység biztosítja.

6. Internet hozzáférés fejlesztése - Ethernet kábel/WiFi modul

Az egyik első dolog, amit meg kell tennie, az, hogy a Raspberry Pi -t csatlakoztatja az internethez. Csatlakoztathat Ethernet kábellel vagy vezeték nélküli USB Nano WiFi adapterrel.

7. HDMI kábel (opcionális, az Ön választása)

A Raspberry Pi -t HDMI -kábellel csatlakoztathatja a monitorhoz. Ezenkívül távolról is elérheti Raspberry Pi készülékét az SSH/PuTTY használatával.

2. lépés: Hardvercsatlakozások az áramkör összeállításához

Készítse el az áramkört az ábrán látható vázlat szerint. Általában a csatlakozások meglehetősen egyszerűek. Kövesse a fenti utasításokat és képeket, és nem lehet probléma. A tervezés során megvizsgáltuk a hardvert és a kódolást, valamint az elektronika alapjait. Egy egyszerű elektronikai vázlatot akartunk kialakítani ehhez a projekthez. Az ábrán az I²C kommunikációs protokollokat követve láthatja a különböző alkatrészeket, tápegységeket és I²C érzékelőket. Remélhetőleg ez illusztrálja, milyen egyszerű az elektronika ehhez a projekthez.

A Raspberry Pi és az I2C Shield csatlakoztatása

Ehhez Raspberry Pi és helyezze rá az I²C pajzsot. Finoman nyomja meg a pajzsot (lásd a képet).

Az érzékelő és a Raspberry Pi csatlakoztatása

Fogja meg az érzékelőt, és csatlakoztassa hozzá az I²C kábelt. Győződjön meg arról, hogy az I²C kimenet MINDIG csatlakozik az I²C bemenethez. Ugyanezt kell követnie a Raspberry Pi -nek is, amelyre az I²C pajzs van felszerelve. Az I²C Shield és az I²C összekötő kábelek az oldalunkon vannak, ami nagyon nagy előny, mivel csak a plug and play opció marad. Nincs többé csapokkal és vezetékekkel kapcsolatos probléma, és így a zavartság megszűnt. Milyen megkönnyebbülés, ha csak képzeljük magunkat a vezetékek hálójába, és ebbe belemerülünk. Ilyen egyszerű!

Megjegyzés: A barna vezetéknek mindig követnie kell a föld (GND) kapcsolatot az egyik eszköz kimenete és egy másik eszköz bemenete között

Az internetkapcsolat kulcsfontosságú

Ahhoz, hogy projektünk sikeres legyen, internet -hozzáférésre van szükségünk a Raspberry Pi számára. Ebben olyan lehetőségek közül választhat, mint az Ethernet (LAN) kábel csatlakoztatása. Ezenkívül alternatív, de lenyűgöző módja a WiFi adapter használatának.

Az áramkör áramellátása

Csatlakoztassa a Micro USB kábelt a Raspberry Pi tápcsatlakozójához. Kapcsolja be, és íme, indulhatunk!

Csatlakozás a képernyőhöz

A HDMI -kábelt csatlakoztathatjuk egy monitorhoz, vagy egy kicsit innovatívak lehetünk a fej nélküli Pi készítéséhez (-SSH/PuTTY használatával), amely segít csökkenteni a többletköltségeket, mert valahogy hobbik vagyunk.

Amikor egy szokás pénzbe kerül, ezt hobbinak hívják

3. lépés: Raspberry Pi programozás Java -ban

A Java kód a Raspberry Pi és az MPL3115A2 érzékelőhöz. Ez elérhető a Github tárházunkban.

Mielőtt folytatná a kódot, feltétlenül olvassa el a Readme fájlban található utasításokat, és állítsa be a Raspberry Pi -t ennek megfelelően. Ez csak egy pillanatot vesz igénybe. A magasságot a nyomás alapján számítják ki az alábbi egyenlet segítségével:

h = 44330,77 {1 - (p / p0) ^ 0,1902632} + OFF_H (regisztrációs érték)

ahol p0 = tengerszinti nyomás (101326 Pa) és h méterben értendő. Az MPL3115A2 ezt az értéket használja, mivel az eltolási regiszter LSB -nként 2 Pascal. A kód egyértelműen előtted van, és a legegyszerűbb formában képzelhető el, és nem lehet gond.

Innen is másolhatja az érzékelő működő Java -kódját.

// Szabad akaratú licenccel terjesztve. // MPL3115A2 // Ezt a kódot úgy tervezték, hogy működjön a ControlEverything.com webhelyen elérhető MPL3115A2_I2CS I2C Mini modullal. //

import com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

import com.pi4j.io.i2c. I2CDevice; import com.pi4j.io.i2c. I2CFactory; import java.io. IOException;

nyilvános osztály MPL3115A2

{public static void main (String args ) dobja Kivétel {// I2C busz létrehozása I2CBus Bus = I2CFactory.getInstance (I2CBus. BUS_1); // I2C eszköz beszerzése, MPL3115A2 Az I2C cím 0x60 (96) I2CDevice device = Bus.getDevice (0x60); // Vezérlőregiszter kiválasztása // Aktív mód, OSR = 128, magasságmérő módú eszköz. Írás (0x26, (byte) 0xB9); // Adatkonfigurációs regiszter kiválasztása // Adatkész esemény engedélyezve a tengerszint feletti magasság, nyomás, hőmérséklet esetén.write (0x13, (byte) 0x07); // Vezérlőregiszter kiválasztása // Aktív mód, OSR = 128, magasságmérő módú eszköz. Írás (0x26, (byte) 0xB9); Téma.alvás (1000);

// 6 bájt adat olvasása a 0x00 (00) címről

// állapot, tHeight msb1, tHeight msb, tHeight lsb, temp msb, temp lsb byte adatok = new byte [6]; device.read (0x00, adat, 0, 6);

// Az adatok konvertálása 20 bitesre

int tHeight = (((([adatok] és 0xFF) * 65536) + ((adatok [2] és 0xFF) * 256) + (adatok [3] és 0xF0)) / 16); int temp = ((adatok [4] * 256) + (adatok [5] és 0xF0)) / 16; kettős magasság = tMagasság / 16,0; dupla cTemp = (temp / 16,0); kettős fTemp = cTemp * 1,8 + 32;

// Vezérlőregiszter kiválasztása

// Aktív mód, OSR = 128, barométer módú eszköz. Írni (0x26, (byte) 0x39); Téma.alvás (1000); // 4 bájt adat olvasása a 0x00 (00) címről // állapot, pres msb1, pres msb, pres lsb device.read (0x00, data, 0, 4);

// Az adatok konvertálása 20 bitesre

int pres = ((([adatok [1] és 0xFF) * 65536) + ((adatok [2] és 0xFF) * 256) + (adatok [3] és 0xF0)) / 16; kettős nyomás = (pres / 4,0) / 1000,0; // Adatok kimenete a System.out.printf képernyőre ("Nyomás: %.2f kPa %n", nyomás); System.out.printf ("Magasság: %.2f m %n", magasság); System.out.printf ("Hőmérséklet Celsius -ban: %.2f C %n", cTemp); System.out.printf ("Hőmérséklet Fahrenheitben: %.2f F %n", fTemp); }}

4. lépés: A kódex praktikussága (működés)

Most töltse le (vagy git pull) a kódot, és nyissa meg a Raspberry Pi -ben. Futtassa a parancsokat a fordításhoz és a kód feltöltéséhez a terminálon, és nézze meg a Monitor kimenetét. Néhány másodperc múlva megjelenik az összes paraméter. Miután meggyőződött arról, hogy minden zökkenőmentesen működik, ezt a projektet nagyobb projektbe foglalhatja.

5. lépés: Alkalmazások és szolgáltatások

Az MPL3115A2 precíziós magasságmérő érzékelőket gyakran használják olyan alkalmazásokban, mint a Térkép (Térképsegéd, Navigáció), Mágneses Iránytű vagy GPS (GPS -holtszámolás, GPS -javítás a sürgősségi szolgáltatásokhoz), Nagy pontosságú magasságmérés, Okostelefonok/táblagépek, Személyi elektronikai magasságmérés és Műholdak (meteorológiai állomások felszerelése/előrejelzés).

Mert pl. Ezzel az érzékelővel és a Rasp Pi segítségével felépíthet egy digitális vizuális magasságmérőt, az ejtőernyőzés legfontosabb berendezését, amely méri a magasságot, a légnyomást és a hőmérsékletet. Hozzáadhat szélvédőt és egyéb érzékelőket, hogy érdekesebb legyen.

6. lépés: Következtetés

Mivel a program elképesztően testreszabható, sok érdekes módja van ennek a projektnek a kiterjesztésére és még jobbá tételére. Például egy magasságmérő/interferométer több magasságmérőt tartalmazna, amelyek árbocokra vannak szerelve, amelyek egyidejűleg méréseket végeznének, így biztosítva a folyamatos, egy- vagy többmagasságú széles terület lefedettségét. Van egy érdekes oktatóvideónk a YouTube -on, amely segíthet a projekt jobb megértésében.