Magasság, nyomás és hőmérséklet a Raspberry Pi használatával az MPL3115A2 segítségével: 6 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Érdekesen hangzik. Ez teljesen lehetséges ebben az időben, amikor mindannyian az IoT generációjába lépünk. Elektronikai furcsaságként a Raspberry Pi -vel játszottunk, és úgy döntöttünk, hogy érdekes projekteket készítünk ezen ismeretek felhasználásával. Ebben a projektben a Raspberry Pi segítségével mérjük a magasságot, a légnyomást és a hőmérsékletet. Tehát itt van a dokumentáció (mindig módosítva és bővítve). Javasoljuk, hogy az utasítások követésével kezdje, és másolja le a kódot. Később kísérletezhet. Tehát kezdjük.

Lépés: Szükséges eszközök

1. Málna Pi

Az első lépés egy Raspberry Pi tábla beszerzése volt. Mi megvettük a magunkét, és ti is. Az oktatóanyagokból kezdve tanulni kezdtünk, megértettük a szkriptírást és a kapcsolódási fogalmakat, és utána tanultunk. Ez a kis zseni közös a hobbisták, tanárok és az innovatív környezetek kialakításában.

2. I²C Shield a Raspberry Pi számára

Az INPI2 (I2C adapter) biztosítja a Raspberry Pi 2/3 an 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 I²C protokollt használja a kommunikációhoz. Ezt az érzékelőt a Dcube Store -ból vásároltuk

4. Csatlakozó kábel

Az I2C összekötő kábel a Dcube Store -ban volt kapható

5. Micro USB kábel

A mikro USB kábel Tápegység ideális választás a Raspberry Pi tápellátásához.

6. Internet -hozzáférés javítása - Ethernet kábel/WiFi adapter

Ebben a korszakban bármi eléréséhez internetkapcsolatra van szükség (majdnem úgy, mint offline élet is). Ezért megfogadjuk egy LAN -kábel vagy egy vezeték nélküli Nano USB -adapter (WiFi) tanácsát az internetkapcsolat kiépítéséhez, hogy könnyedén és egyáltalán nem használhassuk a Rasp Pi -t.

7. HDMI kábel (opcionális, az Ön választása)

Kicsit trükkös. Lehetőség van arra, hogy egy másik monitort is csatoljon, ha akar, vagy nagyon költséghatékony, ha fejetlen Pi kapcsolatot hoz létre a számítógéppel/laptoppal.

2. lépés: Hardvercsatlakozások az áramkör összeállításához

Készítse el az áramkört az ábrán látható vázlat szerint. Általában a csatlakozások nagyon egyszerűek. Kövesse az utasításokat és a 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

Először is vegye a Raspberry Pi -t, és tegye 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. Csak az egyszerű folyamat, amelyet említettünk.

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

Az internetkapcsolat létfontosságú

Valójában itt van választási lehetősége. A Raspberry Pi -t LAN -kábellel vagy vezeték nélküli Nano USB -adapterrel csatlakoztathatja a WiFi -kapcsolathoz. Mindenesetre a fő cél az volt, hogy csatlakozzon az internethez.

Az áramkör áramellátása

Csatlakoztassa a Micro USB kábelt a Raspberry Pi tápcsatlakozójához. Gyújts rá, és már indulhatunk is.

Csatlakozás a képernyőhöz

Vagy csatlakoztathatjuk a HDMI-kábelt egy új monitorhoz, vagy elkészíthetjük a fej nélküli Pi-t, amely kreatív és költséghatékony a távoli hozzáférés, például az SSH/PuTTY használatával. (Tudom, hogy nem finanszírozunk titkos szervezetként)

3. lépés: Raspberry Pi programozás Pythonban

A Raspberry Pi és az MPL3115A2 érzékelő Python -kódja. 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 pillanatba telik.

A tengerszint feletti 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 Python -kódját.

# Szabad akaratú licenccel terjesztik.# Bármilyen módon használhatja, haszonnal vagy ingyen, feltéve, hogy illeszkedik a kapcsolódó művek licenceihez. # MPL3115A2 # Ezt a kódot úgy tervezték, hogy együttműködjön a ControlEverything.com webhelyen elérhető MPL3115A2_I2CS I2C Mini modullal. #

import smbus

importálási idő

# Szerezzen I2C buszt

busz = smbus. SMBus (1)

# MPL3115A2 cím, 0x60 (96)

# Vezérlőregiszter kiválasztása, 0x26 (38) # 0xB9 (185) Aktív mód, OSR = 128, Magasságmérő mód bus.write_byte_data (0x60, 0x26, 0xB9) # MPL3115A2 cím, 0x60 (96) # Adatkonfigurációs regiszter kiválasztása, 0x13 (19)) # 0x07 (07) Adatok kész esemény engedélyezve a magasság, nyomás, hőmérséklet busz.write_byte_data (0x60, 0x13, 0x07) # MPL3115A2 cím, 0x60 (96) # Vezérlőregiszter kiválasztása, 0x26 (38) # 0xB9 (185) Aktív mód, OSR = 128, Magasságmérő mód bus.write_byte_data (0x60, 0x26, 0xB9)

time.sleep (1)

# MPL3115A2 cím, 0x60 (96)

# Adatok visszaolvasása 0x00 (00), 6 bájt # állapot, tMagasság MSB1, tMagasság MSB, tmagasság LSB, temp. MSB, temp. LSB adatok = bus.read_i2c_block_data (0x60, 0x00, 6)

# Konvertálja az adatokat 20 bitesre

tHeight = (([adatok] [1] * 65536) + (adatok [2] * 256) + (adatok [3] és 0xF0)) / 16 hőmérséklet = ((adatok [4] * 256) + (adatok [5] & 0xF0)) / 16 magasság = t Magasság / 16,0 cTemp = hőmérséklet / 16,0 fTemp = cTemp * 1,8 + 32

# MPL3115A2 cím, 0x60 (96)

# Vezérlőregiszter kiválasztása, 0x26 (38) # 0x39 (57) Aktív mód, OSR = 128, Barométer mód bus.write_byte_data (0x60, 0x26, 0x39)

time.sleep (1)

# MPL3115A2 cím, 0x60 (96)

# Adatok visszaolvasása 0x00 -tól (00), 4 bájt # állapot, előre MSB1, előre MSB, előre LSB adatok = bus.read_i2c_block_data (0x60, 0x00, 4)

# Konvertálja az adatokat 20 bitesre

pres = ((adatok [1] * 65536) + (adatok [2] * 256) + (adatok [3] és 0xF0)) / 16 nyomás = (pres / 4,0) / 1000,0

# Adatok megjelenítése a képernyőn

print "Nyomás: %.2f kPa" %nyomásnyomtatás "Magasság: %.2f m" %magasság nyomtatás "Hőmérséklet Celsius -ban: %.2f C" %cTemp nyomtatás "Hőmérséklet Fahrenheitben: %.2f F" %fTemp

4. lépés: A kódex praktikussága (tesztelés)

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 I²C érzékelőket gyakran használják olyan alkalmazásokban, mint a Térkép (Térképsegéd, Navigáció), Mágneses Iránytű vagy A GPS (GPS -holtszámolás, GPS -javítás a sürgősségi szolgáltatásokhoz), Nagy pontosságú magasságmérés, Okostelefonok/táblagépek, Személyi elektronikai magasságmérés és műholdak (meteorológiai állomások felszerelése/előrejelzés).

Mert pl. egy projekt a Personal Electronics Altimeter készítésére, amely a magasságot, a légnyomást és a hőmérsékletet méri a Raspberry Pi segítségével. A Personal Electronics Altimeter összességében meglehetősen gyors projekt. Csak néhány pillanatba telik, ha minden része megvan, és nem improvizál (természetesen megteheti!). A nyomásmagasságmérő a legtöbb repülőgépben megtalálható magasságmérő, és az ejtőernyősök csuklóra szerelt változatokat használnak hasonló célokra. A túrázók és a hegymászók csuklóra szerelt vagy kézi magasságmérőt használnak.

6. lépés: Következtetés

Reméljük, hogy ez a projekt további kísérleteket inspirál. Ez az I²C érzékelő hihetetlenül sokoldalú, olcsó és hozzáférhető. Mivel ez egy rendkívül változékony program, érdekes módon lehet ezt a projektet kiterjeszteni és még jobbá tenni. Például a magasságmérő opcionális műszer a terepjárókban, hogy segítse a navigációt. Néhány nagyteljesítményű luxusautó, amelyet soha nem szándékoztak kikövezett utakról elhagyni, használja ezt a technológiát. Az Ön kényelme érdekében van egy érdekes videó oktatóanyagunk a YouTube -on, amely segíthet a felfedezésben. Reméljük, hogy ez a projekt további kísérleteket inspirál.