Menggunakan Raspberry Pi, Ukur Ketinggian, Tekanan, dan Suhu Dengan MPL3115A2: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Ketahui apa yang anda miliki, dan ketahui mengapa anda memilikinya

Ia menarik. Kita hidup di era Automasi Internet kerana ia menjunam banyak aplikasi baru. Sebagai peminat komputer dan elektronik, kami telah banyak belajar dengan Raspberry Pi dan memutuskan untuk menggabungkan minat kami. Projek ini mengambil masa lebih kurang satu jam jika anda baru dalam sambungan I²C dan penyediaan Perisian, dan ini adalah kaedah yang baik untuk mengembangkan keupayaan MPL3115A2 dengan Raspberry Pi di Java.

Langkah 1: Peralatan yang Sangat diperlukan

1. Raspberry Pi

Langkah pertama adalah mendapatkan papan Raspberry Pi. Genius kecil ini digunakan oleh penggemar hobi, guru dan dalam mewujudkan persekitaran yang inovatif.

2. Perisai I2C untuk Raspberry Pi

INPI2 (penyesuai I2C) menyediakan port Raspberry Pi 2/3 dan I²C untuk digunakan dengan pelbagai peranti I2C. Ia boleh didapati di Kedai Dcube.

3. Altimeter, Sensor Tekanan dan Suhu, MPL3115A2

MPL3115A2 adalah sensor tekanan MEMS dengan antara muka I²C untuk memberikan data Tekanan, Ketinggian, dan Suhu. Sensor ini menggunakan protokol I²2 untuk berkomunikasi. Kami membeli sensor ini dari Dcube Store.

4. Menyambung Kabel

Kami menggunakan kabel penghubung I²C yang terdapat di Dcube Store.

5. Kabel USB mikro

Raspberry Pi dikuasakan oleh bekalan USB mikro.

6. Peningkatan Akses Internet - Modul Kabel / WiFi Ethernet

Salah satu perkara pertama yang anda ingin lakukan ialah menyambungkan Raspberry Pi anda ke Internet. Anda boleh menyambung menggunakan kabel Ethernet atau dengan penyesuai WiFi Nano WiFi Tanpa Wayar.

7. Kabel HDMI (Pilihan, Pilihan Anda)

Anda boleh menyambungkan Raspberry Pi ke monitor menggunakan kabel HDMI. Anda juga dapat mengakses Raspberry Pi anda dari jauh dengan menggunakan SSH / PuTTY.

Langkah 2: Sambungan Perkakasan untuk Menyatukan Litar

Buat litar mengikut skema yang ditunjukkan. Secara umum, sambungannya agak mudah. Ikuti arahan dan gambar di atas, dan anda semestinya tidak menghadapi masalah. Semasa merancang, kami melihat perkakasan dan pengekodan serta asas elektronik. Kami ingin merancang skema elektronik mudah untuk projek ini. Dalam rajah, anda dapat melihat bahagian, komponen kuasa dan sensor I²C yang berlainan mengikuti protokol komunikasi I²C. Mudah-mudahan, ini menggambarkan betapa mudahnya elektronik untuk projek ini.

Sambungan Raspberry Pi dan I2C Shield

Untuk ini, Raspberry Pi dan letakkan I²C Shield di atasnya. Tekan Perisai dengan lembut (Lihat gambar).

Sambungan Sensor dan Raspberry Pi

Ambil sensor dan sambungkan kabel I²C dengannya. Pastikan Output I²C SELALU menghubungkan ke Input I²C. Perkara yang sama diikuti oleh Raspberry Pi dengan perisai I²C yang terpasang di atasnya. Kami mempunyai kabel penghubung I²C dan kabel penyambung I²C di sisi kami sebagai kelebihan yang sangat besar kerana kami hanya tinggal pilihan plug and play. Tidak ada lagi pin dan masalah pendawaian dan oleh itu, kekeliruan hilang. Lega kerana hanya membayangkan diri anda dalam jaringan wayar dan masuk ke dalamnya. Semudah ini!

Catatan: Kawat coklat harus selalu mengikuti hubungan Ground (GND) antara output satu peranti dan input peranti lain

Kesambungan Internet sangat penting

Untuk menjayakan projek kami, kami memerlukan akses internet untuk Raspberry Pi kami. Dalam ini, anda mempunyai pilihan seperti menyambungkan kabel Ethernet (LAN). Juga, sebagai kaedah alternatif tetapi mengagumkan untuk menggunakan penyesuai WiFi.

Kuasa Litar

Pasangkan kabel Micro USB ke soket kuasa Raspberry Pi. Nyalakan dan voila, kami bersedia!

Sambungan ke Skrin

Kita boleh menyambungkan kabel HDMI ke monitor atau sedikit inovatif untuk menjadikan Pi tanpa kepala kita (menggunakan -SSH / PuTTY) yang membantu mengurangkan kos tambahan kerana kita entah bagaimana peminat.

Apabila kebiasaan mula menelan belanja wang, ia dipanggil hobi

Langkah 3: Pengaturcaraan Raspberry Pi di Java

Kod Java untuk Sensor Raspberry Pi dan MPL3115A2. Ia tersedia di repositori Github kami.

Sebelum meneruskan kod, pastikan anda membaca arahan yang diberikan dalam fail Readme dan menyiapkan Raspberry Pi anda sesuai dengannya. Hanya perlu beberapa saat untuk melakukannya. Ketinggian dikira dari tekanan menggunakan persamaan di bawah:

h = 44330.77 {1 - (p / p0) ^ 0.1902632} + OFF_H (Nilai Daftar)

di mana p0 = tekanan permukaan laut (101326 Pa) dan h adalah dalam meter. MPL3115A2 menggunakan nilai ini kerana daftar offset ditakrifkan sebagai 2 Pascals per LSB. Kodnya jelas di hadapan anda dan terdapat dalam bentuk termudah yang dapat anda bayangkan dan anda semestinya tidak mempunyai masalah.

Anda boleh menyalin kod Java yang berfungsi untuk sensor ini dari sini juga.

// Diagihkan dengan lesen kehendak bebas.// Gunakannya dengan cara yang anda mahukan, untung atau percuma, dengan syarat ia sesuai dengan lesen karya yang berkaitan. // MPL3115A2 // Kod ini dirancang untuk berfungsi dengan Modul Mini MPL3115A2_I2CS I2C yang tersedia dari ControlEverything.com. //

import com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

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

kelas awam MPL3115A2

{public static void main (String args ) membuang Pengecualian {// Buat bas I2C I2CBus Bus = I2CFactory.getInstance (I2CBus. BUS_1); // Dapatkan peranti I2C, alamat MPL3115A2 I2C ialah 0x60 (96) Peranti I2CDevice = Bus.getDevice (0x60); // Pilih register kawalan // Mod aktif, OSR = 128, mod mod altimeter.write (0x26, (byte) 0xB9); // Pilih daftar konfigurasi data // Acara siap data diaktifkan untuk ketinggian, tekanan, suhu peranti. Tulis (0x13, (bait) 0x07); // Pilih register kawalan // Mod aktif, OSR = 128, mod mod altimeter.write (0x26, (byte) 0xB9); Thread.sleep (1000);

// Baca 6 bait data dari alamat 0x00 (00)

// status, tHeight msb1, tHeight msb, tHeight lsb, temp msb, temp lsb byte data = bait baru [6]; device.read (0x00, data, 0, 6);

// Tukarkan data menjadi 20-bit

int tHeight = ((((data [1] & 0xFF) * 65536) + ((data [2] & 0xFF) * 256) + (data [3] & 0xF0)) / 16); int temp = ((data [4] * 256) + (data [5] & 0xF0)) / 16; ketinggian dua kali ganda = tHeight / 16.0; double cTemp = (temp / 16.0); double fTemp = cTemp * 1.8 + 32;

// Pilih daftar kawalan

// Mod aktif, OSR = 128, mod mod barometer.write (0x26, (byte) 0x39); Thread.sleep (1000); // Baca 4 bait data dari alamat 0x00 (00) // status, pres msb1, pres msb, pres lsb device.read (0x00, data, 0, 4);

// Tukarkan data menjadi 20-bit

int pres = (((data [1] & 0xFF) * 65536) + ((data [2] & 0xFF) * 256) + (data [3] & 0xF0)) / 16; tekanan berganda = (pres / 4.0) / 1000.0; // Keluarkan data ke skrin System.out.printf ("Tekanan:%.2f kPa% n", tekanan); System.out.printf ("Ketinggian:%.2f m% n", ketinggian); System.out.printf ("Suhu dalam Celsius:%.2f C% n", cTemp); System.out.printf ("Suhu dalam Fahrenheit:%.2f F% n", fTemp); }}

Langkah 4: Praktikal Kod (Bekerja)

Sekarang, muat turun (atau git tarik) kod dan buka di Raspberry Pi. Jalankan arahan untuk Menyusun dan Memuat naik kod di terminal dan melihat outputnya di Monitor. Setelah beberapa saat, ia akan memaparkan semua parameter. Setelah memastikan semuanya berjalan dengan lancar, anda boleh menjadikan projek ini menjadi projek yang lebih besar.

Langkah 5: Aplikasi dan Ciri

Penggunaan umum sensor MPL3115A2 Precision Altimeter adalah dalam aplikasi seperti Peta (Peta Bantuan, Navigasi), Kompas Magnetik, Atau GPS (Perhitungan Mati GPS, Peningkatan GPS Untuk Perkhidmatan Kecemasan), Altimetri Ketepatan Tinggi, Telefon Pintar / Tablet, Altimetri Elektronik Peribadi dan Satelit (Peralatan / Ramalan Stesen Cuaca).

Contohnya Dengan menggunakan sensor ini dan Rasp Pi, anda dapat membina Digital Visual Altimeter, peralatan terpenting skydiving, yang dapat mengukur ketinggian, tekanan udara, dan suhu. Anda boleh menambah kasa angin dan sensor lain sehingga menjadikannya lebih menarik.

Langkah 6: Kesimpulannya

Oleh kerana program ini dapat disesuaikan dengan baik, terdapat banyak cara menarik di mana anda dapat memperluas projek ini dan menjadikannya lebih baik. Sebagai contoh, altimeter / interferometer akan merangkumi beberapa altimeter yang dipasang pada tiang yang akan melakukan pengukuran secara serentak, sehingga memberikan liputan luas, satu atau multi-altimeter yang berterusan. Kami mempunyai tutorial video menarik di YouTube yang dapat membantu anda dalam memahami projek ini dengan lebih baik.