Pengukuran Tekanan Menggunakan CPS120 dan Raspberry Pi: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

CPS120 adalah sensor tekanan mutlak kapasitif berkualiti tinggi dan kos rendah dengan output yang dikompensasi sepenuhnya. Ia menggunakan tenaga yang sangat sedikit dan terdiri daripada Sensor Mikro-Elektro-Mekanikal ultra kecil (MEMS) untuk pengukuran tekanan. ADC berasaskan sigma-delta juga terkandung di dalamnya untuk memenuhi keperluan output yang diberi pampasan.

Dalam tutorial ini antara muka modul sensor CPS120 dengan raspberry pi ditunjukkan dan pengaturcaraannya menggunakan bahasa Java juga telah digambarkan. Untuk membaca nilai tekanan, kami telah menggunakan raspberry pi dengan penyesuai I2c. Penyesuai I2C ini menjadikan sambungan ke modul sensor mudah dan lebih dipercayai.

Langkah 1: Perkakasan Diperlukan:

Bahan yang kami perlukan untuk mencapai tujuan kami merangkumi komponen perkakasan berikut:

1. CPS120

2. Raspberry Pi

3. Kabel I2C

4. Perisai I2C Untuk Raspberry Pi

5. Kabel Ethernet

Langkah 2: Penyambungan Perkakasan:

Bahagian penyambungan perkakasan pada dasarnya menerangkan sambungan pendawaian yang diperlukan antara sensor dan raspberry pi. Memastikan sambungan yang betul adalah keperluan asas semasa mengerjakan sistem apa pun untuk output yang diinginkan. Jadi, sambungan yang diperlukan adalah seperti berikut:

CPS120 akan berfungsi menggunakan I2C. Berikut adalah contoh rajah pendawaian, yang menunjukkan cara memasang setiap antara muka sensor.

Di luar kotak, papan dikonfigurasikan untuk antara muka I2C, oleh itu kami mengesyorkan menggunakan penyambungan ini jika anda tidak agnostik. Yang anda perlukan hanyalah empat wayar!

Hanya diperlukan empat sambungan pin Vcc, Gnd, SCL dan SDA dan ini disambungkan dengan bantuan kabel I2C.

Sambungan ini ditunjukkan dalam gambar di atas.

Langkah 3: Kod untuk Pengukuran Tekanan:

Kelebihan menggunakan raspberry pi adalah, yang memberi anda fleksibiliti bahasa pengaturcaraan di mana anda ingin memprogram papan untuk menghubungkan antara sensor dengannya. Dengan memanfaatkan kelebihan papan ini, kami menunjukkan di sini programnya di Java. Kod java untuk CPS120 boleh dimuat turun dari komuniti GitHub kami iaitu Dcube Store.

Selain untuk kemudahan pengguna, kami menerangkan kodnya di sini juga: Sebagai langkah pertama pengekodan, anda perlu memuat turun pustaka pi4j sekiranya terdapat java kerana perpustakaan ini menyokong fungsi yang digunakan dalam kod tersebut. Oleh itu, untuk memuat turun perpustakaan anda boleh melayari pautan berikut:

pi4j.com/install.html

Anda boleh menyalin kod java yang berfungsi untuk sensor ini dari sini juga:

import com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

import com.pi4j.io.i2c. I2CDevice;

import com.pi4j.io.i2c. I2CFactory;

import java.io. IOException;

kelas awam CPS120

{

utama kekosongan statik awam (String args ) melontarkan Pengecualian

{

// Buat I2CBus

Bas I2CBus = I2CFactory.getInstance (I2CBus. BUS_1);

// Dapatkan peranti I2C, alamat CPS120 I2C adalah 0x28 (40)

Peranti I2CDevice = bus.getDevice (0x28);

// Hantar arahan mula

device.write (0x28, (bait) 0x80);

Thread.sleep (800);

// Baca 2 bait data, msb terlebih dahulu

bait data = bait baru [2];

device.read (data, 0, 2);

// Tukarkan data ke kPa

tekanan berganda = (((data [0] & 0x3F) * 256 + data [1]) * (90 / 16384.00)) + 30;

// Keluarkan data ke skrin

System.out.printf ("Tekanan adalah:%.2f kPa% n", tekanan);

}

}

Perpustakaan yang memudahkan komunikasi i2c antara sensor dan papan adalah pi4j, pelbagai paket I2CBus, I2CDevice dan I2CFactory membantu mewujudkan sambungan.

import com.pi4j.io.i2c. I2CBus; import com.pi4j.io.i2c. I2CDevice; import com.pi4j.io.i2c. I2CFactory; import java.io. IOException;

fungsi tulis () dan baca () digunakan untuk menulis beberapa perintah tertentu kepada sensor untuk membuatnya berfungsi dalam mod tertentu dan masing-masing membaca output sensor.

Keluaran sensor juga ditunjukkan dalam gambar di atas.

Langkah 4: Aplikasi:

CPS120 mempunyai pelbagai aplikasi. Ia boleh digunakan dalam barometer mudah alih dan pegun, altimeter dll. Tekanan adalah parameter penting untuk menentukan keadaan cuaca dan memandangkan sensor ini juga dapat dipasang di stesen cuaca. Ia dapat digabungkan dalam sistem kontol udara dan juga sistem vakum.