Mitjançant Raspberry Pi, mesureu l’altitud, la pressió i la temperatura amb MPL3115A2: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Conegueu el que teniu i sabeu per què el teniu

És intrigant. Vivim en l’era de l’automatització d’Internet, ja que s’enfonsa en una gran quantitat de noves aplicacions. Com a entusiastes de la informàtica i l’electrònica, hem estat aprenent moltes coses amb el Raspberry Pi i hem decidit combinar els nostres interessos. Aquest projecte triga aproximadament una hora si no coneixeu les connexions I²C i la configuració del programari, i és una manera fantàstica d’ampliar les capacitats de MPL3115A2 amb Raspberry Pi a Java.

Pas 1: Equip indispensable que necessitem

1. Raspberry Pi

El primer pas va ser obtenir una placa Raspberry Pi. Aquest petit geni és utilitzat per aficionats, professors i per crear entorns innovadors.

2. Escut I2C per a Raspberry Pi

L'INPI2 (adaptador I2C) proporciona a Raspberry Pi 2/3 un port I²C per utilitzar-lo amb diversos dispositius I2C. Està disponible a Dcube Store.

3. Altímetre, sensor de pressió i temperatura, MPL3115A2

El MPL3115A2 és un sensor de pressió MEMS amb una interfície I²C per donar dades de pressió, altitud i temperatura. Aquest sensor utilitza el protocol I²2 per comunicar-se. Hem comprat aquest sensor a Dcube Store.

4. Cable de connexió

Hem utilitzat el cable de connexió I²C disponible a Dcube Store.

5. Cable micro USB

El Raspberry Pi funciona amb un subministrament micro USB.

6. Millora de l'accés a Internet: mòdul de cable / WiFi Ethernet

Una de les primeres coses que voldreu fer és que el vostre Raspberry Pi estigui connectat a Internet. Podeu connectar-vos mitjançant un cable Ethernet o amb un adaptador WiFi USB Nano Wireless.

7. Cable HDMI (opcional, segons el vostre criteri)

Podeu connectar Raspberry Pi a un monitor mitjançant un cable HDMI. A més, podeu accedir remotament al vostre Raspberry Pi mitjançant SSH / PuTTY.

Pas 2: connexions de maquinari per unir el circuit

Feu el circuit segons l’esquema que es mostra. En general, les connexions són bastant senzilles. Seguiu les instruccions i les imatges anteriors i no hauríeu de tenir problemes. Durant la planificació, vam examinar el maquinari i la codificació, així com els conceptes bàsics sobre electrònica. Volíem dissenyar un esquema electrònic senzill per a aquest projecte. Al diagrama, podeu observar les diferents parts, components de potència i sensor I²C seguint els protocols de comunicació I²C. Amb sort, això il·lustra el simple que és l'electrònica per a aquest projecte.

Connexió de l’escut Raspberry Pi i I2C

Per a això, Raspberry Pi i col·loqueu-hi l’escut I²C. Premeu l'escut suaument (vegeu la foto).

Connexió del sensor i del gerd Pi

Agafeu el sensor i connecteu-hi el cable I²C. Assegureu-vos que la sortida I²C SEMPRE es connecti a l'entrada I²C. El mateix que seguirà el Raspberry Pi amb l’escut I²C muntat damunt seu. Tenim els cables de connexió I²C Shield i I²C al nostre costat com un gran avantatge, ja que només ens queda l’opció plug and play. Ja no hi ha problemes de cablejat i pins i, per tant, la confusió ha desaparegut. Quin alleujament, només imaginar-se a la xarxa de cables i entrar-hi. Tan senzill com això!

Nota: el cable marró sempre ha de seguir la connexió de terra (GND) entre la sortida d’un dispositiu i l’entrada d’un altre dispositiu

La connectivitat a Internet és crucial

Per fer del nostre projecte un èxit, necessitem un accés a Internet per al nostre Raspberry Pi. En això, teniu opcions com connectar un cable Ethernet (LAN). A més, com a forma alternativa però impressionant d’utilitzar un adaptador WiFi.

Alimentació del circuit

Connecteu el cable Micro USB a la presa d’alimentació de Raspberry Pi. Enceneu-lo i voilà, ja estem bé.

Connexió a pantalla

Podem tenir el cable HDMI connectat a un monitor o ser una mica innovadors per fer que el nostre Pi sense cap (utilitzant -SSH / PuTTY) ajudi a reduir el cost addicional perquè d’alguna manera som aficionats.

Quan un costum comença a costar diners, s’anomena afició

Pas 3: programació de Raspberry Pi a Java

El codi Java per al sensor Raspberry Pi i MPL3115A2. Està disponible al nostre dipòsit de Github.

Abans d’accedir al codi, assegureu-vos de llegir les instruccions del fitxer Llegeix-me i configurar el Raspberry Pi d’acord amb ell. Només trigarà un moment a fer-ho. L’altitud es calcula a partir de la pressió mitjançant l’equació següent:

h = 44330,77 {1 - (p / p0) ^ 0,1902632} + OFF_H (valor de registre)

on p0 = pressió del nivell del mar (101326 Pa) i h és en metres. El MPL3115A2 utilitza aquest valor ja que el registre de desplaçament es defineix com a 2 Pascals per LSB. El codi està clarament davant vostre i es troba en la forma més senzilla que us podeu imaginar i no hauríeu de tenir problemes.

També podeu copiar el codi Java de treball d’aquest sensor des d’aquí.

// Distribuïda amb una llicència de lliure voluntat.// Utilitzeu-la de la manera que vulgueu, de forma gratuïta o gratuïta, sempre que encaixi en les llicències de les seves obres associades. // MPL3115A2 // Aquest codi està dissenyat per funcionar amb el mini mòdul MPL3115A2_I2CS I2C disponible a ControlEverything.com. //

import com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

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

classe pública MPL3115A2

{public static void main (String args ) throws Exception {// Crea bus I2C Bus I2CBus Bus = I2CFactory.getInstance (I2CBus. BUS_1); // Obteniu un dispositiu I2C, l'adreça I2C MPL3115A2 és 0x60 (96) Dispositiu I2CD = Bus.getDevice (0x60); // Seleccioneu registre de control // Mode actiu, OSR = 128, mode altímetre device.write (0x26, (byte) 0xB9); // Selecciona el registre de configuració de dades // Esdeveniment preparat per a dades habilitat per a altitud, pressió, temperatura device.write (0x13, (byte) 0x07); // Seleccioneu registre de control // Mode actiu, OSR = 128, mode altímetre device.write (0x26, (byte) 0xB9); Thread.sleep (1000);

// Llegir 6 bytes de dades de l'adreça 0x00 (00)

// estat, tHeight msb1, tHeight msb, tHeight lsb, temp msb, temp lsb byte data = new byte [6]; device.read (0x00, dades, 0, 6);

// Converteix les dades a 20 bits

int tHeight = (((((dades [1] i 0xFF) * 65536) + ((dades [2] i 0xFF) * 256) + (dades [3] i 0xF0)) / 16); int temp = ((dades [4] * 256) + (dades [5] i 0xF0)) / 16; doble altitud = tAlçada / 16,0; doble cTemp = (temp / 16.0); doble fTemp = cTemp * 1,8 + 32;

// Seleccioneu el registre de control

// Mode actiu, OSR = 128, mode baròmetre device.write (0x26, (byte) 0x39); Thread.sleep (1000); // Llegiu 4 bytes de dades de l'adreça 0x00 (00) // estat, pres msb1, pres msb, pres lsb device.read (0x00, data, 0, 4);

// Converteix les dades a 20 bits

int pres = (((dades [1] i 0xFF) * 65536) + ((dades [2] i 0xFF) * 256) + (dades [3] i 0xF0)) / 16; doble pressió = (pres / 4.0) / 1000.0; // Data de sortida a la pantalla System.out.printf ("Pressió:%.2f kPa% n", pressió); System.out.printf ("Altitud:%.2f m% n", altitud); System.out.printf ("Temperatura en centígrads:%.2f C% n", cTemp); System.out.printf ("Temperatura en Fahrenheit:%.2f F% n", fTemp); }}

Pas 4: la pràctica del codi (funcionament)

Ara, descarregueu (o git pull) el codi i obriu-lo al Raspberry Pi. Executeu les ordres per compilar i penjar el codi al terminal i veure la sortida a Monitor. Al cap de pocs segons, es mostraran tots els paràmetres. Després d'assegurar-vos que tot funciona correctament, podeu convertir aquest projecte en un projecte més gran.

Pas 5: Aplicacions i funcions

L’ús comú del sensor d’altímetre de precisió MPL3115A2 és en aplicacions com Map (Assistència al mapa, navegació), brúixola magnètica, o GPS (GPS Dead Reckoning, GPS Enhancement for Emergency Services), altimetria d’alta precisió, telèfons intel·ligents / tauletes, altimetria electrònica personal i Satèl·lits (equipament d’estacions meteorològiques / predicció).

Per exemple, Mitjançant aquest sensor i Rasp Pi, podeu construir un altímetre visual digital, l’equip més important de paracaigudisme, que pugui mesurar l’altitud, la pressió de l’aire i la temperatura. Podeu afegir gases de vent i altres sensors perquè sigui més interessant.

Pas 6: Conclusió

Atès que el programa és increïblement personalitzable, hi ha moltes maneres interessants d’estendre aquest projecte i millorar-lo encara més. Per exemple, un altímetre / interferòmetre inclouria diversos altímetres muntats en pals que adquiririen mesures simultàniament, proporcionant així una cobertura contínua, simple o multi-altímetre. Tenim un interessant vídeo tutorial a YouTube que us pot ajudar a entendre millor aquest projecte.