Высота, давление и температура при использовании Raspberry Pi с MPL3115A2: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Звучит интересно. Это вполне возможно в наше время, когда мы все переходим к поколению Интернета вещей. Мы, помешанные на электронике, поигрались с Raspberry Pi и решили создавать интересные проекты, используя эти знания. В этом проекте мы будем измерять высоту, давление воздуха и температуру с помощью Raspberry Pi. Итак, вот документация (всегда изменяемая и расширяемая). Мы рекомендуем начать со следования инструкциям и скопировать код. Вы можете поэкспериментировать позже. Итак, приступим.

Шаг 1: необходимое нам необходимое оборудование

1. Raspberry Pi

Первым шагом было получение платы Raspberry Pi. Мы купили наш, и вы тоже можете. Приступив к обучению с помощью руководств, мы поняли принципы создания сценариев и подключения, а затем узнали их. Этот маленький гений характерен для любителей, учителей и создателей инновационной среды.

2. I²C Shield для Raspberry Pi

INPI2 (адаптер I2C) предоставляет Raspberry Pi 2/3 порт I²C для использования с несколькими устройствами I2C. Он доступен в магазине Dcube.

3. Высотомер, датчик давления и температуры, MPL3115A2

MPL3115A2 - это датчик давления MEMS с интерфейсом I²C для получения данных о давлении / высоте и температуре. Этот датчик использует для связи протокол I²C. Мы приобрели этот датчик в магазине Dcube.

4. Соединительный кабель

У нас был соединительный кабель I2C, доступный в магазине Dcube.

5. Кабель Micro USB

Кабель micro USB Источник питания - идеальный выбор для питания Raspberry Pi.

6. Улучшение доступа в Интернет - кабель Ethernet / адаптер Wi-Fi

В эту эпоху для получения доступа ко всему необходимо подключение к Интернету (почти так же, как и в автономном режиме). Поэтому мы посоветовались с кабелем локальной сети или беспроводным USB-адаптером Nano (WiFi), чтобы создать подключение к Интернету, чтобы мы могли легко и без проблем использовать наш Rasp Pi.

7. Кабель HDMI (необязательно, на ваш выбор)

Это немного сложно. У вас может быть возможность подключить другой монитор в случае, если вы хотите, или это очень рентабельно для вас, установив безголовое соединение Pi с вашим ПК / ноутбуком.

Шаг 2: Подключение оборудования для сборки схемы

Выполните схему в соответствии с показанной схемой. В целом, соединения очень простые. Следуйте инструкциям и изображениям, и у вас не должно возникнуть проблем.

При планировании мы рассмотрели аппаратное обеспечение и кодирование, а также основы электроники. Мы хотели разработать простую электрическую схему для этого проекта. На схеме вы можете заметить различные части, компоненты питания и датчик I²C, соответствующие протоколам связи I²C. Надеюсь, это показывает, насколько проста электроника для этого проекта.

Подключение Raspberry Pi и I2C Shield

Прежде всего, возьмите Raspberry Pi и поместите на него I²C Shield. Осторожно нажмите на экран (см. Рис.).

Подключение сенсора и Raspberry Pi

Возьмите датчик и подключите к нему кабель I²C. Убедитесь, что выход I²C ВСЕГДА подключен к входу I²C. То же самое будет с Raspberry Pi с установленным поверх него экраном I²C. У нас есть кабель I²C Shield и соединительные кабели I²C на нашей стороне, что является очень большим преимуществом, поскольку нам остается только опция plug and play. Больше нет проблем с контактами и проводкой, и, следовательно, нет путаницы. Какое облегчение, просто представьте себя в паутине проводов и попадаете в нее. Просто упомянутый простой процесс.

Примечание. Коричневый провод всегда должен следовать за заземлением (GND) между выходом одного устройства и входом другого устройства

Подключение к Интернету жизненно важно

На самом деле у вас есть выбор. Вы можете подключить Raspberry Pi с помощью кабеля локальной сети или беспроводного USB-адаптера Nano для подключения к Wi-Fi. Как бы то ни было, основная цель - подключение к Интернету.

Питание схемы

Подключите кабель Micro USB к разъему питания Raspberry Pi. Зажги его, и мы готовы идти.

Подключение к экрану

Мы можем либо подключить кабель HDMI к новому монитору, либо сделать наш Pi без головы, который является творческим и экономичным, используя удаленный доступ, такой как SSH / PuTTY (я знаю, что мы финансируемся не как секретная организация)

Шаг 3: Программирование Raspberry Pi на Python

Код Python для датчика Raspberry Pi и MPL3115A2. Он доступен в нашем репозитории Github.

Прежде чем переходить к коду, убедитесь, что вы прочитали инструкции, приведенные в файле Readme, и настройте Raspberry Pi в соответствии с ними. Это займет всего несколько секунд.

Высота рассчитывается по давлению по приведенному ниже уравнению:

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

Где p0 = давление на уровне моря (101326 Па), а h - в метрах. MPL3115A2 использует это значение, поскольку регистр смещения определяется как 2 паскаля на младший бит.

Код явно перед вами, и он в простейшей форме, которую вы можете себе представить, и у вас не должно возникнуть проблем.

Вы также можете скопировать рабочий код Python для этого датчика отсюда.

# Распространяется по свободной лицензии # Используйте его любым способом, коммерческим или бесплатным, при условии, что он соответствует лицензиям на связанные с ним работы. # MPL3115A2 # Этот код разработан для работы с мини-модулем MPL3115A2_I2CS I2C, доступным на ControlEverything.com. #

импортировать smbus

время импорта

# Получить шину I2C

автобус = smbus. SMBus (1)

# MPL3115A2 адрес, 0x60 (96)

# Выбор регистра управления, 0x26 (38) # 0xB9 (185) Активный режим, OSR = 128, режим высотомера bus.write_byte_data (0x60, 0x26, 0xB9) # MPL3115A2 адрес, 0x60 (96) # Выбор регистра конфигурации данных, 0x13 (19) # 0x07 (07) Событие готовности данных включено для высоты, давления, температуры bus.write_byte_data (0x60, 0x13, 0x07) # Адрес MPL3115A2, 0x60 (96) # Выбор регистра управления, 0x26 (38) # 0xB9 (185) Активный режим, OSR = 128, режим высотомера bus.write_byte_data (0x60, 0x26, 0xB9)

время сна (1)

# MPL3115A2 адрес, 0x60 (96)

# Считать данные обратно из 0x00 (00), 6 байт # status, tHeight MSB1, tHeight MSB, tHeight LSB, temp MSB, temp LSB data = bus.read_i2c_block_data (0x60, 0x00, 6)

# Преобразовать данные в 20-битные

tHeight = ((data [1] * 65536) + (data [2] * 256) + (data [3] & 0xF0)) / 16 temp = ((data [4] * 256) + (data [5] & 0xF0)) / 16 altitude = tHeight / 16.0 cTemp = temp / 16.0 fTemp = cTemp * 1.8 + 32

# MPL3115A2 адрес, 0x60 (96)

# Выбор регистра управления, 0x26 (38) # 0x39 (57) Активный режим, OSR = 128, режим барометра bus.write_byte_data (0x60, 0x26, 0x39)

время сна (1)

# MPL3115A2 адрес, 0x60 (96)

# Считать данные обратно из 0x00 (00), 4 байта # status, pres MSB1, pres MSB, pres LSB data = bus.read_i2c_block_data (0x60, 0x00, 4)

# Преобразовать данные в 20-битные

прес = ((данные [1] * 65536) + (данные [2] * 256) + (данные [3] & 0xF0)) / 16 давление = (прес / 4,0) / 1000,0

# Выводить данные на экран

print "Давление:%.2f кПа"% давление print "Высота:%.2f m"% altitude print "Температура в градусах Цельсия:%.2f C"% cTemp print "Температура в градусах Фаренгейта:%.2f F"% fTemp

Шаг 4: Практичность кода (тестирование)

Теперь загрузите (или выполните git pull) код и откройте его в Raspberry Pi.

Выполните команды для компиляции и загрузки кода в терминал и просмотрите результат на мониторе. Через несколько секунд он отобразит все параметры. Убедившись, что все работает без сбоев, вы можете превратить этот проект в более крупный.

Шаг 5. Приложения и функции

Обычно датчик I²C прецизионного высотомера MPL3115A2 используется в таких приложениях, как карта (помощник по карте, навигация), магнитный компас или GPS (точный счет GPS, усовершенствование GPS для экстренных служб), высокоточная альтиметрия, смартфоны / планшеты, личный электронный альтиметр. и спутники (оборудование метеостанции / прогнозирование).

Например, проект по созданию персонального электронного высотомера, который измеряет высоту, давление и температуру воздуха с помощью Raspberry Pi. Персональный электронный альтиметр - довольно быстрый проект для сборки. Это займет всего несколько минут, если у вас есть все партии и вы не импровизируете (конечно, можете!). Альтиметр давления - это высотомер, который используется в большинстве самолетов, и парашютисты используют его версии для аналогичных целей, которые крепятся на запястье. Путешественники и альпинисты используют наручные или портативные высотомеры.

Шаг 6: Заключение

Надеюсь, этот проект вдохновит на дальнейшие эксперименты. Этот датчик I²C невероятно универсален, дешев и доступен. Поскольку это чрезвычайно изменчивая программа, есть интересные способы расширить этот проект и сделать его еще лучше. Например, высотомер является дополнительным прибором на внедорожниках для помощи в навигации. Некоторые высокопроизводительные автомобили класса люкс, которые никогда не должны были покидать асфальтированные дороги, используют эту технологию. Для вашего удобства у нас есть интересный видеоурок на YouTube, который может помочь вам в исследовании. Надеюсь, этот проект вдохновит на дальнейшие эксперименты.