Raspberry Pi: n käyttäminen, korkeuden, paineen ja lämpötilan mittaaminen MPL3115A2: 6 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Tiedä mitä omistat ja tiedä miksi omistat sen

Se on kiehtovaa. Elämme Internet -automaation aikaa, kun se syöksyy lukuisiin uusiin sovelluksiin. Tietokone- ja elektroniikkaharrastajina olemme oppineet paljon Raspberry Pi: n kanssa ja päätimme yhdistää intressimme. Tämä projekti kestää noin tunnin, jos olet uusi I²C -yhteyksissä ja ohjelmiston asennuksessa, ja se on loistava tapa laajentaa MPL3115A2: n ominaisuuksia Raspberry Pi -ohjelmalla Javassa.

Vaihe 1: Tarvitsemamme välttämättömät laitteet

1. Vadelma Pi

Ensimmäinen askel oli Raspberry Pi -levyn hankkiminen. Tätä pientä neroa käyttävät harrastajat, opettajat ja innovatiivisten ympäristöjen luominen.

2. I2C Shield Raspberry Pi: lle

INPI2 (I2C -sovitin) tarjoaa Raspberry Pi 2/3 an I²C -portin käytettäväksi useiden I2C -laitteiden kanssa. Se on saatavana Dcube Storesta.

3. Korkeusmittari, paine- ja lämpötila -anturi, MPL3115A2

MPL3115A2 on MEMS -paineanturi, jonka I²C -liitäntä antaa paine-, korkeus- ja lämpötilatietoja. Tämä anturi käyttää I²2 -protokollaa kommunikointiin. Ostimme tämän anturin Dcube Storesta.

4. Liitäntäkaapeli

Käytimme I²C -liitäntäkaapelia, joka on saatavana Dcube Storesta.

5. Micro -USB -kaapeli

Raspberry Pi saa virtansa mikro -USB -liitännästä.

6. Internet -yhteyden parantaminen - Ethernet -kaapeli/WiFi -moduuli

Yksi ensimmäisistä asioista, jotka haluat tehdä, on yhdistää Raspberry Pi Internetiin. Voit muodostaa yhteyden Ethernet -kaapelilla tai langattomalla USB Nano WiFi -sovittimella.

7. HDMI -kaapeli (valinnainen, valintasi)

Voit liittää Raspberry Pi -laitteen näyttöön HDMI -kaapelilla. Voit myös etäkäyttää Raspberry Pi -laitettasi käyttämällä SSH/PuTTY -yhteyttä.

Vaihe 2: Laitteistoyhteydet piirin kokoamiseksi

Tee piiri piirustuksen mukaisesti. Yleensä liitännät ovat melko yksinkertaisia. Noudata yllä olevia ohjeita ja kuvia, eikä sinulla pitäisi olla ongelmia. Suunnittellessamme tarkastelimme laitteistoa ja koodausta sekä elektroniikan perusteita. Halusimme suunnitella yksinkertaisen elektroniikkakaavion tälle projektille. Kaaviossa näet eri osat, virtakomponentit ja I²C -anturin I²C -tiedonsiirtoprotokollien mukaisesti. Toivottavasti tämä havainnollistaa kuinka yksinkertaista tämän projektin elektroniikka on.

Raspberry Pi ja I2C Shield -liitäntä

Tätä varten Raspberry Pi ja aseta I²C Shield sen päälle. Paina suojaa varovasti (katso kuva).

Anturin ja Raspberry Pi: n liitäntä

Ota anturi ja kytke I²C -kaapeli siihen. Varmista, että I²C -lähtö kytketään AINA I²C -tuloon. Samaa seuraa Raspberry Pi, jonka päälle on asennettu I²C -suoja. Meillä on I²C Shield ja I²C -liitäntäkaapelit puolellamme erittäin suurena etuna, koska meillä on vain plug and play -vaihtoehto. Ei enää nastoja ja johdotusongelmia, joten hämmennys on kadonnut. Mikä helpotus, kun vain kuvittelet itsesi lankojen verkkoon ja pääset siihen. Niin yksinkertaista kuin tämä!

Huomautus: Ruskean johdon tulee aina seurata maadoitusliitäntää (GND) yhden laitteen ulostulon ja toisen laitteen tulon välillä

Internet -yhteys on ratkaisevan tärkeää

Jotta projektimme onnistuisi, tarvitsemme Internet -yhteyden Raspberry Pi -laitteeseemme. Tässä on vaihtoehtoja, kuten Ethernet (LAN) -kaapelin liittäminen. Myös vaihtoehtoisena mutta vaikuttavana tapana käyttää WiFi -sovitinta.

Piirin virta

Liitä Micro USB -kaapeli Raspberry Pi -laitteen virtaliitäntään. Kytke se päälle ja voila, meillä on hyvä mennä!

Yhteys näyttöön

Voimme joko liittää HDMI -kaapelin näyttöön tai olla hiukan innovatiivinen luodessamme päätön Pi: n (-SSH/PuTTY), joka auttaa vähentämään lisäkustannuksia, koska olemme jotenkin harrastajia.

Kun tapa alkaa maksaa rahaa, sitä kutsutaan harrastukseksi

Vaihe 3: Raspberry Pi -ohjelmointi Javassa

Raspberry Pi- ja MPL3115A2 -anturin Java -koodi. Se on saatavana Github -arkistostamme.

Ennen kuin jatkat koodia, muista lukea Readme -tiedoston ohjeet ja määrittää Raspberry Pi sen mukaan. Se kestää vain hetken. Korkeus lasketaan paineesta alla olevan yhtälön avulla:

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

jossa p0 = merenpinnan paine (101326 Pa) ja h on metreinä. MPL3115A2 käyttää tätä arvoa, koska siirtorekisteri on määritetty 2 paskaliksi per LSB. Koodi on selvästi edessäsi ja se on yksinkertaisimmassa muodossa, jonka voit kuvitella, eikä sinulla pitäisi olla ongelmia.

Voit myös kopioida tämän anturin toimivan Java -koodin täältä.

// Levitetään vapaaehtoisella lisenssillä. // MPL3115A2 // Tämä koodi on suunniteltu toimimaan MPL3115A2_I2CS I2C Mini -moduulin kanssa, joka on saatavana osoitteesta ControlEverything.com. //

tuonti com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

tuoda com.pi4j.io.i2c. I2CDevice; tuonti com.pi4j.io.i2c. I2CFactory; tuoda java.io. IOException;

julkinen luokka MPL3115A2

{public static void main (String args ) heittää Poikkeus {// Luo I2C -väylä I2CBus Bus = I2CFactory.getInstance (I2CBus. BUS_1); // Hanki I2C -laite, MPL3115A2 I2C -osoite on 0x60 (96) I2CDevice device = Bus.getDevice (0x60); // Valitse ohjausrekisteri // Aktiivinen tila, OSR = 128, korkeusmittarilaite. Kirjoita (0x26, (tavu) 0xB9); // Valitse datakokoonpanorekisteri // Data ready -tapahtuma käytössä korkeus-, paine- ja lämpötilalaitteille. Kirjoita (0x13, (tavu) 0x07); // Valitse ohjausrekisteri // Aktiivinen tila, OSR = 128, korkeusmittarilaite. Kirjoita (0x26, (tavu) 0xB9); Kierteet.unen (1000);

// Lue 6 tavua dataa osoitteesta 0x00 (00)

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

// Muunna tiedot 20-bittisiksi

int tKorkeus = ((((data [1] & 0xFF) * 65536) + ((data [2] & 0xFF) * 256) + (data [3] & 0xF0)) / 16); int temp = ((data [4] * 256) + (data [5] & 0xF0)) / 16; kaksoiskorkeus = tKorkeus / 16,0; kaksinkertainen cTemp = (lämpötila / 16,0); kaksinkertainen fTemp = cTemp * 1,8 + 32;

// Valitse ohjausrekisteri

// Aktiivinen tila, OSR = 128, barometrimoodilaite. Kirjoittaa (0x26, (tavu) 0x39); Kierteet.unen (1000); // Lue 4 tavua dataa osoitteesta 0x00 (00) // status, pres msb1, pres msb, pres lsb device.read (0x00, data, 0, 4);

// Muunna tiedot 20-bittisiksi

int pres = ((((data [1] & 0xFF) * 65536) + ((data [2] & 0xFF) * 256) + (data [3] & 0xF0)) / 16; kaksinkertainen paine = (pres / 4,0) / 1000,0; // Tulostustiedot näytölle System.out.printf ("Paine: %.2f kPa %n", paine); System.out.printf ("Korkeus: %.2f m %n", korkeus); System.out.printf ("Lämpötila celsiusasteina: %.2f C %n", cTemp); System.out.printf ("Lämpötila Fahrenheit: %.2f F %n", fTemp); }}

Vaihe 4: Käytännesäännöt (toimiva)

Lataa nyt (tai git pull) koodi ja avaa se Raspberry Pi: ssä. Suorita komennot kääntääksesi ja ladataksesi koodin päätelaitteeseen ja katsoaksesi näytön tuloksen. Muutaman sekunnin kuluttua se näyttää kaikki parametrit. Kun olet varmistanut, että kaikki toimii sujuvasti, voit ottaa tämän projektin isommaksi projektiksi.

Vaihe 5: Sovellukset ja ominaisuudet

MPL3115A2 -tarkkuuskorkeusmittaria käytetään yleisesti sovelluksissa, kuten kartassa (kartta -apu, navigointi), magneettinen kompassi tai GPS (GPS -kuolleen laskeminen, hätäpalvelujen GPS -parannus), korkean tarkkuuden korkeusmittari, älypuhelimet/tabletit, henkilökohtaisen elektroniikan korkeusmittari ja Satelliitit (sääaseman laitteet/ennuste).

Esimerkiksi mm. Tämän anturin ja Rasp Pi: n avulla voit rakentaa digitaalisen visuaalisen korkeusmittarin, joka on tärkein laskuvarjohyppyväline, joka voi mitata korkeutta, ilmanpainetta ja lämpötilaa. Voit lisätä tuulen sideharsoa ja muita antureita, jotta niistä tulee mielenkiintoisempia.

Vaihe 6: Johtopäätös

Koska ohjelma on hämmästyttävän muokattavissa, on monia mielenkiintoisia tapoja laajentaa tätä projektia ja tehdä siitä vielä parempi. Esimerkiksi korkeusmittari/interferometri sisältäisi useita korkeuksiin, jotka on asennettu mastoihin, jotka mittaavat samanaikaisesti ja tarjoavat siten jatkuvan, yhden tai usean korkeusmittarin laaja-alaisen peiton. Meillä on YouTubessa mielenkiintoinen video -opetusohjelma, joka voi auttaa sinua ymmärtämään paremmin tätä projektia.