Měření tlaku pomocí CPS120 a Raspberry Pi: 4 kroky

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

CPS120 je vysoce kvalitní a levný kapacitní snímač absolutního tlaku s plně kompenzovaným výstupem. Spotřebovává velmi málo energie a skládá se z ultra malého mikroelektronického mechanického senzoru (MEMS) pro měření tlaku. Je v něm také zakomponován ADC na bázi sigma-delta, aby byl splněn požadavek kompenzovaného výstupu.

V tomto tutoriálu je ukázáno propojení senzorového modulu CPS120 s malinovým pi a bylo také ukázáno jeho programování pomocí jazyka Java. Ke čtení hodnot tlaku jsme použili malinu pi s adaptérem I2c. Tento adaptér I2C umožňuje snadné a spolehlivější připojení k modulu senzoru.

Krok 1: Požadovaný hardware:

Materiály, které potřebujeme k dosažení našeho cíle, zahrnují následující hardwarové komponenty:

1. CPS120

2. Raspberry Pi

3. Kabel I2C

4. I2C štít pro Raspberry Pi

5. Ethernetový kabel

Krok 2: Připojení hardwaru:

Sekce zapojení hardwaru v zásadě vysvětluje zapojení kabelů požadovaná mezi snímačem a malinovým pi. Zajištění správného připojení je základní nutností při práci na jakémkoli systému pro požadovaný výstup. Požadovaná připojení jsou tedy následující:

CPS120 bude fungovat přes I2C. Zde je příklad schématu zapojení, které ukazuje, jak zapojit jednotlivá rozhraní senzoru.

Po vybalení je deska nakonfigurována pro rozhraní I2C, proto doporučujeme tuto přípojku použít, pokud jste jinak agnostik. Vše, co potřebujete, jsou čtyři dráty!

Jsou vyžadována pouze čtyři připojení Vcc, Gnd, SCL a SDA piny a ty jsou spojeny pomocí kabelu I2C.

Tato spojení jsou ukázána na obrázcích výše.

Krok 3: Kód pro měření tlaku:

Výhodou použití raspberry pi je, že vám poskytuje flexibilitu programovacího jazyka, ve kterém chcete desku programovat, abyste s ní mohli propojit senzor. S využitím této výhody této desky zde předvádíme programování v Javě. Java kód pro CPS120 lze stáhnout z naší komunity GitHub, kterou je Dcube Store.

Stejně jako pro snadnost uživatelů vysvětlujeme kód také zde: Jako první krok kódování je třeba stáhnout knihovnu pi4j v případě Java, protože tato knihovna podporuje funkce použité v kódu. Chcete -li si stáhnout knihovnu, můžete navštívit následující odkaz:

pi4j.com/install.html

Pracovní java kód pro tento senzor můžete zkopírovat také zde:

importovat com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

importovat com.pi4j.io.i2c. I2CDevice;

importovat com.pi4j.io.i2c. I2CFactory;

import java.io. IOException;

veřejná třída CPS120

{

public static void main (String args ) vyvolá výjimku

{

// Vytvořte I2CBus

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

// Získejte zařízení I2C, adresa CPS120 I2C je 0x28 (40)

I2CDevice zařízení = bus.getDevice (0x28);

// Odeslat příkaz start

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

Thread.sleep (800);

// Přečíst 2 bajty dat, nejprve msb

byte data = nový byte [2];

device.read (data, 0, 2);

// Převod dat na kPa

dvojnásobný tlak = (((data [0] & 0x3F) * 256 + data [1]) * (90 / 16384,00)) + 30;

// Výstup dat na obrazovku

System.out.printf ("Tlak je: %.2f kPa %n", tlak);

}

}

Knihovna, která usnadňuje i2c komunikaci mezi senzorem a deskou, je pi4j, její různé balíčky I2CBus, I2CDevice a I2CFactory pomáhají navázat spojení.

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

Funkce write () a read () se používají k zápisu některých konkrétních příkazů do senzoru, aby fungoval v určitém režimu a čtení výstupu senzoru.

Výstup snímače je také zobrazen na obrázku výše.

Krok 4: Aplikace:

CPS120 má řadu aplikací. Může být použit v přenosných a stacionárních barometrech, výškoměrech atd. Tlak je důležitým parametrem pro určení povětrnostních podmínek a vzhledem k tomu, že tento senzor lze instalovat také na meteorologické stanice. Může být začleněn do systémů řízení vzduchu i vakuových systémů.