Obvod snímača barometrického tlaku - podrobnosti o práci a prepojení

V tomto článku sa chystáme preskúmať, čo je to Barometer a ako prepojiť barometrický snímač BMP180 s Arduinom. Budeme tiež skúmať niektoré z jeho dôležitých špecifikácií a nakoniec sa naučíme, ako predpovedať počasie pomocou barometrických údajov.

Čo je to barometer?

Barometer je prístroj na meranie atmosférického tlaku. Atmosférický tlak je množstvo sily vyvíjanej zemskou atmosférou. Atmosférický tlak Zeme sa čas od času mení, zmena atmosférického tlaku môže predpovedať krátkodobé poveternostné podmienky v miestnej oblasti.

V modernej dobe môžeme predpoveď počasia dostať na končeky prstov cez smartphone, televíziu, rádio atď. Ale v začiatkoch, okolo 17. storočia, bola predpoveď počasia závislá od barometra, ktorý bol vyrobený pomocou toxických chemických prvkov, ako je ortuť.

Barometer založený na ortuti bol pre poľnohospodárov užitočným nástrojom pre vedcov. Predpovedal počasie pomerne presne, pomohlo vedcom uskutočniť vedecké experimenty s atmosférou a poľnohospodári vedia, kedy majú pestovať plodiny v pravý čas.

Neskôr bol vynájdený barometer založený na mechanike, ktorý nepoužíval žiadny druh kvapaliny. Našťastie žijeme v ére pokročilej technológie, kde sú barometrické snímače lacné a ich veľkosť nie je väčšia ako veľkosť nášho nechtu na palci.

Ilustrácia barometrického snímača:

Teraz viete, čo je barometer a kde sa používa.

Technické údaje:

• Môže merať tlak v rozmedzí od 300 hPa do 1100 hPa (1 hPa = 100 Pa), „Pa“ označuje Pascal a hPa označuje hektopascal.
• Prevádzková teplota je od -40 do +85 stupňov Celzia.
• Meranie teploty v rozmedzí od 0 do 65 stupňov Celzia.
• Typické prevádzkové napätie 3,3 V.
• Spotreba energie 5 mikroampérov.
Teraz sa ponorme do schémy zapojenia.

Ako to funguje

Barometrický obvod senzora BMP180 využívajúci Arduino je skutočne veľmi jednoduchý, pretože využíva zbernicu i2C, čo je dvojvodičová komunikácia. Čip využíva 3,3 V z Arduina z palubného regulovaného napájacieho zdroja. Môže merať miestny atmosférický tlak a teplotu okolia.

Autorský prototyp:

Program je navrhnutý tak, aby počítal aj ďalšie parametre, ako napríklad atmosférický tlak na úrovni mora a nadmorskú výšku z hladiny mora, čoho môžeme byť svedkami zo sériového monitora IDE.

Pred ponorením sa do programovacej časti si stiahnite súbor knižnice z nasledujúceho odkazu: github.com/adafruit/Adafruit_BMP085_Unified.git a pridajte do priečinka knižnice Arduino.

Programový kód:

//-----------Program by R.Girish----------------//
#include
#include
Adafruit_BMP085 bmp
void setup()
{
Serial.begin(9600)
if (!bmp.begin())
{
Serial.println('Could not find a valid BMP085 sensor, check wiring!')
while (1) {}
}
}
void loop()
{
Serial.print('Temperature = ')
Serial.print(bmp.readTemperature())
Serial.println(' *C')
Serial.print('Pressure = ')
Serial.print(bmp.readPressure())
Serial.println(' Pascal')
Serial.print('Altitude = ')
Serial.print(bmp.readAltitude())
Serial.println(' meters')
Serial.print('Pressure at sealevel (calculated) = ')
Serial.print(bmp.readSealevelPressure())
Serial.println(' Pascal')
Serial.print('Real altitude = ')
Serial.print(bmp.readAltitude(101500))
Serial.println(' meters')
Serial.println()
delay(10000)
}
//-----------Program by R.Girish----------------//

Odkaz na súbor knižnice je pôvodne vytvorený pre BMP085, ale je kompatibilný s BMP180.

POZNÁMKA: Počas kompilácie programu IDE vydá varovanie, ignorujte ho, kód a knižnica fungujú dobre.

Ako predpovedať počasie?

Predpoveď počasia, ktorá sa vysiela v televízii a rádiách, sa meria od hladiny mora, a nie od miestneho atmosférického tlaku, je to preto, že nadmorská výška môže ovplyvniť odčítanie z miesta na miesto a meranie na hladine mora poskytne štandardnú hodnotu pre celý barometer. Zameriavame sa teda na hladinu tlaku na úrovni mora (vypočítanú) na sériovom monitore.

Atmosférický tlak sa stále mení a nie je možné dosiahnuť konštantnú hodnotu. Dá sa však určiť počasie sledovaním odpočtu v určitom časovom intervale.

Pozrite sa na namerané hodnoty a zaznamenajte ich, počkajte pol hodiny a znova si zapisujte namerané hodnoty. Ak hodnota stúpne, znamená to, že bude slnečné počasie. Ak bude hodnota slabá, môžeme predpovedať búrku alebo dážď.

To je rovnaké pre všetky barometre. Čím vyšší je rozdiel medzi počiatočným a aktuálnym odpočtom, tým vyššia je možnosť zmeny poveternostných podmienok.