كود البحث

مستشعر BMP180 لدرجة الحرارة والضغط الجوي لأردوينو

مستشعر BMP180 لدرجة الحرارة والضغط الجوي لأردوينو

مستشعر BMP180 هو جهاز متعدد الاستخدامات يقيس درجة الحرارة والضغط الجوي، مما يجعله مثالياً لتطبيقات متنوعة مثل مراقبة الطقس وقياس الارتفاع. في هذا الدرس، سنقوم بتوصيل مستشعر BMP180 بأردوينو، وقراءة بيانات الحرارة والضغط، وعرض النتائج. بنهاية هذا المشروع، ستتمكن من الحصول على قراءات دقيقة لدرجة الحرارة بالدرجات المئوية والفهرنهايت، وكذلك قيم الضغط بالميليبار وبوصات الزئبق.

لتوضيح المفاهيم وخطوات الترميز، أشجعك على مشاهدة الفيديو المصاحب للحصول على شروحات مفصلة (في الفيديو عند 00:00).

شرح الأجهزة

يعدّ BMP180 مستشعرًا رقميًا يتواصل عبر I2C، مما يتيح له التوصيل بسهولة مع المتحكمات الدقيقة مثل أردوينو. يحتوي على أربعة دبابيس:Vn(مزود الطاقة),GND(الأرض)،SDA(سطر البيانات)، وSCL(خط الساعة). يعمل المستشعر ضمن نطاق جهد من 1.8 إلى 3.6 فولت، لكن يمكن تشغيله من مصدر طاقة 5 فولت مُنظّم باستخدام منظم جهد.

تجعل قدرة هذا المستشعر على قياس الضغط الجوي منه خيارًا مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب تقدير الارتفاع ومراقبة الطقس. يتضمن BMP180 أيضًا مستشعر درجة حرارة مدمجًا، وهو أمر ضروري للحصول على قراءات ضغط دقيقة. من خلال قياس درجة الحرارة أولًا، يستطيع المستشعر تعويض التغيرات الحرارية التي تؤثر على قراءات الضغط.

تفاصيل ورقة البيانات

الشركة المصنعةبوش
رقم القطعةBMP180
جهد المنطق/واجهات الإدخال والإخراج1.8 - 3.6 فولت
جهد التغذية1.8 - 5.0 فولت
تيار الخرج (نموذجي)5 ميكروأمبير
تيار الذروة (الحد الأقصى)1 ملي أمبير
إرشادات تردد PWMغير متوفر
عتبات الإدخال المنطقيةغير متاح
هبوط الجهد / RDS (قيد التشغيل)/ التشبعغير متوفر
الحدود الحرارية-40 إلى 85 °م
حزمة3.6 × 3.8 مم
ملاحظات / متغيراتاستهلاك منخفض للطاقة

  • تأكد من مستويات الجهد المناسبة لتجنب تلف المستشعر.
  • استخدم مقاومات سحب للأعلى على خطوط I2C إذا لزم الأمر.
  • حافظ على المستشعر في بيئة ذات درجة حرارة مستقرة للحصول على قراءات دقيقة.
  • قم بمعايرة الارتفاع بناءً على موقعك المحدد للحصول على نتائج دقيقة.
  • راقب مصدر الطاقة للتأكد من بقائه ضمن الحدود المحددة.

تعليمات التوصيل الكهربائي

Arduino wiring for BMP180 Temperature sensor

لتوصيل مستشعر BMP180 بلوحة الأردوينو الخاصة بك، ابدأ بتوصيل الـVnدبوس وحدة BMP180 إلى دبوس 5V على لوحة Arduino. بعد ذلك، قم بتوصيل الـGNDقم بتوصيل الدبوس بأرضية الأردوينو. بالنسبة لاتصال I2C، قم بتوصيلSDAالدبوس إلى الدبوس التناظري A4 في الأردوينو وSCLوصل الدبوس إلى A5. تأكد من أن توصيلاتك محكمة لتجنب أي مشاكل في الاتصال.

إذا كنت تستخدم طراز Arduino مختلفًا، فضع في اعتبارك أن دبابيس I2C قد تختلف. على سبيل المثال، في Mega2560، الـSDAوSCLالدبابيس هما 20 و21 على التوالي. تأكد دائمًا من خريطة الدبابيس للوحة الخاصة بك لضمان عملها بشكل صحيح.

أمثلة على الكود وشرح خطوة بخطوة

#include 
#include 

SFE_BMP180 pressure;
#define ALTITUDE 90.0 // Altitude of Robojax Headquarter

في الشيفرة، نبدأ بإدراج المكتبات اللازمة:SFE_BMP180.hللمستشعر وWire.hللاتصال عبر I2C. ننشئ مثيلاً من كائن BMP180 باسمpressureوحدد الارتفاع الذي ستؤخذ عنده قراءاتنا باستخدامALTITUDEثابت.

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  if (pressure.begin()) Serial.println("BMP180 init success");
  else { Serial.println("BMP180 init fail\n\n"); while(1); }
}

الsetupتقوم الدالة بتهيئة الاتصال التسلسلي بسرعة 9600 بود وتحاول بدء تشغيل مستشعر BMP180. إذا فشلت التهيئة، يدخل البرنامج في حلقة لا نهائية لإيقاف أي تنفيذ لاحق، مما يشير إلى وجود مشكلة في الاتصال.

void loop() {
  char status;
  double T, P, p0, a;

  status = pressure.startTemperature();
  if (status != 0) {
    delay(status);
    status = pressure.getTemperature(T);
    if (status != 0) {
      Serial.print("temperature: "); Serial.print(T,2);
    }
  }
}

في الـloopفي الدالة، نبدأ أولاً قراءة درجة الحرارة عن طريق استدعاءstartTemperature(). إذا نجح، ننتظر اكتمال القياس ونسترجع درجة الحرارة باستخدامgetTemperature(T)، حيثTيخزن قيمة درجة الحرارة. ثم تُطبع درجة الحرارة في المراقب التسلسلي.

عرض توضيحي / ما الذي تتوقعه

عند توصيله بالطاقة وتسليكه بشكل صحيح، سيقوم جهاز BMP180 بقراءة وعرض بيانات درجة الحرارة والضغط باستمرار كل خمس ثوانٍ. يجب أن ترى قيم درجة الحرارة بالدرجات المئوية والفهرنهايت، وكذلك قيم الضغط المطلقة والنسبية. إذا كان المستشعر يعمل بشكل صحيح، ستتلقى قراءات دون أخطاء. كن على دراية بالمخاطر المحتملة مثل مستويات الجهد غير الصحيحة أو الوصلات الفضفاضة، والتي قد تؤدي إلى فشل في الحصول على البيانات.

الصور

BMP18_module-1
BMP18_module-1
BMP18_module-2
BMP18_module-2
BMP18_module-3
BMP18_module-3
Arduino wiring for BMP180 Temperature sensor
Arduino wiring for BMP180 Temperature sensor
112-BMP180 temperature and barometric pressure sensor for Arduino
اللغة: C++
/*
 * 
 * Arduino Sketch for BMP180 Temperature and Barometric Pressure sensor for Arduino 
 * to display temperature and pressure and altitude (calculated from pressure)

 * 
 * 
 * updated by Ahmad Shamshiri on June 27, 2018 at 17:30 in Ajax, Ontario, Canada
 * for Robojax.com

 * This code has been explained in this video: https://youtu.be/76zxBjIK3WM
 * This code has been downloaded from Robojax.com
 */
/* SFE_BMP180 library example sketch

This sketch shows how to use the SFE_BMP180 library to read the
Bosch BMP180 barometric pressure sensor.
https://www.sparkfun.com/products/11824

Like most pressure sensors, the BMP180 measures absolute pressure.
This is the actual ambient pressure seen by the device, which will
vary with both altitude and weather.

Before taking a pressure reading you must take a temperature reading.
This is done with startTemperature() and getTemperature().
The result is in degrees C.

Once you have a temperature reading, you can take a pressure reading.
This is done with startPressure() and getPressure().
The result is in millibar (mb) aka hectopascals (hPa).

If you'll be monitoring weather patterns, you will probably want to
remove the effects of altitude. This will produce readings that can
be compared to the published pressure readings from other locations.
To do this, use the sealevel() function. You will need to provide
the known altitude at which the pressure was measured.

If you want to measure altitude, you will need to know the pressure
at a baseline altitude. This can be average sealevel pressure, or
a previous pressure reading at your altitude, in which case
subsequent altitude readings will be + or - the initial baseline.
This is done with the altitude() function.

Hardware connections:

- (GND) to GND
+ (VDD) to 3.3V

(WARNING: do not connect + to 5V or the sensor will be damaged!)

You will also need to connect the I2C pins (SCL and SDA) to your
Arduino. The pins are different on different Arduinos:

Any Arduino pins labeled:  SDA  SCL
Uno, Redboard, Pro:        A4   A5
Mega2560, Due:             20   21
Leonardo:                   2    3

Leave the IO (VDDIO) pin unconnected. This pin is for connecting
the BMP180 to systems with lower logic levels such as 1.8V

Have fun! - Your friends at SparkFun.

The SFE_BMP180 library uses floating-point equations developed by the
Weather Station Data Logger project: http://wmrx00.sourceforge.net/

Our example code uses the "beerware" license. You can do anything
you like with this code. No really, anything. If you find it useful,
buy me a beer someday.

V10 Mike Grusin, SparkFun Electronics 10/24/2013
V1.1.2 Updates for Arduino 1.6.4 5/2015
*/

// Your sketch must #include this library, and the Wire library.
// (Wire is a standard library included with Arduino.):

#include <SFE_BMP180.h>
#include <Wire.h>

// You will need to create an SFE_BMP180 object, here called "pressure":

SFE_BMP180 pressure;

#define ALTITUDE 90.0 // Altitude of Robojax Headquarter (Ajax, Ontario, Canada)

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("REBOOT");

  // Initialize the sensor (it is important to get calibration values stored on the device).

  if (pressure.begin())
    Serial.println("BMP180 init success");
  else
  {
    // Oops, something went wrong, this is usually a connection problem,
    // see the comments at the top of this sketch for the proper connections.

    Serial.println("BMP180 init fail\n\n");
    while(1); // Pause forever.
  }
}

void loop()
{
  char status;
  double T,P,p0,a;

  // Loop here getting pressure readings every 10 seconds.

  // If you want sea-level-compensated pressure, as used in weather reports,
  // you will need to know the altitude at which your measurements are taken.
  // We're using a constant called ALTITUDE in this sketch:
  
  Serial.println();
  Serial.print("provided altitude: ");
  Serial.print(ALTITUDE,0);
  Serial.print(" meters, ");
  Serial.print(ALTITUDE*3.28084,0);
  Serial.println(" feet");
  
  // If you want to measure altitude, and not pressure, you will instead need
  // to provide a known baseline pressure. This is shown at the end of the sketch.

  // You must first get a temperature measurement to perform a pressure reading.
  
  // Start a temperature measurement:
  // If request is successful, the number of ms to wait is returned.
  // If request is unsuccessful, 0 is returned.

  status = pressure.startTemperature();
  if (status != 0)
  {
    // Wait for the measurement to complete:
    delay(status);

    // Retrieve the completed temperature measurement:
    // Note that the measurement is stored in the variable T.
    // Function returns 1 if successful, 0 if failure.

    status = pressure.getTemperature(T);
    if (status != 0)
    {
      // Print out the measurement:
      Serial.print("temperature: ");
      Serial.print(T,2);
      Serial.print(" deg C, ");
      Serial.print((9.0/5.0)*T+32.0,2);
      Serial.println(" deg F");
      
      // Start a pressure measurement:
      // The parameter is the oversampling setting, from 0 to 3 (highest res, longest wait).
      // If request is successful, the number of ms to wait is returned.
      // If request is unsuccessful, 0 is returned.

      status = pressure.startPressure(3);
      if (status != 0)
      {
        // Wait for the measurement to complete:
        delay(status);

        // Retrieve the completed pressure measurement:
        // Note that the measurement is stored in the variable P.
        // Note also that the function requires the previous temperature measurement (T).
        // (If temperature is stable, you can do one temperature measurement for a number of pressure measurements.)
        // Function returns 1 if successful, 0 if failure.

        status = pressure.getPressure(P,T);
        if (status != 0)
        {
          // Print out the measurement:
          Serial.print("absolute pressure: ");
          Serial.print(P,2);
          Serial.print(" mb, ");
          Serial.print(P*0.0295333727,2);
          Serial.println(" inHg");

          // The pressure sensor returns abolute pressure, which varies with altitude.
          // To remove the effects of altitude, use the sealevel function and your current altitude.
          // This number is commonly used in weather reports.
          // Parameters: P = absolute pressure in mb, ALTITUDE = current altitude in m.
          // Result: p0 = sea-level compensated pressure in mb

          p0 = pressure.sealevel(P,ALTITUDE); // we're at 90 meters (Boulder, CO)
          Serial.print("relative (sea-level) pressure: ");
          Serial.print(p0,2);
          Serial.print(" mb, ");
          Serial.print(p0*0.0295333727,2);
          Serial.println(" inHg");

          // On the other hand, if you want to determine your altitude from the pressure reading,
          // use the altitude function along with a baseline pressure (sea-level or other).
          // Parameters: P = absolute pressure in mb, p0 = baseline pressure in mb.
          // Result: a = altitude in m.

          a = pressure.altitude(P,p0);
          Serial.print("computed altitude: ");
          Serial.print(a,0);
          Serial.print(" meters, ");
          Serial.print(a*3.28084,0);
          Serial.println(" feet");
        }
        else Serial.println("error retrieving pressure measurement\n");
      }
      else Serial.println("error starting pressure measurement\n");
    }
    else Serial.println("error retrieving temperature measurement\n");
  }
  else Serial.println("error starting temperature measurement\n");

  delay(5000);  // Pause for 5 seconds.
}

الموارد والمراجع

ملفات📁

مكتبات أردوينو (ملف مضغوط)

ورقة البيانات (pdf)