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BMP180 Temperatur- und Luftdrucksensor für Arduino

BMP180 Temperatur- und Luftdrucksensor für Arduino

Der BMP180-Sensor ist ein vielseitiges Gerät, das Temperatur und barometrischen Druck misst und sich damit ideal für verschiedene Anwendungen wie Wetterüberwachung und Höhenmessung eignet. In diesem Tutorial werden wir den BMP180-Sensor an ein Arduino anschließen, Temperatur- und Druckdaten auslesen und die Ergebnisse anzeigen. Am Ende dieses Projekts werden Sie in der Lage sein, genaue Temperaturwerte in Celsius und Fahrenheit sowie Druckwerte in Millibar und Zoll Quecksilbersäule zu erhalten.

Um die Konzepte und die Schritte beim Programmieren zu verdeutlichen, empfehle ich, das zugehörige Video für detaillierte Erklärungen anzusehen (im Video bei 00:00).

Hardware erklärt

Der BMP180 ist ein digitaler Sensor, der über I2C kommuniziert, was ihm eine einfache Anbindung an Mikrocontroller wie Arduino ermöglicht. Er hat vier Pins:Vn(Stromversorgung),GND(Boden),SDA(Datenzeile), undSCL(Taktleitung). Der Sensor arbeitet in einem Spannungsbereich von 1,8 bis 3,6 Volt, kann jedoch mit einer geregelten 5V-Versorgung mithilfe eines Spannungsreglers betrieben werden.

Die Fähigkeit dieses Sensors, den Atmosphärendruck zu messen, macht ihn für Anwendungen geeignet, die eine Höhenbestimmung und die Wetterüberwachung erfordern. Der BMP180 verfügt außerdem über einen integrierten Temperatursensor, der für genaue Druckmessungen unerlässlich ist. Indem er zuerst die Temperatur misst, kann der Sensor Temperaturschwankungen kompensieren, die die Druckmessungen beeinflussen.

Datenblattdetails

HerstellerBosch
TeilenummerBMP180
Logik-/I/O-Spannung1.8 - 3.6 V
Versorgungsspannung1.8 - 5.0 V
Ausgangsstrom (typ.)5 μA
Spitzenstrom (max.)1 mA
Hinweise zur PWM-FrequenzNicht zutreffend
EingangslogikschwellenNicht zutreffend
Spannungsabfall / RDS(on) / Sättigungnicht zutreffend
Thermische Grenzwerte-40 bis 85 °C
Paket3,6 x 3,8 mm
Notizen / VariantenGeringer Stromverbrauch

  • Stellen Sie geeignete Spannungspegel sicher, um eine Beschädigung des Sensors zu vermeiden.
  • Verwenden Sie bei Bedarf Pull-up-Widerstände an den I2C-Leitungen.
  • Halten Sie den Sensor in einer Umgebung mit stabiler Temperatur, um genaue Messwerte zu erhalten.
  • Kalibrieren Sie die Höhe anhand Ihres genauen Standorts für präzise Ergebnisse.
  • Überwachen Sie die Stromversorgung, um sicherzustellen, dass sie innerhalb der angegebenen Grenzwerte bleibt.

Verdrahtungsanleitung

Arduino wiring for BMP180 Temperature sensor

Um den BMP180-Sensor an Ihren Arduino anzuschließen, beginnen Sie damit, dieVnVerbinden Sie den Pin des BMP180 mit dem 5V-Pin am Arduino. Als Nächstes verbinden Sie denGNDVerbinden Sie den Pin mit der Masse des Arduinos. Für die I2C-Kommunikation verbinden Sie dieSDAPin an den analogen Pin A4 des Arduinos und denSCLPin an A5 anschließen. Stellen Sie sicher, dass Ihre Verbindungen sicher sind, um Kommunikationsprobleme zu vermeiden.

Wenn Sie ein anderes Arduino-Modell verwenden, beachten Sie, dass die I2C-Pins variieren können. Zum Beispiel sind beim Mega2560 dieSDAundSCLDie Pins sind 20 bzw. 21. Überprüfen Sie stets die Pinbelegung Ihres spezifischen Boards, um eine ordnungsgemäße Funktion sicherzustellen.

Codebeispiele & Schritt-für-Schritt-Anleitung

#include 
#include 

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

Im Code beginnen wir damit, die benötigten Bibliotheken einzubinden:SFE_BMP180.hfür den Sensor undWire.hFür die I2C-Kommunikation. Wir erstellen eine Instanz des BMP180-Objekts namenspressureund definieren die Höhe, auf der unsere Messwerte mithilfe desALTITUDEkonstant.

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

DersetupDie Funktion initialisiert die serielle Kommunikation mit 9600 Baud und versucht, den BMP180-Sensor zu starten. Wenn die Initialisierung fehlschlägt, gelangt das Programm in eine Endlosschleife, um die weitere Ausführung zu stoppen, was auf ein Verbindungsproblem hinweist.

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);
    }
  }
}

ImloopIn der Funktion starten wir zuerst eine Temperaturmessung, indem wirstartTemperature(). Ist dies erfolgreich, warten wir, bis die Messung abgeschlossen ist, und rufen die Temperatur mitgetTemperature(T), woTSpeichert den Temperaturwert. Die Temperatur wird dann im seriellen Monitor ausgegeben.

Demonstration / Was Sie erwartet

Wenn er mit Strom versorgt und korrekt angeschlossen ist, liest der BMP180 alle fünf Sekunden kontinuierlich Temperatur- und Druckdaten aus und zeigt sie an. Sie sollten die Temperaturwerte sowohl in Celsius als auch in Fahrenheit sehen sowie die absoluten und relativen Druckwerte. Wenn der Sensor ordnungsgemäß funktioniert, erhalten Sie fehlerfreie Messwerte. Achten Sie auf mögliche Fallstricke wie falsche Spannungspegel oder lockere Verbindungen, die dazu führen können, dass keine Daten ausgelesen werden.

Bilder

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
Sprache: 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.
}

Ressourcen & Referenzen

Dateien📁

Arduino-Bibliotheken (zip)

Datenblatt (pdf)

  • Bosch BMP180 Datenblatt
    https://ae-bst.resource.bosch.com/media/_tech/media/datasheets/BST-BMP180-DS000.pdf 0.64 MB