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Sensore BMP180 di temperatura e pressione barometrica per Arduino

Sensore BMP180 di temperatura e pressione barometrica per Arduino

Il sensore BMP180 è un dispositivo versatile che misura la temperatura e la pressione barometrica, rendendolo ideale per varie applicazioni come il monitoraggio meteorologico e la misurazione dell'altitudine. In questo tutorial collegheremo il sensore BMP180 a un Arduino, leggeremo i dati di temperatura e pressione e visualizzeremo i risultati. Alla fine di questo progetto sarai in grado di ottenere letture accurate della temperatura in gradi Celsius e Fahrenheit, nonché valori di pressione in millibar e in pollici di mercurio.

Per chiarire i concetti e i passaggi di codifica, ti invito a guardare il video associato per spiegazioni dettagliate (nel video a 00:00).

Hardware spiegato

Il BMP180 è un sensore digitale che comunica via I2C, il che gli permette di interfacciarsi facilmente con microcontrollori come Arduino. Ha quattro pin:Vn(alimentatore),GND(terra),SDA(riga di dati), eSCL(linea di clock). Il sensore funziona in un intervallo di tensione compreso tra 1.8 e 3.6 volt, ma può essere alimentato da un'alimentazione regolata a 5V utilizzando un regolatore di tensione.

La capacità di questo sensore di misurare la pressione atmosferica lo rende adatto ad applicazioni che richiedono la stima dell'altitudine e il monitoraggio meteorologico. Il BMP180 include inoltre un sensore di temperatura integrato, essenziale per ottenere letture di pressione accurate. Misurando prima la temperatura, il sensore può compensare le variazioni termiche che influenzano le letture di pressione.

Dettagli della scheda tecnica

ProduttoreBosch
Numero di parteBMP180
Tensione logica/IO1.8 - 3.6 V
Tensione di alimentazione1.8 - 5.0 V
Corrente di uscita (tip.)5 μA
Corrente di picco (max.)1 mA
Linee guida sulla frequenza PWMN/D
Soglie logiche d'ingressoN/D
Caduta di tensione / RDS(on)/ saturazioneNon applicabile
Limiti termici-40 a 85 °C
Pacchetto3.6 x 3.8 mm
Note / variantiBasso consumo energetico

  • Assicurarsi che i livelli di tensione siano adeguati per evitare di danneggiare il sensore.
  • Usare resistenze pull-up sulle linee I2C se necessario.
  • Mantieni il sensore in un ambiente a temperatura stabile per misurazioni accurate.
  • Calibra l'altitudine in base alla tua posizione specifica per risultati precisi.
  • Monitorare l'alimentazione per garantire che rimanga entro i limiti specificati.

Istruzioni di cablaggio

Arduino wiring for BMP180 Temperature sensor

Per collegare il sensore BMP180 al tuo Arduino, inizia collegando ilVnpin del BMP180 al pin da 5V dell'Arduino. Successivamente, collega ilGNDCollega il pin alla massa dell'Arduino. Per la comunicazione I2C, collega ilSDApin al pin analogico A4 dell'Arduino e ilSCLCollega il pin ad A5. Assicurati che le connessioni siano sicure per evitare qualsiasi problema di comunicazione.

Se stai usando un modello diverso di Arduino, tieni presente che i pin I2C possono variare. Ad esempio, su un Mega2560, ilSDAeSCLI pin sono rispettivamente 20 e 21. Verifica sempre la mappatura dei pin della tua scheda specifica per garantire il corretto funzionamento.

Esempi di codice e guida passo passo

#include 
#include 

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

Nel codice, iniziamo includendo le librerie necessarie:SFE_BMP180.hper il sensore eWire.hper la comunicazione I2C. Creiamo un'istanza dell'oggetto BMP180 chiamatapressuree definire l'altitudine alla quale verranno effettuate le nostre rilevazioni utilizzando ilALTITUDEcostante.

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

IlsetupLa funzione inizializza la comunicazione seriale a 9600 baud e tenta di avviare il sensore BMP180. Se l'inizializzazione fallisce, il programma entra in un ciclo infinito per arrestare l'ulteriore esecuzione, indicando un problema di connessione.

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);
    }
  }
}

Nelloopfunzione, innanzitutto avviamo una lettura della temperatura chiamandostartTemperature(). Se l'operazione va a buon fine, attendiamo il completamento della misurazione e recuperiamo la temperatura congetTemperature(T), doveTmemorizza il valore della temperatura. La temperatura viene quindi stampata sul monitor seriale.

Dimostrazione / Cosa aspettarsi

Quando alimentato e collegato correttamente, il BMP180 leggerà e visualizzerà continuamente i dati di temperatura e pressione ogni cinque secondi. Dovresti vedere i valori di temperatura sia in gradi Celsius che in gradi Fahrenheit, così come i valori di pressione assoluta e relativa. Se il sensore funziona correttamente, riceverai letture senza errori. Fai attenzione a potenziali insidie come livelli di tensione errati o connessioni allentate, che possono causare il mancato ottenimento dei dati.

Immagini

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
Lingua: 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.
}

Risorse e riferimenti

File📁

Librerie Arduino (zip)

Scheda tecnica (pdf)