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Arduino用 BMP180 温度・気圧センサー

Arduino用 BMP180 温度・気圧センサー

BMP180センサーは温度と気圧を測定する多用途のデバイスで、天気の監視や高度測定などさまざまな用途に最適です。このチュートリアルでは、BMP180センサーをArduinoに接続し、温度と気圧のデータを読み取り、結果を表示します。プロジェクトを終える頃には、摂氏と華氏での正確な温度値およびミリバール(mbar)と水銀柱インチ(inHg)での気圧値を取得できるようになります。

概念とコーディング手順を明確にするため、詳細な説明は関連動画(00:00の箇所)をご覧になることをおすすめします。

ハードウェア解説

BMP180はI2Cで通信するデジタルセンサーで、Arduinoなどのマイクロコントローラと簡単に接続できます。ピンは4つあります:Vn(電源),GND(地面),SDA(データ行)、およびSCL(クロックライン)。センサーは1.8〜3.6ボルトの電圧範囲で動作しますが、電圧レギュレータを使用して5Vの安定化電源で給電することもできます。

このセンサーは大気圧を測定できるため、高度推定や気象監視を必要とする用途に適しています。BMP180は内蔵の温度センサーも備えており、これは正確な気圧測定を行うために不可欠です。まず温度を測定することで、気圧測定に影響を及ぼす温度変動を補償できます。

データシートの詳細

製造元ボッシュ
部品番号BMP180
ロジック/入出力電圧1.8~3.6V
電源電圧1.8〜5.0 V
出力電流(典型値)5マイクロアンペア
ピーク電流(最大)1 mA
PWM周波数に関するガイダンス該当なし
入力論理閾値該当なし
電圧降下 / RDS(オン)/ 彩度該当なし
熱限界-40〜85°C
パッケージ3.6×3.8mm
備考/バリエーション低消費電力

  • センサーを損傷しないように、適切な電圧レベルを確保してください。
  • 必要に応じてI2Cラインにプルアップ抵抗を取り付けてください。
  • 正確な測定のために、センサーを安定した温度環境に保ってください。
  • 正確な結果を得るために、現在地に合わせて高度を較正してください。
  • 電源供給を監視して、指定された許容範囲内にあることを確認してください。

配線手順

Arduino wiring for BMP180 Temperature sensor

BMP180センサーをArduinoに配線するには、まず次のものを接続することから始めますVnBMP180のピンをArduinoの5Vピンに接続します。次に、接続しますGNDピンをArduinoのグラウンドに接続してください。I2C通信のために、接続してください。SDAピンをArduinoのアナログピンA4に接続し、SCLピンをA5に接続してください。接続がしっかりしていることを確認し、通信トラブルを防いでください。

別のArduinoモデルを使用している場合、I2Cピンはモデルによって異なることがあるため注意してください。例えば、Mega2560では、SDAそしてSCLピンはそれぞれ20番と21番です。特定のボードで正しく動作するよう、ピンの割り当てを必ず再確認してください。

コード例とウォークスルー

#include 
#include 

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

コードでは、まず必要なライブラリをインクルードします:SFE_BMP180.hセンサー用およびWire.hI2C 通信のために、名前を指定した BMP180 オブジェクトのインスタンスを作成しますpressureそして、我々の読み取りが行われる高度を定義するALTITUDE一定の

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

そのsetupこの関数はシリアル通信を9600ボーで初期化し、BMP180センサーの起動を試みます。初期化に失敗すると、プログラムはそれ以上実行を進めないように無限ループに入り、接続に問題があることを示します。

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);
    }
  }
}

その中でloopこの関数では、まず呼び出すことで温度の読み取りを開始します。startTemperature()成功した場合、測定が完了するのを待って温度を取得しますgetTemperature(T)、そこでT温度の値を格納します。その後、温度がシリアルモニタに表示されます。

デモンストレーション/当日の流れ

電源が供給され、配線が正しく行われている場合、BMP180は5秒ごとに温度と気圧のデータを継続的に読み取り表示します。温度は摂氏(Celsius)と華氏(Fahrenheit)の両方、また絶対圧と相対圧の値が表示されるはずです。センサが正常に動作していれば、エラーなしで読み取りが得られます。電圧レベルの誤りや接続の緩みなど、データ取得に失敗する原因となる潜在的な落とし穴に注意してください。

画像

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
言語: 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.
}

リソースと参考文献

ファイル📁

Arduinoライブラリ(zip)

データシート(pdf)