Czujnik temperatury i ciśnienia barometrycznego BMP180 dla Arduino
Czujnik BMP180 to wszechstronne urządzenie, które mierzy temperaturę i ciśnienie barometryczne, co czyni go idealnym do różnych zastosowań, takich jak monitorowanie pogody i pomiar wysokości. W tym samouczku podłączymy czujnik BMP180 do Arduino, odczytamy dane dotyczące temperatury i ciśnienia oraz wyświetlimy wyniki. Po ukończeniu tego projektu będziesz w stanie uzyskać dokładne odczyty temperatury w stopniach Celsjusza i Fahrenheita, a także wartości ciśnienia w milibarach i calach słupa rtęci.

Aby wyjaśnić koncepcje i kroki kodowania, zachęcam do obejrzenia powiązanego wideo ze szczegółowymi wyjaśnieniami (na wideo o 00:00).
Wyjaśnienie sprzętu
BMP180 to cyfrowy czujnik komunikujący się przez I2C, co pozwala mu na łatwą współpracę z mikrokontrolerami, takimi jak Arduino. Ma cztery piny: Vn (zasilanie), GND (masa), SDA (linia danych) i SCL (linia zegara). Czujnik działa w zakresie napięcia od 1,8 do 3,6 wolta, ale może być zasilany regulowanym napięciem 5 V za pomocą stabilizatora napięcia.
Zdolność tego czujnika do pomiaru ciśnienia atmosferycznego czyni go odpowiednim do zastosowań wymagających szacowania wysokości i monitorowania pogody. BMP180 zawiera również wbudowany czujnik temperatury, który jest niezbędny do uzyskania dokładnych odczytów ciśnienia. Mierząc najpierw temperaturę, czujnik może kompensować różnice temperatury, które wpływają na odczyty ciśnienia.
Szczegóły z karty katalogowej
| Producent | Bosch |
|---|---|
| Numer części | BMP180 |
| Napięcie logiczne/IO | 1,8 - 3,6 V |
| Napięcie zasilania | 1,8 - 5,0 V |
| Prąd wyjściowy (typ.) | 5 μA |
| Prąd szczytowy (maks.) | 1 mA |
| Zalecenia dotyczące częstotliwości PWM | N/D |
| Progi logiczne wejścia | N/D |
| Spadek napięcia / RDS(on) / nasycenie | N/D |
| Limity termiczne | -40 do 85 °C |
| Obudowa | 3,6 x 3,8 mm |
| Uwagi / warianty | Niskie zużycie energii |
- Zapewnij odpowiednie poziomy napięcia, aby uniknąć uszkodzenia czujnika.
- W razie potrzeby użyj rezystorów podciągających na liniach I2C.
- Utrzymuj czujnik w stabilnym środowisku temperaturowym, aby uzyskać dokładne odczyty.
- Skalibruj wysokość na podstawie swojej konkretnej lokalizacji, aby uzyskać precyzyjne wyniki.
- Monitoruj zasilanie, aby upewnić się, że pozostaje w określonych granicach.
Instrukcje podłączenia

Aby podłączyć czujnik BMP180 do Arduino, zacznij od połączenia pinu Vn czujnika BMP180 z pinem 5V na Arduino. Następnie podłącz pin GND do masy Arduino. Do komunikacji I2C podłącz pin SDA do analogowego pinu A4 na Arduino, a pin SCL do A5. Upewnij się, że połączenia są pewne, aby uniknąć problemów z komunikacją.
Jeśli używasz innego modelu Arduino, pamiętaj, że piny I2C mogą się różnić. Na przykład w Mega2560 piny SDA i SCL to odpowiednio 20 i 21. Zawsze sprawdzaj mapowanie pinów dla swojej konkretnej płytki, aby zapewnić prawidłowe działanie.
Przykłady kodu i omówienie
#include
#include
SFE_BMP180 pressure;
#define ALTITUDE 90.0 // Wysokość siedziby Robojax
W kodzie zaczynamy od dołączenia niezbędnych bibliotek: SFE_BMP180.h dla czujnika i Wire.h do komunikacji I2C. Tworzymy instancję obiektu BMP180 o nazwie pressure i definiujemy wysokość, na której będą wykonywane nasze odczyty, używając stałej ALTITUDE.
void setup() {
Serial.begin(9600);
if (pressure.begin()) Serial.println("BMP180 init success");
else { Serial.println("BMP180 init fail\n\n"); while(1); }
}
Funkcja setup inicjalizuje komunikację szeregową z prędkością 9600 bodów i próbuje uruchomić czujnik BMP180. Jeśli inicjalizacja się nie powiedzie, program wchodzi w nieskończoną pętlę, aby zatrzymać dalsze wykonywanie, co wskazuje na problem z połączeniem.
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);
}
}
}
W funkcji loop najpierw inicjujemy odczyt temperatury, wywołując startTemperature(). Jeśli się powiedzie, czekamy na zakończenie pomiaru i pobieramy temperaturę za pomocą getTemperature(T), gdzie T przechowuje wartość temperatury. Temperatura jest następnie drukowana na monitorze szeregowym.
Demonstracja / Czego się spodziewać
Po zasileniu i prawidłowym podłączeniu BMP180 będzie stale odczytywał i wyświetlał dane dotyczące temperatury i ciśnienia co pięć sekund. Powinieneś zobaczyć wartości temperatury zarówno w stopniach Celsjusza, jak i Fahrenheita, a także wartości ciśnienia bezwzględnego i względnego. Jeśli czujnik działa prawidłowo, otrzymasz odczyty bez błędów. Należy pamiętać o potencjalnych problemach, takich jak nieprawidłowe poziomy napięcia lub luźne połączenia, które mogą prowadzić do niepowodzenia w uzyskaniu danych.
/*
*
* 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.
}
Zasoby i odniesienia
-
ZewnętrznyProduct details from the manufacturerbosch-sensortec.com
-
ZewnętrznySparkFun BMP180 librarygithub.com
Pliki📁
Biblioteki Arduino (zip)
-
BMP180 Arduino library
robojax-BMP180-Library.zip0.02 MB
Karta katalogowa (pdf)
-
Bosch BMP180 Datasheet
https://ae-bst.resource.bosch.com/media/_tech/media/datasheets/BST-BMP180-DS000.pdf0.64 MB