Search Code

Cảm biến nhiệt độ và áp suất khí quyển BMP180 cho Arduino

Cảm biến nhiệt độ và áp suất khí quyển BMP180 cho Arduino

Cảm biến BMP180 là một thiết bị đa năng đo nhiệt độ và áp suất khí quyển, khiến nó trở nên lý tưởng cho nhiều ứng dụng như theo dõi thời tiết và đo độ cao. Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ kết nối cảm biến BMP180 với Arduino, đọc dữ liệu nhiệt độ và áp suất, và hiển thị kết quả. Đến cuối dự án này, bạn sẽ có thể thu được số đo nhiệt độ chính xác theo độ C và độ F, cũng như các giá trị áp suất tính bằng milibar và inch thủy ngân.

Để làm rõ các khái niệm và các bước lập trình, tôi khuyến khích bạn xem video liên quan để có giải thích chi tiết (trong video tại 00:00).

Phần cứng được giải thích

BMP180 là một cảm biến kỹ thuật số giao tiếp qua I2C, cho phép nó kết nối dễ dàng với các vi điều khiển như Arduino. Nó có bốn chân: Vn (nguồn cấp), GND (đất), SDA (đường dữ liệu) và SCL (đường xung nhịp). Cảm biến hoạt động trong phạm vi điện áp từ 1,8 đến 3,6 volt, nhưng nó có thể được cấp nguồn bằng nguồn 5V đã được điều chỉnh thông qua bộ điều chỉnh điện áp.

Khả năng đo áp suất khí quyển của cảm biến này làm cho nó phù hợp với các ứng dụng yêu cầu ước tính độ cao và theo dõi thời tiết. BMP180 cũng bao gồm một cảm biến nhiệt độ tích hợp, rất cần thiết để có được số đo áp suất chính xác. Bằng cách đo nhiệt độ trước, cảm biến có thể bù đắp cho các biến động nhiệt độ ảnh hưởng đến số đo áp suất.

Chi tiết bảng dữ liệu

Nhà sản xuấtBosch
Số bộ phậnBMP180
Điện áp logic/IO1,8 - 3,6 V
Điện áp cấp nguồn1,8 - 5,0 V
Dòng điện đầu ra (điển hình)5 μA
Dòng điện đỉnh (tối đa)1 mA
Hướng dẫn tần số PWMN/A
Ngưỡng logic đầu vàoN/A
Sụt áp / RDS(on) / bão hòaN/A
Giới hạn nhiệt-40 đến 85 °C
Đóng gói3,6 x 3,8 mm
Ghi chú / biến thểTiêu thụ điện năng thấp

  • Đảm bảo mức điện áp phù hợp để tránh làm hỏng cảm biến.
  • Sử dụng điện trở kéo lên trên các đường I2C nếu cần thiết.
  • Giữ cảm biến trong môi trường nhiệt độ ổn định để có số đo chính xác.
  • Hiệu chỉnh độ cao dựa trên vị trí cụ thể của bạn để có kết quả chính xác.
  • Theo dõi nguồn điện để đảm bảo nó nằm trong giới hạn quy định.

Hướng dẫn nối dây

Arduino wiring for BMP180 Temperature sensor

Để nối cảm biến BMP180 với Arduino của bạn, hãy bắt đầu bằng cách kết nối chân Vn của BMP180 với chân 5V trên Arduino. Tiếp theo, kết nối chân GND với đất của Arduino. Đối với giao tiếp I2C, kết nối chân SDA với chân analog A4 của Arduino và chân SCL với A5. Đảm bảo các kết nối của bạn chắc chắn để tránh các vấn đề giao tiếp.

Nếu bạn đang sử dụng một mẫu Arduino khác, hãy lưu ý rằng các chân I2C có thể khác nhau. Ví dụ, trên Mega2560, các chân SDASCL lần lượt là 20 và 21. Luôn kiểm tra lại sơ đồ chân cho bo mạch cụ thể của bạn để đảm bảo hoạt động đúng.

Ví dụ mã & hướng dẫn từng bước

#include 
#include 

SFE_BMP180 pressure;
#define ALTITUDE 90.0 // Độ cao của Trụ sở Robojax

Trong mã, chúng ta bắt đầu bằng cách bao gồm các thư viện cần thiết: SFE_BMP180.h cho cảm biến và Wire.h cho giao tiếp I2C. Chúng ta tạo một phiên bản của đối tượng BMP180 có tên pressure và định nghĩa độ cao tại đó các số đo của chúng ta sẽ được thực hiện bằng hằng số ALTITUDE.

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

Hàm setup khởi tạo giao tiếp nối tiếp ở tốc độ 9600 baud và cố gắng khởi động cảm biến BMP180. Nếu khởi tạo thất bại, chương trình sẽ vào một vòng lặp vô hạn để dừng thực thi tiếp, cho biết có vấn đề kết nối.

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);
    }
  }
}

Trong hàm loop, trước tiên chúng ta bắt đầu một lần đọc nhiệt độ bằng cách gọi startTemperature(). Nếu thành công, chúng ta chờ cho phép đo hoàn tất và lấy nhiệt độ bằng getTemperature(T), trong đó T lưu trữ giá trị nhiệt độ. Nhiệt độ sau đó được in ra màn hình nối tiếp.

Trình diễn / Điều gì sẽ xảy ra

Khi được cấp nguồn và nối dây đúng cách, BMP180 sẽ liên tục đọc và hiển thị dữ liệu nhiệt độ và áp suất mỗi năm giây. Bạn sẽ thấy các giá trị nhiệt độ theo cả độ C và độ F, cũng như các giá trị áp suất tuyệt đối và tương đối. Nếu cảm biến hoạt động chính xác, bạn sẽ nhận được số đo mà không có lỗi. Hãy lưu ý đến các cạm bẫy tiềm ẩn như mức điện áp không chính xác hoặc kết nối lỏng lẻo, có thể dẫn đến việc không thu được dữ liệu.

Hình ảnh

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
Ngôn ngữ: 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.
}

Tài nguyên & tài liệu tham khảo

Tập tin📁

Thư viện Arduino (tệp nén)

Bảng dữ liệu (pdf)

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