Usando Raspberry Pi, meça a altitude, a pressão e a temperatura com MPL3115A2: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Saiba o que você possui e saiba por que você o possui

É intrigante. Estamos vivendo na era da automação da Internet, à medida que ela mergulha em uma infinidade de novos aplicativos. Como entusiastas de computador e eletrônicos, temos aprendido muito com o Raspberry Pi e decidimos combinar nossos interesses. Este projeto leva cerca de uma hora se você for novo em conexões I²C e configuração de software, e é uma ótima maneira de expandir os recursos do MPL3115A2 com Raspberry Pi em Java.

Etapa 1: equipamento indispensável que precisamos

1. Raspberry Pi

O primeiro passo foi obter uma placa Raspberry Pi. Este pequeno gênio é usado por amadores, professores e na criação de ambientes inovadores.

2. Escudo I2C para Raspberry Pi

O INPI2 (adaptador I2C) fornece ao Raspberry Pi 2/3 uma porta I²C para uso com vários dispositivos I2C. Ele está disponível na Dcube Store.

3. Altímetro, Sensor de pressão e temperatura, MPL3115A2

O MPL3115A2 é um sensor de pressão MEMS com uma interface I²C para fornecer dados de pressão, altitude e temperatura. Este sensor usa o protocolo I²2 para comunicação. Compramos este sensor na Dcube Store.

4. Cabo de conexão

Usamos o cabo de conexão I²C disponível na Dcube Store.

5. Cabo micro USB

O Raspberry Pi é alimentado por fonte micro USB.

6. Melhoria de acesso à Internet - Módulo de cabo Ethernet / WiFi

Uma das primeiras coisas que você deve fazer é conectar o Raspberry Pi à Internet. Você pode conectar usando um cabo Ethernet ou um adaptador Wireless USB Nano WiFi.

7. Cabo HDMI (opcional, à sua escolha)

Você pode conectar o Raspberry Pi a um monitor usando um cabo HDMI. Além disso, você pode acessar remotamente seu Raspberry Pi usando SSH / PuTTY.

Etapa 2: conexões de hardware para montar o circuito

Faça o circuito de acordo com o esquema mostrado. Em geral, as conexões são bastante simples. Siga as instruções e imagens acima e não terá problemas. Durante o planejamento, examinamos o hardware e a codificação, bem como os fundamentos da eletrônica. Queríamos projetar um esquema eletrônico simples para este projeto. No diagrama, você pode observar as diferentes partes, componentes de energia e sensor I²C seguindo os protocolos de comunicação I²C. Esperançosamente, isso ilustra o quão simples é a eletrônica para este projeto.

Conexão do Raspberry Pi e Escudo I2C

Para isso, use Raspberry Pi e coloque o escudo I²C nele. Pressione o escudo suavemente (veja a foto).

Conexão do Sensor e Raspberry Pi

Pegue o sensor e conecte o cabo I²C com ele. Certifique-se de que a saída I²C SEMPRE se conecte à entrada I²C. O mesmo a ser seguido pelo Raspberry Pi com a blindagem I²C montada sobre ele. Temos a blindagem I²C e os cabos de conexão I²C do nosso lado como uma grande vantagem, pois ficamos apenas com a opção plug and play. Não há mais problemas com pinos e fiação e, portanto, a confusão se foi. Que alívio imaginar-se na teia de fios e entrar nela. Tão simples quanto isso!

Nota: O fio marrom deve sempre seguir a conexão Terra (GND) entre a saída de um dispositivo e a entrada de outro dispositivo

A conectividade com a Internet é crucial

Para tornar nosso projeto um sucesso, precisamos de um acesso à Internet para o nosso Raspberry Pi. Nesse caso, você tem opções como conectar um cabo Ethernet (LAN). Além disso, como uma alternativa, mas impressionante, de usar um adaptador sem fio.

Alimentação do circuito

Conecte o cabo Micro USB ao conector de alimentação do Raspberry Pi. Ligue e voila, estamos prontos para ir!

Conexão com a tela

Podemos ter o cabo HDMI conectado a um monitor ou podemos ser um pouco inovadores ao fazer nosso Pi sem cabeça (usando -SSH / PuTTY), o que ajuda a cortar o custo extra porque somos de alguma forma amadores.

Quando um hábito começa a custar dinheiro, é chamado de hobby

Etapa 3: Programação Raspberry Pi em Java

O código Java para o sensor Raspberry Pi e MPL3115A2. Ele está disponível em nosso repositório Github.

Antes de prosseguir com o código, certifique-se de ler as instruções fornecidas no arquivo Leiame e configure seu Raspberry Pi de acordo com ele. Isso levará apenas alguns instantes. A altitude é calculada a partir da pressão usando a equação abaixo:

h = 44330,77 {1 - (p / p0) ^ 0,1902632} + OFF_H (valor de registro)

onde p0 = pressão ao nível do mar (101.326 Pa) eh está em metros. O MPL3115A2 usa esse valor, pois o registro de deslocamento é definido como 2 Pascals por LSB. O código está claramente à sua frente e da forma mais simples que você pode imaginar e você não deve ter problemas.

Você também pode copiar o código Java de trabalho para este sensor aqui.

// Distribuído com licença de livre arbítrio.// Use-o como quiser, com ou sem lucro, desde que se enquadre nas licenças das suas obras associadas. // MPL3115A2 // Este código foi desenvolvido para funcionar com o Minimódulo MPL3115A2_I2CS I2C disponível em ControlEverything.com. //

import com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

import com.pi4j.io.i2c. I2CDevice; import com.pi4j.io.i2c. I2CFactory; import java.io. IOException;

classe pública MPL3115A2

{public static void main (String args ) lança Exceção {// Criar barramento I2C Barramento I2CBus = I2CFactory.getInstance (I2CBus. BUS_1); // Obter dispositivo I2C, o endereço MPL3115A2 I2C é 0x60 (96) I2CDevice device = Bus.getDevice (0x60); // Selecione o registro de controle // Modo ativo, OSR = 128, modo do altímetro device.write (0x26, (byte) 0xB9); // Selecione o registro de configuração de dados // Evento de dados prontos habilitado para altitude, pressão, temperatura device.write (0x13, (byte) 0x07); // Selecione o registro de controle // Modo ativo, OSR = 128, modo do altímetro device.write (0x26, (byte) 0xB9); Thread.sleep (1000);

// Lê 6 bytes de dados do endereço 0x00 (00)

// status, tHeight msb1, tHeight msb, tHeight lsb, temp msb, temp lsb byte dados = novo byte [6]; device.read (0x00, data, 0, 6);

// Converta os dados para 20 bits

int tHeight = ((((dados [1] e 0xFF) * 65536) + ((dados [2] e 0xFF) * 256) + (dados [3] e 0xF0)) / 16); int temp = ((dados [4] * 256) + (dados [5] e 0xF0)) / 16; altitude dupla = tHeight / 16,0; cTemp duplo = (temp / 16,0); fTemp duplo = cTemp * 1,8 + 32;

// Selecione o registro de controle

// Modo ativo, OSR = 128, modo barômetro device.write (0x26, (byte) 0x39); Thread.sleep (1000); // Lê 4 bytes de dados do endereço 0x00 (00) // status, pres msb1, pres msb, pres lsb device.read (0x00, data, 0, 4);

// Converta os dados para 20 bits

int pres = (((dados [1] e 0xFF) * 65536) + ((dados [2] e 0xFF) * 256) + (dados [3] e 0xF0)) / 16; pressão dupla = (pres / 4,0) / 1000,0; // Saída de dados para a tela System.out.printf ("Pressão:%.2f kPa% n", pressão); System.out.printf ("Altitude:%.2f m% n", altitude); System.out.printf ("Temperatura em Celsius:%.2f C% n", cTemp); System.out.printf ("Temperatura em Fahrenheit:%.2f F% n", fTemp); }}

Etapa 4: a praticidade do código (funcionamento)

Agora, baixe (ou git pull) o código e abra-o no Raspberry Pi. Execute os comandos para Compilar e Carregar o código no terminal e veja a saída no Monitor. Após alguns segundos, ele exibirá todos os parâmetros. Depois de se certificar de que tudo está funcionando perfeitamente, você pode levar este projeto para um projeto maior.

Etapa 5: aplicativos e recursos

O uso comum do sensor de altímetro de precisão MPL3115A2 é em aplicativos como mapa (auxílio de mapa, navegação), bússola magnética ou GPS (cálculo morto de GPS, aprimoramento de GPS para serviços de emergência), altimetria de alta precisão, smartphones / tablets, altimetria de eletrônicos pessoais e Satélites (equipamento da estação meteorológica / previsão).

Por ex. Usando este sensor e o Rasp Pi, você pode construir um Altímetro Visual Digital, a peça mais importante do equipamento de paraquedismo, que pode medir altitude, pressão atmosférica e temperatura. Você pode adicionar gaze de vento e outros sensores para torná-lo mais interessante.

Etapa 6: Conclusão

Como o programa é incrivelmente personalizável, há muitas maneiras interessantes de estender esse projeto e torná-lo ainda melhor. Por exemplo, um altímetro / interferômetro incluiria vários altímetros montados em mastros que adquiririam medições simultaneamente, fornecendo assim uma cobertura de área ampla contínua, com um ou vários altímetros. Temos um interessante vídeo tutorial no YouTube que pode ajudá-lo no melhor entendimento deste projeto.