การวัดความดันโดยใช้ CPS120 และ Raspberry Pi: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

CPS120 เป็นเซ็นเซอร์ความดันสัมบูรณ์แบบ capacitive คุณภาพสูงและต้นทุนต่ำพร้อมเอาต์พุตที่ชดเชยอย่างเต็มที่ ใช้พลังงานน้อยมากและประกอบด้วยเซนเซอร์เครื่องกลไฟฟ้าขนาดเล็กพิเศษ (MEMS) สำหรับการวัดความดัน ADC ที่ใช้ซิกมาเดลต้ายังรวมอยู่ในนั้นเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของเอาต์พุตที่ได้รับการชดเชย

ในบทช่วยสอนนี้ มีการสาธิตการเชื่อมต่อโมดูลเซ็นเซอร์ CPS120 กับ raspberry pi และแสดงการเขียนโปรแกรมโดยใช้ภาษา Java ด้วย ในการอ่านค่าความดัน เราใช้ Raspberry Pi กับอะแดปเตอร์ I2c อะแดปเตอร์ I2C นี้ทำให้การเชื่อมต่อกับโมดูลเซ็นเซอร์ทำได้ง่ายและเชื่อถือได้มากขึ้น

ขั้นตอนที่ 1: ฮาร์ดแวร์ที่จำเป็น:

วัสดุที่เราต้องการเพื่อให้บรรลุเป้าหมายประกอบด้วยส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ต่อไปนี้:

1. CPS120

2. ราสเบอร์รี่ปี่

3. สายเคเบิล I2C

4. I2C Shield สำหรับ Raspberry Pi

5. สายเคเบิลอีเธอร์เน็ต

ขั้นตอนที่ 2: การเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์:

ส่วนการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์โดยทั่วไปจะอธิบายการเชื่อมต่อสายไฟที่จำเป็นระหว่างเซ็นเซอร์และราสเบอร์รี่ pi ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อถูกต้องเป็นสิ่งจำเป็นพื้นฐานในขณะที่ทำงานกับระบบใด ๆ สำหรับเอาต์พุตที่ต้องการ ดังนั้น การเชื่อมต่อที่จำเป็นมีดังนี้:

CPS120 จะทำงานบน I2C นี่คือตัวอย่างไดอะแกรมการเดินสาย ซึ่งสาธิตวิธีเชื่อมต่อแต่ละอินเทอร์เฟซของเซ็นเซอร์

นอกกรอบ บอร์ดได้รับการกำหนดค่าสำหรับอินเทอร์เฟซ I2C ดังนั้นเราขอแนะนำให้ใช้การเชื่อมต่อนี้หากคุณไม่เชื่อเรื่องพระเจ้า สิ่งที่คุณต้องมีคือสี่สาย!

ต้องใช้พิน Vcc, Gnd, SCL และ SDA เพียงสี่การเชื่อมต่อเท่านั้น และเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิล I2C

การเชื่อมต่อเหล่านี้แสดงให้เห็นในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 3: รหัสสำหรับการวัดแรงดัน:

ข้อดีของการใช้ raspberry pi คือ ให้ความยืดหยุ่นของภาษาการเขียนโปรแกรมที่คุณต้องการตั้งโปรแกรมบอร์ดเพื่อเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ ใช้ประโยชน์จากข้อได้เปรียบของบอร์ดนี้ เรากำลังสาธิตที่นี่ว่าเป็นการเขียนโปรแกรมในภาษาจาวา สามารถดาวน์โหลดรหัสจาวาสำหรับ CPS120 ได้จากชุมชน GitHub ของเรา นั่นคือ Dcube Store

เช่นเดียวกับความสะดวกของผู้ใช้ เรากำลังอธิบายโค้ดที่นี่ด้วย: ในขั้นแรกของการเขียนโค้ด คุณต้องดาวน์โหลดไลบรารี pi4j ในกรณีของ java เนื่องจากไลบรารีนี้สนับสนุนฟังก์ชันที่ใช้ในโค้ด ดังนั้น หากต้องการดาวน์โหลดห้องสมุด คุณสามารถไปที่ลิงก์ต่อไปนี้:

pi4j.com/install.html

คุณสามารถคัดลอกโค้ดจาวาที่ใช้งานได้สำหรับเซ็นเซอร์นี้จากที่นี่ด้วย:

นำเข้า com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

นำเข้า com.pi4j.io.i2c. I2CDevice;

นำเข้า com.pi4j.io.i2c. I2CFactory;

นำเข้า java.io. IOException;

คลาสสาธารณะ CPS120

{

โมฆะคงที่สาธารณะหลัก (สตริง args ) พ่นข้อยกเว้น

{

// สร้าง I2CBus

บัส I2CBus = I2CFactory.getInstance(I2CBus. BUS_1);

// รับอุปกรณ์ I2C ที่อยู่ CPS120 I2C คือ 0x28(40)

อุปกรณ์ I2CDevice = bus.getDevice(0x28);

// ส่งคำสั่งเริ่มต้น

อุปกรณ์.write(0x28, (ไบต์)0x80);

เธรด. สลีป (800);

// อ่านข้อมูล 2 ไบต์ msb ก่อน

ไบต์ data = ไบต์ใหม่[2];

อุปกรณ์อ่าน (ข้อมูล 0, 2);

// แปลงข้อมูลเป็น kPa

แรงดันสองเท่า = (((ข้อมูล[0] & 0x3F) * 256 + ข้อมูล[1]) * (90 / 16384.00)) + 30;

// ส่งออกข้อมูลไปที่หน้าจอ

System.out.printf("ความดัน: %.2f kPa %n", ความดัน);

}

}

ห้องสมุดที่อำนวยความสะดวกในการสื่อสาร i2c ระหว่างเซ็นเซอร์และบอร์ดคือ pi4j แพ็คเกจต่างๆ I2CBus, I2CDevice และ I2CFactory ช่วยสร้างการเชื่อมต่อ

นำเข้า com.pi4j.io.i2c. I2CBus;นำเข้า com.pi4j.io.i2c. I2CDevice; นำเข้า com.pi4j.io.i2c. I2CFactory; นำเข้า java.io. IOException;

ฟังก์ชัน write() และ read() ใช้เพื่อเขียนคำสั่งบางอย่างไปยังเซ็นเซอร์เพื่อให้ทำงานในโหมดเฉพาะและอ่านเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ตามลำดับ

เอาต์พุตของเซ็นเซอร์จะแสดงในภาพด้านบนด้วย

ขั้นตอนที่ 4: การใช้งาน:

CPS120 มีการใช้งานที่หลากหลาย สามารถใช้ในบารอมิเตอร์แบบพกพาและอยู่กับที่ เครื่องวัดระยะสูง ฯลฯ ความดันเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในการพิจารณาสภาพอากาศ และพิจารณาว่าเซ็นเซอร์นี้สามารถติดตั้งที่สถานีตรวจอากาศได้เช่นกัน สามารถรวมเข้ากับระบบปรับอากาศเช่นเดียวกับระบบสุญญากาศ