Đo áp suất sử dụng CPS120 và Raspberry Pi: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

CPS120 là cảm biến áp suất tuyệt đối điện dung chất lượng cao và chi phí thấp với đầu ra được bù hoàn toàn. Nó tiêu thụ rất ít điện năng và bao gồm một cảm biến cơ điện tử siêu nhỏ (MEMS) để đo áp suất. ADC dựa trên sigma-delta cũng được bao gồm trong nó để đáp ứng yêu cầu của đầu ra được bù.

Trong hướng dẫn này, giao diện của mô-đun cảm biến CPS120 với raspberry pi được trình bày và cách lập trình của nó bằng ngôn ngữ Java cũng đã được minh họa. Để đọc các giá trị áp suất, chúng tôi đã sử dụng raspberry pi với bộ điều hợp I2c. Bộ điều hợp I2C này giúp kết nối với mô-đun cảm biến dễ dàng và đáng tin cậy hơn.

Bước 1: Yêu cầu phần cứng:

Các tài liệu mà chúng tôi cần để hoàn thành mục tiêu của mình bao gồm các thành phần phần cứng sau:

1. CPS120

2. Raspberry Pi

3. Cáp I2C

4. I2C Shield cho Raspberry Pi

5. Cáp Ethernet

Bước 2: Kết nối phần cứng:

Phần kết nối phần cứng về cơ bản giải thích các kết nối dây cần thiết giữa cảm biến và pi raspberry. Đảm bảo các kết nối chính xác là điều cần thiết cơ bản trong khi làm việc trên bất kỳ hệ thống nào để có kết quả đầu ra mong muốn. Vì vậy, các kết nối cần thiết như sau:

CPS120 sẽ hoạt động trên I2C. Đây là sơ đồ đấu dây ví dụ, minh họa cách đấu dây cho từng giao diện của cảm biến.

Ngoài ra, bo mạch được định cấu hình cho giao diện I2C, vì vậy, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng kết nối này nếu bạn không có kiến thức khác. Tất cả những gì bạn cần là bốn dây!

Chỉ cần bốn kết nối là chân Vcc, Gnd, SCL và SDA và chúng được kết nối với sự trợ giúp của cáp I2C.

Các kết nối này được thể hiện trong các hình trên.

Bước 3: Mã đo áp suất:

Lợi thế của việc sử dụng raspberry pi là, cung cấp cho bạn sự linh hoạt của ngôn ngữ lập trình mà bạn muốn lập trình bảng để giao tiếp cảm biến với nó. Khai thác lợi thế này của bảng này, chúng tôi đang chứng minh ở đây nó là lập trình bằng Java. Bạn có thể tải xuống mã java cho CPS120 từ cộng đồng GitHub của chúng tôi là Dcube Store.

Cũng như để người dùng dễ dàng sử dụng, chúng tôi cũng giải thích mã ở đây: Ở bước đầu tiên của quá trình viết mã, bạn cần tải xuống thư viện pi4j trong trường hợp của java vì thư viện này hỗ trợ các chức năng được sử dụng trong mã. Vì vậy, để tải thư viện, bạn có thể truy cập liên kết sau:

pi4j.com/install.html

Bạn cũng có thể sao chép mã java đang hoạt động cho cảm biến này từ đây:

nhập com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

nhập com.pi4j.io.i2c. I2CDevice;

nhập com.pi4j.io.i2c. I2CFactory;

nhập java.io. IOException;

lớp công khai CPS120

{

public static void main (String args ) ném Exception

{

// Tạo I2CBus

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

// Lấy thiết bị I2C, địa chỉ CPS120 I2C là 0x28 (40)

Thiết bị I2CDevice = bus.getDevice (0x28);

// Gửi lệnh bắt đầu

device.write (0x28, (byte) 0x80);

Thread.sleep (800);

// Đọc 2 byte dữ liệu, msb trước

byte data = byte mới [2];

device.read (dữ liệu, 0, 2);

// Chuyển đổi dữ liệu sang kPa

áp suất kép = (((dữ liệu [0] & 0x3F) * 256 + dữ liệu [1]) * (90 / 16384,00)) + 30;

// Xuất dữ liệu ra màn hình

System.out.printf ("Áp suất là:%.2f kPa% n", áp suất);

}

}

Thư viện hỗ trợ giao tiếp i2c giữa cảm biến và bo mạch là pi4j, các gói khác nhau của nó I2CBus, I2CDevice và I2CFactory giúp thiết lập kết nối.

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

Các hàm write () và read () được sử dụng để ghi một số lệnh cụ thể vào cảm biến để làm cho nó hoạt động ở một chế độ cụ thể và đọc đầu ra của cảm biến tương ứng.

Đầu ra của cảm biến cũng được hiển thị trong hình trên.

Bước 4: Ứng dụng:

CPS120 có nhiều ứng dụng khác nhau. Nó có thể được sử dụng trong các khí áp kế di động và tĩnh, máy đo độ cao, v.v. Áp suất là một thông số quan trọng để xác định điều kiện thời tiết và xem xét rằng cảm biến này cũng có thể được lắp đặt tại các trạm thời tiết. Nó có thể được kết hợp trong hệ thống contol không khí cũng như hệ thống chân không.