Misurazione della pressione utilizzando CPS120 e Raspberry Pi: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

CPS120 è un sensore di pressione assoluta capacitivo di alta qualità ea basso costo con uscita completamente compensata. Consuma molto meno energia e comprende un sensore microelettromeccanico (MEMS) ultra piccolo per la misurazione della pressione. In esso è incorporato anche un ADC basato su sigma-delta per soddisfare il requisito di output compensato.

In questo tutorial viene dimostrata l'interfacciamento del modulo sensore CPS120 con raspberry pi e viene illustrata anche la sua programmazione in linguaggio Java. Per leggere i valori di pressione, abbiamo utilizzato raspberry pi con un adattatore I2c. Questo adattatore I2C rende la connessione al modulo sensore facile e più affidabile.

Passaggio 1: hardware richiesto:

I materiali di cui abbiamo bisogno per raggiungere il nostro obiettivo includono i seguenti componenti hardware:

1. CPS120

2. Raspberry Pi

3. Cavo I2C

4. Scudo I2C per Raspberry Pi

5. Cavo Ethernet

Passaggio 2: collegamento hardware:

La sezione relativa ai collegamenti hardware spiega sostanzialmente le connessioni di cablaggio necessarie tra il sensore e il Raspberry Pi. Garantire connessioni corrette è la necessità di base mentre si lavora su qualsiasi sistema per l'output desiderato. Quindi, i collegamenti necessari sono i seguenti:

Il CPS120 funzionerà su I2C. Ecco lo schema elettrico di esempio, che mostra come cablare ciascuna interfaccia del sensore.

Di default, la scheda è configurata per un'interfaccia I2C, quindi consigliamo di utilizzare questo collegamento se sei altrimenti agnostico. Tutto ciò di cui hai bisogno sono quattro fili!

Sono necessarie solo quattro connessioni pin Vcc, Gnd, SCL e SDA e questi sono collegati con l'aiuto del cavo I2C.

Queste connessioni sono mostrate nelle immagini sopra.

Passaggio 3: codice per la misurazione della pressione:

Il vantaggio di utilizzare raspberry pi è che ti offre la flessibilità del linguaggio di programmazione in cui desideri programmare la scheda per interfacciare il sensore con essa. Sfruttando questo vantaggio di questa scheda, stiamo dimostrando qui che è la programmazione in Java. Il codice java per CPS120 può essere scaricato dalla nostra comunità GitHub che è Dcube Store.

Oltre che per la facilità degli utenti, spieghiamo anche il codice qui: Come primo passaggio della codifica, è necessario scaricare la libreria pi4j in caso di java perché questa libreria supporta le funzioni utilizzate nel codice. Quindi, per scaricare la libreria puoi visitare il seguente link:

pi4j.com/install.html

Puoi copiare il codice Java funzionante per questo sensore anche da qui:

import com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

import com.pi4j.io.i2c. I2CDevice;

import com.pi4j.io.i2c. I2CFactory;

import java.io. IOException;

classe pubblica CPS120

{

public static void main(String args) genera un'eccezione

{

// Crea I2CBus

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

// Ottieni il dispositivo I2C, l'indirizzo I2C di CPS120 è 0x28(40)

I2CDevice device = bus.getDevice(0x28);

// Invia il comando di avvio

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

Thread.sleep(800);

// Legge 2 byte di dati, prima msb

byte dati = nuovo byte[2];

device.read(data, 0, 2);

// Converti i dati in kPa

doppia pressione = (((data[0] & 0x3F) * 256 + data[1]) * (90 / 16384,00)) + 30;

// Invia i dati allo schermo

System.out.printf("La pressione è: %.2f kPa %n", pressione);

}

}

La libreria che facilita la comunicazione i2c tra il sensore e la scheda è pi4j, i suoi vari pacchetti I2CBus, I2CDevice e I2CFactory aiutano a stabilire la connessione.

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

Le funzioni write() e read() vengono utilizzate per scrivere alcuni comandi particolari sul sensore per farlo funzionare in una modalità particolare e leggere rispettivamente l'output del sensore.

L'uscita del sensore è mostrata anche nell'immagine sopra.

Passaggio 4: applicazioni:

CPS120 ha una varietà di applicazioni. Può essere impiegato in barometri portatili e fissi, altimetri ecc. La pressione è un parametro importante per determinare le condizioni meteorologiche e considerando che questo sensore può essere installato anche nelle stazioni meteorologiche. Può essere incorporato nei sistemi di controllo dell'aria e nei sistemi per il vuoto.