اندازه گیری فشار با استفاده از CPS120 و آردوینو نانو: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

CPS120 یک سنسور فشار مطلق خازنی با کیفیت بالا و کم هزینه با خروجی کاملاً جبران شده است. مصرف برق بسیار کمتری دارد و شامل یک سنسور بسیار کوچک میکرو الکترو مکانیکی (MEMS) برای اندازه گیری فشار است. یک ADC مبتنی بر سیگما دلتا نیز در آن تعبیه شده است تا نیاز خروجی جبران شده را برآورده کند.

در این آموزش ، رابط ماژول سنسور CPS120 با آردوینو نانو نشان داده شده است. برای خواندن مقادیر فشار ، ما از فوتون با آداپتور I2c استفاده کرده ایم. این آداپتور I2C اتصال به ماژول سنسور را آسان و قابل اعتماد می کند.

مرحله 1: سخت افزار مورد نیاز:

مواد مورد نیاز برای تحقق هدف ما شامل اجزای سخت افزاری زیر است:

1. CPS120

2. آردوینو نانو

3. کابل I2C

4. I2C Shield برای آردوینو نانو

مرحله 2: اتصال سخت افزاری:

بخش اتصال سخت افزاری اساساً اتصالات سیم کشی مورد نیاز بین سنسور و آردوینو نانو را توضیح می دهد. اطمینان از اتصالات صحیح ضروری ترین ضرورت در هنگام کار بر روی هر سیستم برای خروجی مورد نظر است. بنابراین ، اتصالات مورد نیاز به شرح زیر است:

CPS120 از طریق I2C کار می کند. در اینجا مثال نمودار سیم کشی است که نحوه اتصال هر رابط سنسور را نشان می دهد.

خارج از جعبه ، برد برای یک رابط I2C پیکربندی شده است ، بنابراین توصیه می کنیم در غیر این صورت آگنوستیک از این اتصال استفاده کنید. تنها چیزی که نیاز دارید چهار سیم است!

فقط چهار اتصال نیاز به پین های Vcc ، Gnd ، SCL و SDA دارد و این اتصالات با کمک کابل I2C متصل می شوند.

این اتصالات در تصاویر بالا نشان داده شده است.

مرحله 3: کد اندازه گیری فشار:

بیایید اکنون با کد آردوینو شروع کنیم.

هنگام استفاده از ماژول سنسور با آردوینو ، ما کتابخانه Wire.h را شامل می شود. کتابخانه "Wire" شامل عملکردهایی است که ارتباط i2c بین سنسور و برد آردوینو را تسهیل می کند.

برای راحتی کاربر ، کل کد آردوینو در زیر آورده شده است:

#عبارتند از

// آدرس CPS120 I2C 0x28 (40) است

#تعریف Addr 0x28

void setup ()

{

// راه اندازی ارتباط I2C

Wire.begin ()؛

// برقراری ارتباط اولیه ، تنظیم نرخ باود = 9600

Serial.begin (9600)؛

}

حلقه خالی ()

{

اطلاعات int بدون علامت [4]؛

// شروع انتقال I2C

Wire.beginTransmission (Addr)؛

// درخواست 4 بایت داده

سیم. درخواست از (Addr، 4)؛

// خواندن 4 بایت داده

// فشار msb ، فشار lsb ، temp msb ، temp lsb

if (Wire.available () == 4)

{

داده [0] = Wire.read ()؛

داده [1] = Wire.read ()؛

داده [2] = Wire.read ()؛

داده [3] = Wire.read ()؛

تأخیر (300) ؛

// توقف انتقال I2C

Wire.endTransmission ()؛

// تبدیل داده ها به 14 بیت

فشار شناور = ((((داده [0] & 0x3F) * 265 + داده [1]) / 16384.0) * 90.0) + 30.0 ؛

float cTemp = ((((داده [2] * 256) + (داده [3] & 0xFC)) / 4.0) * (165.0 / 16384.0)) - 40.0 ؛

float fTemp = cTemp * 1.8 + 32 ؛

// خروجی داده ها به مانیتور سریال

Serial.print ("فشار است:") ؛

Serial.print (فشار) ؛

Serial.println ("kPa") ؛

Serial.print ("دما در سانتیگراد:") ؛

Serial.print (cTemp) ؛

Serial.println ("C") ؛

Serial.print ("دما در فارنهایت:") ؛

Serial.print (fTemp) ؛

Serial.println ("F") ؛

تأخیر (500) ؛

}

}

در کتابخانه سیم Wire.write () و Wire.read () برای نوشتن دستورات و خواندن خروجی سنسور استفاده می شود.

Serial.print () و Serial.println () برای نمایش خروجی سنسور در مانیتور سریال Arduino IDE استفاده می شود.

خروجی سنسور در تصویر بالا نشان داده شده است.

مرحله 4: برنامه های کاربردی:

CPS120 کاربردهای متنوعی دارد. فشار را می توان در فشارسنج های قابل حمل و ثابت ، ارتفاع سنج ها و غیره به کار برد. فشار یک پارامتر مهم برای تعیین شرایط آب و هوایی است و با توجه به اینکه این سنسور را می توان در ایستگاه های هواشناسی نیز نصب کرد. می توان آن را در سیستم های contol هوا و همچنین سیستم های خلاء گنجانید.