اندازه گیری فشار با استفاده از CPS120 و Raspberry Pi: 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 تمشک pi نشان داده شده است و برنامه نویسی آن با استفاده از زبان جاوا نیز نشان داده شده است. برای خواندن مقادیر فشار ، ما از تمشک pi با یک آداپتور I2c استفاده کرده ایم. این آداپتور I2C اتصال به ماژول سنسور را آسان و قابل اطمینان تر می کند.

مرحله 1: سخت افزار مورد نیاز:

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

1. CPS120

2. تمشک پای

3. کابل I2C

4. I2C Shield For Raspberry Pi

5. کابل اترنت

مرحله 2: اتصال سخت افزاری:

بخش اتصال سخت افزاری اساساً اتصالات سیم کشی مورد نیاز بین سنسور و تمشک pi 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:

مزیت استفاده از تمشک pi این است که انعطاف پذیری زبان برنامه نویسی را که می خواهید در آن برنامه نویسی کنید تا سنسور با آن ارتباط برقرار کند فراهم می کند. با استفاده از این مزیت این برد ، ما در اینجا برنامه نویسی آن را در جاوا نشان می دهیم. کد جاوا برای CPS120 را می توانید از انجمن GitHub که فروشگاه Dcube است بارگیری کنید.

و همچنین برای سهولت کاربران ، ما در اینجا کد را نیز توضیح می دهیم: به عنوان اولین مرحله کد نویسی ، باید کتابخانه pi4j را در صورت جاوا بارگیری کنید زیرا این کتابخانه از توابع مورد استفاده در کد پشتیبانی می کند. بنابراین ، برای بارگیری کتابخانه می توانید از لینک زیر دیدن کنید:

pi4j.com/install.html

همچنین می توانید کد جاوا کار کننده برای این سنسور را از اینجا کپی کنید:

واردات com.pi4j.io.i2c. I2CBus ؛

واردات com.pi4j.io.i2c. I2CDevice؛

واردات com.pi4j.io.i2c. I2CFactory؛

واردات java.io. IOException؛

کلاس عمومی CPS120

{

public static void main (String args ) Exception را پرتاب می کند

{

// ایجاد I2CBus

گذرگاه I2CBus = I2CFactory.getInstance (I2CBus. BUS_1) ؛

// دریافت دستگاه I2C ، آدرس CPS120 I2C 0x28 است (40)

دستگاه I2CDevice = bus.getDevice (0x28) ؛

// ارسال فرمان شروع

device.write (0x28 ، (بایت) 0x80) ؛

Thread.sleep (800) ؛

// ابتدا 2 بایت داده ، ابتدا msb را بخوانید

بایت داده = بایت جدید [2]؛

device.read (داده ، 0 ، 2) ؛

// تبدیل داده ها به kPa

فشار مضاعف = (((داده [0] & 0x3F) * 256 + داده [1]) * (90 / 16384.00)) + 30 ؛

// خروجی داده ها به صفحه

System.out.printf ("فشار:٪.2f kPa٪ n" ، فشار) ؛

}

}

کتابخانه ای که ارتباط i2c بین سنسور و برد را تسهیل می کند pi4j است ، بسته های مختلف آن I2CBus ، I2CDevice و I2CFactory به برقراری ارتباط کمک می کند.

واردات com.pi4j.io.i2c. I2CBus ؛ واردات com.pi4j.io.i2c. I2CDevice ؛ واردات com.pi4j.io.i2c. I2CFactory؛ واردات java.io. IOException؛

توابع نوشتن () و خواندن () برای نوشتن دستورات خاصی به سنسور استفاده می شود تا به ترتیب در حالت خاصی کار کند و به ترتیب خروجی سنسور را بخواند.

خروجی سنسور نیز 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.