Obvod snímače barometrického tlaku - pracovní a propojovací podrobnosti

V tomto článku se budeme zabývat tím, co je barometr a jak propojit barometrický snímač BMP180 s Arduinem. Budeme také zkoumat některé z jeho důležitých specifikací a nakonec se naučíme, jak předpovídat počasí pomocí barometrických údajů.

Co je to barometr?

Barometr je nástroj pro měření atmosférického tlaku. Atmosférický tlak je množství síly vyvíjené zemskou atmosférou. Atmosférický tlak Země se čas od času mění, změna atmosférického tlaku může předpovídat krátkodobé povětrnostní podmínky v místní oblasti.

V moderní době můžeme získat předpověď počasí na konečky prstů prostřednictvím smartphonu, televize, rádia atd. Ale v počátcích, kolem 17. století, byla předpověď počasí závislá na barometru, který byl vyroben za použití toxických chemických prvků, jako je rtuť.

Barometr založený na rtuti byl pro vědce užitečným nástrojem pro zemědělce. Předpovídalo počasí docela přesně, pomohlo vědcům provádět vědecké experimenty o atmosféře a zemědělci věděli, kdy pěstovat plodiny ve správný čas.

Později byl vyvinut mechanický barometr, který nepoužíval žádný druh kapaliny. Naštěstí žijeme v éře vyspělé technologie, kde jsou barometrické senzory levné a jejich velikost nepřesahuje velikost našeho nehtu palce.

Ilustrace barometrického senzoru:

Nyní víte, co je barometr a kde se používá.

Specifikace:

• Může měřit tlak v rozmezí od 300 hPa do 1100 hPa (1 hPa = 100 Pa), „Pa“ označuje Pascal a hPa označuje hektopascal.
• Provozní teplota je od -40 do +85 stupňů Celsia.
• Měření teploty v rozmezí od 0 do 65 stupňů Celsia.
• Typické provozní napětí 3,3 V.
• Spotřeba energie 5 mikroampérů.
Nyní se podívejme na schéma zapojení.

Jak to funguje

Barometrický obvod snímače BMP180 využívající Arduino je ve skutečnosti velmi jednoduchý, protože využívá sběrnici i2C, což je dvouvodičová komunikace. Čip využívá 3,3 V od Arduina z palubního regulovaného napájecího zdroje. Může měřit místní atmosférický tlak a teplotu okolí.

Autorův prototyp:

Program je navržen tak, aby vypočítal i další parametry, jako je atmosférický tlak na hladině moře a nadmořská výška z hladiny moře, což můžeme sledovat ze sériového monitoru IDE.

Než se ponoříte do programovací části, stáhněte si soubor knihovny z následujícího odkazu: github.com/adafruit/Adafruit_BMP085_Unified.git a přidejte do složky knihovny Arduino.

Programový kód:

//-----------Program by R.Girish----------------//
#include
#include
Adafruit_BMP085 bmp
void setup()
{
Serial.begin(9600)
if (!bmp.begin())
{
Serial.println('Could not find a valid BMP085 sensor, check wiring!')
while (1) {}
}
}
void loop()
{
Serial.print('Temperature = ')
Serial.print(bmp.readTemperature())
Serial.println(' *C')
Serial.print('Pressure = ')
Serial.print(bmp.readPressure())
Serial.println(' Pascal')
Serial.print('Altitude = ')
Serial.print(bmp.readAltitude())
Serial.println(' meters')
Serial.print('Pressure at sealevel (calculated) = ')
Serial.print(bmp.readSealevelPressure())
Serial.println(' Pascal')
Serial.print('Real altitude = ')
Serial.print(bmp.readAltitude(101500))
Serial.println(' meters')
Serial.println()
delay(10000)
}
//-----------Program by R.Girish----------------//

Odkaz na soubor knihovny je původně vytvořen pro BMP085, ale je kompatibilní s BMP180.

POZNÁMKA: Při kompilaci programu IDE vydá varování, ignorujte jej, kód a knihovna fungují dobře.

Jak předpovědět počasí?

Předpověď počasí, která se vysílá v televizi a rádiích, se měří od hladiny moře, nikoli od místního atmosférického tlaku, je to proto, že nadmořská výška může ovlivnit odečet z místa na místo a měření na hladině moře poskytne standardní hodnotu napříč celým barometrem. Zaměřujeme se tedy na hladinu tlaku na úrovni moře (vypočítanou) na sériovém monitoru.

Atmosférický tlak se stále mění a nelze dosáhnout žádné konstantní hodnoty. Lze však určit počasí sledováním odečtu v určitém časovém intervalu.

Podívejte se na naměřené hodnoty a poznamenejte si je, počkejte půl hodiny a zaznamenejte naměřené hodnoty znovu, pokud je naměřená hodnota vysoká, znamená to, že bude slunečné počasí. Pokud se hodnota sníží, můžeme předpovědět bouři nebo déšť.

To je stejné pro všechny barometry. Vyšší rozdíl mezi počátečním a aktuálním odečtem zvyšuje možnost změny povětrnostních podmínek.