Circuitul senzorului de presiune barometrică - Detalii de lucru și interfață

În acest articol vom explora ce este un barometru și cum să interfațăm un senzor barometric BMP180 cu Arduino. De asemenea, vom explora unele dintre specificațiile sale importante și, în cele din urmă, vom învăța cum să prezicem vremea folosind citiri barometrice.

Ce este Barometrul?

Barometrul este un instrument pentru măsurarea presiunii atmosferice. Presiunea atmosferică este cantitatea de forță exercitată de atmosfera pământului. Presiunea atmosferică a Pământului se schimbă din când în când, modificarea presiunii atmosferice poate prezice condițiile meteorologice pe termen scurt în zona locală.

În vremurile moderne, putem obține prognoza meteo pe vârfurile degetelor prin smartphone, TV, radio etc. Dar în primele zile, în jurul secolului al XVII-lea, prognoza meteo depindea de barometru, care a fost fabricat folosind elemente chimice toxice, cum ar fi mercurul.

Barometrul pe bază de mercur a fost un instrument la îndemână pentru oamenii de știință pentru fermieri. A prezis vremea destul de precisă, a ajutat oamenii de știință să efectueze experimente științifice asupra atmosferei, iar fermierii știu când să cultive culturi la momentul potrivit.

Mai târziu a fost inventat un barometru pe bază mecanică, care nu folosea niciun fel de lichid. Din fericire, trăim în epoca tehnologiei avansate, în care senzorii barometrici sunt ieftini și nu măsoară mai mult decât unghia degetului mare.

Ilustrarea senzorului barometric:

Acum, știți ce este un barometru și unde este folosit.

Specificații:

• Poate măsura presiunea cuprinsă între 300hPa și 1100hPa (1hPa = 100Pa), „Pa” denotă Pascal, iar hPa denotă hectopascal.
• Temperatura de funcționare este de la -40 la +85 grade Celsius.
• Măsurarea temperaturii variind de la 0 la 65 de grade Celsius.
• Tensiune de funcționare tipică 3,3V.
• Consum de energie 5 microampere.
Acum, să ne scufundăm în schema de circuit.

Cum functioneaza

Circuitul senzorului barometric BMP180 care utilizează Arduino este de fapt foarte simplu deoarece folosește magistrala i2C, care este o comunicație cu două fire. Cipul folosește 3,3 V de la Arduino de la sursa de alimentare reglată la bord. Poate măsura presiunea atmosferică locală și temperatura ambiantă.

Prototipul autorului:

Programul este conceput pentru a calcula și alți parametri, cum ar fi presiunea atmosferică la nivelul mării și altitudinea de la nivelul mării, la care putem asista de la monitorul serial al IDE.

Înainte de a vă scufunda în partea de programare, descărcați fișierul bibliotecii de pe următorul link: github.com/adafruit/Adafruit_BMP085_Unified.git și adăugați-l în dosarul bibliotecii Arduino.

Codul programului:

//-----------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----------------//

Legătura pentru fișierul de bibliotecă este inițial realizată pentru BMP085, dar este compatibilă cu BMP180.

NOTĂ: În timpul compilării programului, IDE oferă un avertisment, vă rugăm să îl ignorați, codul și biblioteca funcționează foarte bine.

Cum se prezice vremea?

Prognoza meteo care este difuzată la televizor și radio este măsurată de la nivelul mării și nu de presiunea atmosferică locală, deoarece altitudinea poate afecta citirea de la locație la locație și măsurarea la nivelul mării va da o valoare standard pe tot barometrul. Deci, ne concentrăm pe nivelul de presiune la nivelul mării (calculat) pe monitorul serial.

Presiunea atmosferică continuă să se schimbe și nu se poate obține nicio valoare constantă. Dar, se poate determina vremea monitorizând citirea la un anumit interval de timp.

Uită-te la citiri și notează-l, așteaptă o jumătate de oră și notează din nou citirea, dacă citirea se ridică, aceasta înseamnă că vremea va fi însorită. Dacă citirea scade, putem prezice o furtună sau ploaie.

Acest lucru este același în toate barometrele. Cu cât este mai mare diferența dintre citirile inițiale și curente, cu atât este mai mare posibilitatea schimbării condițiilor meteorologice.