Czujniki cisnienia i temperatury BMP085 / BMP180

ID: 33
Kategorie: Module

Menge: 0
Position:

BMP085 i BMP180 to dwa zgodne elektrycznie czujniki ciÅ›nienia atmosferycznego i temperatury firmy Bosch.

CharakteryzujÄ… siÄ™ pomiarem ciÅ›nienia w zakresie od 300 do 1100 hPa, co daje nam moÅ¼liwoÅ›Ä‡ okreÅ›lenia wysokoÅ›ci od +9000 do -500 metrów wzglÄ™dem poziomu morza. GÅ‚ównymi róÅ¼nicami jakie wystÄ™pujÄ… pomiÄ™dzy BMP085 a BMP180 to rozmiar oraz dokÅ‚adnoÅ›Ä‡ pomiaru w trybie wysokiej rozdzielczoÅ›ci pomiaru, w którym przewagÄ™ ma nowszy model oznaczony BMP180.

	BMP085	BMP180
Zakres mierzonego ciÅ›nienia	300 - 1100 hPa
NapiÄ™cie zasilania	1.8 - 3.6 V
Pobór prÄ…du	5 µA / pomiar
Rozmiar	5.0 mm x 5.0 mm	3.6 mm x 3.8 mm
WysokoÅ›Ä‡	1.2 mm	0.93 mm
DokÅ‚adnoÅ›Ä‡ (tryb niskiego poboru energii)	0.06 hPa (0.5m)
DokÅ‚adnoÅ›Ä‡ (tryb wysokiej rozdzielczoÅ›ci)	0.03 hPa (0.25m)	0.02 hPa (0.17m)
Temperatura pracy	-40 to +85°C

PeÅ‚na karta katalogowa BMP085: http://www.jarzebski.pl/datasheets/BMP085.pdf
PeÅ‚na karta katalogowa BMP180: http://www.jarzebski.pl/datasheets/BMP180.pdf

Obliczanie wysokoÅ›ci na podstawie pomiaru ciÅ›nienia atmosferycznego

ZnajÄ…c ciÅ›nienie jakie panuje na poziomie morza p0 (np.: 1013.25 hPa) oraz pomiar p, moÅ¼emy okreÅ›liÄ‡ aktualnÄ… wysokoÅ›Ä‡, wyliczajÄ…c jÄ… z poniÅ¼szego wzoru.

ZaleÅ¼noÅ›Ä‡ pomiÄ™dzy wysokoÅ›ciÄ… a ciÅ›nieniem przedstawia poniÅ¼sza charakterystyka, z której wynika, Å¼e zmiana ciÅ›nienia Δp = 1 hPa odpowiada wysokoÅ›ci Δh = 8.43 m. Natomiast zmiana wysokoÅ›ci Δh = 10 m odpowiada zmianie ciÅ›nienia Δp = 1 2hPa

PoÅ‚Ä…czenie z Arduino

Na rynku istnieje kilka gotowych moduÅ‚ów z czujnikami BMP085 oraz BMP180. RóÅ¼niÄ… siÄ™ one przede wszystkim poziomem napiÄ™cia zasilania, które typowo wynosi 3.3V. W przypadku posiadanych przeze mnie moduÅ‚ów IMU GY-80 oraz IMU GY-87 zasilanie moÅ¼e byÄ‡ zarówno 5V jak i 3.3V. JeÅ›li zdecydujemy siÄ™ na zasilanie 5V naleÅ¼y zwróciÄ‡ szczególnÄ… uwagÄ™ na podÅ‚Ä…czenie do odpowiedniego 5V pinu moduÅ‚u IMU, gdyÅ¼ podÅ‚Ä…czenie do pinu 3.3V moÅ¼e go uszkodziÄ‡.

Pin oznaczony SCL (adapter) podÅ‚Ä…czamy do pinu A5 (Arduino), natomiast pin SDA (adapter) do pinu A4 (Arduino).

Nie zapomnijmy równieÅ¼ o masie GND.

PrzykÅ‚adowy program

Na szczÄ™Å›cie w przypadku czujników BMP085 i BMP180 moÅ¼emy posÅ‚uÅ¼yÄ‡ siÄ™ gotowÄ… bibliotekÄ… przygotowanÄ… przez Adafruit: https://github.com/adafruit/Adafruit-BMP085-Library (lub mirror BMP085.zip). BibliotekÄ™ naleÅ¼y rozpakowaÄ‡ do katalogu libraries.

```
#include <Wire.h>
```
```
#include <Adafruit_BMP085.h>
```
```
 
```
```
Adafruit_BMP085 bmp;
```
```
 
```
```
void setup()
```
```
{
```
```
  Serial.begin(9600);
```
```
 
```

  // Jako parametr mozemy podav dokladnosc - domyslnie 3

  // 0 - niski pobór energii - najszybszy pomiar

```
  // 1 - standardowy pomiar
```
```
  // 2 - wysoka precyzja
```

  // 3 - super wysoka precyzja - najwolniejszy pomiar

```
  if (!bmp.begin())
```
```
  {
```

    Serial.println("Nie odnaleziono czujnika BMP085 / BMP180");

```
    while (1) {}
```
```
  }
```
```
}
```
```
 
```
```
void loop()
```
```
{
```
```
    // Odczytujemy temperaturÄ™
```
```
    Serial.print("Temperatura = ");
```

    Serial.print(bmp.readTemperature());

```
    Serial.println(" *C");
```
```
     
```
```
    // Odczytujemy cisnienie
```
```
    Serial.print("Cisnienie = ");
```
```
    Serial.print(bmp.readPressure());
```
```
    Serial.println(" Pa");
```
```
     
```
```
 
```

    // Obliczamy wysokosc dla domyslnego cisnienia przy pozimie morza

    // p0 = 1013.25 millibar = 101325 Pascal

```
    Serial.print("Wysokosc = ");
```
```
    Serial.print(bmp.readAltitude());
```
```
    Serial.println(" metrow");
```
```
     
```

    // Jesli znamy aktualne cisnienie przy poziomie morza,

    // mozemy dokladniej wyliczyc wysokosc, padajac je jako parametr

    Serial.print("Rzeczywista wysokosc = ");

    Serial.print(bmp.readAltitude(102520));

```
    Serial.println(" metrow");
```
```
     
```
```
    Serial.println();
```
```
    delay(500);
```
```
}
```

Wynik dziaÅ‚ania

Wizualizacja

Spróbujmy jeszze pokazaÄ‡ na wykresie poszczególne parametry za pomocÄ… processingu. W tym przypadku skorzystamy nieco z zmodyfikowanego programu dla Arduino. Wyliczymy równieÅ¼ wysokoÅ›Ä‡ samodzielnie, poniewaÅ¼ funkcja readAltitude() ponownie bÄ™dzie odczytywaÅ‚a ciÅ›nienie do wyliczeÅ„, które juÅ¼ mamy.

```
#include <Wire.h>
```
```
#include <Adafruit_BMP085.h>
```
```
 
```
```
Adafruit_BMP085 bmp;
```
```
 
```
```
float sealevelPressure;
```
```
 
```
```
void setup()
```
```
{
```
```
  Serial.begin(9600);
```
```
 
```
```
  if (!bmp.begin())
```
```
  {
```

    Serial.println("Nie odnaleziono czujnika BMP085 / BMP180");

```
    while (1) {}
```
```
  }
```
```
}
```
```
 
```
```
void loop()
```
```
{
```

    // Odczytujemy temperature i cisnienie

```
    float temp = bmp.readTemperature();
```

    float pressure = bmp.readPressure();

```
     
```
```
    // Sami wyliczamy wysokosc
```
```
    sealevelPressure = 101325;
```

    float altitude = 44330 * (1.0 - pow(pressure / sealevelPressure, 0.1903));

```
     
```
```
    // Wyczucamy dane na port szeregowy
```
```
    Serial.print("D:");
```
```
    Serial.print(temp);
```
```
    Serial.print(":");
```
```
    Serial.print(pressure);
```
```
    Serial.print(":");
```
```
    Serial.print(altitude);
```
```
    Serial.println();
```
```
}
```

Program wizualizacyjny:

```
import processing.serial.*;
```
```
 
```
```
Serial myPort;
```
```
 
```
```
boolean hasData = false;
```
```
 
```
```
int actualSample = 0;
```
```
int maxSamples = 300;
```
```
int sampleStep = 2;
```
```
 
```

float[] tempValues = new float[maxSamples+1];

```
int minTemp = 0;
```
```
int maxTemp = 0;
```
```
 
```

float[] pressureValues = new float[maxSamples+1];

```
int minPressure = 0;
```
```
int maxPressure = 0;
```
```
 
```

float[] altitudeValues = new float[maxSamples+1];

```
int minAltitude = 0;
```
```
int maxAltitude = 0;
```
```
 
```
```
void setup ()
```
```
{
```
```
  size(670, 750);        
```

  myPort = new Serial(this, Serial.list()[0], 9600);

```
  myPort.bufferUntil(10);
```
```
  background(0);
```
```
}
```
```
 
```

void drawChart(String title, float[] data, int minValue, int maxValue, int x, int y, int h, int ls, int fs)

```
{  
```
```
  strokeWeight(1);
```
```
  noFill();
```
```
  stroke(50,50,50);
```

  rect(x, y, (maxSamples*sampleStep)+50, h+50);

```
 
```
```
  strokeWeight(1);
```
```
  stroke(90,90,90);
```
```
 
```

  for (float t = minValue; t <= maxValue; t = t + ls)

```
  {
```

     float line = map(t, minValue, maxValue, 0, h);

     line(x+40, y+h-line+16, x+(maxSamples*sampleStep)+40, y+h-line+16);

```
     fill(200, 200, 200);
```
```
     textSize(fs);
```
```
     text(int(t), 5+x, h-line+20+y);
```
```
  }
```
```
 
```
```
  textSize(14);
```

  String title2 = title + " " + nf(data[actualSample-1], 0, 2);

  text(title2, ((maxSamples*sampleStep)/2)-(textWidth(title2)/2)+40, h+40+y);

```
 
```
```
  strokeWeight(2);
```
```
  stroke(204, 102, 0);
```
```
 
```

  for (int i = 1; i < actualSample; i++)

```
  {
```

    float v0 = map(data[i-1], minValue, maxValue, 0, h);

    float v1 = map(data[i], minValue, maxValue, 0, h);

    line(((i-1)*sampleStep)+40+x, h-v0+16+y, (i*sampleStep)+40+x, h-v1+16+y);

```
  }
```
```
}
```
```
 
```
```
void draw ()
```
```
{
```
```
  if (!hasData) return;
```
```
 
```
```
  background(0);
```
```
 
```

  drawChart("Temperatura", tempValues, minTemp, maxTemp, 10, 10, 100, 1, 14);

  drawChart("Cisnienie", pressureValues, minPressure, maxPressure, 10, 200, 200, 50, 10);

  drawChart("Wysokosc", altitudeValues, minAltitude, maxAltitude, 10, 490, 200, 1, 12);

```
}
```
```
 
```
```
void nextSample()
```
```
{
```
```
  if (actualSample == maxSamples)
```
```
  {
```

    float lastTemp = tempValues[maxSamples];

    float lastPressure = pressureValues[maxSamples];

    float lastAltitude = altitudeValues[maxSamples];

```
      
```

    for (int i = 1; i <= (maxSamples-1); i++)

```
    {
```
```
      tempValues[i-1] = tempValues[i];
```

      pressureValues[i-1] = pressureValues[i];

      altitudeValues[i-1] = altitudeValues[i];

```
    }
```
```
      
```

    tempValues[(maxSamples-1)] = lastTemp;

    pressureValues[(maxSamples-1)] = lastPressure;

    altitudeValues[(maxSamples-1)] = lastAltitude;

```
  } else
```
```
  {
```
```
    actualSample++;
```
```
  }  
```
```
}
```
```
 
```
```
void serialEvent (Serial myPort)
```
```
{
```

  String inString = myPort.readStringUntil(10);

```
 
```
```
  if (inString != null)
```
```
  {
```
```
    inString = trim(inString);
```

    String[] list = split(inString, ':');

```
    
```
```
    String testString = trim(list[0]);
```
```
 
```
```
    if (list.length != 4) return;
```
```
    
```
```
    float temp = float(list[1]);
```
```
    float pressure = float(list[2]);
```
```
    float altitude = float(list[3]);
```
```
 
```
```
    if (actualSample == 0)
```
```
    {
```

      for (int i = 0; i <= maxSamples; i++)

```
      {
```
```
        tempValues[i] = temp;
```
```
        pressureValues[i] = pressure;
```
```
        altitudeValues[i] = altitude;
```
```
      }
```
```
    }
```
```
 
```
```
    tempValues[actualSample] = temp;
```

    pressureValues[actualSample] = pressure;

    altitudeValues[actualSample] = altitude;

```
 
```
```
    maxTemp = floor(max(tempValues))+1;
```
```
    minTemp = ceil(min(tempValues))-1;
```
```
 
```

    maxPressure = floor(max(pressureValues))+200;

    minPressure = ceil(min(pressureValues))-200;

```
    
```

    maxAltitude = floor(max(altitudeValues))+2;

    minAltitude = ceil(min(altitudeValues))-2;

```
 
```
```
    if (actualSample > 1)
```
```
    {
```
```
      hasData = true;
```
```
    }
```
```
 
```
```
    nextSample();
```
```
  }
```
```
}
```

Wynik dziaÅ‚ania

O ile pomiar ciÅ›nienia jest w miarÄ™ dokÅ‚adny na potrzeby meteorologiczne, to przeliczona za jego pomocÄ… wysokoÅ›Ä‡ moÅ¼e moÅ¼e wahaÄ‡ siÄ™ w zakresie ±1 m. Warto równieÅ¼ podkreÅ›liÄ‡ fakt, Å¼e wiÄ™ksza dokÅ‚adonoÅ›Ä‡ pomiaru ciÅ›nienia w czujniku BMP180 rozwiÄ…zywana jest programowo, a nie sprzÄ™towo - uÅ›redniany jest 3-krotny pomiar.

MateriaÅ‚y dodatkowe

Biblioteka dla Arduino: http://www.jarzebski.pl/arduino/BMP085/BMP085.zip
PrzykÅ‚ady z powyÅ¼szego wpisu: http://www.jarzebski.pl/arduino/BMP085/BMPxxx_examples.zip
PeÅ‚na karta katalogowa BMP085: http://www.jarzebski.pl/datasheets/BMP085.pdf
PeÅ‚na karta katalogowa BMP180: http://www.jarzebski.pl/datasheets/BMP180.pdf

Geändert am: 2020-05-24 21:50:55