Druckmessung mit CPS120 und Raspberry Pi - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

CPS120 ist ein hochwertiger und kostengünstiger kapazitiver Absolutdrucksensor mit vollständig kompensiertem Ausgang. Es verbraucht sehr wenig Strom und besteht aus einem ultrakleinen mikroelektromechanischen Sensor (MEMS) zur Druckmessung. Ein ADC auf Sigma-Delta-Basis ist ebenfalls darin verkörpert, um die Anforderung einer kompensierten Ausgabe zu erfüllen.

In diesem Tutorial wird die Anbindung des CPS120 Sensormoduls an Raspberry Pi demonstriert und auch die Programmierung mit Java veranschaulicht. Zum Auslesen der Druckwerte haben wir Himbeer-Pi mit einem I2C-Adapter verwendet. Dieser I2C-Adapter macht die Verbindung zum Sensormodul einfach und zuverlässiger.

Schritt 1: Erforderliche Hardware:

Zu den Materialien, die wir zur Erreichung unseres Ziels benötigen, gehören die folgenden Hardwarekomponenten:

1. CPS120

2. Himbeer-Pi

3. I2C-Kabel

4. I2C-Schild für Raspberry Pi

5. Ethernet-Kabel

Schritt 2: Hardwareanschluss:

Der Abschnitt zum Hardwareanschluss erklärt im Wesentlichen die erforderlichen Kabelverbindungen zwischen dem Sensor und dem Himbeer-Pi. Die Sicherstellung korrekter Verbindungen ist die Grundvoraussetzung bei der Arbeit an jedem System für die gewünschte Ausgabe. Die erforderlichen Verbindungen sind also wie folgt:

Der CPS120 funktioniert über I2C. Hier ist das Beispiel-Verdrahtungsdiagramm, das zeigt, wie jede Schnittstelle des Sensors verdrahtet wird.

Out-of-the-box ist das Board für eine I2C-Schnittstelle konfiguriert, daher empfehlen wir, diesen Anschluss zu verwenden, wenn Sie ansonsten agnostisch sind. Alles was Sie brauchen sind vier Drähte!

Es werden nur vier Anschlüsse benötigt Vcc, Gnd, SCL und SDA Pins und diese werden mit Hilfe von I2C Kabel verbunden.

Diese Verbindungen sind in den obigen Bildern dargestellt.

Schritt 3: Code für die Druckmessung:

Der Vorteil der Verwendung von Raspberry Pi ist, dass Sie die Flexibilität der Programmiersprache haben, in der Sie das Board programmieren möchten, um den Sensor damit zu verbinden. Diesen Vorteil dieses Boards nutzend, demonstrieren wir hier seine Programmierung in Java. Der Java-Code für CPS120 kann von unserer GitHub-Community, dem Dcube Store, heruntergeladen werden.

Neben der Benutzerfreundlichkeit erklären wir hier auch den Code: Als ersten Schritt der Codierung müssen Sie im Falle von Java die pi4j-Bibliothek herunterladen, da diese Bibliothek die im Code verwendeten Funktionen unterstützt. Um die Bibliothek herunterzuladen, können Sie den folgenden Link besuchen:

pi4j.com/install.html

Sie können den funktionierenden Java-Code für diesen Sensor auch von hier kopieren:

com.pi4j.io.i2c. I2CBus importieren;

com.pi4j.io.i2c. I2CDevice importieren;

com.pi4j.io.i2c. I2CFactory importieren;

import java.io. IOException;

öffentliche Klasse CPS120

{

public static void main(String args) löst Ausnahme aus

{

// I2CBus erstellen

I2CBus-Bus = I2CFactory.getInstance(I2CBus. BUS_1);

// I2C-Gerät abrufen, CPS120 I2C-Adresse ist 0x28(40)

I2CDevice-Gerät = bus.getDevice(0x28);

// Startbefehl senden

device.write (0x28, (Byte)0x80);

Thread.sleep(800);

// 2 Byte Daten lesen, Msb zuerst

Byte Daten = neues Byte[2];

device.read (Daten, 0, 2);

// Daten in kPa. umwandeln

doppelter Druck = (((data[0] & 0x3F) * 256 + data[1]) * (90 / 16384,00)) + 30;

// Daten auf Bildschirm ausgeben

System.out.printf("Druck ist: %.2f kPa %n", Druck);

}

}

Die Bibliothek, die die i2c-Kommunikation zwischen Sensor und Board ermöglicht, ist pi4j, seine verschiedenen Pakete I2CBus, I2CDevice und I2CFactory helfen beim Verbindungsaufbau.

com.pi4j.io.i2c. I2CBus importieren; com.pi4j.io.i2c. I2CDevice importieren; com.pi4j.io.i2c. I2CFactory importieren; import java.io. IOException;

Die Funktionen write() und read() werden verwendet, um bestimmte Befehle an den Sensor zu schreiben, damit er in einem bestimmten Modus funktioniert und die Sensorausgabe entsprechend gelesen wird.

Die Ausgabe des Sensors wird auch im Bild oben gezeigt.

Schritt 4: Anwendungen:

CPS120 hat eine Vielzahl von Anwendungen. Er kann in tragbaren und stationären Barometern, Höhenmessern usw. eingesetzt werden. Der Druck ist ein wichtiger Parameter zur Bestimmung der Wetterbedingungen und da dieser Sensor auch an Wetterstationen installiert werden kann. Es kann sowohl in Luftkontrollsysteme als auch in Vakuumsysteme integriert werden.