Drukmeting met CPS120 en Raspberry Pi: 4 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

CPS120 is een hoogwaardige en goedkope capacitieve absolute druksensor met volledig gecompenseerde output. Het verbruikt zeer weinig stroom en bestaat uit een ultrakleine Micro-Electro-Mechanical Sensor (MEMS) voor drukmeting. Er is ook een op sigma-delta gebaseerde ADC belichaamd om aan de eis van gecompenseerde output te voldoen.

In deze tutorial wordt de interface van de CPS120-sensormodule met raspberry pi gedemonstreerd en is ook de programmering met Java-taal geïllustreerd. Om de drukwaarden uit te lezen hebben we raspberry pi gebruikt met een I2c-adapter. Deze I2C-adapter maakt de aansluiting op de sensormodule eenvoudig en betrouwbaarder.

Stap 1: Benodigde hardware:

De materialen die we nodig hebben om ons doel te bereiken, omvatten de volgende hardwarecomponenten:

1. CPS120

2. Raspberry Pi

3. I2C-kabel

4. I2C-schild voor Raspberry Pi

5. Ethernet-kabel

Stap 2: Hardware-aansluiting:

De hardware-aansluitingssectie legt in feite de bedradingsverbindingen uit die nodig zijn tussen de sensor en de Raspberry Pi. Zorgen voor correcte verbindingen is de basisbehoefte bij het werken aan elk systeem voor de gewenste output. De vereiste verbindingen zijn dus als volgt:

De CPS120 werkt via I2C. Hier is het voorbeeldbedradingsschema, dat laat zien hoe elke interface van de sensor moet worden aangesloten.

Out-of-the-box, het bord is geconfigureerd voor een I2C-interface, daarom raden we aan om deze aansluiting te gebruiken als je verder agnostisch bent. Alles wat je nodig hebt zijn vier draden!

Er zijn slechts vier aansluitingen nodig Vcc, Gnd, SCL en SDA-pinnen en deze worden verbonden met behulp van I2C-kabel.

Deze verbindingen worden gedemonstreerd in de bovenstaande afbeeldingen.

Stap 3: Code voor drukmeting:

Het voordeel van het gebruik van raspberry pi is dat het je de flexibiliteit biedt van de programmeertaal waarin je het bord wilt programmeren om de sensor ermee te verbinden. Gebruikmakend van dit voordeel van dit bord, demonstreren we hier het programmeren in Java. De Java-code voor CPS120 kan worden gedownload van onze GitHub-community, de Dcube Store.

Naast het gemak van de gebruikers leggen we de code hier ook uit: Als eerste stap van het coderen moet je de pi4j-bibliotheek downloaden in het geval van java, omdat deze bibliotheek de functies ondersteunt die in de code worden gebruikt. Dus om de bibliotheek te downloaden, kunt u de volgende link bezoeken:

pi4j.com/install.html

U kunt hier ook de werkende Java-code voor deze sensor kopiëren:

com.pi4j.io.i2c. I2CBus importeren;

com.pi4j.io.i2c. I2CDevice importeren;

importeer com.pi4j.io.i2c. I2CFactory;

import java.io. IOException;

openbare klasse CPS120

{

public static void main(String args) gooit Exception

{

// I2CBus maken

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

// Krijg I2C-apparaat, CPS120 I2C-adres is 0x28(40)

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

// Stuur startcommando

apparaat.schrijven (0x28, (byte)0x80);

Draad.slaap (800);

// Lees 2 bytes aan gegevens, msb eerst

byte data = nieuwe byte[2];

apparaat.lezen (gegevens, 0, 2);

// Converteer gegevens naar kPa

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

// Gegevens uitvoeren naar scherm

System.out.printf("Druk is: %.2f kPa %n", druk);

}

}

De bibliotheek die i2c-communicatie tussen de sensor en het bord mogelijk maakt, is pi4j, de verschillende pakketten I2CBus, I2CDevice en I2CFactory helpen om de verbinding tot stand te brengen.

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

De functies write() en read() worden gebruikt om bepaalde opdrachten naar de sensor te schrijven om deze in een bepaalde modus te laten werken en om respectievelijk de sensoruitvoer te lezen.

De output van de sensor wordt ook getoond in de afbeelding hierboven.

Stap 4: Toepassingen:

CPS120 heeft een verscheidenheid aan toepassingen. Het kan worden gebruikt in draagbare en stationaire barometers, hoogtemeters enz. Druk is een belangrijke parameter om de weersomstandigheden te bepalen en aangezien deze sensor ook op weerstations kan worden geïnstalleerd. Het kan zowel in luchtregelsystemen als vacuümsystemen worden ingebouwd.