ماژول دما و فشار سنج BMP280

ماژول دما و فشار سنج BMP280

سنسور BMP280 قابلیت اندازه گیری دما، فشار و ارتفاع دارد. ماژول BMP280 از جمله ماژول های حسگر الکترونیکی numerous electronic است که همزمان میتواند چندین پارامتر را تشخیص داده و نمایش دهد. بر روی ماژول سنسور نقره ای رنگ  GY-BM E/P 280 قرار گرفته شده است که پارامترهای محیطی را همانند نسخه اصلی آن اندازه گیری کرده و دیتا را ارسال می‌کند. این سنسور فشار را در بازه ۳۰۰ تا ۱۱۰۰ اندازه گیری کرده و رنج دمای اندازه گیری بین  – ۴۰ تا + ۸۵ درجه سانتی گراد است. دقت اندازه گیری فشار  ±۱ hPa است. متوسط جریان مصرفی ۲٫۷۴ µA و در حالت Sleep mode برابر با ۰٫۱ µA است. رزولوشن برای اندازه گیری فشار  ۰٫۰۱ hPa و برای دما ۰٫۰۱ درجه سانتی گراد است. ولتاژ کاری ماژول ۳٫۳ تا ۵ ولت DC است. این ماژول توان مصرفی کم، قیمت بسیار مناسب و سنسور آن مناسب استفاده در ساخت گجت های مختلف جهت اندازه گیری فشار و دما است. این سنسور در دو مدل BMP280 و BME280 تولید شده است.

• مدل P فقط برای نمایش دما و فشار است.
• مدل E فقط برای نمایش فشار، دما و رطوبت است.

راه اندازی BMP280 با رابط I2C

•  پایه VCC به پایه ۳٫۳ ولت برد آردوینو / ESP متصل می‌شود.
• پایه GND به پایه GND آردوینو / ESP متصل می‌شود.
• پایه SCL به پایه A5 آناولوگ آردوینو / ESP متصل می‌شود.
• پایه SDA به پایه A4 آنالوگ آردوینو / ESP متصل می‌شود.

راه اندازی BMP280 با رابط SPI

از پایه های CSB و SDO فقط در هنگام استفاده از رابط SPI در ارتباط ۴ سیمه استفاده می‌شود. در ارتباط SPI برای اتصالات پایه ها به صورت زیر است.

• پایه VCC به پایه ۳٫۳ ولت برد آردوینو / ESP متصل می‌شود.
• پایه GND به پایه GND آردوینو / ESP متصل می‌شود.
• پایه SCL به پایه A5 آناولوگ آردوینو / ESP متصل می‌شود.
• پایه SDA به پایه SS متصل می‌شود.
• پایه SDO به پایه MISO متصل می‌شود.

مشخصات فنی و ویژگی های کلی ماژول دما و فشار سنج BMP280

• ولتاژ کاری 3.3 الی 5 ولت
• پشتیبانی از پروتکل SPI و I2C
• دارای دقت  0.18 Pa برای سنجش فشار هوا
• دارای دقت 0.01  کلوین برای سنجش میزان دما
• قابلیت اندازه گیری دما در بازه 40- الی 85+ درجه C
• قابلیت اندازه گیری فشار در بازه 300 الی 1100 hPa
• جریان مصرفی بسیار پایین و در حدود 0.1 میکرو آمپر در حالت خواب

کاربردهای ماژول دما و فشار سنج BMP280

افزایش دقت GPS ها و مسیر یاب ها

طراحی و پیاده سازی سیستم مانیتورینگ وضعیت هوا

استفاده در طراحی و پیاده سازی المان های پروازی نظیر  پهپاد ها

تشخیص ارتفاع BMP280

سنسور BMP280 یک قابلیت منحصر به فرد دارد و آن فشار و ارتفاع است که توسط این تراشه اندازه گیری می‌شود. پاسکال Pa واحد اندازه گیری فشار است که در فیزیک به تعریف اصولی نیروی وارد بر سطح با آن آشنا شدیم. واحد اندازه گیری فشار هوا در هواشناسی و سطح آب هکتوپاسکال و یا میلی بار است که به صورت hPa نوشته می‎‌شود و معادل ۱۰۰ پاسکال است. فشار اتمسفری که در هوا وجود دارد برابر با ۱۰۱۳۲۵ Pa و یا معادل ۷۶ سانتی متر جیوه است. در نظر داشته باشید چگالی هوا با افزایش ارتفاع کاهش می‌یابد که مشخصه ای از فشار هوا است. با تغییر دما و رطویت چگالی هوا هم تغییر می‌کند. hpa نرمال در سطح دریا بر واحد MSL برابر با ۱۰۱۳٫۲۵ hPa یا ۲۹٫۹۲ اینچ جیوه است. برای تبدیل فشار به ارتفاع از فرمول زیر استفاده می‌شود.

۱ hectopascal (hPa) = 67.20 poundal-feet (ft pdl)

Altitude = (10^(log(P/P_0)/5.2558797)-1/(-6.8755856*10^-6)

راه اندازی سنسور BMP280 با آردوینو

برای راه اندازی این سنسور کتابخانه ی کاملی توسط Adafruit برای آن توسعه یافته است. در این کتابخانه توابع مربوط به BMP280 / BME280 نوشته شده است. همچنین در نمونه برنامه های کتابخانه نمونه کد برنامه برای پروتکل ارتباطی SPI / I2C نوشته شده است. ما در این آموزش از مدل BMP280 استفاده می‌کنیم. نرم افزار آردوینو را باز کرده و سپس مراحل زیر را انجام دهید. در صورتیکه با راه اندازی نرم افزار آردوینو Arduino آشنایی ندارید، در ابتدا آموزش کار با نرم افزار آردوینو Arduino را مطالعه کرده و سپس مراحل را پیش روید. برای نصب کتابخانه BMP280 از مسیر زیر کتابخانه را دریافت و نصب کنید.

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Adafruit_BMP280.h>

Adafruit_BMP280 bmp;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  if (!bmp.begin(0x76)) {
    Serial.println("Could not find a valid BMP280 sensor, check wiring!");
    while (1);
  }
}

void loop() {
  Serial.print("Temperature = ");
  Serial.print(bmp.readTemperature());
  Serial.println(" *C");

  Serial.print("Pressure = ");
  Serial.print(bmp.readPressure() / 100.0F);
  Serial.println(" hPa");

  Serial.print("Altitude = ");
  Serial.print(bmp.readAltitude(1013.25)); // sea level pressure
  Serial.println(" m");

  Serial.println();
  delay(2000);
}

راه اندازی سنسور BMP280 با میکروپایتون و ESP32

جهت راه اندازی سنسور BMP280 از برد ESP32 استفاده می‌کنیم. برای کدنویسی از زبان برنامه نویسی میکروپایتون بر پایه پایتون 3 استفاده شده است. 

import machine
from bmp280 import *

i2c = machine.I2C(scl=machine.Pin(22), sda=machine.Pin(21))
bmp = BMP280(i2c=i2c)

while True:
    temp = bmp.temperature
    press = bmp.pressure / 100.0
    alt = bmp.altitude
    print("Temperature: {:.2f} C".format(temp))
    print("Pressure: {:.2f} hPa".format(press))
    print("Altitude: {:.2f} m".format(alt))
    print()
    time.sleep(2)

راه اندازی سنسور BMP280 با میکروپایتون و PICO RP2040

جهت راه اندازی سنسور BMP280 از برد PICO RP2040 استفاده می‌کنیم. برای کدنویسی از زبان برنامه نویسی میکروپایتون بر پایه پایتون 3 استفاده شده است. 

import machine
from bmp280 import *

i2c = machine.I2C(0, scl=machine.Pin(2), sda=machine.Pin(3))
bmp = BMP280(i2c=i2c)

while True:
    temp = bmp.temperature
    press = bmp.pressure / 100.0
    alt = bmp.altitude
    print("Temperature: {:.2f} C".format(temp))
    print("Pressure: {:.2f} hPa".format(press))
    print("Altitude: {:.2f} m".format(alt))
    print()
    time.sleep(2)