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MicroPython教程之TPYBoard開發(fā)板DIY小型家庭氣象站

[復(fù)制鏈接]
ID:130183 發(fā)表于 2017-10-30 14:29 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
　　眾所周知，iPhone6/6Plus內(nèi)置氣壓傳感器，不過大家對(duì)于氣壓傳感器還是很陌生。跟字面的意思一樣，氣壓傳感器就是用來測(cè)量氣壓的，但測(cè)量氣壓對(duì)于普通的手機(jī)用戶來說又有什么作用呢?

　　海拔高度測(cè)量

　　對(duì)于喜歡登山的人來說，會(huì)非常關(guān)心自己所處的高度。海拔高度的測(cè)量方法，一般常用的有2種方式，一是通過GPS全球定位系統(tǒng)，二是通過測(cè)出大氣壓，然后根據(jù)氣壓值計(jì)算出海拔高度。由于受到技術(shù)和其它方面原因的限制，GPS計(jì)算海拔高度一般誤差都會(huì)有十米左右，而如果在樹林里或者是在懸崖下面時(shí)，有時(shí)候甚至接收不到GPS衛(wèi)星信號(hào)。而氣壓的方式可選擇的范圍會(huì)廣些，而且可以把成本控制的比較低。在手機(jī)原有GPS的基礎(chǔ)上再增加氣壓傳感器的功能，可讓三維定位更加精準(zhǔn)。

　　最近發(fā)現(xiàn)一塊好玩的開發(fā)板——TPYBoardv702，這個(gè)板子可以定位、發(fā)短信、打電話，并且板載溫濕度傳感器、光敏傳感器以及蜂鳴器，可以DIY很多有趣的東西，下面我們可以用這個(gè)板子加一個(gè)氣壓傳感器來做一個(gè)小型氣象站，來張實(shí)物圖：


1.jpg
　　TPYBoardv702

　　定位功能我就不多說了，如果需要的話可以參考


　　那么我們利用這塊板子跟BMP180氣壓傳感器來做一個(gè)小型家庭氣象站，來檢測(cè)當(dāng)?shù)販囟纫约爱?dāng)?shù)貧鈮号c海拔，如果想做更好玩的東西，可以接其他傳感器或者加個(gè)繼電器來控制其他設(shè)備。

　　BMP180是一直常見的氣壓傳感器，BMP180是一款高精度、小體積、超低能耗的壓力傳感器，可以應(yīng)用在移動(dòng)設(shè)備中,它的性能卓越，精度最低可以達(dá)到0.03hPa，并且耗電極低，只有3μA；BMP180采用強(qiáng)大的8-pin陶瓷無引線芯片承載（LCC）超薄封裝，可以通過I2C總線直接與各種微處理器相連。


2.jpg
　　BMP180實(shí)物圖

　　硬件接線圖

  
TPYBoard v702
  
        BMP180
3.3V
VIN
GND
GND
Y9
SCL
Y10
SDA

　　效果展示圖

3.jpg

　　連接完畢后，將font.py，upcd8544.py與bmp180的庫導(dǎo)入，就可以通過以下方法分別讀取溫度、氣壓、海拔高度了。

　　源代碼

　　foot.py,upcd8544.py庫的下載地址

　　導(dǎo)入需要的類庫，編輯好main.py，直接運(yùn)行就ok了，下面是main.py的程序源碼

  1. # main.py -- put your code here!
  2. import pyb
  3. import upcd8544
  4. from machine import SPI,Pin
  5. from ubinascii import hexlify
  6. from ubinascii import *
  7. from bmp180 import BMP180

  9. bmp=BMP180(2)
  10. SPI = pyb.SPI(1) #DIN=>X8-MOSI/CLK=>X6-SCK
  11. #DIN =>SPI(1).MOSI 'X8' data flow (Master out, Slave in)
  12. #CLK =>SPI(1).SCK  'X6' SPI clock
  13. RST    = pyb.Pin('X20')
  14. CE     = pyb.Pin('X19')
  15. DC     = pyb.Pin('X18')
  16. LIGHT  = pyb.Pin('X17')
  17. lcd_5110 = upcd8544.PCD8544(SPI, RST, CE, DC, LIGHT)

  19. while True:
  20.         tem=bmp.getTemp()
  21.         press=bmp.getPress()
  22.         altitude=bmp.getAltitude()
  23.         lcd_5110.lcd_write_string('Tem:',0,0)
  24.         lcd_5110.lcd_write_string(str(tem),0,1)
  25.         lcd_5110.lcd_write_string('C',65,1)
  26.         lcd_5110.lcd_write_string('Press:',0,2)
  27.         lcd_5110.lcd_write_string(str(press),0,3)
  28.         lcd_5110.lcd_write_string('Pa',65,3)        
  29.         lcd_5110.lcd_write_string('Hight:',0,4)
  30.         lcd_5110.lcd_write_string(str(altitude),0,5)
  31.         lcd_5110.lcd_write_string('M',65,5)

  33. bmp180.py庫的源碼

  35. import pyb
  36. from pyb import I2C

  38. BMP180_I2C_ADDR = const(0x77)
  39. class BMP180():
  40.     def __init__(self, i2c_num):
  41.         self.i2c = I2C(i2c_num, I2C.MASTER, baudrate = 100000)
  42.         self.AC1 = self.short(self.get2Reg(0xAA))
  43.         self.AC2 = self.short(self.get2Reg(0xAC))
  44.         self.AC3 = self.short(self.get2Reg(0xAE))
  45.         self.AC4 = self.get2Reg(0xB0)
  46.         self.AC5 = self.get2Reg(0xB2)
  47.         self.AC6 = self.get2Reg(0xB4)
  48.         self.B1 = self.short(self.get2Reg(0xB6))
  49.         self.B2 = self.short(self.get2Reg(0xB8))
  50.         self.MB = self.short(self.get2Reg(0xBA))
  51.         self.MC = self.short(self.get2Reg(0xBC))
  52.         self.MD = self.short(self.get2Reg(0xBE))
  53.         self.UT = 0
  54.         self.UP = 0
  55.         self.B3 = 0
  56.         self.B4 = 0
  57.         self.B5 = 0
  58.         self.B6 = 0
  59.         self.B7 = 0
  60.         self.X1 = 0
  61.         self.X2 = 0
  62.         self.X3 = 0

  64.     def short(self, dat):
  65.         if dat > 32767:
  66.             return dat - 65536
  67.         else:
  68.             return dat
  69.    
  70.     def setReg(self, dat, reg):
  71.         buf = bytearray(2)
  72.         buf[0] = reg
  73.         buf[1] = dat
  74.         self.i2c.send(buf, BMP180_I2C_ADDR)
  75.         
  76.     def getReg(self, reg):
  77.         buf = bytearray(1)
  78.         buf[0] = reg
  79.         self.i2c.send(buf, BMP180_I2C_ADDR)
  80.         t = self.i2c.recv(1, BMP180_I2C_ADDR)
  81.         return t[0]
  82.    
  83.     def get2Reg(self, reg):
  84.         a = self.getReg(reg)
  85.         b = self.getReg(reg + 1)
  86.         return a*256 + b

  88.     def measure(self):
  89.         self.setReg(0x2E, 0xF4)
  90.         pyb.delay(5)
  91.         self.UT = self.get2Reg(0xF6)
  92.         self.setReg(0x34, 0xF4)
  93.         pyb.delay(5)
  94.         self.UP = self.get2Reg(0xF6)

  96.     def getTemp(self):
  97.         self.measure()
  98.         self.X1 = (self.UT - self.AC6) * self.AC5/(1<<15)
  99.         self.X2 = self.MC * (1<<11) / (self.X1 + self.MD)
  100.         self.B5 = self.X1 + self.X2
  101.         return (self.B5 + 8)/160
  102.         
  103.     def getPress(self):
  104.         self.getTemp()
  105.         self.B6 = self.B5 - 4000
  106.         self.X1 = (self.B2 * (self.B6*self.B6/(1<<12))) / (1<<11)
  107.         self.X2 = (self.AC2 * self.B6)/(1<<11)
  108.         self.X3 = self.X1 + self.X2
  109.         self.B3 = ((self.AC1*4+self.X3) + 2)/4
  110.         self.X1 = self.AC3 * self.B6 / (1<<13)
  111.         self.X2 = (self.B1 * (self.B6*self.B6/(1<<12))) / (1<<16)
  112.         self.X3 = (self.X1 + self.X2 + 2)/4
  113.         self.B4 = self.AC4 * (self.X3 + 32768)/(1<<15)
  114.         self.B7 = (self.UP-self.B3) * 50000
  115.         if self.B7 < 0x80000000:
  116.             p = (self.B7*2)/self.B4
  117.         else:
  118.             p = (self.B7/self.B4) * 2
  119.         self.X1 = (p/(1<<8))*(p/(1<<8))
  120.         self.X1 = (self.X1 * 3038)/(1<<16)
  121.         self.X2 = (-7357*p)/(1<<16)
  122.         p = p + (self.X1 + self.X2 + 3791)/16
  123.         return p
  124.    
  125.     def getAltitude(self):
  126.         p = self.getPress()
  127.         return (44330*(1-(p/101325)**(1/5.255)))

  129.     def get(self):
  130.         t = []
  131.         t.append(self.getPress())
  132.         t.append(self.getAltitude())
  133.         t.append(self.getTemp())
  134.         return t
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