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MicroPython教程之TPYBoard开发板DIY小型家庭气象站

发布时间:2017-10-30 点击数:140

  众所周知,iPhone6/6Plus内置气压传感器,不过大家对于气压传感器还是很陌生。跟字面的意思一样,气压传感器就是用来测量气压的,但测量气压对于普通的手机用户来说又有什么作用呢?


  海拔高度测量


  对于喜欢登山的人来说,会非常关心自己所处的高度。海拔高度的测量方法,一般常用的有2种方式,一是通过GPS全球定位系统,二是通过测出大气压,然后根据气压值计算出海拔高度。由于受到技术和其它方面原因的限制,GPS计算海拔高度一般误差都会有十米左右,而如果在树林里或者是在悬崖下面时,有时候甚至接收不到GPS卫星信号。而气压的方式可选择的范围会广些,而且可以把成本控制的比较低。在手机原有GPS的基础上再增加气压传感器的功能,可让三维定位更加精准。


  最近发现一块好玩的开发板——TPYBoardv702,这个板子可以定位、发短信、打电话,并且板载温湿度传感器、光敏传感器以及蜂鸣器,可以DIY很多有趣的东西,下面我们可以用这个板子加一个气压传感器来做一个小型气象站,来张实物图:


1.jpg

  TPYBoardv702


  定位功能我就不多说了,如果需要的话可以参考


  http://docs.tpyboard.com/zh/latest/tpyboard/tutorial/v702/latitude/。


  那么我们利用这块板子跟BMP180气压传感器来做一个小型家庭气象站,来检测当地温度以及当地气压与海拔,如果想做更好玩的东西,可以接其他传感器或者加个继电器来控制其他设备。


  BMP180是一直常见的气压传感器,BMP180是一款高精度、小体积、超低能耗的压力传感器,可以应用在移动设备中,它的性能卓越,精度最低可以达到0.03hPa,并且耗电极低,只有3μA;BMP180采用强大的8-pin陶瓷无引线芯片承载(LCC)超薄封装,可以通过I2C总线直接与各种微处理器相连。


2.jpg

  BMP180实物图


  硬件接线图

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


  效果展示图


3.jpg


  连接完毕后,将font.py,upcd8544.py与bmp180的库导入,就可以通过以下方法分别读取温度、气压、海拔高度了。


  源代码


  foot.py,upcd8544.py库的下载地址


  http://www.tpyboard.com/support/studyexample14/206.html


  导入需要的类库,编辑好main.py,直接运行就ok了,下面是main.py的程序源码


# main.py -- put your code here!

import pyb

import upcd8544

from machine import SPI,Pin

from ubinascii import hexlify

from ubinascii import *

from bmp180 import BMP180

 

bmp=BMP180(2)

SPI = pyb.SPI(1) #DIN=>X8-MOSI/CLK=>X6-SCK

#DIN =>SPI(1).MOSI 'X8' data flow (Master out, Slave in)

#CLK =>SPI(1).SCK  'X6' SPI clock

RST    = pyb.Pin('X20')

CE     = pyb.Pin('X19')

DC     = pyb.Pin('X18')

LIGHT  = pyb.Pin('X17')

lcd_5110 = upcd8544.PCD8544(SPI, RST, CE, DC, LIGHT)

 

while True:

       tem=bmp.getTemp()

       press=bmp.getPress()

       altitude=bmp.getAltitude()

       lcd_5110.lcd_write_string('Tem:',0,0)

       lcd_5110.lcd_write_string(str(tem),0,1)

       lcd_5110.lcd_write_string('C',65,1)

       lcd_5110.lcd_write_string('Press:',0,2)

       lcd_5110.lcd_write_string(str(press),0,3)

       lcd_5110.lcd_write_string('Pa',65,3)     

       lcd_5110.lcd_write_string('Hight:',0,4)

       lcd_5110.lcd_write_string(str(altitude),0,5)

       lcd_5110.lcd_write_string('M',65,5)

 

bmp180.py库的源码

 

import pyb

from pyb import I2C

 

BMP180_I2C_ADDR = const(0x77)

class BMP180():

    def __init__(self, i2c_num):

        self.i2c = I2C(i2c_num, I2C.MASTER, baudrate = 100000)

        self.AC1 = self.short(self.get2Reg(0xAA))

        self.AC2 = self.short(self.get2Reg(0xAC))

        self.AC3 = self.short(self.get2Reg(0xAE))

        self.AC4 = self.get2Reg(0xB0)

        self.AC5 = self.get2Reg(0xB2)

        self.AC6 = self.get2Reg(0xB4)

        self.B1 = self.short(self.get2Reg(0xB6))

        self.B2 = self.short(self.get2Reg(0xB8))

        self.MB = self.short(self.get2Reg(0xBA))

        self.MC = self.short(self.get2Reg(0xBC))

        self.MD = self.short(self.get2Reg(0xBE))

        self.UT = 0

        self.UP = 0

        self.B3 = 0

        self.B4 = 0

        self.B5 = 0

        self.B6 = 0

        self.B7 = 0

        self.X1 = 0

        self.X2 = 0

        self.X3 = 0

 

    def short(self, dat):

        if dat > 32767:

            return dat - 65536

        else:

            return dat

   

    def setReg(self, dat, reg):

        buf = bytearray(2)

        buf[0] = reg

        buf[1] = dat

        self.i2c.send(buf, BMP180_I2C_ADDR)

       

    def getReg(self, reg):

        buf = bytearray(1)

        buf[0] = reg

        self.i2c.send(buf, BMP180_I2C_ADDR)

        t = self.i2c.recv(1, BMP180_I2C_ADDR)

        return t[0]

   

    def get2Reg(self, reg):

        a = self.getReg(reg)

        b = self.getReg(reg + 1)

        return a*256 + b

 

    def measure(self):

        self.setReg(0x2E, 0xF4)

        pyb.delay(5)

        self.UT = self.get2Reg(0xF6)

        self.setReg(0x34, 0xF4)

        pyb.delay(5)

        self.UP = self.get2Reg(0xF6)

 

    def getTemp(self):

        self.measure()

        self.X1 = (self.UT - self.AC6) * self.AC5/(1<<15)

        self.X2 = self.MC * (1<<11) / (self.X1 + self.MD)

        self.B5 = self.X1 + self.X2

        return (self.B5 + 8)/160

       

    def getPress(self):

        self.getTemp()

        self.B6 = self.B5 - 4000

        self.X1 = (self.B2 * (self.B6*self.B6/(1<<12))) / (1<<11)

        self.X2 = (self.AC2 * self.B6)/(1<<11)

        self.X3 = self.X1 + self.X2

        self.B3 = ((self.AC1*4+self.X3) + 2)/4

        self.X1 = self.AC3 * self.B6 / (1<<13)

        self.X2 = (self.B1 * (self.B6*self.B6/(1<<12))) / (1<<16)

        self.X3 = (self.X1 + self.X2 + 2)/4

        self.B4 = self.AC4 * (self.X3 + 32768)/(1<<15)

        self.B7 = (self.UP-self.B3) * 50000

        if self.B7 < 0x80000000:

            p = (self.B7*2)/self.B4

        else:

            p = (self.B7/self.B4) * 2

        self.X1 = (p/(1<<8))*(p/(1<<8))

        self.X1 = (self.X1 * 3038)/(1<<16)

        self.X2 = (-7357*p)/(1<<16)

        p = p + (self.X1 + self.X2 + 3791)/16

        return p

   

    def getAltitude(self):

        p = self.getPress()

        return (44330*(1-(p/101325)**(1/5.255)))

 

    def get(self):

        t = []

        t.append(self.getPress())

        t.append(self.getAltitude())

        t.append(self.getTemp())

        return t

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