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MicroPython教程之TPYBoard开发板DIY小型家庭气象站

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发表于 2017-10-30 14:52:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
  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:



  
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/late ... rial/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。



  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



  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

  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

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

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

  30. bmp180.py库的源码

  31. import pyb
  32. from pyb import I2C

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

  58.     def short(self, dat):
  59.         if dat > 32767:
  60.             return dat - 65536
  61.         else:
  62.             return dat
  63.    
  64.     def setReg(self, dat, reg):
  65.         buf = bytearray(2)
  66.         buf[0] = reg
  67.         buf[1] = dat
  68.         self.i2c.send(buf, BMP180_I2C_ADDR)
  69.         
  70.     def getReg(self, reg):
  71.         buf = bytearray(1)
  72.         buf[0] = reg
  73.         self.i2c.send(buf, BMP180_I2C_ADDR)
  74.         t = self.i2c.recv(1, BMP180_I2C_ADDR)
  75.         return t[0]
  76.    
  77.     def get2Reg(self, reg):
  78.         a = self.getReg(reg)
  79.         b = self.getReg(reg + 1)
  80.         return a*256 + b

  81.     def measure(self):
  82.         self.setReg(0x2E, 0xF4)
  83.         pyb.delay(5)
  84.         self.UT = self.get2Reg(0xF6)
  85.         self.setReg(0x34, 0xF4)
  86.         pyb.delay(5)
  87.         self.UP = self.get2Reg(0xF6)

  88.     def getTemp(self):
  89.         self.measure()
  90.         self.X1 = (self.UT - self.AC6) * self.AC5/(1<<15)
  91.         self.X2 = self.MC * (1<<11) / (self.X1 + self.MD)
  92.         self.B5 = self.X1 + self.X2
  93.         return (self.B5 + 8)/160
  94.         
  95.     def getPress(self):
  96.         self.getTemp()
  97.         self.B6 = self.B5 - 4000
  98.         self.X1 = (self.B2 * (self.B6*self.B6/(1<<12))) / (1<<11)
  99.         self.X2 = (self.AC2 * self.B6)/(1<<11)
  100.         self.X3 = self.X1 + self.X2
  101.         self.B3 = ((self.AC1*4+self.X3) + 2)/4
  102.         self.X1 = self.AC3 * self.B6 / (1<<13)
  103.         self.X2 = (self.B1 * (self.B6*self.B6/(1<<12))) / (1<<16)
  104.         self.X3 = (self.X1 + self.X2 + 2)/4
  105.         self.B4 = self.AC4 * (self.X3 + 32768)/(1<<15)
  106.         self.B7 = (self.UP-self.B3) * 50000
  107.         if self.B7 < 0x80000000:
  108.             p = (self.B7*2)/self.B4
  109.         else:
  110.             p = (self.B7/self.B4) * 2
  111.         self.X1 = (p/(1<<8))*(p/(1<<8))
  112.         self.X1 = (self.X1 * 3038)/(1<<16)
  113.         self.X2 = (-7357*p)/(1<<16)
  114.         p = p + (self.X1 + self.X2 + 3791)/16
  115.         return p
  116.    
  117.     def getAltitude(self):
  118.         p = self.getPress()
  119.         return (44330*(1-(p/101325)**(1/5.255)))

  120.     def get(self):
  121.         t = []
  122.         t.append(self.getPress())
  123.         t.append(self.getAltitude())
  124.         t.append(self.getTemp())
  125.         return t
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发表于 2017-11-2 20:50:44 | 显示全部楼层
MicroPython教程之TPYBoard开发板很不错,学习一下。
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