Circuito do sensor de pressão barométrica - detalhes de funcionamento e interface

Neste artigo vamos explorar o que é um barômetro e como fazer a interface de um sensor barométrico BMP180 com o Arduino. Também exploraremos algumas de suas especificações importantes e, finalmente, aprenderemos como prever o tempo usando leituras barométricas.

O que é barômetro?

Barômetro é um instrumento para medir a pressão atmosférica. A pressão atmosférica é a quantidade de força exercida pela atmosfera terrestre. A pressão atmosférica da Terra muda de tempos em tempos, a mudança na pressão atmosférica pode prever as condições climáticas de curto prazo na área local.

Nos tempos modernos, podemos obter a previsão do tempo na ponta dos dedos via smartphone, TV, rádio etc. Mas nos primeiros dias, por volta do século 17, a previsão do tempo dependia do barômetro, que era fabricado com elementos químicos tóxicos como o mercúrio.

O barômetro à base de mercúrio foi uma ferramenta útil para cientistas e agricultores. Ele previu o tempo com bastante precisão, ajudou os cientistas a conduzir experimentos científicos na atmosfera e os fazendeiros sabem quando cultivar na hora certa.

Mais tarde, foi inventado o barômetro de base mecânica, que não usava nenhum tipo de líquido. Felizmente, vivemos na era da tecnologia avançada, onde os sensores barométricos são baratos e não medem mais do que a unha do polegar.

Ilustração do sensor barométrico:

Agora, você sabe o que é um barômetro e onde é usado.

Especificações:

• Pode medir pressão variando de 300hPa a 1100hPa (1hPa = 100Pa), “Pa” denota Pascal e hPa denota hectopascal.
• A temperatura de operação é de -40 a +85 graus Celsius.
• Temperatura de medição variando de 0 a 65 graus Celsius.
• Tensão de operação típica 3,3V.
• Consumo de energia 5 microampere.
Agora, vamos mergulhar no diagrama de circuito.

Como funciona

O circuito do sensor barométrico BMP180 usando Arduino é na verdade muito simples, pois utiliza o barramento i2C, que é uma comunicação de dois fios. O chip usa 3,3 V do Arduino da fonte de alimentação regulada on-board. Ele pode medir a pressão atmosférica local e a temperatura ambiente.

Protótipo do autor:

O programa é projetado para calcular outros parâmetros também, como pressão atmosférica ao nível do mar e altitude do nível do mar, que podemos testemunhar do monitor Serial do IDE.

Antes de mergulhar na parte de programação, baixe o arquivo de biblioteca do seguinte link: github.com/adafruit/Adafruit_BMP085_Unified.git e adicione à pasta de biblioteca do Arduino.

Código do programa:

//-----------Program by R.Girish----------------//
#include
#include
Adafruit_BMP085 bmp
void setup()
{
Serial.begin(9600)
if (!bmp.begin())
{
Serial.println('Could not find a valid BMP085 sensor, check wiring!')
while (1) {}
}
}
void loop()
{
Serial.print('Temperature = ')
Serial.print(bmp.readTemperature())
Serial.println(' *C')
Serial.print('Pressure = ')
Serial.print(bmp.readPressure())
Serial.println(' Pascal')
Serial.print('Altitude = ')
Serial.print(bmp.readAltitude())
Serial.println(' meters')
Serial.print('Pressure at sealevel (calculated) = ')
Serial.print(bmp.readSealevelPressure())
Serial.println(' Pascal')
Serial.print('Real altitude = ')
Serial.print(bmp.readAltitude(101500))
Serial.println(' meters')
Serial.println()
delay(10000)
}
//-----------Program by R.Girish----------------//

O link para o arquivo de biblioteca é feito originalmente para BMP085, mas é compatível com BMP180.

NOTA: Ao compilar o programa, o IDE dá um aviso, ignore-o, o código e a biblioteca funcionam perfeitamente.

Como prever o tempo?

A previsão do tempo, que é transmitida na TV e rádios, é medida a partir do nível do mar e não da pressão atmosférica local, porque a altitude pode afetar a leitura de um local para outro e a medição ao nível do mar fornecerá um valor padrão em todo o barômetro. Portanto, estamos nos concentrando no nível de pressão ao nível do mar (calculado) no monitor serial.

A pressão atmosférica continua mudando e nenhum valor constante pode ser obtido. Mas, pode-se determinar o tempo monitorando a leitura em algum intervalo de tempo.

Olhe as leituras e observe, espere meia hora e observe a leitura novamente, se a leitura for alta, isso significa que o tempo vai estar ensolarado. Se a leitura cair, podemos prever uma tempestade ou chuva.

Isso é igual em todos os barômetros. Quanto maior a diferença entre as leituras inicial e atual, maior a possibilidade de alteração das condições climáticas.