大气压强传感器（BMP280）

前言

本实验中大气压强传感器模块使用的是BMP280，这是一款专为移动应用而设计的高精度大气压传感器，传感器模块采用极其紧凑的封装，其小尺寸和低功耗可以应用在手机、 GPS 模块、手表的电池供电设备中。 BMP280 传感器除了可以测量大气压强，还可以测量温度（温度精度不高）以及通过计算公式来换算出海拔高度。

实验平台

pyBoard开发套件和超声波传感器模块，传感器模块连接到I2C/UART扩展接口。

实验目的

编程测量当前环境的大气压强、温度信息，将大气压强通过公式计算出当前海拔高度，并在OLED显示。打造自己的气压计！

实验讲解

市面上大多BMP280模块都通用，使用I2C总线通讯，下图是一款BMP280传感器模块：点击购买>>

bmp280_1

模块参数
供电电压	3.3V
工作电流	<20mA
通信方式	I2C总线
I2C地址	0x76（BMP280的SDO默认下拉）；当 BMP280 的 SDO 引脚上拉时，I2C 地址为：0x77
引脚说明	`VCC`: 接3.3V `GND`: 接地 `SDA`: I2C数据引脚 `SCL`: I2C时钟引脚

从上面介绍可以看到，BMP280是一款通过I2C接口驱动的传感器。连接到我们的I2C（2）外扩接口上。我们通过前面学习的I2C接口使用的方式，即可以对该模块实现数据通讯。

海拔高度计算：

标准大气压是指把温度为0℃、纬度45度海平面（海拔为0米）上的气压称为1个大气压，其数值为101325 帕斯卡（Pa）。

大气压和海拔高度的关系：P=P0×（1-H/44300)^5.256

因此计算高度公式为：H=44300*(1- (P/P0)^(1/5.256) )

上式中：H为海拔高度，P0=标准大气压（0℃，101325Pa）

从上面公式可以看到，高度是通过大气压强换算出来的，从物理学的角度我们可以知道，高度越高的地方，空气越稀薄，大气压强越低。通过气压的变化我们就可以计算出海拔高度；但是这存在特定条件，那就是温度为0℃的时候，而温度越高的地方，空气越稀薄，大气压强就越低。因此高度数据理论上需要做温度补偿，因此本实验的高度值换算存在一定的误差。有兴趣的小伙伴可以自行深入研究。

Python的强大之处是其有丰富的模块和函数库，一旦模块建立了，那么后来者使用起来就非常简单，无须再去做底层驱动的开发。从而实现面向对象的编程，而当有需要的时候又可以去改底层代码，可以说是进可攻退可守，非常灵活。在这里我们直接调用已经编写好的python驱动文件，该文件实现了对大气压、温度、高度的测量和计算。用户直接使用即可，具体如下：

BMP280对象

构造函数

bmp = bmp280.BMP280(i2c)

构建bmp280对象。

参数说明：

i2c :定义好的I2C对象。

使用方法

bmp.getTemp()

返回温度值，单位℃，数据类型为float。

bmp.getPress()

返回气压值，单位Pa，数据类型为float。

bmp280.pressure()

返回大气压强值，单位hPa (1hPa = 100Pa), 数据类型为float

bmp.getAltitude()

返回海拔高度值，单位m, 数据类型为float。

理解了BMP280传感器原理和对象使用方法后，我们可以整理出编程思路，流程图如下：

参考代码

'''
实验名称：大气压强传感器
版本：v1.0
平台：pyBoard开发套件
作者：01Studio
说明：测量BMP280温度、气压和计算海拔值，并在OLED上显示。
'''

import bmp280, time
from machine import Pin,SoftI2C
from ssd1306 import SSD1306_I2C

#初始化OLED
i2c = SoftI2C(sda=Pin("Y8"), scl=Pin("Y6"))
oled = SSD1306_I2C(128, 64, i2c, addr=0x3c)

#初始化BMP280，UART/I2C接口
i2c2 = SoftI2C(sda=Pin("Y10"), scl=Pin("Y9"))
BMP = bmp280.BMP280(i2c2)

while True:

    oled.fill(0)  # 清屏,背景黑色
    oled.text('01Studio', 0, 0)
    oled.text('Air Pressure:', 0, 15)

    # 温度显示
    oled.text(str(BMP.getTemp()) + ' C', 0, 35)
    # 湿度显示
    oled.text(str(BMP.getPress()) + ' Pa', 0, 45)
    # 海拔显示
    oled.text(str(BMP.getAltitude()) + ' m', 0, 55)

    oled.show()

    time.sleep(1)  # 每隔1秒采集一次

实验结果

运行代码，可以见到实验结果：温度：28.36℃，气压：101160 Pa,高度：13.74 M。该数据的实测地点深圳市，楼层5楼，可见数据还是相当合理。

bmp280

可以将代码离线部署，开接上锂电池供电，尝试上下楼，会发现气压和海拔数值相应的变化。

bmp280

本节实现了大气压强传感器模块BMP280的应用，而且实验结果的精度很高，有兴趣的小伙伴可以结合自己情况，打造一个属于自己的气压计，然后到户外暴走！

大气压强传感器（BMP280）

前言​

实验平台​

实验目的​

实验讲解​

BMP280对象​

构造函数​

使用方法​

参考代码​

实验结果​

前言