Arduino範例20：利用BMP085擷取大氣壓力 (換算成海拔高度)

今天要練習使用的東西是BMP085的大氣壓力量測晶片。

1. 首先介紹Sensor

BMP085是一種超低能耗的壓力感測器，採用的8-pin 陶瓷無引線晶片承載（LCC）超薄封裝，可以通過I2C匯流排直接與各種微處理器相連，因此我們接線時，除了供應電源&GND，再接上SDA和SCL兩個Pin腳，就可以把其數位的訊號帶進Arduino的板子裡了。其規格如下：

壓力範圍：30 ~ 110 kPa (海拔 9000 至-500公尺
電源電壓：1.8V ~ 3.6V
解析度為：6 Pa (0.5米)
含溫度輸出，同時也已做溫度補償
I²C介面

2. 特別說明一下I²C

I²C （Inter-Integrated Circuit）是一種串列通訊匯流排，使用多主從架構，由飛利浦公司在1980年代為了讓主機板、嵌入式系統用以連接低速週邊裝置而發展。I²C使用兩條雙向開放集極 (Open Drain)，一條為資料線(SDA)，另一條為時脈線(SCL)。I²C允許多主多僕系統，所以電氣上，SCL 和 SDA二線要透過高接電阻接於正電源。

I²C具有以下優點：
(1) 不需額外的解碼電路。
(2) 資料傳送的協定可以用軟體規劃，具有高度的彈性。
(3) 具有 I²C 匯流排無論從系統中移去或加入，都不會影響其他裝置的功能。

(4) 匯流排是兩線式的匯流排，除錯、維修變得很容易。

但是它速度不快，只適合當 IC 間溝通的橋樑。通常用在一些簡單的系統或者晶片組 IC 間溝通（命令傳遞，不是資料傳遞）的場合看到她的影子。

3. 實際接線

所以說明一下SDA與SCL之後，我們就是把這兩條線接到BMP085對應的SDA與SCL上，記得不同種類的Arduino板子，其SDA與SCL的Pin腳位置是不一樣的。接法如下圖：

4. Code

這個Code有點複雜，我後來還是直接找別人寫好的過來看 Base from bildr.blog (下面有參考資料的來源)，我把我看懂之後的註解寫上去，也增加自己的理解。

Arduino範例19：利用DHT11抓取溫度和濕度

前一陣子買了許多Sensor，趁最近有個空檔，把其中幾個Sensor接起來玩玩。
這一篇要練習的就是溫濕度計DHT 11。

先介紹Sensor

DHT-11 是一個結合濕度計和測溫元件量測週遭空氣環境，並與一個高性能8位元單晶片相連接，將所量測到的溫、濕度資料拆解成為數位訊號，再由 data pin腳將資料送出。使用上很簡單，但是抓取資料時必須要特別注意時間的掌控，而且每筆資料的抓取時間間隔要1~2秒鐘，不能太快。與 DHT-22 比較，DHT-11 較不精密與準確且溫濕度量測範圍不大，雖然如此，但對於學習與熟悉溫、濕度感測卻是綽綽有餘，傳輸的距離又可長達20m以上，而且比 DHT-22 較小且便宜許多，是十分方便的簡易測試元件。

其規格如下：

1、濕度測量範圍：20~90%RH;

2、濕度測量精度：±5%RH;

3、溫度測量範圍：0~50℃
4、溫度測量精度：±2℃
5、電源供應範圍： 3~5V
6、頻率不可超過：0.5Hz (每2秒一次)

接線的方法十分簡單，"+"接5V，"-"接GND，data pin接上要輸入的Pin腳。有人說因為數位訊號要接高data電位，所以把data pin外接4.7歐姆電阻至Vcc。不過我曾嘗試不接那4.7k 歐姆，試出來的效果看起來沒有太大的差別。

Code方面，先下載 library ，丟到Arduino的libraries裡面，然後再開Arduino IDE，去叫<dht.h>

通訊鮑率一般都使用9600 baud，然後把(DHT.humidity)和(DHT.temperature)用Serial.print出來。

1. #include <dht.h>   
2.   
3. #define dht_dpin 2 //定義訊號要從Pin A0 進來  
4.   
5. dht DHT;   
6.   
7. void setup(){   
8. Serial.begin(9600);   
9. delay(300);             //Let system settle   
10. Serial.println("Humidity and temperature\n\n");   
11. delay(700);             //Wait rest of 1000ms recommended delay before   
12.                         //accessing sensor   
13. }
14.   
15. void loop(){   
16. DHT.read11(dht_dpin);   //去library裡面找DHT.read11  
17. Serial.print("Humidity = ");   
18. Serial.print(DHT.humidity);   
19. Serial.print("% ");   
20. Serial.print("temperature = ");   
21. Serial.print(DHT.temperature);   
22. Serial.println("C ");   
23. delay(1000);            //每1000ms更新一次   
24. }  

最後可以看到的樣子就像下面這個樣子了，對照氣象局的 (溼度70%，溫度28度)
看來溼度差了一些些，不知是不是房間裡比較乾…

Arduino範例14：測試超音波模組(HC-SR04)

這次要使用的超音波模組是HC-SR04，這是網拍上最常見的模組。
另外有人可能也會買到3 Pin的模組 (我查不到型號)，那就是trig與echo同一個Pin。
回到HC-SR04來看，我找到它的型錄，了解一下它的用法：

Ultrasonic ranging module HC - SR04 provides 2cm - 400cm non-contact
measurement function, the ranging accuracy can reach to 3mm. The modules
includes ultrasonic transmitters, receiver and control circuit. The basic principle
of work:

• Using IO trigger for at least 10us high level signal. 
• The Module automatically sends eight 40 kHz and detect whether there is a pulse signal back.
• IF the signal back, through high level , time of high output IO duration is the time from sending ultrasonic to returning.
• Test distance = (high level time×velocity of sound (340M/S) / 2. 
• When tested objects, the range of area is not less than 0.5 square meters and the plane requests as smooth as possible, otherwise ,it will affect the results of measuring.
• Suggest to use over 60ms measurement cycle, in order to prevent trigger signal to the echo signal.

給trig pin一個10 us TTL pluse， 模組會發射8個40k Hz的聲波出去，然後量測訊號是否回來。如果有收到TTL的高電位訊號，那Echo會送出超音波來回的時間，使用者再自己計算音速換算距離。也就是「距離(cm) = 時間(us) / 2(來回) /29.1 (m/s轉換cm/us)」。其它要注意的是量測物體最好大於0.5公尺平方，而trigger時間最好大於60ms，以免trig與echo干擾。

註：什麼叫TTL pulse可參考以下網址

http://digital.ni.com/public.nsf/allkb/ACB4BD7550C4374C86256BFB0067A4BD

接線圖
接線的方法很簡單，就把 Trig 接上要送 10 us 的Pin腳。Echo 接到要收訊號的 Pin腳。

Arduino範例05：利用光敏電阻調整LED

這次要學習如何使用analogWrite()來取得外部類比輸入電壓， 

並且使用Serial.begin()和serial.println()直接在電腦看輸入電壓大小。

操作目的：
利用光敏電阻檢測外界光線的強弱，當外界光線不足時，要求LED燈亮起。

Video