【创客教育】气压传感器模块

BMP180是博世（Bosch）推出的一款高精度数字气压传感器，广泛应用于气压测量、海拔高度计算和天气监测等领域。

现阶段，BMP180 是主流型号。还有一些其他产品：

• BMP085（更老，已逐步停产，仅用于维护旧设备或库存替换，新设计不建议）
• 需要更高性能
  • BMP280：检测温度、大气压，更快的响应时间
  • BMP388：具有温度、大气压、海拔检测功能
  • BME280：环境传感器，集成湿度测量，包括温度、湿度、气压
  • BME680：更精确

以下是关于 BMP180 的关键信息和使用指南：

主要特性​

• 测量范围​：
  • 气压：300–1100 hPa（海拔-500m至9000m）
  • 温度：-40°C 至 +85°C
• ​精度​：
  • 气压：±0.12 hPa（典型误差，相当于±1m海拔变化）
  • 温度：±0.5°C
• ​接口​：I²C（兼容 3.3V 和 5V 系统）
• ​功耗​：低功耗模式（典型 5μA），适合电池供电设备。
• ​输出数据​：原始气压和温度值，需通过算法转换为实际值。

典型应用场景​

​气象站​：气压趋势预测天气变化。
​高度计​：无人机、登山设备的高度测量。
​室内导航​：辅助定位（如楼层识别）。
​物联网设备​：环境监测传感器节点。

连线

BMP180有四个引脚，各引脚功能及连线如下：

• VCC：连接3.3V 或 5V
• GND：GND
• SCL：A5（I²C时钟）
• SDA：A4（I²C数据）

注意​：部分开发板需上拉电阻（通常 4.7kΩ），但大多数 Arduino 内部已集成。

Arduino 示例

​库支持​：Adafruit BMP085 库（BMP180和BMP085都使用该库，但建议使用最新库以发挥BMP180的性能）

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_BMP085.h>

Adafruit_BMP085 bmp;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  if (!bmp.begin()) {
    Serial.println("BMP180 not found!");
    while (1);
  }
}

void loop() {
  float temperature = bmp.readTemperature();      // 读取温度（℃）
  float pressure = bmp.readPressure() / 100.0;   // 读取气压（hPa）
  float altitude = bmp.readAltitude(1013.25);     // 基于海平面气压计算海拔

  Serial.print("Temperature: "); Serial.print(temperature); Serial.println(" °C");
  Serial.print("Pressure: "); Serial.print(pressure); Serial.println(" hPa");
  Serial.print("Altitude: "); Serial.print(altitude); Serial.println(" m");
  delay(1000);
}

注意

海平面气压校准​：
海拔计算需输入当地海平面气压（可通过气象站获取），默认使用 1013.25 hPa（标准大气压）。
​温度补偿​：
BMP180 内置温度传感器，气压数据会自动补偿温度影响。
​安装位置​：
避免直接阳光照射或热源附近，防止温度误差。

常见问题

Q：数据不稳定？​​

A：增加软件滤波（如移动平均）或检查电源稳定性。

Q：I²C 地址冲突？​​

A：BMP180 的默认地址是 0x77（可通过硬件调整至 0x76）。

Q：海平面的气压值

A：海平面的气压值通常为1013.25百帕（hPa），这相当于760毫米水银柱的高度‌‌。
标准大气压是指在标准大气条件下海平面的气压值，通常为1013.25百帕，也等于1大气压（atm），即101325帕（Pa）‌
气压是指大气对地球表面单位面积上所施加的压力。海平面气压是指在地面上测得的大气压力，它是气候及天气分析研究中的一项基本资料。气压的大小与海拔高度、温度等因素有关，一般随海拔高度增加而减小‌
在实际应用中，由于观测站通常位于不同海拔的地点，因此需要将观测站的气压值调整到海平面上的气压值，以确保数据的准确性和可比性‌

Q：如何通过大气压计算海拔高度
A：海拔高度 = (1013.25 - 当前气压) / 9 米‌
这些数据可以帮助理解大气压与海拔高度之间的具体关系，并在实际生活中应用。