Výškomer (tlakomer, teplomer) so senzorom MPL3115A2 – 2.časť

V minulej časti sme sa v krátkosti zoznámili s (výškovým) senzorom MPL3115A2 od firmy NXP (FreeScale).

Sľúbili sme, že vám ukážeme tú najjednoduchšiu (a aj pre amatérov zrozumiteľnú) cestu, ako s ním pracovať.

A ukázali sme si pár riadkov kódu, ktorými sme senzor iniciovali tak, že teraz už pracuje – meria (nadmorskú) výšku a nám stačí si hotové výsledky už len „vyzdvihnúť“.

Dnes si v úvode porovnáme Hexa (šestnástkové) a Binárne (dvojkové) čísla a potom opäť pomocou len dvoch riadkov kódu si zo senzora „vyzdvihneme“ našu aktuálnu nadmorskú výšku, aby sme ju potom mohli použiť napr. v telemetrii alebo zobraziť na LCD-displeji.

autor: Janko O.

 

V predchádzajúcej časti sme si povedali, že skôr ako začne senzor MPL3115A2 pracovať – merať, musíme ho iniciovať, teda „povedať“ mu, čo a ako má merať. To sa robí pomocou tzv. registra, teda riadiaceho registra, s (pre nás najvyššou) dôležitosťou 1, ktorý sa volá: Control Register 1 – a má označenie: CTRL_REG1, ktorého podoba (štruktúra) je takáto:

Má Adresu AdrReg = $26   a my sme do neho poslali „povely“ $B8 (Hexa-číslo B8) a potom $B9 (Hexa-číslo B9) .

Lenže …

Povedzme si rovno, že Hexa-čísla sú také čudné – pre normálneho (počítačmi neposadnutého) človeka neprirodzené. Kto ich používa? Okrem milovníkov počítačov asi nikto!

My sme Hexa-číslom s hodnotou B8 ($B8) iniciovali náš senzor, ale akosi „potichu“ sme sa zmierili s tým, že vlastne ani poriadne nevieme, čo to Hexa-číslo B8 je a čo s takým dôležitým registrom, ako je Control Register 1 (CTRL_REG1), vlastne urobí.

Ale oveľa prehľadnejšie a zrozumiteľnejšie to začne byť, keď si to Hexa-číslo prevedieme do Binárneho (dvojkového) tvaru. PIC Basic Compiller na Binárne vyjadrenie používa prefix %, takže Hexa-hodnota B8 ($B8) bude mať dvojkovú podobu nasledujúcu:

      %10111000  je to isté ako $B8   

Možno si (pri prvom pohľade) poviete: „No to sme si pomohli!?“ 

Ale áno, pomohli sme si. Keď jednotlivým symbolom Control Registra 1 (viď obrázok hore) priradíme túto kombináciu jednotiek a núl, tak naraz presne vieme, čo sme v registri nastavili.

Poďme z ľava do prava (hoci sa to väčšinou robí skôr naopak):

  • Symbol ALT bude mať hodnotu 1. To znamená, že senzor je v režime ALTIMETER – výškomer. Keby mal hodnotu 0, tak senzor je v režime PRESSURE – tlakomer.

  • Symbol RAW nemá v našom super-jednoduchom nastavení miesto a preto nás nezaujíma (necháme prednastavenú 0).

  • Symboly OS[2:0], teda tri symboly: OS2, OS1 a OS0 určujú mieru prevzorkovania (OverSampling) a ich význam je patrný z (nám už známej) tabuľky:

  • Symboly RST a OST nevyužijeme (nepotrebujeme), takže nás opäť nezaujímajú.

  • Symbol SBYB (Stand By) je však veľmi dôležitý: ako sme spomínali v minulej časti, najprv musí byť senzor v režime Stand By (SBYB = 0) a až potom sa aktivuje tak, že SBYB = 1 a senzor začne merať.
     

Keď sa teraz pozriete na (nám už známe) príkazy:

      I2cWrite SDa, SCl, AdrIO, AdrReg, [$B8] 

      I2cWrite SDa, SCl, AdrIO, AdrReg, [$B9] 

tak vidíte, že jediným rozdielom medzi nimi je to, že „povel“ $B8 (%10111000) sa zmenil na [$B9] (%10111001), teda SBYB (Stand By) sa zmenilo z 0 na 1, čiže zo stavu Čakaj - na stav Meraj. Aké jednoduché a jasné! 

Preto my v našich programoch na zobrazenie stavu registrov ZÁSADNE používame Binárne zobrazenie: je to názornejšie, prehľadnejšie a ľahšie sa tak vyhneme chybám.

Adresy obvodov a Adresy (čísla) registrov nechávame v Hexa-podobe, pretože tak sú uvádzané v datašítoch a na názornosť a prehľadnosť programov to nemá žiadny vplyv.

Toto je však len náš názor, náš postoj – naša voľba, ktorú my ale nikomu nevnucujeme! 

Keby sme teraz týmto „našim“ štýlom mali vyjadriť (v minulej časti spomínanú) subrutinu inicializácie, tak by vyzerala nasledovne:

MPL3115_Init: 

      AdrIO = $C0  

      AdrReg = $26  

      I2cWrite SDa, SCl, AdrIO, AdrReg, [%10111000

      I2cWrite SDa, SCl, AdrIO, AdrReg, [%10111001]  

Return 

 


 

No a teraz poďme pokročiť ďalej:

Senzor MPL3115A2 je teda Iniciovaný (nastavený) a následne Aktivovaný (už meria) a ako sme si povedali, do svojich troch (8-bitových) výstupných registrov začína „sypať“ dáta. Celočíselná (16-bitová) hodnota, teda priamo nadmorská výška v metroch, je každých 512 milisekúnd aktualizovaná v dvoch registroch: OUT_P_MSB (Horný Byte = horných 8 bitov, adresa $01) a OUT_P_CSB (Dolný Byte = dolných 8 bitov, adresa $02). Zlomky metrov sú k dispozícii v registri OUT_P_LSB (adresa $03), ktorý nás zatiaľ nemusí zaujímať (možno neskôr ).

Ešte pred stiahnutím týchto registrov zo senzora si niekde na začiatku programu „stvoríme“ (16-bitovú premennú (teda typu Word) s príznačným menom Výška :

      Vyska Var Word  

PIC Basic Compiler umožňuje v rámci „Wordovskej“ (16-bitovej) premennej pracovať s ňou buď ako s celkom, teda v našom prípade ako s (16-bitovou) premennou Vyska, alebo ako s jej „polovicami“, teda vlastne akoby samostatnými „Bytovými“ (8-bitovými) premennými: Vyska.HighByte a Vyska.LowByte.

To nám umožní elegantne do tejto „samo-druhej“ premennej potom pomocou dvoch riadkov kódu priamo uložiť (nadmorskú) výšku v metroch:

ReadDataAltitude: 

      AdrReg = $01 

      I2cRead SDa, SCl, AdrIO, AdrReg, [Vyska.HighByte] 

      AdrReg = $02 

      I2cRead SDa, SCl, AdrIO, AdrReg, [Vyska.LowByte] 

Return 

Keby sme to chceli napísať ešte v jednoduchšej (ale menej prehľadnej) forme, tak by to vyzeralo takto:

ReadDataAltitude: 

      I2cRead SDa, SCl, $C0, $01, [Vyska.HighByte] 

      I2cRead SDa, SCl, $C0, $02, [Vyska.LowByte] 

Return 

čo sa dá ľudskou rečou preložiť ako:

Prvý príkaz:

Pomocou I2C prečítaj (Read) po linkách SDa a SCl, z obvodu s Adresou $C0 (Adresa senzora MPL3115A2), konkrétne z registra s Adresou $01, hodnotu Horného Bytu (nadmorskej) výšky a ulož ju do premennej s názvom Vyska.HighByte.

Druhý príkaz:

Pomocou I2C prečítaj po linkách SDa a SCl, z obvodu s Adresou $C0, konkrétne z registra s Adresou $02, hodnotu Dolného Bytu (nadmorskej) výšky a ulož ju do premennej s názvom Vyska.LowByte.

Takto jednoducho sme zo senzora MPL3115A2 „vymámili“ aktuálnu (16-bitovú) hodnotu nadmorskej výšky (Vyska). Čo s ňou ďalej budeme robiť, je len na nás.

My, v našej PC Telemetrii, túto hodnotu pomocou doplnených hore-spomenutých riadkov kódu získavame v rámci „letového“ modulu našej PC Telemetrie. Tento modul je umiestnený v modeli, je osadený procesorom (mikrokontrolérom) PIC16F88 a riadený našim programom, vytvoreným v PIC Basic Pro Compileri:

Telemetrický modul - vpravo dole. Ďalšie dva moduly sú súčasťou Umelého horizontu.

Aktuálna (nadmorská) výška modelu (hodnota Vyska) je spolu s ďalšími „telemetrickými“ hodnotami (napätia jednotlivých článkov pohonnej LiPol batérie, odoberaný prúd, spotrebovaná energia, napätie palubnej inštalácie (BECu), prípadne: otáčky motora, letová rýchlosť modelu) „zabalená“ do nášho prenosového protokolu a odoslaná do zobrazovacieho modulu na zemi – pred oči pilota – do minipočítača BenQ:

Na nasledujúcej fotografii už je v akcii aj výškomer a rýchlomer modelu Harmony. Naša PC Telemetria už je v novom - tzv. Ratrak dizajne.

 

Ale kto chce, môže si túto hodnotu zobraziť na LCD displeji (pripojenom k PIC-mikrokontroléru) a to pomocou jediného príkazu PIC Basic Compilera:

      LcdOut "Vyska: ", #Vyska, " metrov nm" 

Na displeji potom uvidíme toto:

Ako pripojiť LCD-displej k mikrokontroléru a ďalšie veci, si môžeme ukázať v niektorej z budúcich častí seriálu.


 


 


 


 

 

 


<Staršie | tento článok | Novšie>

Napísané: 19. 4. 2017, 15:20 | Prečítané: 831x | Kategórie: Elektronika | Napísal: admin |
Komentáre: 6
.:. Stano O.
Výborná práca.
Odpoveď | 2017-04-20 11:57:06
.:. J O.
Dík.
Odpoveď | 2017-04-20 18:08:29
.:. lubond
Janko, pekná práca - ako vždy.
Ale neskúšal si testovať stabilitu offsetu, teda absolútneho tlaku v "kľudovej" polohe? Mne sa tieto senzory javili ako nestabilne v offsete. V priebehu pár desiatok minút sa offset (absolútny tlak) menil rádovo o jednotky pascalov. Nakoniec som zistil strašnú absurditu - parazitnú citlivosť na svetlo (!).
Odpoveď | 2017-04-23 13:24:07
.:. J O.
Urobil som pokus a:
- citlivosť na svetlo (do toho malinkatého otvorčeka) potvrdená.

Takže ďakujem za upozornenie: výškomerný modul v modeli bude musieť byť nejako "ošetrený", aby sa zmeny množstva dopadajúceho svetla neprejavovali ako "fantómové" zmeny výšky.
Odpoveď | 2017-04-23 15:53:28
.:. Mlike
Ahoj kluci, pekna prace a pekny web. Chtel bych se zeptat, vhledem k vyssimu sumu- jak presny je ten vyskomer a jak stabilni vysku ukazuje?? Diky mlike
Odpoveď | 2017-06-01 14:35:39
.:. J O.
Presnosť merania výšky je ovplyvňovaná hlavne kolísaním atmosférického tlaku vplyvom počasia.
Keby toto nebolo, tak vie (teoreticky) merať výšku s presnosťou na cca 6 cm.
Tiež hodnota nameranej výšky je ovplyvňovaná trochu aj jeho vlastným šumom, ale ak nepotrebujem rýchle merania, tak to sa dá vylepšiť štatistickým spracovaním- priemerovaním a pod.
Odpoveď | 2017-06-02 07:51:07
Pridaj komentár
Meno
Web
Mail
Kontrola Zadajte číslo päť
Text

:-)
:-D
:-(
|-/
:-[]
;-)
8-|
8-o
Tučné | Podrazené | Kurzíva  | zdroják | odkaz
  • Pre odoslanie správy môžete aj použiť klávesovoú skratku Alt+S. (Podporujú len niektoré prehliadače)
  • HTML znaky budú prevedené na entity.
  • Vyjadrujte sa tu ako doma, aby sme vedeli ako to u Vás vypadá.
  • Odkazy začínajúce http:// budú automaticky prevedené na odkazy , nepoužívajte však v jednom príspevku viac ako 3 - to robia len spam roboti:-)
správca | ICQ-Vaše ICQ | Podpora miniRS | Styl LazyDays | Sk preklad by beekeeper | Veľkosť databázy: 28361.56 kb