Weather_Station.ino

   1 /* SFE_BMP180 library example sketch
   2
   3 This sketch shows how to use the SFE_BMP180 library to read the
   4 Bosch BMP180 barometric pressure sensor.
   5 https://www.sparkfun.com/products/11824
   6
   7 Like most pressure sensors, the BMP180 measures absolute pressure.
   8 This is the actual ambient pressure seen by the device, which will
   9 vary with both altitude and weather.
  10
  11 Before taking a pressure reading you must take a temparture reading.
  12 This is done with startTemperature() and getTemperature().
  13 The result is in degrees C.
  14
  15 Once you have a temperature reading, you can take a pressure reading.
  16 This is done with startPressure() and getPressure().
  17 The result is in millibar (mb) aka hectopascals (hPa).
  18
  19 If you'll be monitoring weather patterns, you will probably want to
  20 remove the effects of altitude. This will produce readings that can
  21 be compared to the published pressure readings from other locations.
  22 To do this, use the sealevel() function. You will need to provide
  23 the known altitude at which the pressure was measured.
  24
  25 If you want to measure altitude, you will need to know the pressure
  26 at a baseline altitude. This can be average sealevel pressure, or
  27 a previous pressure reading at your altitude, in which case
  28 subsequent altitude readings will be + or - the initial baseline.
  29 This is done with the altitude() function.
  30
  31 Hardware connections:
  32
  33 - (GND) to GND
  34 + (VDD) to 3.3V
  35
  36 (WARNING: do not connect + to 5V or the sensor will be damaged!)
  37
  38 You will also need to connect the I2C pins (SCL and SDA) to your
  39 Arduino. The pins are different on different Arduinos:
  40
  41 Any Arduino pins labeled:  SDA  SCL
  42 Uno, Redboard, Pro:        A4   A5
  43 Mega2560, Due:             20   21
  44 Leonardo:                   2    3
  45
  46 Leave the IO (VDDIO) pin unconnected. This pin is for connecting
  47 the BMP180 to systems with lower logic levels such as 1.8V
  48
  49 Have fun! -Your friends at SparkFun.
  50
  51 The SFE_BMP180 library uses floating-point equations developed by the
  52 Weather Station Data Logger project: http://wmrx00.sourceforge.net/
  53
  54 Our example code uses the "beerware" license. You can do anything
  55 you like with this code. No really, anything. If you find it useful,
  56 buy me a beer someday.
  57
  58 V10 Mike Grusin, SparkFun Electronics 10/24/2013
  59 */
  60
  61 // Your sketch must #include this library, and the Wire library.
  62 // (Wire is a standard library included with Arduino.):
  63
  64 #include <SFE_BMP180.h>
  65 #include <Wire.h>
  66 #include "DHT.h"
  67
  68 // You will need to create an SFE_BMP180 object, here called "pressure":
  69
  70 SFE_BMP180 pressure;
  71
  72 // DHT object for humidity sensor
  73 DHT dht;
  74
  75 #define CO2_PIN A1
  76 #define DHT_PIN 4
  77 #define GAS_PIN A0
  78 #define START_DELAY 20000
  79 #define DELAY 50000
  80
  81 byte HasBaro;
  82
  83 #define READ_SAMPLE_INTERVAL 50
  84 #define READ_SAMPLE_TIMES 5
  85
  86 #define MQ135_RES 1000
  87
  88 float MQRead(int mq_pin)
  89 {
  90
  91   int i;
  92   float rs=0;
  93   float rr;
  94
  95   for (i=0;i<READ_SAMPLE_TIMES;i++) {
  96     rr = analogRead(mq_pin);
  97     rs += rr;
  98     delay(READ_SAMPLE_INTERVAL);
  99   }
 100
 101   rs = rs/READ_SAMPLE_TIMES;
 102   return rs;
 103
 104 }
 105
 106 /// Parameters to model temperature and humidity dependence
 107
 108 #define CORA 0.00035
 109 #define CORB 0.02718
 110 #define CORC 1.39538
 111 #define CORD 0.0018
 112
 113 float getMQ135CorrectionFactor(float t, float h) {
 114   return CORA * t * t - CORB * t + CORC - (h-33.)*CORD;
 115 }
 116
 117 #define RZERO 25300
 118 #define PARA 116.6020682
 119 #define PARB 2.769034857
 120
 121 float getMQ135ppm(float Resistance) {
 122   return PARA * pow((Resistance/RZERO), -PARB);
 123 }
 124
 125 void setup()
 126 {
 127   delay(START_DELAY);
 128
 129   Serial1.begin(57600);
 130   Serial1.println("START");
 131
 132   // Initialize the sensor (it is important to get calibration values stored on the device).
 133
 134   if (pressure.begin()) {
 135     Serial1.println("BMP180 init success");
 136     HasBaro = 1;
 137   } else {
 138     Serial1.println("BMP180 init fail\n\n");
 139     HasBaro = 0;
 140   }
 141
 142   dht.setup(DHT_PIN);
 143
 144   pinMode(GAS_PIN,INPUT);
 145   pinMode(CO2_PIN,INPUT);
 146
 147   digitalWrite(GAS_PIN, LOW);
 148   digitalWrite(CO2_PIN, LOW);
 149 }
 150
 151 void loop()
 152 {
 153   char status;
 154   double T,P;
 155   double DHT_T,DHT_H;
 156   int DHTStatus;
 157   int Gas;
 158
 159   double LastTemp;
 160   byte GotTemperature,GotPressure;
 161
 162   // Loop here getting pressure readings every 60 seconds.
 163
 164   GotTemperature = 0;
 165   GotPressure = 0;
 166
 167   if (HasBaro) {
 168
 169     status = pressure.startTemperature();
 170     if (status != 0) {
 171       // Wait for the measurement to complete:
 172       delay(status);
 173
 174       // Retrieve the completed temperature measurement:
 175       // Note that the measurement is stored in the variable T.
 176       // Function returns 1 if successful, 0 if failure.
 177
 178       status = pressure.getTemperature(T);
 179       if (status = !0) {
 180         LastTemp=T;
 181         GotTemperature=1;
 182       } else {
 183         Serial1.println("ERROR:TYPE=BMP180,MESSAGE=FAILED MEASURE TEMPERATURE\n");
 184       }
 185     } else {
 186       Serial1.println("ERROR:TYPE=BMP180,MESSAGE=FAILED START TEMPERATURE MEASUREMENT\n");
 187     }
 188
 189     // Start a pressure measurement:
 190     // The parameter is the oversampling setting, from 0 to 3 (highest res, longest wait).
 191     // If request is successful, the number of ms to wait is returned.
 192     // If request is unsuccessful, 0 is returned.
 193
 194     status = pressure.startPressure(3);
 195     if (status != 0) {
 196       // Wait for the measurement to complete:
 197       delay(status);
 198
 199       // Retrieve the completed pressure measurement:
 200       // Note that the measurement is stored in the variable P.
 201       // Note also that the function requires the previous temperature measurement (T).
 202       // (If temperature is stable, you can do one temperature measurement for a number of pressure measurements.)
 203       // Function returns 1 if successful, 0 if failure.
 204
 205       status = pressure.getPressure(P,LastTemp);
 206       if (status != 0) {
 207           // Print out the measurement:
 208           GotPressure=1;
 209
 210       } else {
 211         Serial1.println("ERROR:TYPE=BMP180,MESSAGE=FAILED MEASURE PRESSURE\n");
 212       }
 213     } else {
 214       Serial1.println("ERROR:TYPE=BMP180,MESSAGE=FAILED START PRESSURE MEASUREMENT\n");
 215     }
 216     if (GotPressure || GotTemperature) {
 217       Serial1.print("SENSOR:TYPE=BMP180");
 218       if (GotPressure) { Serial1.print(",PRESSURE="); Serial1.print(P); }
 219       if (GotTemperature) { Serial1.print(",TEMPERATURE="); Serial1.print(T); }
 220       Serial1.println();
 221     }
 222   }
 223
 224   delay(dht.getMinimumSamplingPeriod());
 225
 226   DHT_H = dht.getHumidity();
 227   DHT_T = dht.getTemperature();
 228
 229   DHTStatus=dht.getStatus();
 230
 231   if (DHTStatus == 0) {
 232     Serial1.print("SENSOR:TYPE=DHT22,TEMPERATURE=");
 233     Serial1.print(DHT_T);
 234     Serial1.print(",HUMIDITY=");
 235     Serial1.println(DHT_H);
 236   } else {
 237     Serial1.print("ERROR:TYPE=DHT22,MESSAGE=");
 238     Serial1.println(dht.getStatusString());
 239   }
 240
 241   Gas = MQRead(GAS_PIN);
 242
 243   Serial1.print("SENSOR:TYPE=MQ4,VALUE=");
 244   Serial1.println(Gas);
 245
 246   float MQ135_Resistance;
 247   float CO2_raw;
 248   float CO2_ppm;
 249
 250   float CO2_resistance;
 251
 252   CO2_raw = MQRead(CO2_PIN);
 253   Serial1.print("DEBUG:RAW=");
 254   Serial1.println(CO2_raw);
 255
 256   MQ135_Resistance=MQ135_RES*(1023./CO2_raw-1);
 257
 258   Serial1.print("DEBUG:RESISTANCE=");
 259   Serial1.println(MQ135_Resistance);
 260
 261   MQ135_Resistance=MQ135_Resistance/getMQ135CorrectionFactor(DHT_T,DHT_H);
 262   Serial1.print("DEBUG:CORR_RESISTANCE=");
 263   Serial1.println(MQ135_Resistance);
 264
 265   CO2_ppm = getMQ135ppm(MQ135_Resistance);
 266
 267   Serial1.print("SENSOR:TYPE=MQ135,VALUE=");
 268   Serial1.println(CO2_ppm);
 269
 270   delay(DELAY);  // Pause for 50 seconds.
 271 }
 272