SCI采集模块漂流——高楼气压检测仪 中等

        中学物理知识告诉我们，在海拔3000米以内，每上升10米大气压强减少100pa。这句话老师让我们死记硬背，也不知道是怎么来的，万一说错了呢？为了验证它的正确性，今天我们制作一个高楼气压检测仪。

      蘑菇云在2022年4月份推出了新的功能模块——Gravity串口数据记录器，这次我们就把Gravity SCI采集模块和Gravity串口数据记录器都用上，这哥俩都有数据记录功能，看谁比谁强~

        设计思路：用Gravity 气压传感器实时测量海拔、大气压强、空气温度，Gravity SCI采集模块实时读取、记录数据。由于Gravity SCI采集模块记录数据要设置储存的时间，时间太小数据太过庞杂，时间太长可能关键时刻记录不上，所以时间按照系统默认。如果系统默认，数据肯定庞杂，所以设置Gravity串口数据记录器，需要时按下按键记录数据，同时增加一个等待用来照明。

1、硬件

       Arduino UNO主控板、Gravity SCI采集模块、Gravity 气压传感器、LCE1602模块（I2C接口）、实时时钟DS1307、Gravity串口数据记录器、WS2812 RGB 全彩灯带（7灯珠）、数字大按钮模块、手持气压检测仪

2、软件：

①操作系统：基于windows 11操作系统；

②软件：Mind+最新版本，下载地址：https://mindplus.cc/

三、程序编写

1、添加Arduino UNO主控板

2、添加SCI采集模块

Mind+图形化编程工具

下载并安装DFRobot_RP2040_SCI库。安装方法：打开右侧超链接，复制网址：GitHub - cdjq/DFRobot_RP2040_SCI: SUAB: Sensor Universal Adapter Board

打开Mind+编程软件，选择扩展——主控板——Arduino UNO

选择用户库，搜索框输入GitHub - cdjq/DFRobot_RP2040_SCI: SUAB: Sensor Universal Adapter Board，下方出现SCI采集模块选中即可。

3、添加LCE1602模块、实时时钟DS1307、WS2812 RGB 全彩灯带

4、拖曳积木编写程序

        说明：程序使用实时时钟DS1307的原因：Gravity SCI采集模块记录的时间位数有限，分、秒数字较大时，不会显示小时，所有1602液晶显示小时就必须调用实时时钟模块。

5、实验接线图

四、高楼气压检测仪

     下图是我实际制作的高楼气压检测仪，外壳难看大伙就将就将就吧，不过从侧面来看挺科幻的~

        在使用过程中发现，Gravity串口数据记录器会掉链子，所以在盒子上扣了个洞，手指伸进去可以按下Arduino UNO的rest键。气压传感器放在盒子外面，采集数据准确。Gravity串口数据记录器原本是放在盒子里的，结果他像个熊孩子，很容易钻空子，不记录数据了，所以放在最显眼处观察他的指示灯是否闪烁，有没有记录数据~

仅从侧面来看，还是挺科幻的，自恋一下~

为了验证数据的准确性，特地准备了手持气压检测仪。

五、实验大楼

        实验大楼地下两层，地上30层，总共32层，现在开始每一层、每一层的测量~看着好高啊！我总共测量了四次，两次晚上11:00以后，一次早晨8:00以后，一次中午12:00以后。非常的累~但是很有实践意义~以苦为乐嘛！

六、实验数据

1、早晨测量数据

地下-2层测量海拔、大气压强、空气温度数据。

      手持气压检测仪检测大气压强和温度，可以看到和高楼气压检测仪检测出压强结果完全一致！至于温度有0.27℃的误差，那是因为手持气压检测仪一直装在口袋里，而且还有一层厚塑料袋，才有那么小的误差。给蘑菇云的设备点个赞

中间楼层16楼，测海拔、大气压强、空气温度

30楼测量海拔、气压、温度

早晨测量海拔、大气压强、空气温度折线图

2、中午测量数据

中间空余的部分为电池没电了~尴尬，整个设备太费电了！

地下-2层高楼气压检测仪检测海拔、大气压强、空气温度

中间第16层测海拔、大气压强、空气温度

30层测量两种测量仪器数据对比，误差非常的小

中午测量海拔、大气压强、空气温度折线图，中间断开的部分是因为没电了

3、夜晚测量数据

地下-2层高楼气压检测仪检测结果

地下-2层手持气压仪检测结果，气压完全相同。

中间16层高楼气压检测仪检测结果

中间16层手持气压检测仪检测结果，检测结果仅仅差0.6pa，误差非常小！

30层高楼气压检测仪测量结果

30层手持气压检测仪测量结果，与高楼气压检测仪检测结果完全一致！

晚上测量海拔、大气压强、空气温度折线图

七、串口数据记录器记录的数据

为了对比Gravity SCI采集模块和Gravity串口数据记录器的记录功能对比，每到一层楼我按下两次按键，记录两侧数据。中午Gravity串口数据记录器数据一次也没记录成功，白忙活了一中午。好在SCI数据采集模块记录了。由此可以看出，Gravity串口数据记录器不一定靠谱~

晚上Gravity串口数据记录器记录数据，我是在每一层复位一次系统，再复位Gravity串口数据记录器，最后按按键记录数据，操作非常繁琐。30层楼到18层时不再记录了，拆开盒子断开电源，重新接线、重启系统又开始记录了。

八、对比结论

   物理规律：1hPa=100Pa

海拔3000米以内，每升高10米，大气压强减少100Pa，正确

Gravity SCI采集模块和Gravity串口数据记录器对比：

Gravity SCI采集模块适合科学研究，采集数据准确无误，不需要编程。Gravity串口数据记录器记录数据依赖性较强，依赖主控板和编程。Gravity SCI采集模块自主性非常的强，抗干扰性强，可以独立工作，赞一个 太喜欢了~