基于BME280和ESP32的DIY数字气压计——24小时气压趋势

气压计是一种自记录式气压计，它能够连续测量并记录大气压力随时间的变化。它会在纸质图表上生成压力变化的图形记录，称为气压图。

本项目介绍的装置是一种电子气压计，气压图绘制在液晶显示屏上，而非纸上。气压图的变化趋势（上升、下降或稳定）可以帮助我们了解即将到来的天气变化。例如，气压的快速下降可能预示着暴风雨即将到来。

该装置制作起来非常简单，仅由几个组件构成：

ESP32 开发板

- 128x64 LCD 显示屏，带 ST7920 驱动芯片

- BME280 湿度、压力和温度传感器模块

——以及三个按钮

为了更准确地显示温度和湿度，最好将传感器模块放置在外壳外部或增加通风孔。显示屏的对比度可通过小型微调电位器进行调节。

至于代码，正如我之前提到的，我做了一些修改和改进。首先，大气压强的单位不再是毫米汞柱（mmHg），而是百帕（hPa），这是大气压强的官方计量单位。

接下来，系统不再使用绝对大气压，而是根据设备所在海拔高度计算相对大气压，我们需要将该海拔高度输入到代码中。此外，还新增了三个屏幕用于显示必要的参数。另外，如果发生意外断电，系统会保存图表，下次开启气压计时，无需等待24小时即可恢复数据。

我们来看看气压计的工作原理。设备开机后，屏幕上会立即出现一条消息，提示检查 BME280 传感器。

之后，主屏幕出现。当然，这里最重要的部分是显示大气压随时间变化的图表。整个图表由128个垂直柱状图组成，这些柱状图所代表的时间正好是24小时。这意味着图表上的大气压值每11.25分钟记录一次。右侧显示的是最新测量值，最左侧显示的是最早的测量值，在本例中为24小时前。同样，中间显示的是12小时前的值。这样，我们就可以快速准确地直观地看到大气压是上升、稳定还是下降的趋势，而这些实际上是预测当地天气所必需的基本指标。我还应该提到，该图表的垂直分辨率正好是1百帕，这对于此用途来说已经足够了。

如您所见，屏幕上仍然显示着许多有用的信息。这里显示的是当前相对大气压值，精确到小数点后一位，单位为百帕。接下来是空气的相对湿度（以百分比表示），以及当前温度（以摄氏度表示）。最右侧的小数字显示的是过去一小时内气压变化趋势的数值。

由于该设备的壳体来自我之前的一个项目，所以上面也有三个按钮。因此，我决定给每个按钮赋予特定的功能。按下最上面的按钮，会打开一个特殊的屏幕，屏幕上会以大字体显示当前空气的压力、温度和湿度值。

此屏幕会一直保持激活状态，直到我们按下另外两个按钮中的一个，此时会显示其他相关信息。如果再次按下同一个按钮，则会返回主屏幕。另外两个按钮的功能相同。中间的按钮显示当前压力与一小时前压力的差值，底部的按钮显示当前压力与三小时前压力的差值。

根据定义，这两个数值对于短期本地天气预报最为重要。默认情况下，这些数值每 11 分钟刷新一次，但如果按下按钮，则会采用当前值，因此不同屏幕上显示的值可能略有差异。

最后，做一个简短的总结。这款设备是对传统气压计的现代数字化诠释，它采用高精度 BME280 传感器和 ESP32 微控制器，实时显示 24 小时内的大气压力变化趋势。该设备配备 128x64 液晶显示屏，可显示当前气压、温度、湿度以及详细的气压历史曲线图，非常适合用于天气监测和预报。