使用 Squareline Studio 和 LVGL 开发的 ESP32 电子气压计

时间：2026-01-21 16:58:41

关键字：气压计 ESP32 BME280

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[导读]气压计是一种用于测量大气压力的科学仪器。气压上升通常预示着天气好转，气压下降则通常意味着即将有风和降雨。气压稳定则表示天气状况平稳。在这个项目中，我将介绍一种非常简单的制作气动式气压计模拟器的方法。实际上，现代数字电子技术被运用其中，借助这些技术，经典机械气压计的功能实现了 100%的模拟。气动式气压计包含两个箭头：一个黑色的测量箭头和一个黄色的参考箭头。

气压计是一种用于测量大气压力的科学仪器。气压上升通常预示着天气好转，气压下降则通常意味着即将有风和降雨。气压稳定则表示天气状况平稳。在这个项目中，我将介绍一种非常简单的制作气动式气压计模拟器的方法。实际上，现代数字电子技术被运用其中，借助这些技术，经典机械气压计的功能实现了 100%的模拟。气动式气压计包含两个箭头：一个黑色的测量箭头和一个黄色的参考箭头。

预测天气的方法如下：我们需要将黑色测量箭头与黄色箭头对齐。几个小时后，如果黑色测量箭头向左移动到黄色箭头的左侧，那么将会出现不稳定天气;而如果它向右移动，则天气将会好转并趋于稳定。如果这两个箭头保持对齐状态，那么预计天气状况不会有变化。在原始仪器中，参考箭头是通过仪器中间的按钮来移动的，在这种情况下，该功能是由旋转编码器来实现的。

这款设备极其简单，这得益于其 CROWPANEL 圆形显示屏，该显示屏内置了 ESP32S3 微控制器和旋转编码器。因此，只需将 BME280 模块连接到该显示屏模块对应的 I2C 端口即可。

这是我首次使用 LVGL 库和 Squareline Studio 进行的项目开发，它能让你以相对简单的方式创建出极具视觉效果且功能强大的项目。

这次我就不详细阐述在 Squareline Studio 中开发和创建代码及用户界面的方法了，因为这些内容在之前的许多教程中都有详细介绍。不过，我会简要描述一下成功重现该项目的步骤。

该项目由 PCBWay 公司赞助。从概念设计到实际生产，PCBWay 为全球创新者提供前沿的电子设计解决方案，涵盖硬件设计、软件开发、机械设计、产品测试及认证等方面。PCBWay 工程团队由在电子、嵌入式系统和产品开发领域经验丰富的工程师组成。他们成功完成了涵盖医疗设备、工业自动化、消费电子、智能家居和物联网等多个行业的数百个项目。

以下是使用所给库进行设备安装的详细说明。

首先，您需要使用版本为 1.8.15 及以上的 Arduino IDE。然后，请根据 Elecrow GitHub 页面上的说明安装 ESP32 核心版本 2.0.14 或 2.0.15。现在，在“工具-板-ESP32 Arduino”中，我们需要选择 ESP32S3 开发模块。

在本板中，我们需要对一些属性进行修改：闪存大小 16MB、分区方案 - 大型应用程序，以及 PSRAM - OPI PSRAM。接下来，我们需要安装 LVGL 库，具体版本为 8.3.11。您还需要安装 Arduino_GFX_Library 以及 Adafruit_BME280 库。所有这些库和必要的文件都在文末给出。接下来是另一个重要的操作，即在“库”文件夹的根目录(通常该文件夹位于用户/文档/Arduino 目录下)中，您需要复制 LVGL 库的配置文件，名为“lv_conf.h”。现在我们完成了支持部分，接下来需要编译并上传给定的代码。

为此，我们解压名为“Code Final.zip”的文件，但不更改内部文件夹的名称。我们进入该文件夹，并启动“.ino”文件。这样，代码就与之前使用 Squareline Studio 创建的必要用户界面文件一同被打开。现在我们可以编译并上传代码，而不会出现错误。

至于代码的编写方式，其设计使得我们能够轻松更改几个参数，从而实现气压计的正常和精确运行：

•我们所在的高度被输入到了如下这一行中：static const float ALTITUDE_M =

•从传感器读取数值的频率在以下这行代码中进行了定义：static const uint32_t READ_PERIOD_MS

•气压计的“校准”操作是在以下代码行中进行的：static const float NEEDLE_OFFSET_DEG，这里我们设定了一个角度值，以便箭头能够准确显示显示在串行监视器中的实际气压值。

•而黄色箭头移动时所具有的精确程度，即变化步长，是在以下这行代码中设定的： float diff = (encoderValue - lastEncoderValue) * 1.0f;

现在让我们来看看该设备在实际环境中的运行情况：在开启设备后，屏幕上会立即出现一幅复古型气压计的详细图像，黑色箭头会短暂停留在当前的相对大气压力值上。通常情况下，如果压力高于 1013 百帕，就表明天气状况稳定;如果低于 1013 百帕，则表明天气不稳定。对我们而言，一段时间内(至少 3 次)大气压力的变化数据非常重要。

为此，我们将参考的黄色箭头精确地设置在黑色箭头的正上方。如果经过一定时间后，黑色箭头相对于黄色箭头向左移动了，那么天气就会变得不稳定;反之，如果它向右移动，天气就会趋于稳定。如果这两个箭头保持重叠状态，那么天气就不会发生变化。通过用手指在传感器上方按压(人为增加压力)，我们可以看到箭头缓慢地向右移动，然后在短时间内又回到初始状态。由此可见，这个气压计完全模拟了机械式安诺里德气压计。唯一的区别在于，对于机械气压计而言，为了准确读取当前值，你必须多次轻触玻璃表面，而在这种情况下总是准确的，这无疑是一个巨大的优势。更不用说其精度了，现在已经达到了小数点位数的精度。