Что такое датчик BMP085 и для чего он используется. Какие основные характеристики имеет BMP085. Как подключить и запрограммировать датчик BMP085 для работы с микроконтроллером. Какие существуют области применения датчика атмосферного давления BMP085.
Общее описание датчика атмосферного давления BMP085
BMP085 — это высокоточный цифровой датчик атмосферного давления, разработанный компанией Bosch Sensortec. Он позволяет измерять барометрическое давление и температуру окружающей среды с высокой точностью при низком энергопотреблении.
Основные характеристики датчика BMP085:
- Диапазон измерения давления: 300-1100 гПа
- Точность измерения давления: ±0.2 гПа
- Диапазон измерения температуры: -40…+85°C
- Точность измерения температуры: ±1°C
- Напряжение питания: 1.8-3.6 В
- Потребляемый ток: 5 мкА при 1 измерении в секунду
- Интерфейс: I2C
Датчик BMP085 широко применяется в различных устройствах и системах, где требуется измерение атмосферного давления — от метеостанций до смартфонов и GPS-навигаторов.
Принцип работы и конструкция датчика BMP085
Как работает датчик BMP085 для измерения атмосферного давления? В основе его конструкции лежит пьезорезистивный чувствительный элемент, изготовленный по технологии микроэлектромеханических систем (MEMS). Этот элемент деформируется под воздействием атмосферного давления, что приводит к изменению его электрического сопротивления.
Основные компоненты датчика BMP085:
- Пьезорезистивный сенсор давления
- АЦП для преобразования аналогового сигнала в цифровой
- Температурный сенсор для температурной компенсации
- Цифровой интерфейс I2C
- Встроенная память для хранения калибровочных коэффициентов
Благодаря встроенной схеме температурной компенсации, BMP085 обеспечивает высокую точность измерений во всем рабочем диапазоне температур. Цифровой интерфейс I2C позволяет легко подключать датчик к различным микроконтроллерам и обрабатывать полученные данные.
Подключение и программирование датчика BMP085
Как подключить датчик BMP085 к микроконтроллеру? Для работы с BMP085 достаточно всего 4 проводов:
- VCC — напряжение питания (1.8-3.6 В)
- GND — общий провод (земля)
- SCL — тактовая линия I2C
- SDA — линия данных I2C
Типовая схема подключения BMP085 к микроконтроллеру выглядит следующим образом:
- VCC датчика подключается к выводу питания микроконтроллера (обычно 3.3 В)
- GND датчика соединяется с общим проводом схемы
- SCL датчика подключается к выводу SCL микроконтроллера
- SDA датчика соединяется с выводом SDA микроконтроллера
Дополнительно рекомендуется установить подтягивающие резисторы 4.7 кОм на линии SCL и SDA.
Программирование микроконтроллера для работы с BMP085
Для взаимодействия с датчиком BMP085 через микроконтроллер необходимо реализовать следующие шаги:
- Инициализация I2C интерфейса микроконтроллера
- Чтение калибровочных коэффициентов из памяти датчика
- Отправка команды на измерение давления/температуры
- Чтение «сырых» данных с датчика
- Расчет реальных значений давления и температуры с учетом калибровочных коэффициентов
Для упрощения работы с BMP085 существуют готовые библиотеки для различных микроконтроллеров и платформ. Например, для Arduino можно использовать библиотеку Adafruit_BMP085, а для микроконтроллеров STM32 — библиотеку на основе HAL.
Применение датчика атмосферного давления BMP085
Где используется датчик BMP085? Благодаря высокой точности, низкому энергопотреблению и компактным размерам, BMP085 нашел широкое применение в различных областях:
- Портативные метеостанции и барометры
- Системы навигации и позиционирования
- Умные часы и фитнес-трекеры
- Беспилотные летательные аппараты
- Системы вентиляции и кондиционирования
- Медицинское оборудование
Измерение атмосферного давления позволяет не только прогнозировать погоду, но и определять высоту над уровнем моря. Это делает BMP085 полезным в альпинизме, авиации и других сферах, где важно знать текущую высоту.
Сравнение BMP085 с другими датчиками давления
Как BMP085 соотносится с аналогичными датчиками на рынке? Рассмотрим сравнение с некоторыми популярными моделями:
| Модель | Диапазон измерения | Точность | Энергопотребление |
|---|---|---|---|
| BMP085 | 300-1100 гПа | ±0.2 гПа | 5 мкА |
| BMP180 | 300-1100 гПа | ±0.12 гПа | 3 мкА |
| BMP280 | 300-1100 гПа | ±0.12 гПа | 2.7 мкА |
| MS5611 | 10-1200 гПа | ±0.1 гПа | 1 мкА |
Хотя BMP085 уже считается устаревшей моделью, он все еще остается популярным благодаря хорошему соотношению цены и качества. Более новые модели, такие как BMP280, предлагают улучшенную точность и энергоэффективность, но и стоят дороже.
Калибровка и повышение точности измерений BMP085
Как добиться максимальной точности при работе с BMP085? Несмотря на то, что датчик поставляется откалиброванным с завода, для получения наиболее точных результатов рекомендуется выполнить дополнительную калибровку:
- Сравнение показаний с эталонным барометром
- Учет влияния температуры на измерения давления
- Корректировка на основе известной высоты над уровнем моря
- Усреднение нескольких последовательных измерений
Важно также учитывать факторы, влияющие на точность измерений:
- Изменение температуры окружающей среды
- Вибрации и механические воздействия
- Электромагнитные помехи
- Загрязнение датчика пылью или влагой
Правильная установка датчика и защита от внешних воздействий помогут повысить стабильность и точность измерений атмосферного давления.
Использование BMP085 для определения высоты
Как рассчитать высоту над уровнем моря с помощью BMP085? Определение высоты основано на зависимости атмосферного давления от высоты. Для расчета можно использовать барометрическую формулу:
h = 44330 * (1 — (P / P0)^(1/5.255))
где:
- h — высота над уровнем моря (м)
- P — измеренное давление (гПа)
- P0 — давление на уровне моря (обычно принимается за 1013.25 гПа)
Однако стоит учитывать, что точность определения высоты зависит от многих факторов:
- Текущие погодные условия
- Изменения давления в течение дня
- Точность измерения давления датчиком
Для повышения точности определения высоты рекомендуется использовать дополнительные методы калибровки, например, по известным точкам высоты или в комбинации с GPS-данными.
Распиновка датчика давления
BMP085, характеристики и техническое описание
8 декабря 2018 — 0 комментариев
BMP085 — это датчик из BOSCH , используемый для измерения барометрического давления и температуры . Устройство предназначено для высокоточных измерений и низкого энергопотребления, что делает его идеальным для передовых мобильных приложений.
Конфигурация контактов
BMP085 представляет собой устройство с восемью контактами, как показано на схеме контактов, и функционирование каждого контакта показано ниже. Обычно устройство разрабатывается в виде модуля, а затем для удобства используется в схемах. Каждый из этих модулей имеет разные выводы, но они имеют одни и те же выводы и могут быть согласованы с устройством.
Штифт | Имя | Функция |
1 | Земля | Этот контакт соединен с землей |
2 | ЭОС | Вывод EOC (конец преобразования) используется в качестве индикатора для ускорения времени преобразования |
3 | Вдда | К этому контакту подключен положительный источник питания |
4 | Вддд | Цифровой контакт питания соединен с контактом Vdda и подключен к источнику питания |
5 | НЗ | Нет соединения |
6 | СКЛ | Интерфейс I2C — Последовательный тактовый контакт |
7 | ПДД | Интерфейс I2C — вывод последовательных данных |
8 | XCLR | Основной контакт очистки (активный низкий уровень) |
Особенности и электрические характеристики
- Бюджетное устройство
- Высокая точность
- Датчик температуры в комплекте
- Прочная упаковка
- Низкая мощность: 5 мкА при 1 выборке/сек.
в стандартном режиме - Интерфейс I2C
- Полностью откалиброван
- Без свинца, без галогенов, соответствует требованиям RoHS
- Диапазон давления: 300 … 1100 гПа (+9000 м … -500 м над уровнем моря)
- Диапазон рабочего напряжения: от 1,8 до 3,6 В
- Диапазон рабочих температур: от -40°C до +85°C
- Время преобразования температуры: максимум 4,5 мс
- Давление времени преобразования: максимум 25,5 мс
в стандартном режимеBMP180, BME280, BMP280
BMP085 ОбзорBMP085 ANTARILICALE ANTERALIGHTER. Хотя прибор точен, он устарел, так как на рынке есть более точные модели серии BMP. В модулях, представленных на рынке, BMP180 измеряет атмосферное давление более точно.
BMP085 специально спроектирован так, чтобы потреблять очень мало энергии, поэтому его можно использовать с батарейным питанием в таких системах, как смарт-часы и мобильные телефоны.
Кроме того, устройство обменивается данными через последовательный интерфейс, что делает его удобным для взаимодействия с современными микроконтроллерами и микропроцессорами.
Как пользоваться датчиком давления BMP085
Типичная схема применения устройства BMP085 приведена ниже.
Как показано на принципиальной схеме, между микроконтроллером и устройством соединены три контакта. В них для связи с модулем используются только два контакта, и эта связь является интерфейсом I2C. Данные отправляются в модуль или принимаются от модуля через этот интерфейс I2C. Таким образом, мы должны получить информацию о барометрическом давлении и температуре через этот интерфейс. Для установки этого интерфейса I2C все, что вам нужно сделать, это подключить SDA модуля к выводу SDA µC (микроконтроллера) и выводу SCL модуля к SCL µC (микроконтроллера).
Питание установки возможно от источника напряжения от +1,8В до +3,6В, но для удобства выберите источник питания 3,3В.
После подключения все, что вам нужно, это запрограммировать микроконтроллер для связи с модулем. Для простого установления связи мы будем использовать библиотеки, которые предварительно написаны для модуля. Использование этих библиотек упрощает общение, все, что вам нужно сделать, это загрузить эти библиотеки и вызывать их в программах. После включения файла заголовка вы можете использовать простые команды для отправки или получения данных из модуля.
Как только данные получены от модуля, мы можем использовать данные (представляющие атмосферное давление и температуру) по желанию в программе. Таким образом, мы можем использовать BMP085 для измерения барометрического давления.
Приложения
- Внутренняя и внешняя навигация
- Спортивный инвентарь
- Прогноз погоды
- Датчик температуры
- Индикация вертикальной скорости
- Улучшение GPS-навигации
- Проекты для хобби
2D-модель
Все размеры указаны в миллиметрах
Бирки
Датчик давления
| »’ | |
| bmp085 — это модуль micropython для датчика Bosch bmp085. Он измеряет | |
| температура, а также давление, с достаточно высоким разрешением для расчета | |
| высота. | |
| Спецификация | : BST-BMP085-DS000-05.pdf |
| Лицензия Массачусетского технологического института (MIT) | |
| Copyright (c) 2014 Себастьян Пламауэр, [email protected] | |
| Обновление 2018: | |
| — упрощен код, особенно __init__() | |
| — добавлен сеттер/геттер для давления на уровне моря | |
— возврат гПа для давления. | |
| — удалить все выделения памяти из nextgauge() | |
| — упрощенный расчет, с использованием целочисленной арифметики и сдвигов, где | |
| , используя неограниченный целочисленный размер в Python. С | |
| это число может стать очень большим, может быть выделена куча памяти | |
| — удалить try/except в местах, где не может произойти сбой | |
| — использовать ticks_diff() вместо арифметической разности | |
| Настоящим предоставляется бесплатное разрешение любому лицу, получившему копию | |
| этого программного обеспечения и связанных с ним файлов документации («Программное обеспечение»), для решения | |
| в ПО без ограничений, включая без ограничения права | |
| на использование, копирование, изменение, слияние, публикацию, распространение, сублицензирование и/или продажу | |
| копий Программного обеспечения и разрешить лицам, которым Программное обеспечение | |
| предоставляется для этого при соблюдении следующих условий: | |
| Вышеприведенное уведомление об авторских правах и это уведомление о разрешении должны быть включены в | |
все копии или существенные части Программного обеспечения. | |
| ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ «КАК ЕСТЬ», БЕЗ КАКИХ-ЛИБО ГАРАНТИЙ, ЯВНЫХ ИЛИ | |
| ПОДРАЗУМЕВАЕТСЯ, ВКЛЮЧАЯ, ПОМИМО ПРОЧЕГО, ГАРАНТИИ КОММЕРЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ, | |
| ПРИГОДНОСТЬ ДЛЯ КОНКРЕТНОЙ ЦЕЛИ И НЕНАРУШЕНИЕ ПРАВ. НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ | |
| АВТОРЫ ИЛИ ВЛАДЕЛЕЦ АВТОРСКИХ ПРАВ НЕСУТ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ЗА ЛЮБЫЕ ПРЕТЕНЗИИ, УЩЕРБ ИЛИ ДРУГОЕ | |
| ОТВЕТСТВЕННОСТЬ, БУДУЩАЯ ИЗ ДОГОВОРА, ДЕЛИКТА ИЛИ ИНЫМ ОБРАЗОМ, ВОЗНИКАЮЩАЯ ИЗ, | |
| ИЗ ИЛИ В СВЯЗИ С ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ ИЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИЛИ ДРУГИМИ СДЕЛКАМИ В | |
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ. | |
| »’ | |
| из импорта ustruct распаковать как unp | |
| импорт математики | |
| время импорта | |
| # BMP085 класс | |
| класс BMP085(): | |
| »’ | |
| Модуль датчика давления BMP085. | |
| »’ | |
| # инициализация | |
| по определению __init__(я, i2c=нет): | |
| # внутренний модуль определяет | |
| , если i2c не имеет значения: | |
| поднять ValueError(«Должна быть указана шина I2C») | |
| еще: | |
self. _bmp_i2c = i2c | |
| self._bmp_addr = 119 # исправить | |
| self.chip_id = self._bmp_i2c.readfrom_mem(self._bmp_addr, 0xD0, 2) | |
| self._delays = (7, 8, 14, 28) | |
| # считать данные калибровки из EEPROM | |
| (сам._AC1, сам._AC2, сам._AC3, сам._AC4, сам._AC5, сам._AC6, | |
| селф._B1, селф._B2, селф._MB, селф._MC, селф._MD) = \ | |
| unp(‘>чхххххххххх’, | |
self. _bmp_i2c.readfrom_mem(self._bmp_addr, 0xAA, 22)) | |
| # настройки настраиваются пользователем | |
| self._oversample = 3 | |
| self._baseline = 1013,25 | |
| # выходной пресет | |
| self._UT_raw = bytearray(2) | |
| сам._B5 = 0 | |
| self._MLX = bytearray(3) | |
| self._COMMAND = bytearray(1) | |
self. gauge = self.makegauge() # Экземпляр генератора | |
| для _ в диапазоне (128): | |
| следующий (самомер) | |
| время.sleep_ms(1) | |
| деф компвальдамп(сам): | |
| »’ | |
| Возвращает список всех значений компенсации | |
| »’ | |
| возврат [self._AC1, self._AC2, self._AC3, self._AC4, self._AC5, | |
Селф._AC6, Селф._B1, Селф._B2, Селф._MB, Селф._MC, Селф. _MD, | |
| self._oversample] | |
| # необработанный калибр | |
| определитель макияжа (сам): | |
| »’ | |
| Генератор обновляет необработанные измерения. | |
| »’ | |
| , правда: | |
| self._COMMAND[0] = 0x2e | |
| self._bmp_i2c.writeto_mem(self._bmp_addr, 0xF4, self._COMMAND) | |
t_start = время. ticks_ms() | |
| пока (time.ticks_diff(time.ticks_ms(), t_start) * | |
| self._diff_sign) <= 5: # задержка 5 мс | |
| выход Нет | |
| попытка: | |
| self._bmp_i2c.readfrom_mem_into(self._bmp_addr, 0xf6, | |
| сам._UT_raw) | |
| кроме: | |
| выход Нет | |
| self._COMMAND[0] = 0x34 | (само._oversample << 6) | |
self. _bmp_i2c.writeto_mem(self._bmp_addr, 0xF4, self._COMMAND) | |
| t_pressure_ready = self._delays[self._oversample] | |
| t_start = время.ticks_ms() | |
| пока (time.ticks_diff(time.ticks_ms(), t_start) * | |
| self._diff_sign) <= t_pressure_ready: | |
| выход Нет | |
| попытка: | |
| self._bmp_i2c.readfrom_mem_into(self._bmp_addr, 0xf6, | |
| сам._MLX) | |
| кроме: | |
| выход Нет | |
| дает True | |
| деф blocking_read(я): | |
, если next(self. gauge) не None: # Отменить старые данные | |
| пройти | |
| , а следующий (self.gauge) — None: | |
| пройти | |
| @свойство | |
| определение уровня моря (я): | |
| возврат self._baseline | |
| @sealevel.setter | |
| уровень моря (собственно, значение): | |
| если 300 < значение < 1200: # просто убедитесь, что какое-то разумное значение | |
self. _baseline = значение | |
| @свойство | |
| по определению передискретизации (сам): | |
| вернуть self._oversample | |
| @oversample.setter | |
| по определению избыточная выборка (собственно, значение): | |
| , если значение в диапазоне (4): | |
| self._oversample = значение | |
| еще: | |
| print(‘передискретизация может быть только 0, 1, 2 или 3, вместо этого используется 3’) | |
self. _oversample = 3 | |
| @свойство | |
| по умолчанию температура (собственно): | |
| »’ | |
| Температура в градусах Цельсия. | |
| »’ | |
| следующий (самомер) | |
| X1 = ((unp(«>H», self._UT_raw)[0] — self._AC6) * self._AC5) >> 15 | |
| X2 = (self._MC << 11) // (X1 + self._MD) | |
| сам._B5 = X1 + X2 | |
возврат ((self. _B5 + 8) >> 4) / 10,0 | |
| @свойство | |
| защитное давление (собственное): | |
| »’ | |
| Давление в гПа. | |
| »’ | |
| self.temperature # Получение значений температуры И давления | |
| UP = (((self._MLX[0] << 16) + (self._MLX[1] << 8) + self._MLX[2]) >> | |
| (8 — самовыбор._oversample)) | |
| B6 = сам._B5 — 4000 | |
X1 = (сам. _B2 * ((B6 * B6) >> 12)) >> 11 | |
| X2 = (сам._AC2 * B6) >> 11 | |
| B3 = (((self._AC1 * 4 + X1 + X2) << self._oversample) + 2) >> 2 | |
| X1 = (сам._AC3 * B6) >> 13 | |
| X2 = (сам._B1 * ((B6 * B6) >> 12)) >> 16 | |
| Х3 = ((Х1 + Х2) + 2) >> 2 | |
| B4 = (сам._AC4 * (X3 + 32768)) >> 15 | |
| B7 = (UP — B3) * (50000 >> self._oversample) | |
| р = (В7*2)//В4 | |
| X1 = (((p >> 8) * (p >> 8)) * 3038) >> 16 | |
| Х2 = (-7357*р) // 65536 | |
| возврат (p+(X1+X2+3791)//16)/100 | |
| @свойство | |
| высота по умолчанию (я): | |
| »’ | |
Высота в м. Похожие записи |
py на мастере · robert-hh/BMP085_BMP180 · GitHub