اطلاعات عمومی
- نام تراشه: BMP180
- سازنده: بوش سنسورتک
- ویژگی کلیدی مهم: BMP180 – سنسور فشار دیجیتال، فشار مطلق (۳۰۰-۱۱۰۰ hPa)، دقت نسبی بالا (±۰.۱۲ hPa معادل ۱ متر)، و مصرف توان پایین (۳µA در ۱ نمونه/ثانیه) برای کاربردهای موبایل.
- دستهبندی عملکردی: سنسور فشار بارومتریک، سنسور دما
- توضیحات فنی کوتاه: BMP180 یک سنسور دیجیتال فشار بارومتریک و دما است که فشار و دمای محیط را به دادههای دیجیتال تبدیل میکند. این سنسور اندازهگیری فشار مطلق را با دقت نسبی بالا ارائه میدهد و با مصرف توان پایین کار میکند. این قطعه، دادههای کالیبره شده دیجیتال فشار و دما را از طریق رابط I²C برای پردازش توسط میکروکنترلر میزبان خروجی میدهد.
فلسفه طراحی
BMP180 برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد برای سنجش فشار بارومتریک و دما با دقت بالا، توان مصرفی پایین و اندازه کوچک در کاربردهای موبایل و الکترونیک مصرفی طراحی شد. این سنسور با ارائه دادههای دقیق ارتفاع و فشار بارومتریک، که برای بهبود ناوبری GPS، ناوبری داخلی و پیشبینی آب و هوا حیاتی است، یک شکاف فنی را پر میکند. این کار را در یک پکیج فشرده و کارآمد از نظر انرژی و مناسب برای دستگاههای باتریدار انجام میدهد.
توضیحات کلی
BMP180 یک سنسور فشار بارومتریک دیجیتال بسیار یکپارچه است که اندازهگیری دما را نیز ارائه میدهد و آن را در دسته سنسورهای محیطی مبتنی بر MEMS قرار میدهد. این سنسور برای دقت و قابلیت اطمینان در سنجش شرایط جوی مهندسی شده است.
عملکرد اصلی آن شامل سنجش دقیق فشار و دمای اتمسفر محیط و سپس تبدیل این اندازهگیریهای آنالوگ به مقادیر دیجیتال دقیق است. این فرآیند تبدیل شامل دادههای کالیبراسیون داخلی برای اطمینان از بالاترین دقت ممکن و به حداقل رساندن رانش است.
در یک سیستم الکترونیکی، BMP180 به عنوان یک بخش حیاتی برای جمعآوری داده عمل میکند. این سنسور، خوانشهای دیجیتال فشار و دمای جبرانشده را از طریق یک رابط سریال استاندارد به یک میکروکنترلر میزبان ارائه میدهد تا میکروکنترلر بتواند محاسبات بیشتر را انجام داده و منطق خاص کاربرد را پیادهسازی کند.
کاربردها
- بهبود ناوبری GPS (ناوبری کور، تشخیص شیب)
- ناوبری داخلی (تشخیص طبقه، تشخیص آسانسور)
- تجهیزات فضای باز، تفریح و ورزش
- پیشبینی آب و هوا
- نشانگر سرعت عمودی (سرعت صعود/نزول)
ویژگیهای کلیدی
- محدوده فشار: ۳۰۰ hPa تا ۱۱۰۰ hPa
- ولتاژ تغذیه: ۱.۸ V تا ۳.۶ V (VDDA)، ۱.۶۲ V تا ۳.۶ V (VDDD)
- مصرف توان پایین: ۳ µA در ۱ نمونه/ثانیه (حالت استاندارد)
- رابط دیجیتال I²C
- عملکرد اندازهگیری دمای یکپارچه برای جبرانسازی
- کاملاً کالیبره شده با ضرایب داخلی
- سازگار با RoHS و بدون هالوژن
- سطح حساسیت رطوبتی ۱ (MSL 1)
- پکیج کوچک ۸ پین LGA: ۳.۶ x ۳.۸ x ۰.۹۳ mm³
مزایا
- دقت نسبی بالا برای اندازهگیری ارتفاع، دستیابی به ±۰.۱۲ hPa (معادل ۱ متر وضوح).
- سنسور دمای یکپارچه برای جبرانسازی دقیق فشار و اندازهگیری عمومی دما.
- مصرف توان پایین، که آن را برای دستگاههای باتریدار و قابل حمل مناسب میسازد.
- اندازه فشرده امکان ادغام در طراحیهای با فضای محدود را فراهم میکند.
- کالیبره شده در کارخانه، که تلاشهای ادغام را سادهتر کرده و بار پردازشی بر میکروکنترلر میزبان را کاهش میدهد.
محدودیتها
- برای عملکرد، جمعآوری دادهها و پردازش خاص کاربرد، نیاز به یک میکروکنترلر خارجی دارد.
- خروجی دیجیتال مستلزم پیادهسازی پروتکل ارتباطی I²C است که میتواند در مقایسه با سنسورهای آنالوگ سادهتر، پیچیدگی را افزایش دهد.
- عملکرد بهینه نیازمند توجه دقیق به عوامل محیطی مانند جریان هوا و رطوبت است که احتمالاً به محفظه و فیلتراسیون مناسب نیاز دارد.
- محدوده اندازهگیری دما به طور ذاتی برای جبرانسازی مؤثر فشار، با دمای کارکرد سنسور مرتبط است.
مشخصات فنی کلیدی
| Parameter | Value |
|---|---|
| Supply Voltage (VDDA) | 1.8 V to 3.6 V |
| Supply Voltage (VDDD) | 1.62 V to 3.6 V |
| Operating Current | 3 µA (Typical, 1 sample/s, standard) |
| Pressure Range | 300 hPa to 1100 hPa |
| Absolute Accuracy | ±1.0 hPa (Low power mode) |
| Relative Accuracy | ±0.12 hPa (Equivalent to 1m) |
| Resolution (Pressure) | Up to 0.01 hPa (Ultra high resolution) |
| Operating Temperature Range | -40 °C to +85 °C |
| Interface | I²C |
| Package Type | 8-pin LGA, 3.6 x 3.8 x 0.93 mm³ |
معماری داخلی
BMP180 یک عنصر حسگر فشار MEMS و یک سنسور دمای اختصاصی را یکپارچه میکند. سیگنالهای آنالوگ تولید شده توسط این سنسورها برای دیجیتالی شدن به یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) هدایت میشوند. دادههای دیجیتال حاصل سپس به یک واحد کنترل داخلی منتقل میشوند. این واحد کنترل از دادههای جبرانسازی کالیبره شده در کارخانه، که در یک EEPROM روی تراشه ذخیره شدهاند، برای تصحیح عدم خطی بودن سنسور و وابستگیهای دمایی استفاده میکند. پس از جبرانسازی، دادههای دقیق فشار و دما از طریق یک رابط دیجیتال I²C استاندارد برای میکروکنترلر میزبان خارجی در دسترس قرار میگیرد.
سوالات فنی متداول
- س1: BMP180 چگونه به دقت بالا برای اندازهگیری ارتفاع دست مییابد؟
- پ1: BMP180 با استفاده از سنجش فشار با وضوح بالا همراه با جبرانسازی دمای داخلی و دادههای کالیبراسیون کارخانهای ذخیره شده در EEPROM خود، به دقت نسبی بالا برای اندازهگیری ارتفاع، تا ۰.۱۲ hPa (معادل ۱ متر)، دست مییابد.
- س2: حالتهای توان مختلف و تأثیر آنها بر عملکرد چیست؟
- پ2: BMP180 چندین تنظیم Oversampling (به عنوان مثال، توان پایین، استاندارد، وضوح بالا، وضوح فوقالعاده بالا) ارائه میدهد که امکان مبادله بین مصرف توان، زمان تبدیل، وضوح اندازهگیری و نویز را فراهم میکند. به عنوان مثال، حالت توان پایین در ۱ نمونه/ثانیه ۳ µA مصرف میکند در حالی که دقت مطلق ±۱.۰ hPa را ارائه میدهد.
- س3: آیا برای BMP180 نیاز به کالیبراسیون خارجی است؟
- پ3: خیر، BMP180 در کارخانه کالیبره شده است. تمام دادههای کالیبراسیون لازم در EEPROM داخلی دستگاه ذخیره شده و به طور خودکار توسط سنسور برای ارائه مقادیر فشار و دمای جبرانشده استفاده میشود، در نتیجه ادغام برای کاربر سادهتر شده و نیاز به کالیبراسیون خارجی از بین میرود.
- س4: BMP180 از چه رابط ارتباطی برای انتقال داده استفاده میکند؟
- پ4: BMP180 از یک رابط دیجیتال استاندارد I²C برای ارتباط قابل اعتماد با یک میکروکنترلر میزبان استفاده میکند و یک اتصال سریال دو سیمه برای تبادل داده فراهم میکند.
قطعات مشابه / جایگزین
- Bosch Sensortec BMP280: سازنده، سنسور فشار بارومتریک دیجیتال از نظر فناوری مشابه با عملکرد بهبود یافته و پکیج کوچکتر.
- Bosch Sensortec BME280: سازنده، سنسور محیطی دیجیتال مشابه که اندازهگیری فشار، رطوبت و دما را یکپارچه میکند.
- STMicroelectronics LPS25HB: STMicroelectronics، بارومتر دیجیتال کم مصرف مشابه با سنسور دمای یکپارچه.
- TE Connectivity MS5611: TE Connectivity، سنسور فشار بارومتریک با وضوح بالا با خروجی دمای یکپارچه.
جدول مراجع
| نوع منبع | لینک رسمی سازنده |
|---|---|
| Datasheet | https://www.bosch-sensortec.com/media/boschsensortec/downloads/datasheets/bst-bmp180-ds000-09.pdf |
| Product Brief | N/A |
| Application Notes | https://www.bosch-sensortec.com/media/boschsensortec/downloads/application_notes_1/bst-bmp180-an000.pdf |
این بخش برای معرفی آیسیهای مهم و پرکاربرد تهیه شده است و هدف آن آشنایی بیشتر طراحان و علاقهمندان به الکترونیک است. لطفاً توجه داشته باشید که همه قطعات ارائه شده در اینجا لزوماً بخشی از سبد محصولات ما نیستند؛ با این حال، در صورت نیاز، میتوانید درخواست تامین را با ما در orders@gebrabit.com تماس بگیرید.