Der BMP280 ist ein hochpräziser Sensorchip, der den Luftdruck und die Temperatur in der Luft messen kann. Darüber hinaus kann er auch die Luftfeuchtigkeit messen. Dieses 6-Pin-Modul unterstützt sowohl SPI- als auch I2C-Schnittstellen. Dieser Chip verwendet einen BMP280-Barometerdrucksensor, der im Gegensatz zu anderen Sensoren vorkalibriert ist.
Daher beginnt der BMP280 unmittelbar nach dem Einschalten mit der Messung von Temperatur, Druck und Luftfeuchtigkeit und benötigt keine zusätzlichen Komponenten für die Kalibrierung oder den Betrieb.
BMP280 Technische Daten
| Specification | Value |
|---|---|
| Manufacturer | Bosch |
| Product Category | Board Mount |
| Pressure Type | Absolute |
| Operating Pressure | 30 kPa to 110 kPa |
| Accuracy | 100 Pa |
| Output Type | Digital |
| Mounting Style | SMD/SMT |
| Interface Type | I2C, SPI |
| Operating Voltage | 1.71V to 3.6V |
| Resolution | 16 bit |
| Package/Case | LGA-8 |
| Minimum Operating Temperature | -40°C |
| Maximum Operating Temperature | +85°C |
| Package | Reel |
| Operating Current | 2.8µA |
| Supply Voltage - Maximum | 3.6V |
| Supply Voltage - Minimum | 1.71V |
| Unit Weight | 48mg |
BMP280 Pin-Konfiguration
Pin-Beschreibung:
- Pin1 – Vcc: Dies ist der Stromversorgungs-Pin. Schließen Sie die 3,3-V-Gleichstromversorgung an diesen Pin an.
- Pin2-GND: Masse-Pin.
- Pin3 – SCL: Dies ist der serielle Takt-Pin der I2C-Schnittstelle.
- Pin4 – SDA: Dies ist der serielle Daten-Pin der I2C-Schnittstelle.
- Pin5 – CSB: Der Chip-Auswahl-Pin wählt die I2C- oder SPI-Schnittstelle aus und wählt die SPI-Schnittstelle aus, wenn ein niedriges Signal oder Masse angelegt wird. Wenn ein hohes Signal von 3,3 V angelegt wird, wählt dieser Pin die I2C-Schnittstelle aus.
- Pin6 – SDO: Dies ist der serielle Datenausgangs-Pin, der den Ausgangswert sendet.
BMP280 Blockdiagramm
Wie funktioniert der BMP280-Sensor?
Verbinden Sie die Stromversorgungsanschlüsse Vcc und GND mit der 3,3-Volt-Schaltung und der Masse. Nun muss die digitale Schnittstelle ausgewählt werden. Für I2C verbinden Sie den Chip-Auswahlanschluss (CSB) mit Vcc, andernfalls verbinden Sie ihn mit Masse oder lassen Sie ihn offen. Stellen Sie die I2C-Adresse ein. Wenn Sie die Adresse 0x77 einstellen möchten, verbinden Sie den SDO-Pin mit Vcc. Um die Adresse 0x76 einzustellen, lassen Sie den Pin schwebend. Das Modul enthält keine integrierten Spannungsregler oder Pegelumsetzer. Um es an ein Gerät anzuschließen, das mit einer anderen Spannung als 5 V oder 3,3 V betrieben wird, benötigen Sie einen Pegelumsetzer und einen Regler.
Schnittstelle mit Arduino
Das 3,3-V-Modul wird über ein bidirektionales Pegelumsetzer-Modul 2N7000 mit dem 5-V-Arduino verbunden, das die Pegelumsetzungsfunktion übernimmt. Es führt eine bidirektionale Umwandlung der 3,3-V-Logik des Sensormoduls in 5 V und der 5-V-Logik des Arduino in 3,3 V durch. Verbinden Sie den Vcc-Pin des Moduls mit dem 3,3-V-Pin oder dem Arduino.
I2C-Schnittstelle
Für die I2C-Schnittstelle lauten die Anschlussanweisungen wie folgt:
- Arduino Pin1 an 3,3V-Pin
- Pin2 zum Masse-Pin des Arduino
- Pin3 zu Analog-Pin 5 oder SCL-Pin unter Verwendung einer Pegelumsetzer-Schaltung
- Verwenden Sie eine Pegelumsetzer-Schaltung, um Pin4 in analogen Pin 4 oder SDA-Pin umzuwandeln
- Pin5 schwebend
- Pin6 an Pin1 des Sensormoduls
SPI-Schnittstelle
Verwenden Sie für SDO- und SCL-Pins eine Pegelumsetzer-Schaltung oder ein anderes Modul, um zwischen den beiden Spannungen umzuwandeln. Versorgen Sie das Modul über den 3,3-V-Pin des Arduino mit Strom. Schließen Sie den Sensor wie folgt an die SPI-Pins des Arduino-ICSP-Headers an:
- Pin 3 mit Pin 13 des Arduino
- Pin6 an MISO Pin12 und MOSI Pin11 des Arduino
- Pin 5 mit Pin 10 des Arduino
- Die Anschlüsse für die Pins 1 und 2 sind identisch.
BMP280 Anwendung
Das BMP280-Modul besteht aus I2C und SPI. Dank dieser Funktion kann dieser Sensor mit Arduino und jedem anderen Mikrocontroller mit I2C- oder SPI-Schnittstelle verbunden werden und wird für Wettermessungen verwendet. Dieser kostengünstige Sensor liefert präzise Luftdruck- und Temperaturwerte mit einer Genauigkeit von ±1 hPa und ±1,0 °C. Da er den Druck als Funktion der Höhe misst, kann er auch die Höhe messen. Darüber hinaus kann das BMP280-Modul auch als Höhenmesser mit einer Messgenauigkeit von ±1 Meter verwendet werden. Zu den gängigsten Anwendungen gehören:
- Anwendungen im Gesundheitswesen
- Wettervorhersage
- Neigungs-, Boden- und Aufzugserkennung
- GPS-Navigation
BMP280 vs. BMP180
Sowohl der BMP280 als auch der BMP180 sind digitale Temperatur- und Luftdrucksensoren mit ähnlicher Funktionalität, unterscheiden sich jedoch in Bezug auf Leistung, Gehäuse und Anwendung, darunter:
1. Leistung
- Genauigkeit: Der Luftdrucksensor des BMP280 hat eine Genauigkeit von bis zu ±1 Pa, während die des BMP180 bei ±2 Pa liegt.
- Messbereich: Der Messbereich des BMP280 liegt zwischen 300 und 1100 hPa, der Messbereich des BMIP180 zwischen 300 und 1100 hPa.
- Reaktionszeit: Die Reaktionszeit des BMP280 beträgt 1 Sekunde, während die des BMP180 5 Sekunden beträgt.
2. Verpackung
- Größe: Die Gehäusegröße des BMP280 beträgt 2,5 mm x 2,5 mm x 0,93 mm, während die Größe des BMP180 3 mm x 3 mm x 0,95 mm beträgt.
- Anzahl der Pins: BMP280 hat 6 Pins, während BMP180 4 Pins hat.
3. Anwendung
- Der BMP280 eignet sich für Anwendungen, die hochpräzise Messungen und eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit erfordern, wie z. B. Wetterstationen, Drohnen, Navigation im Innen- und Außenbereich, Gesundheitsüberwachung usw.
- Der BMP180 eignet sich für relativ einfache Anwendungen wie Luftdruckmessung, Höhenmessung und Luftdruckkompensation.
Daher ist die Leistung des BMP280 überlegen und eignet sich für Anwendungsszenarien mit höheren Anforderungen an Genauigkeit, Reaktionsgeschwindigkeit, Temperaturbereich usw., während der BMP180 für einige relativ einfache Anwendungen wie Luftdruckmessung und Höhenmessung geeignet ist.
