+7-960-0655211 (Билайн)
+7-987-4207734 (МТС)
интернет-магазин
доставка по России и СНГ
работаем с 2010 года

Датчик давления/высоты Pololu на LPS22DF

945 руб
+ -
В корзину
Есть в наличии ( 5 )
LPS22DF Pressure/Altitude Sensor Carrier with Voltage Regulator /2898/

Этот датчик Pololu, созданный на базе микросхемы ST LPS22DF барометр, позволяет определить давление от 260 миллибар до 1260 миллибар (26 кПа до 126 кПа) с абсолютно точностью до ±0,5 миллибар (0,05 кПа) и среднеквадратичным значением шума в 0,0034 миллибар (0,34 Па) в высокоточном режиме. Это давление можно легко перевести в высоту. Плата поддерживает I²C и SPI интерфейсы. На плате установлен стабилизатор напряжения 3,3 В и преобразователи логического уровня от 1,8 до 5,5 В. Расстояние между выводами 2,54 мм делает плату простой в использовании со стандартными макетными и монтажными платами.

Описание

Эта компактная (10,2 мм х 20,3 мм) плата, созданная на основе микросхемы ST LPS22DF по МЭМС-технологии является датчиком абсолютного давления или барометром; поэтому мы настоятельно рекомендуем, перед использованием этого продукта, ознакомиться со спецификацией LPS22DF (1Мб pdf). LPS22DF - это великолепная интегральная схема, но маленький корпус делает её использование затруднительным, особенно для обучения и хобби. Она также работает от напряжения ниже 3,6 В, что затрудняет её подключение к микроконтроллерам работающим от 5 В. Эти проблемы решены в этой плате Pololu, путём добавления дополнительных электронных компонентов, в том числе 3,3 В стабилизатора напряжения и схемы смещения логического уровня, сохраняя при этом компактный размер устройства. На плате полностью установлены SMD компоненты и в том числе LPS22DF, как это показано на фотографии продукта.

LPS22DF имеет встроенную температурную компенсацию и множество настраиваемых опций, включая возможность выбора усреднения, выбор скорости выходных данных, несколько режимов работы FIFO и программируемый внешний сигнал прерывания. Его выходное давление имеет точность абсолютного давления в зависимости от температуры всего ±0,5 мбар (0,05 кПа) со среднеквадратичным шумом 0,0034 мбар (0,34 Па) с максимальным усреднением и включенной встроенной фильтрацией. Данные датчиков давления и температуры, которые можно использовать для измерения высоты, доступны через цифровой интерфейс, настраиваемый для работы в режиме I²C (TWI) или SPI. (смотрите ниже раздел «Пример кода», где представлена библиотека Arduino, которую можно использовать для превращения этого датчика в высотомер.) Протокол MIPI I3C также поддерживается на контактах I²C.

По сравнению с более ранним LPS25HB, LPS22DF отличается повышенной точностью и пониженным уровнем шума на выходе, а также гораздо более высокой максимальной выходной частотой (до 200 Гц). Настраиваемое усреднение также обеспечивает большую гибкость в выборе правильного баланса между минимизацией энергопотребления и снижением шума.

Этот модуль LPS22DF совместим по контактам с нашими более ранними модулями датчиков давления, включая модуль LPS22DF. Он использует тот же адрес I²C, что и предыдущие датчики давления ST, но некоторые регистры конфигурации LPS22DF отличаются, поэтому код, написанный для интерфейса с более ранним датчиком давления, возможно, придется изменить для работы с LPS22DF.

Плата включает в себя стабилизатор с низким падением напряжения, обеспечивающий 3,3 В необходимые для LPS22DF, и позволяет подключать датчик к внешнему источнику питания 1,8 - 5,5 В. Выход стабилизатора доступен на VDD ножке, и может служить источником питания внешних устройств с током потребления до 150 мА. Плата также включает в себя схему, смещающую (подтягивающую) шины синхронизации и данных интерфейса I²C/SPI к напряжению логического уровня вывода VIN, что делает её простой для взаимодействия с 5 В устройствами, а 2,54 мм расстояние между штырьками упрощает использование ее со стандартными макетными и монтажными платами.

Спецификация
  • Рабочее напряжение: от 1,8 до 5,5 В
  • Потребляемый ток: 1 мА
  • Выходной формат (I²C/SPI): 24-битное значение давления (4096 LSB/мбар)
  • Диапазон чувствительности: 260-1260 мбар (26-126 кПа)
  • Размеры (без штырьевых разъёмов): 10 х 20 х 3 мм
  • Вес (без штырьевых разъёмов): 0,5 гр
В комплект входят

Вилка штыревая прямая 1x8 шаг 2,54 мм и вилка штыревая угловая 1x8 шаг 2,54 мм. Вы можете припаять разъёмы прямо к плате и использовать со стандартными макетными и монтажными платами с расстоянием между выводами 2,54 мм, либо припаять провода прямо на плату для более компактной конструкции. На плате имеется одно монтажное отверстие, подходящее для винтов M2 (не входят в комплект).


Использование

Подключение

Независимо от используемого интерфейса, для подключения платы Pololu необходимо соединить вывод VIN (питание) с источником 1,8 - 5,5 В, и разъём GND (земля) с 0 В. (Кроме того, если вы используете плату с питанием в 3,3 В или ниже, вы можете оставить разъём VIN отключенным и обойти встроенный стабилизатор, подключив питание логики непосредственно к VDD).

Для использования в I²C режиме (работает по умолчанию), необходимо как минимум два логических соединения: SCL и SDA. Эти выводы подключены к встроенному преобразователю уровней, который делает их безопасными для использования при напряжении более 3,3 В; они должны быть подключены к I²C шине, работающие на том же логическом уровне, что и VIN. Остальные контакты не подключены на плате к преобразователю уровней и не являются 5 В-толерантными, но внешний 4-канальный двунаправленный логический преобразователь уровней Pololu может быть использован с этими выводами для достижения того же эффекта.

Для использования в SPI режиме, требуется четыре соединения: SPC, SDI, SDO, и CS. Они должны быть подключены к SPI шине, работающей на том же логическом уровне, что и VIN. Интерфейс SPI работает по 4-проводному каналу по умолчанию, с разделёнными выводами SDI и SDO. Но вывод SDO можно совместно использовать и для SDI, получив, таким образом, 3-проводной режим передачи данных.


Распиновка
Вывод Пояснение
VDD Выход со стабилизатора 3,3 В. Почти 150 мА доступно для питания внешних компонентов. (Если вы хотите, обойти внутренний стабилизатор, вы можете использовать разъём как вход питания от 1,8 до 3,3 В, предварительно отключив VIN.)
VIN Входное напряжение 1,8 - 5,5 В. Уровни SCL/SPC и SDA/SDI "подтягиваются" шиной I²C и SPI до этого уровня. (Напряжение питания соответствует высокому логическому уровню на выводах).
GND Земля (0 В) соединяется с нулевым потенциалом (землёй) вашего источника питания. Земля должна быть общей для источника питания и для интерфейса управления платой I²C или SPI.
SCL/SPC Уровень смещением шины синхронизации I²C/SPI: ВЫСОКИМ является уровень VIN, НИЗКИМ = 0 В.
SDA/SDI Уровень смещением шины синхронизации I²C/SPI (также выступает в роли SDO при 3-проводном режиме): ВЫСОКИМ является уровень VIN, НИЗКИМ = 0 В.
SDO/SA0 Вывод данных SPI при 4-проводном режиме: ВЫСОКИЙ уровень соответствует VDD, НИЗКИЙ = 0 В. Этот вывод не "подтягивается" до 5 В. Также используется в качестве входа для определения I²C адреса ведомого устройства (см. ниже).
CS Вход разрешения SPI (выбор элемента памяти). "Подтягивается" до VDD для включения связи по I²C по умолчанию; Связь по SPI управляется низким логическим уровнем.
INT_DRDY Вывод инерциального прерывания 1, с логическим уровнем 3,3 В. Этот вывод не "подтягивается" до 5 В.

Схема

На схеме продемонстрированы дополнительные компоненты платы, необходимые для упрощения использования LPS22DF. В их числе стабилизатор напряжения - он позволяет плате работать от питания 1,8 - 5,5 В и схема сдвига уровня, позволяющая I²C связываться на том же логическом уровне напряжения, что и VIN. Эта схема также доступна в виде загружаемого PDF: Схема Pololu LPS22DF (93k pdf).

Коммуникация по I²C

При стандартном состоянии вывода CS (уровень VDD), данные об угловой скорости можно получить, настроив микросхему LPS22DF на работу по I²C шине. Сдвиг уровня на I²C синхронизации (SCL) и линии передачи данных (SDA) позволяют I²C взаимодействовать с микроконтроллерами, работающими на таком же напряжении, как и VIN (1,8 - 5,5 В). Более полное описание I²C интерфейса для микросхемы LPS22DF можно найти в спецификации LPS22DF (1Мб pdf), а также более подробную информацию о I²C в целом можно найти в спецификации NXP шины I²C (1MB pdf).

LPS22DF имеет отдельный адрес ведомого на шине I²C. На плате контакт "адрес ведомого" SA0 этой микросхемы подтянут к VDD через резистор 10 кОм. Вы можете подать управляющий низкоуровневый сигнал на контакт SA0, чтобы изменить адрес ведомого. Это позволит подключить два однотипных датчика к одной шине I²C. В следующей таблице приведены адреса ведомых датчиков:

Датчик Адрес ведомого
(по умолчанию)
Адрес ведомого
(SA0 управляющий низкий)
Барометр 1011101b 1011100b

Интерфейс I²C на LPS22DF соответствует стандарту I²C Fm+ (1 МГц), а датчик также поддерживает связь MIPI I3C через те же контакты.

Коммуникация по SPI

Для работы с микросхемой LPS22DF в SPI режиме, разъём CS (соединяющийся с VDD через подтягивающий 10 кОм резистор) должен управляться низким уровнем перед SPI команды и возвращаться к высокому уровню после конца команды. Схема смещения логического уровня на выводах синхронизации SPI (SPC) и данных (SDI) доступны в SPI режиме с микроконтроллерами, работающими на таком же напряжении, как VIN (1,8 - 5,5 В).

По умолчанию включён 4-проводный режим передачи данных. Гироскоп передаёт данные по ведущему устройству SPI по выделенной выходной линии (SDO). Если SPI интерфейс настроен на использование 3-проводного режима, вывод SDI выступает в роли SDO и управляется микросхемой LPS22DF при передаче данных ведущему устройству. Более детальное объяснение SPI интерфейса для микросхемы LPS22DF можно найти в спецификации LPS22DF (1Мб pdf).

Пример кода

Написана основная библиотека для работы с Arduino - Библиотека LPS22DF для Arduino, которая позволяет легко взаимодействовать датчику с Arduino. Библиотека позволяет легко настроить LPS22DF и считать исходные данные датчика по I²C интерфейсу. А также предоставлена функция вычисления высоты на основе измеренного давления для тех, кто хочет использовать этот датчик в качестве высотомера.

Рекомендации

Спецификации предоставляют всю необходимую информацию для использования датчиков, но поиск необходимой информации может занять некоторое время. Вот некоторые советы по соединению и настройке LPS22DF, которые, помогут вам разобраться немного быстрее:

  • Питание датчика выключено по умолчанию. Вы должны включить его, написав соответствующее значение в регистре CTRL_REG1.
  • Адрес регистра автоматически увеличивается во время многобайтового доступа, что позволяет вам читать или записывать несколько регистров с помощью одной команды I²C или SPI. В отличие от некоторых других датчиков ST, автоприращение включено по умолчанию; вы можете отключить его с помощью поля IF_ADD_INC в регистре CTRL_REG3.
  • В дополнение к техническому описанию ST предоставляет Примечание по применению (519k pdf), содержащие дополнительную информацию и советы по использованию LPS22DF.

  • Данный перевод является собственностью интернет-магазина Robototehnika.ru

    Файлы для скачивания:
    Спецификация LPS22DF (1Мб pdf)
    Техническое описание микросхемы ST LPS22DF - барометр.

    Примечание по применению AN5699: рекомендации по аппаратному обеспечению для системной интеграции LPS22DF (519k pdf)
    Примечание по применению AN5699: рекомендации по аппаратному обеспечению для системной интеграции LPS22DF.

    Спецификация и руководство пользователя NXP шины I²C (1MB pdf)
    Официальная спецификация для шины I²C, разработанной NXP.

    Принципиальная схема датчика давления/высоты Pololu на LPS22DF (93k pdf)
    Печатаемая принципиальная схема датчика давления/высоты Pololu на LPS22DF.

    Схема размеров датчика давления/высоты Pololu на LPS22DF (671k pdf)
    Печатаемая схема размеров датчика давления/высоты Pololu на LPS22DF.

    Схема отверстий датчика давления/высоты Pololu на LPS22DF (15k dxf)
    Этот чертеж DXF показывает расположение всех отверстий платы.

    3D модель датчика давления/высоты Pololu на LPS22DF (4MB step)
    3D модель датчика давления/высоты Pololu на LPS22DF.

    Рекомендуемые ссылки:
    Библиотека LPS для Arduino
    Эта библиотека служит для взаимодействия Arduino с платой датчика давления/высоты Pololu на LPS22DF, LPS25HB и LPS331AP, а также с высотомером платы Pololu AltIMU-10. Эта библиотека позволяет легко настроить устройство и читать исходные данные, а также предоставили функцию вычисления высоты на основе измеренного давления для тех, кто хочет использовать этот датчик в качестве высотомера.

    Документация и ресурсы LPS22DF
    Страница продукта ST, посвященная маломощному и высокоточному МЭМС-датчику нанодавления (260–1260 гПа) и барометру с абсолютным цифровым выходом LPS22DF, со ссылками на самую последнюю версию технических данных, рекомендации по применению и другие ресурсы.

    Характеристики

    Артикул 04020210


    • С товаром покупают (3)