Подключение датчика барометра и высотомера MS5611 к Arduino: схема и программа

В этом уроке мы научимся подключать датчик барометра/альтиметра (высотомера) MS5611 к плате Arduino с помощью кода на C/C++. MS5611 — это новое поколение датчиков альтиметра высокого разрешения от компании MEAS Switzerland с интерфейсом шины SPI и I2C. Этот датчик барометрического давления оптимизирован для альтиметров и вариометров с разрешением по высоте 10 см.

Датчик может использоваться в мобильных высотомерах и мобильных барометрических измерительных системах, навигационных устройствах, метеостанциях, спортивных часах, системах управления воздушным движением и дронах.

В этой статье представлен базовый обзор датчика MS5611 вместе с распиновкой и подробностями протокола связи. Позже мы будем использовать датчик MS5611 с Arduino IDE и 0,96″ OLED-дисплеем и отображать показания датчика на OLED дисплее. Мы также сделаем подробное сравнение между датчиком BME280 и MS5611.

Необходимые компоненты

Плата Arduino Nano (купить на AliExpress).
Датчик альтиметра/барометра MS5611 (купить на AliExpress).
Модуль OLED дисплея SSD1306 128×64 с интерфейсом I2C (купить на AliExpress).
Макетная плата
Соединительные провода.

Реклама: ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН: 7703380158

Датчик барометра/альтиметра MS5611

MS5611-01BA — это датчик альтиметра/барометра высокого разрешения от MEAS Switzerland. Датчик работает с интерфейсами шин SPI и I2C. Датчик также имеет встроенный датчик температуры, который используется для компенсации изменений окружающей среды и калибровки измерений.

MS5611 включает в себя датчик давления с высокой линейностью и сверхнизкоэнергетический 24-битный ΔΣ АЦП с внутренними заводскими калибровочными коэффициентами. Он обеспечивает точное цифровое 24-битное значение давления и температуры и различные режимы работы, которые позволяют пользователю оптимизировать скорость преобразования и потребление тока.

Диапазон измеряемого им давления составляет от 10 мбар до 1200 мбар с абсолютной точностью ±1,5 мбар. Датчик оптимизирован для высотомеров и вариометров с разрешением по высоте 10 см. Диапазон измеряемых им температур составляет от -40˚C до +85˚C с точностью ±0,8˚C.

Модуль оснащен точным регулятором напряжения MIC5205 3,3 В и преобразователем уровня напряжения. Поэтому мы можем использовать его с микроконтроллером 3,3 В или 5 В.

Более подробную информацию об этом датчике можно найти в техническом описании MS6511.

Характеристики датчика MS5611

Диапазон давления: от 10 до 1200 мбар.
Диапазон температур: от -40 °C до 85 °C.
Разрешение АЦП: 24 бита.
Разрешение по высоте: 10 см.
Разрешение давления: 0,012 мбар.
Разрешение температуры: 0,01 °C.
Напряжение питания: от 1,8 до 3,6 В.
Очень низкое потребление тока: в режиме ожидания макс. 0,14 мкА.
Интерфейс I²C и SPI.
Защита от электростатического разряда.
Корпус QFN: 5,0 x 3,0 x 0,95 мм³.
Соответствует RoHS и REACH.

Интерфейсы и протокол связи MS5611

MS5611 взаимодействует через шину I2C или SPI. На плате датчика имеется вывод PS. Если вывод PS подтянут к LOW, то интерфейс SPI включен. Подтягивание PS к HIGH выбирает интерфейс I2C. По умолчанию интерфейс I2C доступен.

MS5611 имеет несколько адресов I2C: 0x77 и 0x76. Адрес I2C по умолчанию — 0x77. Если мы подключим вывод CSB к VCC, адрес I2C станет 0x76.

Чтобы включить и использовать интерфейс SPI, нам необходимо подключить контакт PS (выбор протокола) к земле.

Распиновка модуля MS5611

Модуль MS5611 имеет в общей сложности 7 контактов, включая контакты питания, контакты SPI, контакты I2C и контакты выбора.

Название контакта	Функция контакта
VCC	Разъем питания для входа 3,3 В или 5 В
GND	Земля (общий провод)
SCL	Входной контакт синхронизации SPI/ Контакт синхронизации I2C
SDA	Вывод последовательного входа данных (MOSI)/вывод данных I2C
CSB	Вывод выбора чипа (Chip Select)
SD0	Последовательный вывод данных (MISO)
PS	Контакт выбора протокола

Как можно видеть из представленной таблицы распиновка датчика интуитивно понятна.

Взаимодействие датчика барометра/альтиметра MS5611 с Arduino

Схема подключения датчика барометра/альтиметра MS5611 к плате Arduino представлена на следующем рисунке.

Подключите VCC и GND MS5611 к контактам Arduino 3.3V/5V и GND соответственно. Подключите контакты I2C датчика SDA и SCL к контактам Arduino A4 и A5 соответственно.

В этом руководстве мы будем подключать MS5611 к Arduino только в режиме I2C, поскольку при подключении в режиме SPI обнаружена проблема нагрева.

Исходный код программы

Код для MS5611 можно написать в Arduino IDE. Но прежде чем продолжить, нам нужно добавить библиотеку MS5611 в Arduino IDE.

Загрузите библиотеку и добавьте ее в Arduino IDE с помощью менеджера библиотек.

Теперь скопируйте следующий код и загрузите его на плату Arduino Nano.

#include <Wire.h>
#include <MS5611.h>
 
MS5611 ms5611;
 
double referencePressure;
 
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
 
  // Initialize MS5611 sensor
  Serial.println("Initialize MS5611 Sensor");
 
  while (!ms5611.begin())
  {
    Serial.println("Could not find a valid MS5611 sensor, check wiring!");
    delay(500);
  }
 
  // Get reference pressure for relative altitude
  referencePressure = ms5611.readPressure();
 
  // Check settings
  checkSettings();
  delay(2000);
}
 
 
void checkSettings()
{
  Serial.print("Oversampling: ");
  Serial.println(ms5611.getOversampling());
}
 
void loop()
{
  // Read raw values
  uint32_t rawTemp = ms5611.readRawTemperature();
  uint32_t rawPressure = ms5611.readRawPressure();
 
  // Read true temperature & Pressure
  double realTemperature = ms5611.readTemperature();
  long realPressure = ms5611.readPressure();
 
  // Calculate altitude
  float absoluteAltitude = ms5611.getAltitude(realPressure);
  float relativeAltitude = ms5611.getAltitude(realPressure, referencePressure);
 
  Serial.println("--");
 
  Serial.print(" rawTemp = ");
  Serial.print(rawTemp);
  Serial.print(", realTemp = ");
  Serial.print(realTemperature);
  Serial.println(" *C");
 
  Serial.print(" rawPressure = ");
  Serial.print(rawPressure);
  Serial.print(", realPressure = ");
  Serial.print(realPressure);
  Serial.println(" Pa");
 
  Serial.print(" absoluteAltitude = ");
  Serial.print(absoluteAltitude);
  Serial.print(" m, relativeAltitude = ");
  Serial.print(relativeAltitude);
  Serial.println(" m");
  
  delay(2000);
}

#include <Wire.h>

#include <MS5611.h>

MS5611 ms5611;

double referencePressure;

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// Initialize MS5611 sensor

Serial.println("Initialize MS5611 Sensor");

while (!ms5611.begin())

{

Serial.println("Could not find a valid MS5611 sensor, check wiring!");

delay(500);

}

// Get reference pressure for relative altitude

referencePressure = ms5611.readPressure();

// Check settings

checkSettings();

delay(2000);

}

void checkSettings()

{

Serial.print("Oversampling: ");

Serial.println(ms5611.getOversampling());

}

void loop()

{

// Read raw values

uint32_t rawTemp = ms5611.readRawTemperature();

uint32_t rawPressure = ms5611.readRawPressure();

// Read true temperature & Pressure

double realTemperature = ms5611.readTemperature();

long realPressure = ms5611.readPressure();

// Calculate altitude

float absoluteAltitude = ms5611.getAltitude(realPressure);

float relativeAltitude = ms5611.getAltitude(realPressure, referencePressure);

Serial.println("--");

Serial.print(" rawTemp = ");

Serial.print(rawTemp);

Serial.print(", realTemp = ");

Serial.print(realTemperature);

Serial.println(" *C");

Serial.print(" rawPressure = ");

Serial.print(rawPressure);

Serial.print(", realPressure = ");

Serial.print(realPressure);

Serial.println(" Pa");

Serial.print(" absoluteAltitude = ");

Serial.print(absoluteAltitude);

Serial.print(" m, relativeAltitude = ");

Serial.print(relativeAltitude);

Serial.println(" m");

delay(2000);

}

После загрузки кода откройте Serial Monitor (окно монитора последовательной связи). Параметры измерения барометра/альтиметра MS5611, такие как температура, давление и высота, можно наблюдать в Arduino IDE.

Вы можете перемещать датчик снаружи помещения или внутри помещения для измерения разницы давления. Вы также можете нагревать датчик для наблюдения за изменением температуры.

Взаимодействие MS5611 с Arduino и OLED-дисплеем

Вместо отображения температуры, давления и высоты на последовательном мониторе мы можем использовать 0,96-дюймовый SSD1306 I2C OLED-дисплей.

Подключите VCC и GND OLED-дисплея к контактам Arduino 3.3V/5V и GND соответственно. Подключите контакты OLED I2C SDA и SCL к контактам Arduino A4 и A5 соответственно.

Исходный код программы

Код требует дополнительную библиотеку SSD1306 вместе с библиотекой MS5611 Arduino. Загрузите библиотеку и добавьте ее в Arduino IDE с помощью менеджера библиотек.

Загрузить: Библиотека SSD1306Теперь скопируйте следующий код и загрузите его на плату Arduino Nano.

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <MS5611.h>          //https://github.com/jarzebski/Arduino-MS5611
 
#define SCREEN_WIDTH 128 // OLED display width, in pixels
#define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED display height, in pixels
#define OLED_RESET -1 //Reset pin # (or -1 if sharing Arduino reset pin)
#define SCREEN_ADDRESS 0x3C //See datasheet for Address
 
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);
 
MS5611 ms5611;
 
double referencePressure;
 
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
 
  // Initialize MS5611 sensor
  Serial.println("Initialize MS5611 Sensor");
 
  while (!ms5611.begin())
  {
    Serial.println("Could not find a valid MS5611 sensor, check wiring!");
    delay(500);
  }
 
  // SSD1306_SWITCHCAPVCC = generate display voltage from 3.3V internally
  if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, SCREEN_ADDRESS)) {
    Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
    for (;;); // Don't proceed, loop forever
  }
 
  display.clearDisplay();
  display.display();
  delay(500);
 
  // Get reference pressure for relative altitude
  referencePressure = ms5611.readPressure();
 
  // Check settings
  checkSettings();
  delay(2000);
}
 
 
void checkSettings()
{
  Serial.print("Oversampling: ");
  Serial.println(ms5611.getOversampling());
}
 
void loop()
{
  // Read raw values
  uint32_t rawTemp = ms5611.readRawTemperature();
  uint32_t rawPressure = ms5611.readRawPressure();
 
  // Read true temperature & Pressure
  double realTemperature = ms5611.readTemperature();
  long realPressure = ms5611.readPressure();
 
  // Calculate altitude
  float absoluteAltitude = ms5611.getAltitude(realPressure);
  float relativeAltitude = ms5611.getAltitude(realPressure, referencePressure);
 
  Serial.println("--");
 
  Serial.print(" rawTemp = ");
  Serial.print(rawTemp);
  Serial.print(", realTemp = ");
  Serial.print(realTemperature);
  Serial.println(" *C");
 
  Serial.print(" rawPressure = ");
  Serial.print(rawPressure);
  Serial.print(", realPressure = ");
  Serial.print(realPressure);
  Serial.println(" Pa");
 
  Serial.print(" absoluteAltitude = ");
  Serial.print(absoluteAltitude);
  Serial.print(" m, relativeAltitude = ");
  Serial.print(relativeAltitude);
  Serial.println(" m");
 
  display.clearDisplay();
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
  
  display.setCursor(0, 0);
  display.setTextSize(1);
  display.print("Temperature: ");
  display.print(realTemperature);
  display.print("*C");
 
  display.setCursor(0, 20);
  display.setTextSize(1);
  display.print("Pressure: ");
  display.print(realPressure);
  display.print("Pa");
 
  display.setCursor(0, 40);
  display.setTextSize(1);
  display.print("Altitude: ");
  display.print(relativeAltitude);
  display.print("m");
  
  display.display();
 
  delay(2000);
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

#include <Wire.h>

#include <Adafruit_SSD1306.h>

#include <MS5611.h> //https://github.com/jarzebski/Arduino-MS5611

#define SCREEN_WIDTH 128 // OLED display width, in pixels

#define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED display height, in pixels

#define OLED_RESET -1 //Reset pin # (or -1 if sharing Arduino reset pin)

#define SCREEN_ADDRESS 0x3C //See datasheet for Address

Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);

MS5611 ms5611;

double referencePressure;

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// Initialize MS5611 sensor

Serial.println("Initialize MS5611 Sensor");

while (!ms5611.begin())

{

Serial.println("Could not find a valid MS5611 sensor, check wiring!");

delay(500);

}

// SSD1306_SWITCHCAPVCC = generate display voltage from 3.3V internally

if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, SCREEN_ADDRESS)) {

Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));

for (;;); // Don't proceed, loop forever

}

display.clearDisplay();

display.display();

delay(500);

// Get reference pressure for relative altitude

referencePressure = ms5611.readPressure();

// Check settings

checkSettings();

delay(2000);

}

void checkSettings()

{

Serial.print("Oversampling: ");

Serial.println(ms5611.getOversampling());

}

void loop()

{

// Read raw values

uint32_t rawTemp = ms5611.readRawTemperature();

uint32_t rawPressure = ms5611.readRawPressure();

// Read true temperature & Pressure

double realTemperature = ms5611.readTemperature();

long realPressure = ms5611.readPressure();

// Calculate altitude

float absoluteAltitude = ms5611.getAltitude(realPressure);

float relativeAltitude = ms5611.getAltitude(realPressure, referencePressure);

Serial.println("--");

Serial.print(" rawTemp = ");

Serial.print(rawTemp);

Serial.print(", realTemp = ");

Serial.print(realTemperature);

Serial.println(" *C");

Serial.print(" rawPressure = ");

Serial.print(rawPressure);

Serial.print(", realPressure = ");

Serial.print(realPressure);

Serial.println(" Pa");

Serial.print(" absoluteAltitude = ");

Serial.print(absoluteAltitude);

Serial.print(" m, relativeAltitude = ");

Serial.print(relativeAltitude);

Serial.println(" m");

display.clearDisplay();

display.setTextColor(SSD1306_WHITE);

display.setCursor(0, 0);

display.setTextSize(1);

display.print("Temperature: ");

display.print(realTemperature);

display.print("*C");

display.setCursor(0, 20);

display.setTextSize(1);

display.print("Pressure: ");

display.print(realPressure);

display.print("Pa");

display.setCursor(0, 40);

display.setTextSize(1);

display.print("Altitude: ");

display.print(relativeAltitude);

display.print("m");

display.display();

delay(2000);

}

После загрузки кода вы увидите на своем OLED-дисплее значения давления, температуры и высоты.

Поскольку это портативное устройство, вы можете брать его с собой куда угодно и заряжать его с помощью внешнего аккумулятора.

Сравнение MS5611 и BME280

Датчик BME280 похож на MS5611, поскольку оба они могут измерять давление, температуру и высоту.

Таким образом, необходимо сравнить BME280 и MS5611, чтобы выяснить, какой из них является лучшим датчиком и насколько велика разница в показаниях.

Сначала подключите датчики BME280 и MS5611 к плате Arduino через контакты I2C.

Код, объединяющий библиотеку MS5611 и библиотеку BME280, был создан для считывания значений температуры, давления и высоты. Поэтому скопируйте следующий код и загрузите его на плату Arduino Nano.

#include <Wire.h>
#include <MS5611.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Adafruit_BME280.h>
 
#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)
 
MS5611 ms5611;
Adafruit_BME280 bme;
 
double referencePressure;
 
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
 
  // Initialize MS5611 sensor
  Serial.println("Initialize MS5611 & BME280 Sensor");
 
  if (!bme.begin(0x76))
  {
    Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor, check wiring!");
    while (1);
  }
 
  while (!ms5611.begin())
  {
    Serial.println("Could not find a valid MS5611 sensor, check wiring!");
    delay(500);
  }
 
  // Get reference pressure for relative altitude
  referencePressure = ms5611.readPressure();
 
  // Check settings
  checkSettings();
  delay(2000);
}
 
 
void checkSettings()
{
  Serial.print("Oversampling: ");
  Serial.println(ms5611.getOversampling());
}
 
void loop()
{
  // Read raw values
  uint32_t rawTemp = ms5611.readRawTemperature();
  uint32_t rawPressure = ms5611.readRawPressure();
 
  // Read true temperature & Pressure
  double realTemperature = ms5611.readTemperature();
  long realPressure = ms5611.readPressure();
 
  // Calculate altitude
  float absoluteAltitude = ms5611.getAltitude(realPressure);
  float relativeAltitude = ms5611.getAltitude(realPressure, referencePressure);
 
  Serial.print("MS6511 Temperature = ");
  Serial.print(realTemperature);
  Serial.println("*C");
  Serial.print("BME280 Temperature = ");
  Serial.print(bme.readTemperature());
  Serial.println("*C");
  Serial.println("");
 
 
  Serial.print("MS6511 Pressure = ");
  Serial.print(realPressure);
  Serial.println("Pa");
  Serial.print("BME280 Pressure = ");
  Serial.print(bme.readPressure());
  Serial.println("Pa");
  Serial.println("");
 
 
  Serial.print("MS5611 Altitude = ");
  Serial.print(absoluteAltitude);
  Serial.println("m");
  Serial.print("BME280 Altitude = ");
  Serial.print(bme.readAltitude(SEALEVELPRESSURE_HPA));
  Serial.println("m");
  Serial.println("");
 
  delay(2000);
}

#include <Wire.h>

#include <MS5611.h>

#include <Adafruit_Sensor.h>

#include <Adafruit_BME280.h>

#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)

MS5611 ms5611;

Adafruit_BME280 bme;

double referencePressure;

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// Initialize MS5611 sensor

Serial.println("Initialize MS5611 & BME280 Sensor");

if (!bme.begin(0x76))

{

Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor, check wiring!");

while (1);

}

while (!ms5611.begin())

{

Serial.println("Could not find a valid MS5611 sensor, check wiring!");

delay(500);

}

// Get reference pressure for relative altitude

referencePressure = ms5611.readPressure();

// Check settings

checkSettings();

delay(2000);

}

void checkSettings()

{

Serial.print("Oversampling: ");

Serial.println(ms5611.getOversampling());

}

void loop()

{

// Read raw values

uint32_t rawTemp = ms5611.readRawTemperature();

uint32_t rawPressure = ms5611.readRawPressure();

// Read true temperature & Pressure

double realTemperature = ms5611.readTemperature();

long realPressure = ms5611.readPressure();

// Calculate altitude

float absoluteAltitude = ms5611.getAltitude(realPressure);

float relativeAltitude = ms5611.getAltitude(realPressure, referencePressure);

Serial.print("MS6511 Temperature = ");

Serial.print(realTemperature);

Serial.println("*C");

Serial.print("BME280 Temperature = ");

Serial.print(bme.readTemperature());

Serial.println("*C");

Serial.println("");

Serial.print("MS6511 Pressure = ");

Serial.print(realPressure);

Serial.println("Pa");

Serial.print("BME280 Pressure = ");

Serial.print(bme.readPressure());

Serial.println("Pa");

Serial.println("");

Serial.print("MS5611 Altitude = ");

Serial.print(absoluteAltitude);

Serial.println("m");

Serial.print("BME280 Altitude = ");

Serial.print(bme.readAltitude(SEALEVELPRESSURE_HPA));

Serial.println("m");

Serial.println("");

delay(2000);

}

После загрузки кода откройте Serial Monitor (окно монитора последовательной связи) - он покажет значение температуры, давления и высоты обоих датчиков.

Из показаний видно, что значение температуры для обоих датчиков почти одинаковое. Но есть разница в давлении в 120-130 паскалей и разница в высоте около 10 метров.

Видео, демонстрирующее работу проекта

Ссылка на видео на YouTube

(Проголосуй первым!)

Загрузка...

28 просмотров

Необходимые компоненты

Датчик барометра/альтиметра MS5611

Характеристики датчика MS5611

Интерфейсы и протокол связи MS5611

Распиновка модуля MS5611

Взаимодействие датчика барометра/альтиметра MS5611 с Arduino

Исходный код программы

Взаимодействие MS5611 с Arduino и OLED-дисплеем

Исходный код программы

Сравнение MS5611 и BME280

Видео, демонстрирующее работу проекта

Похожие статьи

Добавить комментарий Отменить ответ