RAK1902 WisBlock Sensor Датчик атмосферного давления

RAK1902 c цифровым датчиком барометрического давления входит в серию продуктов модульного конструирования WisBlock, ориентированную на создание систем сверхкомпактного электронного оборудования. На плату со стандартным для WisBlock 24-канальным разъёмом встроен ультранизкопотребляемый, ультракомпактный, пьезо-резистивный микроэлектромеханический (MEMS) датчик абсолютного давления ST LPS22HB, оснащённый последовательным интерфейсом I2C.

RAK1902 измеряет давление в диапазоне от 260 кПа до 1260 гПа, включая температуру окружающего воздуха от -40°C до +85°C. Чувствительный мембранный элемент сенсора произведён с применением проприетарных технологий STMicroelectronics. Точность измерений давления составляет ±0.1 гПа, погрешность в определении температуры не превышает ±1.5°C. Во внутренней архитектуре датчика содержится 32-уровневый буфер, предназначенный для хранения и обработки собранных данных. Буфер в LPS22HB может работать в 7 переключаемых режимах сортировки данных. Сам же датчик способен функционировать в нормальном и энергосберегающем режимах, выдавая информацию о давлении и температуре с частотой от 1 до 75 Гц. LPS22HB может генерировать сигнал прерывания для процессорного модуля WisBlock Core, основанный на возникновении событий для выбранных настроек буфера и их пороговых значений.

Совмещённый с вычислительным блоком RAK4631 WisBlock Core, представляет готовую к использованию систему сбора информации об атмосферном давлении в окружающей среде. Полученная с датчика информация может быть передана по беспроводным соединениям LoRaWAN, LoRa точка-точка, и Bluetooth BLE. Другие присоединённые к RAK1902 датчики или сенсоры системы WisBlock, наподобие датчика температуры и влажности, позволяют проектировать и изготавливать индивидуальные решения для простых погодных метеостанций.

Во время измерений с частотой 1Гц в режиме энергосбережения, модуль RAK1902 потребляет в среднем не более 3 мкА электроэнергии. Благодаря столь низким показателям, рекомендован как идеальное, энергоэффективное решение для создания компактных автономных приложений, работающих на маломощных батареях/аккумуляторах. В добавок, система WisBlock умеет управлять электропитанием датчиков и сенсоров, отключая или включая их в работу в нужное время, тем самым ещё больше экономя ресурсы источника питания.

Технические характеристики

• Питание: 1.71 ~ 3.6 В
• Чувcтвительный элемент: ST LPS22HB
• Энергопотребление в режимах
  
  • отключенное питание: 1 мкА
  • нормальный малошумящий, частота 1 Гц: 12 мкА
  • энергосбережение, частота 1 Гц: 3 мкА
• Диапазон измерения
  • абсолютного давления: 260 - 1260 гПа (195 - 945 мм рт.ст.)
  • температуры окружения: -40°С ~ +85°С
• Частота обновления данных, Гц: 1, 10, 25, 50, 75
• Буфер данных FIFO: 32-уровневый, 40-битный
• Разрядность выводимых данных АЦП
  
  • давление: 24 бит
  • температура: 16 бит
• Встроенная температуная компенсация
• Генератор прерываний: готовность данных, флаги FIFO, пороговые значения давления
• Интерфейс: I2C, GPIO
• Температура эксплуатации: -40°С ~ +85°С
• Размеры: 10 х 10 мм

Назначение выводов RAK1902 WisBlock Датчик давления

В многоканальном 24-контактном разъёме на плате датчика WisBlock задействованы выводы питания VDD и GND, а также линии последовательного интерфейса I2C (I2C1_SDA - данные, I2C_SCL - сигнал синхронизации данных). LPS22GB имеет вывод генерируемого прерывания INT, пороговые значения и назначаемые события срабатывания которому могуть быть запрограммированы. Например в режиме FIFO, система прерываний позволяет уведомить контроллер о достижении количественного порога данных измерений, накапливаемых в памяти датчика. После чего сбор данных будет приостановлен до их считывания приложением.

Остальные выводы не имеют внутренних соединений.

 

Адрес обращения к датчику по синхронной цифровой шине I2C: 0х5C (hex), 01011100 (bin).

Образец монтажа

Модуль RAK1902 спроектирован для работы с базовой платой RAK5005-O, через которую датчик освещённости LPS22HB получает питающее напряжение. Дополнительно для работы с датчиком потребуется вычислительный блок с интегрированным программируемым контроллером WisBlock Core.

На изображении показан способ крепления RAK1902 к свободному слоту на верхней стороне RAK5005-O. Датчик может быть установлен в любой из четырех имеющихся слотов (A, B, C или D).

Примечание. Рекомендуется фиксировать плату винтами в окружении с вибрацией.

 

 

На лицевой стороне RAK1902 и прочих модулей WisBlock присутствует шелкографическая метка, указывающая на область приложения механического усилия для безопасного извлечения модуля из разъёма. Эта метка находится рядом с коннектором.

Примечание. Установку, извлечение, или замену одного модуля WisBlock на другой, следует выполнять после отключения питающего напряжения.

 

Принципиальная схема

 

Физические размеры, мм

 

Техническая документация

1. Спецификация датчика абсолютного барометрического давления TI LPS22HB (англ., PDF)
2. Характеристики коннекторов FBB (.PNG)

Полезные ссылки

1. Репозиторий исходного кода WisBlock на сайте GitHub
2. Краткое руководство пользователя системы WisBlock
3. Руководство по дизайну индивидуальных сенсорных модулей
4. Пример программирования RAK1902 для всех моделей WisBlock Core
5. Пример кода для RAK4630 WisBlock Core: Погодный мониторинг в сетях LoRaWAN с участием RAK1902