ملخص تقني
الوصف
وحدة GY-63 MS5611 هي وحدة مستشعر ضغط ودرجة حرارة عالية الأداء مع واجهة I2C وSPI.
تشمل العلبة:
- وحدة مستشعر الضغط ودرجة الحرارة GY-63
- شريط دبابيس ذكر مستقيم بـ 7 دبابيس
- شريط دبابيس ذكر بزاوية قائمة بـ 7 دبابيس
الميزات الرئيسية لوحدة مستشعر الضغط ودرجة الحرارة GY-63:
- درجة الحرارة: -40 إلى 85°C
- الضغط: 10 إلى 1200mb
- دقة التمييز في الارتفاع: 10cm
- تحويل سريع يصل إلى 1ms
- واجهة I2C وSPI
- التشغيل بجهد 5V
المستشعر MS5611 هو مستشعر عالي الدقة من MEAS Switzerland يمكن استخدامه في العديد من التطبيقات من مقاييس الارتفاع المحمولة وأدوات التحكم في الألعاب والملاحة الداخلية.
يحقق المستشعر أداءه الممتاز بفضل معايرته في المصنع مع تخزين بيانات المعايرة داخل الجهاز. كما أنه يأخذ عددا كبيرا من القياسات ويحسب متوسطها لتصفية الضجيج. يمكنه أخذ 4096 قياسا تماثليا بدقة 24-bit في 8ms فقط وتقديم متوسط نقاط البيانات إلى ناقل البيانات الرقمي. كما يتضمن تعويضا مدمجا لدرجة الحرارة يستعمل الطريقة نفسها لتصفية الضجيج.
يستعمل قياس درجة الحرارة أساسا لتعويض تأثير الحرارة على مستشعر الضغط، لكن يمكن استعماله أيضا لتقدير درجة الحرارة المحيطة.
يعمل مستشعر MS5611 داخليا بجهد 3.3V، لكن الوحدة تحتوي على منظم 3.3V لذا يجب تغذية الوحدة بجهد 5V على دبوس VCC. كما تتضمن الوحدة ترانزستورات MOSFET لتحويل مستوى الجهد على الدبابيس المنطقية لجعل الوحدة متوافقة تماما مع 5V.
قياس درجة الحرارة
يمكن لـ MS5611 قياس درجة الحرارة في المجال من -40 إلى 80°C.
يتم الحصول على الدقة الكاملة ±0.8°C على كامل المجال مع دقة تمييز 0.01°C.
قياس الضغط
يمكن لـ MS5611 قياس الضغط في المجال من 10 إلى 1200mbar بدقة ممتازة.
يتم الحصول على الدقة الكاملة ±1.5mbar في مجال الضغط من 450 إلى 1100mbar. خارج هذا المجال تكون الدقة المضمونة ±2.5mbar
يمكن أن تصل دقة التمييز إلى 0.012mbar مما يعطي دقة تمييز للارتفاع تصل إلى 10cm (4in).
حساب الارتفاع / العلو
لا يقيس MS5611 الارتفاع مباشرة، لكن يمكن حسابه باستعمال قراءة الضغط. بعض المكتبات الخاصة بهذا الجهاز تتضمن إجراءات لحساب الارتفاع.
بما أن الجهاز يقوم بعمل جيد جدا في قياس الضغط، فإنه يقوم بعمل جيد جدا في حساب الارتفاع النسبي. إذا كانت لديك قراءة ارتفاع والجهاز موضوع على طاولة ثم رفعته 6in، فسيظهر زيادة 6in في الارتفاع.
أما إذا كنت تحاول قياس الارتفاع المطلق، مثل ارتفاع طاولتك بالنسبة إلى مستوى سطح البحر، فإن الأمور تصبح أكثر تعقيدا. بما أن الارتفاع يقاس بالنسبة إلى مستوى سطح البحر، يحتاج الجهاز إلى معرفة ضغط الهواء الحالي المصحح إلى مستوى سطح البحر حتى يكون لديه مرجع يحسب به الارتفاع انطلاقا من ضغط الهواء الذي يقرأه حاليا.
استعمال واجهة I2C
واجهة I2C هي الواجهة الأكثر استعمالا لأنها تتطلب دبوسين فقط على MCU.
إن دبوس PS (اختيار البروتوكول) يحدد الناقل الذي سيستعمل. المستوى المنطقي HIGH يختار ناقل I2C. مقاومة سحب علوي (pull-up) بقيمة 1K على الوحدة ترفع هذا الدبوس إلى HIGH وبالتالي يختار ناقل I2C افتراضيا ما لم يوصل هذا الدبوس بالأرضي.
تدعم الوحدة عنواني I2C مختلفين، إما 0x77 أو 0x76 مما يسمح باستعمال مستشعرين على الناقل نفسه. إذا كان دبوس CSB موصولا بالأرضي، يكون العنوان 0x77. وإذا وصل بـ VCC يكون العنوان 0x76 (منطق معكوس). يحتوي دبوس CSB على مقاومة سحب سفلي (pull-down) بقيمة 2.2K على الوحدة لذا يكون 0x77 هو العنوان الافتراضي إذا لم يوصل دبوس CSB. صل CSB بـ Vcc لاختيار 0x76 بدلا من ذلك أو إذا استعمل مستشعران على ناقل I2C نفسه.
إن دبوس SCL و SDA يوصلان بدبوسي SCL وSDA على MCU.
إذا كانت هناك حاجة إلى أكثر من مستشعرين، فيمكن استعمال ناقل SPI.
استعمال واجهة SPI
لتفعيل واجهة SPI، صل PS بالأرضي.
أما الوصلات الأخرى فهي:
- صل SCL بدبوس SPI SCK على MCU
- صل SDA بدبوس SPI SDI على MCU
- صل SDO بدبوس SPI SDO على MCU
لاحظ أن الوحدة تتضمن محولات مستوى منطقي لهذه الخطوط لجعلها متوافقة مع 5V.
وصلات الوحدة
تخرج الوحدة الوصلات التالية.
شريط دبابيس 1x7
- VCC = 5V اسمي. يوصل بمخرج 5V على MCU
- GND = الأرضي
- SCL = ساعة (SCL / SCK) لـ I2C وSPI
- SDA = بيانات (SDA / SDI) لـ I2C وSPI
- CSB = اختيار الشريحة. اختيار الشريحة في SPI. اختيار العنوان في I2C
- SDO = خرج البيانات (SDO) لـ SPI
- PS = اختيار البروتوكول. مرفوع افتراضيا إلى HIGH لـ I2C. يوصل بـ GND لـ SPI
تركيب الوحدة
تأتي الوحدة مع أشرطة الدبابيس الذكرية غير ملحومة. وتتضمن شريطا مستقيما وآخر بزاوية قائمة من أجل المرونة. يمكن لحام الشريط على وجه الوحدة أو على ظهرها حسب الاستعمال المخطط له، أو يمكن استعمال أسلاك لإجراء التوصيلات.
عند الاستعمال مع لوحة تجارب (بريدبورد)، نضع الأشرطة المستقيمة في الأسفل، رغم أن بعض الأشخاص يفضلون استعمال الشريط بزاوية قائمة حتى تقف الوحدة عموديا. يكون اللحام أسهل إذا أدخل الشريط في لوحة تجارب بدون لحام لتثبيته في مكانه أثناء عملية اللحام.
نتائج تقييمنا:
إنها تجميعات صغيرة لطيفة واللوحات ذات بنية جيدة الجودة.
البرنامج التالي يقرأ المستشعر بشكل متواصل ويعرض درجة الحرارة بالدرجة المئوية والضغط بالميليبار.
توجد مكتبات عديدة متوفرة لمستشعر MS5611. في المثال هنا، نستخدم المكتبة التي كتبها Rob Tillaart. https://github.com/RobTillaart/Arduino/tree/master/libraries/MS5611.
لاحظ أن المكتبة يجب تحميلها يدويا من هذا الرابط: https://github.com/RobTillaart/Arduino
جميع مكتباته موجودة في نفس ملف ZIP، لذلك سيتم تحميل عدة مكتبات مع هذه المكتبة.
