LinkedIn YouTube Facebook
Szukaj

Newsletter

Proszę czekać.

Dziękujemy za zgłoszenie!

Wstecz
IoT

Freescale Semiconductor MPL115: cyfrowy barometr MEMS

 

 

 

Moduły KAmodBAR są dostępne w dwóch wersjach, różniących się między sobą typem zastosowanego czujnika MEMS i wynikającym z tego rodzajem interfejsu komunikacyjnego:

 

Najpierw poprzez magistralę I2C wysłany zostaje do układu MPL115A2 rozkaz inicjujący pomiar bieżącego ciśnienia i temperatury. Efektem pomiaru są dwie 10-bitowe wartości.
W następnym kroku oprogramowanie odczytuje z wewnętrznych rejestrów MPL115A2 skonwertowane 10-bitowe wartości ciśnienia i temperatury oraz dodatkowe rejestry, w których umieszczone jest 96 bitów korekcyjnych. Po zakończeniu odczytu z kolejnych 16 rejestrów MPL115A2 następuje przeliczenie odczytanych danych na wartość rzeczywistego ciśnienia w kilopaskalach, korzystając z opublikowanego przez producenta układu wzoru:

Pcomp = a0 + (b1 + c11*Padc + c12*Tadc) * Padc + (b2 + c22*Tadc) * Tadc

Pod poszczególne składniki wzoru podstawiane są odczytane z układu wartości ciśnienia, temperatury i wyrażeń korekcyjnych. W oprogramowaniu demonstracyjnym wyliczeniem rzeczywistej wartości ciśnienia zajmuje się procedura int32_t Konwersja_Danych_Na_Wartosc_Cisnienia(char *p_bufor_odczytu).
Parametrem wejściowym jest wskaźnik do 16-bajtowej tablicy w której znajdują się dane odczytane z rejestrów MPL115A2 (od adresu 0x00 do 0x0F). Procedura zwraca wartość typu float będącą wartością ciśnienia w kilopaskalach. Poniżej listing wspomnianej procedury:

//procedura konwersji danych odczytanych z MPL115A2 na wartość ciśnienia w kPa
int32_t Konwersja_Danych_Na_Wartosc_Cisnienia(char *p_bufor_odczytu)
{
uint16_t uiPadc, uiTadc, u16_tmp;
int16_t sia0, sib1, sib2, sic12, sic11, sic22;
int32_t lt1, lt2, lt3, si_c11x1, si_a11, si_c12x2, si_a1, si_c22x2, si_a2, si_a1x1, si_y1, si_a2x2;
int32_t siPcomp;
float decPcomp;

//normalizacja surowych danych ciśnienia
 	uiPadc =*(p_bufor_odczytu+0);
 	uiPadc =uiPadc <<8;
	uiPadc =uiPadc + *(p_bufor_odczytu+1);
	uiPadc =uiPadc >>6;
//normalizacja surowych danych temperatury
 	uiTadc =*(p_bufor_odczytu+2);
 	uiTadc =uiTadc <<8;
	uiTadc =uiTadc + *(p_bufor_odczytu+3);
 	uiTadc =uiTadc >>6;
//formowanie 16 bitowych wartości danych kompensujących
//coeff a0
 	u16_tmp =*(p_bufor_odczytu+4);
 	u16_tmp =u16_tmp <<8;
	u16_tmp =u16_tmp + *(p_bufor_odczytu+5);
	sia0=u16_tmp;
//coeff b1
	u16_tmp =*(p_bufor_odczytu+6);
 	u16_tmp =u16_tmp <<8;
	u16_tmp =u16_tmp + *(p_bufor_odczytu+7);
	sib1=u16_tmp;
//coeff b2
	u16_tmp =*(p_bufor_odczytu+8);
 	u16_tmp =u16_tmp <<8;
	u16_tmp =u16_tmp + *(p_bufor_odczytu+9);
	sib2=u16_tmp;
//coeff c12
	u16_tmp =*(p_bufor_odczytu+10);
 	u16_tmp =u16_tmp <<8;
	u16_tmp =u16_tmp + *(p_bufor_odczytu+11);
	sic12 =u16_tmp;
//coeff c11
	u16_tmp =*(p_bufor_odczytu+12);
 	u16_tmp =u16_tmp <<8;
	u16_tmp =u16_tmp + *(p_bufor_odczytu+13);
	sic11=u16_tmp;
//coeff c22
	u16_tmp =*(p_bufor_odczytu+14);
 	u16_tmp =u16_tmp <<8;
	u16_tmp =u16_tmp + *(p_bufor_odczytu+15);
	sic22=u16_tmp;
//obliczanie skompensowanej wartości ciśnienia zgodnie z formułą:
// Pcomp = a0 + (b1 + c11*Padc + c12*Tadc) * Padc + (b2 + c22*Tadc) * Tadc 
//krok 1: c11x1= c11 * Padc 
	lt1 = sic11;
	lt2 = uiPadc; 
	lt3 = lt1 * lt2; 
	si_c11x1 = lt3; 
//krok 2: a11= b1 + c11x1 
	lt1 = sib1; 
	lt1 = lt1<<14; 
	lt2 = si_c11x1; 
	lt3 = lt1 + lt2;
	si_a11 = lt3>>14;
//krok 3: c12x2= c12 * Tadc 
	lt1 = sic12;
	lt2 = uiTadc; 
	lt3 = lt1 * lt2; 
	si_c12x2 = lt3;
//krok 4: a1= a11 + c12x2 
	lt1 = si_a11; 
	lt1 = lt1<<11;
	lt2 = si_c12x2; 
	lt3 = lt1 + lt2; 
	si_a1 =lt3>>11;
//krok 5: c22x2= c22 * Tadc 
	lt1 = sic22;
	lt2 = uiTadc; 
	lt3 = lt1 * lt2; 
	si_c22x2 = lt3; 
//krok 6: a2= b2 + c22x2 
	lt1 = sib2; 
	lt1 = lt1<<15; 
	lt2 = si_c22x2>>1;
	lt3 = lt1+lt2; 
	si_a2 = lt3>>16; 
//krok 7: a1x1= a1 * Padc 
	lt1 = si_a1; 
	lt2 = uiPadc; 
	lt3 = lt1 * lt2; 
	si_a1x1 = lt3; 
//krok 8: y1= a0 + a1x1 
	lt1 = sia0; 
	lt1 = lt1<<10; 
	lt2 = si_a1x1;
	lt3 = lt1 + lt2; 
	si_y1 = lt3>>10; 
//krok 9: a2x2= a2 *Tadc 
	lt1 = si_a2; 
	lt2 = uiTadc; 
	lt3 = lt1 * lt2; 
	si_a2x2 = lt3; 
//krok 10: pComp = y1 +a2x2 
	lt1 = si_y1;
	lt1 = lt1<<10;
	lt2 = si_a2x2; 
	lt3 = lt1 + lt2; 
//stałoprzecinkowy rezultat obliczeń
	siPcomp = lt3>>13;
	siPcomp =siPcomp & 0xFFFF;
//ciśnienie dl zakresu 50 to 115kPa
	decPcomp = ((65.0/1023.0)*siPcomp)+50; 
	return decPcomp;
}

 

Otrzymana wartość steruje świeceniem diod LED. Dla wartości mniejszych lub równych 100kPa świeci się dioda D0. Przy odczycie ciśnienia o większej wartości zapalają się kolejne diody, sygnalizując zmianę ciśnienia 1 kPa/LED.
Przy opracowaniu procedury korzystano z noty aplikacyjnej AN3785 Rev.5 opublikowanej przez Freescale Semiconductors autorstwa Johna Younga.
Ryszard Szymaniak, Aries RS

 

Polski portal branżowy dedykowany zagadnieniom elektroniki. Przeznaczony jest dla inżynierów i konstruktorów, projektantów hardware i programistów oraz dla studentów uczelni technicznych i miłośników elektroniki. Zaglądają tu właściciele startupów, dyrektorzy działów R&D, zarządzający średniego szczebla i prezesi dużych przedsiębiorstw. Oprócz artykułów technicznych, czytelnik znajdzie tu porady i pełne kursy przedmiotowe, informacje o trendach w elektronice, a także oferty pracy. Przeczyta wywiady, przejrzy aktualności z branży w kraju i na świecie oraz zadeklaruje swój udział w wydarzeniach, szkoleniach i konferencjach. Mikrokontroler.pl pełni również rolę patrona medialnego imprez targowych, konkursów, hackathonów i seminariów. Zapraszamy do współpracy!