Leitfaden zum Datenblatt des Atmosphärendrucksensors BMP180

Der Atmosphärendrucksensor BMP180 ist ein kompakter und hochintegrierter digitaler barometrischer Sensor, der über eine einfache I²C-Schnittstelle präzise Druck- und Temperaturmesswerte liefert.In diesem Artikel werden das Funktionsprinzip des BMP180-Sensors, die Pin-Konfiguration, Spezifikationen, Schaltungsanschlüsse, Anwendungen, Alternativen und ein Vergleich mit dem BMP280 erläutert.

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BMP180 Atmosphärendrucksensor

Die BMP180 Der Atmosphärendrucksensor ist ein kompakter digitaler barometrischer Sensor zur hochpräzisen Messung von Atmosphärendruck und Temperatur.Es nutzt die piezoresistive MEMS-Technologie zur Erkennung von Druckänderungen und verfügt über einen internen ADC und Werkskalibrierungsdaten für eine genaue digitale Ausgabe.Der Sensor kommuniziert über eine I²C-Schnittstelle und ermöglicht so eine einfache Verbindung mit Mikrocontrollern wie Arduino, ESP32 und Raspberry Pi.

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Wie funktioniert der BMP180-Sensor?

Der Atmosphärendrucksensor BMP180 nutzt die MEMS-Technologie (Micro-Electro-Mechanical Systems) zur Messung des Atmosphärendrucks und der Temperatur.Im Inneren des Sensors befindet sich ein winziges piezoresistives Druckelement, das seinen elektrischen Widerstand ändert, wenn sich der Luftdruck ändert.Wenn der Atmosphärendruck zunimmt oder abnimmt, biegt sich die dünne innere Membran leicht.Diese mechanische Verformung führt zu einer Widerstandsänderung, die dann von der internen Schaltung des Sensors erkannt und verarbeitet wird.

Der Sensor enthält einen eingebauten Analog-Digital-Wandler (ADC), der die kleinen analogen Spannungsänderungen in digitale Signale umwandelt.Außerdem speichert es die werksseitigen Kalibrierungskoeffizienten in seinem internen Speicher.Diese Kalibrierungswerte werden von einem Mikrocontroller verwendet, um genaue Druck- und Temperaturwerte zu berechnen.Da Rohdruckdaten durch Temperaturänderungen beeinflusst werden können, misst der BMP180 zunächst die Temperatur und kompensiert dann den Druckmesswert, um die Genauigkeit zu verbessern.

Die Kommunikation zwischen dem BMP180 und einem Mikrocontroller erfolgt über die I²C-Schnittstelle.Der Mikrocontroller sendet Befehle, um Druck- oder Temperaturmessungen anzufordern, und der Sensor sendet digitale Daten zurück.Mithilfe von Standardformeln können die Druckdaten auch in Höhe umgerechnet werden.Da der Luftdruck mit zunehmender Höhe abnimmt, kann der Sensor die Höhe über dem Meeresspiegel schätzen.Aufgrund dieses Funktionsprinzips eignet sich der BMP180 für Wetterüberwachungs-, Höhenverfolgungs- und Umgebungssensoranwendungen.

Details zur Pinbelegung des BMP180-Sensors

BMP180 Breakout-Modulplatine

Pin Name	Beschreibung
3,3 V	3,3V geregelt Ausgang vom integrierten Spannungsregler (bei einigen Modulen).Kann verwendet werden Stromversorgung externer Stromkreise mit geringem Strom.
SDA	Serielle Datenleitung für I²C-Kommunikation.Überträgt Daten zwischen dem BMP180-Sensor und dem Mikrocontroller.
SCL	Serielle Uhr Leitung für die I²C-Kommunikation.Stellt das Taktsignal zum Synchronisieren von Daten bereit übertragen.
GND	Boden Verbindung.Muss mit der Masse des Mikrocontrollers verbunden werden.
VCC	Stromversorgung Eingabe.Akzeptiert normalerweise 3,3 V bis 5 V, je nach Breakout-Board-Design (Der Sensor selbst arbeitet intern mit 3,3 V).

BMP180 IC-Pinbelegung

Pin Nein.	Pin Name	Typ	Ausführlich Funktion
1	CSB	Digitaler Eingang	Chip Select für SPI-Modus.Muss für den I²C-Betrieb auf High gesetzt sein (Standardkommunikationsmodus).
2	VDD	Macht	Hauptanalog Stromversorgung für den Drucksensorkern (typischerweise 1,8 V–3,6 V).
3	VDDIO	Macht	Digital Schnittstelle Versorgungsspannung.Definiert Logikpegel für SDA- und SCL-Pins.
4	SDO	Digitaler Ausgang	SPI-Datenausgabe. Im I²C-Modus wählt dieser Pin die I²C-Adresse des Geräts aus.
5	SCL	Digitaler Eingang	I²C-Taktleitung. Synchronisiert die Kommunikation zwischen Sensor und Mikrocontroller.
6	SDA	Digitale I/O	I²C bidirektionale Datenleitung zum Senden und Empfangen von Daten.
7	GND	Boden	Gemeinsamkeit Referenz für analoge und digitale Schaltungen.

Alternativen und gleichwertiges Modell

• BMP085

• BMP280

• BME280

• BMP388

• BMP390

Technische Daten des BMP180-Sensors

Technische Daten des BMP180-Sensors (IC).

Parameter	Spezifikation
Druckbereich	300 hPa bis 1100 hPa
Druck Auflösung	Bis zu 0,01 hPa
Relativ Genauigkeit	±0,12 hPa (typisch)
Absolut Genauigkeit	±1,0 hPa (typisch)
Höhe Auflösung	Bis zu 0,1 m
Betrieb Spannung (VDD)	1,8 V bis 3,6 V
Digital Schnittstellenspannung (VDDIO)	1,62 V bis 3,6 V
Schnittstelle	I²C
Aktuell Verbrauch (aktiv)	~5 µA (Standard Modus)
Standby-Strom	~0,1 µA
Betrieb Temperatur	-40°C bis +85°C
Pakettyp	LGA-7

Spezifikationen des BMP180-Moduls (Breakout-Board).

Parameter	Spezifikation
Eingangsspannung (VCC)	3,3 V bis 5 V
An Bord Regulator	Ja (3,3 V Ausgabe)
Kommunikation Schnittstelle	I²C
Logikebene	3,3 V
Spitzenstrom	~1000 µA (1 mA max während der Konvertierung)
Standby-Strom	~0,1 µA
Betrieb Temperatur	-40°C bis +80°C
Hochziehen Widerstände	Im Lieferumfang enthalten (SDA & SCL)

BMP180 Schaltplan mit ARDUINO

Das BMP180-Breakout-Modul ist über die I²C-Kommunikationsschnittstelle mit einem Arduino Uno verbunden.Der VCC-Pin des Moduls ist mit der 5-V-Versorgung des Arduino verbunden, der die Platine über den integrierten 3,3-V-Spannungsregler mit Strom versorgt.Der GND-Pin des BMP180 ist mit der Arduino-Masse verbunden, um die gemeinsame Referenz für die Schaltung zu vervollständigen.

Die Kommunikationsleitungen nutzen das I²C-Protokoll.Der SDA-Pin des BMP180 ist mit dem A4-Pin des Arduino verbunden und der SCL-Pin ist mit A5 verbunden, den dedizierten I²C-Daten- und Taktpins am ATmega328P-Mikrocontroller.Über diese beiden Leitungen kann der Arduino Befehle senden und digitale Druck- und Temperaturdaten vom Sensor empfangen.

Das Diagramm veranschaulicht ein einfaches und standardmäßiges I²C-Setup, bei dem Strom und zwei Signalleitungen für die Kommunikation ausreichen, sodass sich der BMP180 problemlos in Arduino-basierte Projekte integrieren lässt.

BMP180-Sensoranwendungsschaltung

Die Anwendungsschaltung zeigt, wie der BMP180-Sensor über die I²C-Schnittstelle eine Verbindung zu einem Mikrocontroller wie einem Arduino Uno herstellt.Der Sensor arbeitet mit zwei Versorgungspins: VDD (analoge Hauptversorgung, 1,8 V–3,6 V) und VDDIO (digitale Schnittstellenversorgung, 1,62 V–3,6 V).Jede Versorgungsleitung enthält einen 100-nF-Entkopplungskondensator, der in der Nähe des Sensors platziert ist, um die Spannung zu stabilisieren und Rauschen zu reduzieren.Die Sensormasse wird mit der Systemmasse verbunden, um den Stromkreis zu vervollständigen.

Die Leitungen SDA (Daten) und SCL (Takt) werden mit den I²C-Pins des Arduino (A4 und A5 beim Uno) verbunden.Für beide Leitungen sind Pull-up-Widerstände (typischerweise 2,2 kΩ bis 10 kΩ, üblicherweise 4,7 kΩ) erforderlich, die an die Versorgungsspannung angeschlossen sind.Diese Widerstände sorgen für ordnungsgemäße Logikpegel, da I²C Open-Drain-Kommunikation verwendet.

Intern enthält der BMP180 ein Sensorelement, einen ADC, eine Steuereinheit und ein EEPROM für Kalibrierungsdaten.Der Arduino sendet Messbefehle über I²C, der Sensor führt die Konvertierung durch und digitale Druck- und Temperaturdaten werden zur Verarbeitung oder Anzeige zurückgesendet.

BMP180-Sensoranwendungen

• Wetterüberwachungssysteme

• Höhenmessgeräte

• Drohnen und UAV-Flugsteuerung

• GPS-Höhenkorrektursysteme

• Indoor-Navigationssysteme

• Tragbare Barometer

• IoT-Umgebungsüberwachung

• Smartphones und tragbare Geräte

• Datenprotokollierungssysteme

• Hausautomationssysteme

BMP180 vs. BMP280: Was ist der Unterschied?

Funktion	BMP180	BMP280
Hersteller	Bosch Sensortec	Bosch Sensortec
Veröffentlichung Generation	Ältere Generation	Neuere Generation (Nachfolger von BMP180)
Druckbereich	300 – 1100 hPa	300 – 1100 hPa
Druck Genauigkeit	±1,0 hPa (typisch)	±1,0 hPa (absolut), höhere relative Genauigkeit
Relativ Genauigkeit	±0,12 hPa	±0,12 hPa (verbesserte Stabilität)
Druck Auflösung	0,01 hPa	0,16 Pa (höher Auflösung)
Temperatur Sensor	Ja	Ja (verbessert Genauigkeit)
Temperatur Genauigkeit	±1,0°C	±0,5 °C (typisch)
Schnittstelle	I²C	I²C und SPI
Betrieb Spannung	1,8 V – 3,6 V	1,71 V – 3,6 V
Aktuell Verbrauch	~5 µA (Standard Modus)	~2,7 µA (niedriger Leistung)
Standby-Strom	~0,1 µA	~0,1 µA
Paketgröße	3,6 × 3,8 mm (LGA-7)	2,0 × 2,5 mm (geringerer Platzbedarf)
Höhe Messung	Ja	Ja (mehr präzise)
Produktion Status	Auslaufmodell	Aktiv / Empfohlener Ersatz

Mechanische Abmessungen

Hersteller

Bosch Sensortec verfügt über starke Fertigungskapazitäten bei der Herstellung von Sensoren wie dem BMP180 und nutzt dabei fortschrittliche MEMS-Fertigungstechnologie (Micro-Electro-Mechanical Systems) und Know-how in der Halbleiterverarbeitung.Bosch betreibt hochvolumige automatisierte Produktionsanlagen mit Reinraum-Waferfertigung, Präzisionsmikrobearbeitung und integrierter CMOS-Elektronikfertigung.Ihr vertikal integrierter Produktionsansatz ermöglicht eine strenge Prozesskontrolle, hohe Ausbeuteraten und eine konsistente Sensorleistung und unterstützt eine groß angelegte globale Versorgung für Verbraucherelektronik-, Automobil- und Industrieanwendungen.

Datenblatt PDF

BMP180 Datenblatt:

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Wie kalibriere ich den BMP180 für genaue Höhenmessungen?

Für die Kalibrierung ist die Festlegung einer bekannten Druckreferenz auf Meereshöhe erforderlich.Nutzen Sie die Daten Ihrer lokalen Wetterstation und wenden Sie sie in der Höhenformel an, um die Messgenauigkeit zu verbessern.

2. Warum zeigt mein BMP180 instabile Druckwerte an?

Instabile Messwerte werden häufig durch elektrisches Rauschen, schlechte Erdung, fehlende Entkopplungskondensatoren oder falsche I²C-Pull-up-Widerstandswerte verursacht.

3. Kann der BMP180 den Luftdruck in Innenräumen genau messen?

Ja.Es liefert präzise Messwerte des Luftdrucks in Innenräumen und eignet sich daher für Innenwetterstationen und die Umgebungsüberwachung.

4. Wie lautet die I²C-Adresse des BMP180-Sensors?

Die standardmäßige 7-Bit-I²C-Adresse des BMP180 ist 0x77.

5. Wie lange dauert es, bis der BMP180 eine Messung durchführt?

Die Messzeit hängt vom Oversampling-Modus ab und liegt typischerweise zwischen 4,5 ms und 25,5 ms.