Сензори за налягане в смартфоните Какво разкрива въздушното налягане; Технология за измерване на сензори; Electronicsnet
03 март 2017 г., 8:25 ч. | от д-р Томас Блок
Фитнес тракер и брояч на калории
Сензорите за въздушно налягане също могат да подобрят точността на фитнес тракерите и особено на приложенията за изчисляване на консумацията на калории.
Досега консумацията на калории се изчислява предимно чрез комбиниране на данните за крачкомера от датчик за ускорение със специфична за потребителя информация като възраст, тегло и височина. В зависимост от това кои сензори има устройството, пулсът или скоростта, изминатото разстояние и височината, определена от GPS, също могат да бъдат включени в изчисленията.
Акселерометърът знае кога човек използва стълбище, но не може да определи дали човек се качва нагоре или надолу по стълбите. Промените в силите за ускорение са твърде малки за това и са заглушени в шума. Само когато датчик за налягане определя посоката на промяната на височината, софтуерът може правилно да изчисли консумацията на калории на потребителя. Между другото, тогава вече няма възможност потребителят да изневерява. Сензорът за налягане е толкова чувствителен, че също така открива дали потребителят избира асансьора вместо стълбите. Комбинацията от данни от двата сензора е особено ценна за повишаване на точността.
Фигура 3. Неточни измервания на височина на мост.
Дори на открито, консумацията на калории може да бъде определена още по-точно въз основа на данните за височината, определени от сензора за налягане - например при изкачване на хълм. GPS данни или данни за надморска височина от база данни също могат да се използват тук, но и двете са относително неточни. Например базите данни имат затруднения с точното картографиране на промените в котата, когато потребителят преминава мост.
В снимка 3 виждаме пример за точно определяне на маршрута. Налягането на въздуха остава стабилно при преминаване по мост. За разлика от услугата Google и USGS (Геологическа служба на САЩ), сензорът за налягане разпознава, че потребителят преминава мост - така че да може да се определи реалистична консумация на калории. Няколко теста показаха, че комбинираното използване на датчик за налягане и ускорение може да изчисли по-точно консумацията на калории с 10 до 15% [2].
Сензорът за барометрично налягане не предоставя само данни за вертикалното положение на потребителя. В комбинация със сензор за ускорение, той също така осигурява прецизна класификация на движението. Например акселерометърът може точно да определи дали потребителят премества телефона си, за да играе игра или да осъществи телефонно обаждане. Данните от сензора за въздушно налягане могат да се използват тук за потвърждаване и надграждане на данните от сензора за ускорение.
Прогноза за времето
Въздушното налягане е решаващ фактор за прогнозите за времето, така че сензорите за въздушно налягане също играят важна роля в метеорологията. Тъй като iPhone и различни устройства с Android бяха оборудвани със сензори за въздушно налягане, няколко приложения за времето - напр. Dark Sky, Weather Signal и Sunshine - започнаха да подобряват точността на своите прогнози чрез краудсорсирани данни от потребители.
За точна прогноза за времето смартфонът трябва да вземе предвид текущата надморска височина на потребителя, защото това естествено оказва влияние върху въздушното налягане. За тази цел или данните за въздушното налягане от местна метеорологична станция се сравняват с измерените стойности на сензора на смартфона, или за сравнение се използват картографски данни от база данни. Този локален метод за прогнозиране на времето също е обещаваща иновация за различни приложения за интелигентен дом и IoT.
Сензорът за барометрично налягане BMP380 от Bosch Sensortec може да се използва, например, за измерване на височината на безпилотни летателни апарати, което ги прави по-лесни за управление.
Тези сензори го правят възможно
Въпреки че някои приложения все още са във фаза на разработка, сензорите за въздушно налягане вече са инсталирани в много смартфони и подобни устройства днес. С BMP380 (Снимка) Bosch Sensortec предлага нов барометричен сензор за налягане, който е специално проектиран за използване в мобилни приложения. Благодарение на компактния корпус от само 2,0 × 2,0 × 0,75 мм³ и ниската консумация на енергия, той е идеален за устройства, работещи с батерии. Технологията на пиезорезистивния сензор за налягане на BMP380 осигурява висока точност, съчетана с добра линейност, дългосрочна стабилност и висока електромагнитна съвместимост.
Сензори за въздушно налягане също могат да бъдат инсталирани като част от интегрирани сензори с различни типове сензори. Екологичният датчик BME280 от Bosch Sensortec съчетава няколко силно линейни и прецизни сензора за въздушно налягане, влажност и температура в един корпус с отпечатък от само 2,5 × 2,5 mm². Сензорът за околна среда BME680 дори комбинира четири различни параметъра, тъй като в допълнение към гореспоменатите измерени променливи, той може да определи и качеството на въздуха в помещенията.
Измерване на надморска височина за дронове
Ако пилотът знае надморската височина на своя дрон, това ще му помогне да кацне безопасно. Сензор за налягане може да бъде инсталиран в дрона, а друг в дистанционното управление на пилота. Текущата надморска височина на дрона може да бъде изчислена въз основа на разликата между двете стойности. Тази информация може да се използва и за стабилизиране на дрона по време на полет, което от своя страна улеснява контрола.
Поради тази добавена стойност може да се предположи, че сензорите за налягане скоро ще бъдат част от стандартното оборудване на безпилотни летателни апарати в ценовия диапазон от 100 евро.