Обзор барометра - альтиметра (высотомера) - термометра - компаса "в одном флаконе" 

СмартПульс - держите руку на пульсе высоких технологий! Новости, статьи, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций

Главная

Новости

Обзоры

Статьи

Обзоры РУНЕТа

   Главная - Разное - Обзор барометра - альтиметра (высотомера) - термометра - компаса "в одном флаконе"

 

 Обзор


Обзор барометра - альтиметра (высотомера) - термометра - компаса "в одном флаконе"

В этом обзоре будет рассмотрен комбинированный многофункциональный прибор, функции которого перечислены в заголовке.

В обзоре проверим точность измерения заявленных параметров, проверим потребление по питанию и попробуем определить возможную область применения.

Прибор был куплен на Алиэкспресс у этого продавца, цена на момент обзора - около 900 российских рублей с учетом доставки.

Оглавление

Внешний вид, конструкция и схемотехника

Проверка точности барометра и высотомера (альтиметра), компаса, термометра

Окончательный диагноз

Внешний вид, конструкция и схемотехника барометра - альтиметра - термометра - компаса

Прибор имеет небольшие габариты карманного формата (91*52*18 мм):

Внешний вид и конструкция барометра - альтиметра (высотомера) - термометра - компаса
(кликнуть для увеличения, откроется в новом окне)

Масса прибора с батарейками - 70 г.

Сначала разберёмся с показаниями на экране прибора.

В верхней строке слева - время, справа - температура.

В центре экрана - компас. Компас показывает направления на стороны света 4-мя квадратными метками; направление на север дополнительно помечено стрелочкой с буквой "N". Квадратные метки показывают направление не очень точно, поскольку их всего 16 на полный круг. Более точно можно ориентироваться по цифровым показаниям компаса (0 градусов соответствует направлению точно на север).

Компас не является работающим непрерывно. Для его запуска надо нажать кнопку "Compass", тогда он включится на 45 секунд (одновременно включится и подсветка экрана, но только на 5 секунд). Кстати, подсветка включается на 5 секунд при нажатии любой кнопки; при этом нажатие кнопки выполняет и заложенную в неё функцию.

Нижняя строка - атмосферное давление в гектопаскалях (миллибарах). При желании можно единицы измерения давления сменить на миллиметры ртутного столба или дюймы ртутного столба (хотя это и экзотика для нас :). Мне больше понравились миллибары, поскольку для моего города нормальное давление в миллибарах - почти ровно 1000 мбар (около 750 мм рт. ст.).

Под экраном расположены органы управления.

В принципе, их назначение понятно из их наименования. К этому надо только добавить, что по кнопке "Alt" (высота) показания давления пропадают, вместо них появляется высота в метрах над уровнем моря с ценой деления 1 м.

Из этого проистекает, что при колебаниях атмосферного давления будут колебаться и показания высоты над уровнем моря - это ограничение точности метода определения высоты пересчётом из давления.

Посередине между кнопками расположен пузырьковый индикатор горизонтальности положения устройства. Он необходим только в процессе калибровки компаса.

Внизу прибора расположено ушко для верёвочной или ленточной петли (темляка). Темляк в комплекте есть:

Ленточная петля (темляк) для барометра-термометра

А вот батареек в комплекте нет.

Обратная сторона прибора:

Барометр-альтиметр - вид сзади

Сзади прибора расположена крышка батарейного отсека, а под ним - небольшое отверстие для доступа воздуха к "главному" датчику прибора для ускорения стабилизации показаний температуры при её изменении. Но отверстие - небольшое; и для стабилизации температуры при переходе из тепла в холод (или наоборот) требуется несколько минут (т.е. происходит это медленно).

Питается прибор от двух батареек "мизинчикового" формата (AAA):

Барометр-альтиметр - вид сзади (батарейный отсек)

Теперь пора перейти к вскрытию.

Для разборки прибора достаточно отвернуть четыре винта по углам с задней стороны:

Барометр-альтиметр - разборка

Почти в центре платы находится "клякса" контроллера дисплея.

Для выяснения остальной начинки посмотрим отдельно на верхнюю и нижнюю половину платы, начнём с верхней:

плата барометра-альтиметра (высотомера)

Слева вверху расположена микросхема флеш-памяти на 16 кБит.

Справа вверху припаяна небольшая платка, на которой находится простой 8-битный микроконтроллер EFM8BB10F8G.

Миниатюрный чип справа вверху от микроконтроллера - предположительно, датчик магнитного поля, необходимый для работы компаса.

Теперь посмотрим на нижнюю половину платы:

плата барометра-альтиметра (высотомера)

На нижней половине платы внимания достоин только чип внизу платы.

Он именуется HP203N (HP203N datasheet). Это - датчик атмосферного давления и температуры; он относится к типу приборов MEMS (Microelectromechanical systems, микроэлектромеханические системы).

Датчик может измерять температуру в диапазоне от -40°С до +85°С, а давление - от 300 мбар до 1200 мбар; но для давления погрешность нормируется только в диапазоне 700 - 1100 мбар.

Проверка потребляемого тока показала, что потребление имеет ярко выраженный импульсный характер.

Большую часть времени потребление составляет очень малые 8-12 мкА. Но раз в 4 секунды потребление подскакивает почти до 400 мкА на время, составляющее примерно 0.5 секунды.

При включении компаса потребление вырастает ещё больше - до 1900 мкА. Видимо, по этой причине режим компаса сделан с автоматическим выключением.
 

В заключение этой главы - две картинки с инструкцией по применению этого барометра-высотомера (сканы). Здесь можно найти подробности по поводу возможностей применения прибора:

Инструкция цифрового барометра-альтиметра, ч.1

Инструкция барометра-альтиметра, ч.2

Здесь надо обратить внимание, что прибор можно перевести в режим измерения относительной высоты.

Также возможна запись истории показаний высоты (на температуру, к сожалению, запись лога не распространяется). Интервал записи в минутах (от 1 до 60) задаётся длительным нажатием кнопки "History".

Проверка точности барометра и высотомера (альтиметра), компаса, термометра

Начнём с позитива: проверки точности измерения атмосферного давления. Для сравнения был взят классический стрелочный барометр-анероид.

Проверка точности работы цифрового барометра - альтиметра

Совпадение показаний можно считать идеальным: классический прибор показал 756 мм рт. ст., а тестируемый - 756.2 мм рт. ст.

При этом высоту над уровнем моря прибор показал 44 м, что сильно отличается от того, что показали данные GPS в той же точке (150.1 м); см. скриншот из приложения Navitel:

Высота над уровнем моря, измеренная с помощью GPS (приложение Navitel)

Расхождение в измерении высоты по пересчёту из давления вполне объяснимо, поскольку в момент замера высоты прибором атмосферное давление было повышенным, то есть эквивалентная высота смещалась вниз, ближе к уровню моря.

Поэтому, в принципе, определение высоты с помощью GPS - точнее, но есть нюанс: атмосферное давление можно пересчитать в высоту; а высоту, определённую с помощью GPS, пересчитать в реальное давление нельзя. Получится только некая "академическая" величина, не имеющая отношения к погодным условиям.

Кстати. При сильно пониженном давлении прибор дополнительно слева внизу рисует облачко с дождём.

К сожалению, по качеству работы компаса и термометра результаты оказались не столь прекрасными, как по качеству измерения атмосферного давления.

Для проверки работы компаса тестируемого прибора использовалось сравнение с результатами работы приложения "Компас" в смартфоне, имеющем датчик магнитного поля.

Проверка работы компаса в барометре - альтиметре - компасе

Разница в показаниях оказалась довольно значительной - 17 градусов! Правда, остаётся открытым вопрос, какое направление показывал смартфон - на северный магнитный или географический полюс (благодаря определению координат места смартфон может корректировать направление с магнитного на географический полюс; но вот делает ли он это реально?!).

Кроме того, на показания компаса в тестируемом приборе могли влиять вставленные в него батарейки, в корпусе которых используется тонкая жесть (магнитный материал).

Теперь - измерение температуры.

Пожалуй, этот пункт оставил наиболее негативное впечатление.

Сравнение с доверенным термометром показало, что прибор при температуре в 22 градуса занижает показания на 2.3 градуса, а при температуре минус 15 градусов (морозилка холодильника) занижает на 1.6 градуса.

То есть, к показаниям тестируемого прибора надо добавлять поправку примерно в 2 градуса (многовато будет!).

При этом надо помнить и о возможности индивидуального разброса параметров датчиков. Иными словами, для каждого конкретного экземпляра прибора надо определять свою поправку при измерении температуры (да и для атмосферного давления тоже хорошо бы проверить).

Дополнительно: личные общие впечатления от пользования прибором.

При измерении температуры великовата температурная инерционность: чтобы прибор показал правильную температуру, он должен весь прийти в температурное равновесие с окружающей средой. Отверстие рядом с датчиком мало помогает этому процессу.

Измерение атмосферного давления, как и высоты, тоже имеет некоторую инерционность. Если быстро подняться или опуститься в лифте, прибору нужно ещё несколько секунд, чтобы показания перестали меняться.

При снижении напряжения питания до 2.6 В и менее изображение становится очень бледным. Это - признак, что пора менять батарейки!

Окончательный диагноз

Протестированный комбинированный прибор барометр-высотомер-термометр-компас показал себя интересным, хотя и не вполне совершенным техническим решением.

Очень приятно удивила точность измерения атмосферного давления. Хочется надеяться, что такой она будет у всех приборов, а не только у данного конкретного экземпляра.

Что касается температуры, то тут пользователю придётся поупражняться в устном счёте: в приборе нет возможности ввести нужную поправку показаний программным путём (а ведь можно же это было реализовать в прошивке?!).

Процедуру проверки точности измерения температуры надо выполнять в любом случае обязательно: выявленная погрешность в 2 градуса - не маленькая, и пренебречь ей нельзя.

Что касается компаса, то он позволяет с некоторой точностью определить направление на стороны света, но для для ориентации на местности в реальных условиях лучше пользоваться навигационными приложениями и компасами в виде приложений для смартфонов. Можно пользоваться и настоящими компасами с магнитной стрелкой (не требуют питания и работают всегда!).

Прибором можно пользоваться как дома, так и в походных условиях.

Дома он может быть хорошей заменой громоздким стрелочным барометрам, которые ещё и постукиваний могут требовать, чтобы стрелка правильно установилась. Заодно он покажет температуру в помещении.

В походных условиях прибор можно использовать как мини-метеостанцию, которая покажет текущую температуру и тенденцию изменения давления (краткосрочный прогноз погоды).

В горных условиях можно также с помощью прибора измерить высоту над уровнем моря; но при этом помним, что с помощью GPS её можно определить точнее.

И совершенно уникальное применение - измерение глубины пещер. Результат, конечно, получится очень приблизительным, но GPS-то в пещерах вообще не работает!

Прибор был куплен на Алиэкспресс у этого продавца, цена на момент обзора - около 900 российских рублей с учетом доставки (цена может меняться, проверяйте!).

Спасибо за внимание!

 

  Ваш Доктор.
 08 ноября 2022 г.

Вступайте в группу SmartPuls.Ru  Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.


                Порекомендуйте эту страницу друзьям и одноклассникам                      

 

  Комментарии вКонтакте:

При копировании (перепечатке) материалов ссылка на источник (сайт SmartPuls.ru) обязательна!

  
     
  Доктора! (Администрация сайта - контакты и информация)
  Группа SmartPuls.Ru  Контакте - анонсы обзоров, актуальные события и мысли о них