Сравнение датчиков влажности-температуры-давления на шине I2C

Запись от Eddy_Em размещена 14.10.2025 в 16:21. Обновил(-а) Eddy_Em 14.10.2025 в 16:26

Показов 4428 Комментарии 0

Метки c, electronics, i2c, microcontroller, влажность, давление, датчик, си, температура

Накопилось у меня уже прилично всяких датчиков, вот и решил собрать "стенд", чтобы проверить их. Пока датчики не все: еще с десяток едет с алиэкспресса, но пока опишу в общих чертах суть эксперимента.
Т.к. городить на МК монстра мне совершенно не хочется, я подключил датчики непосредственно к компьютеру через преобразователь на основе CP2112. При этом появляется HID-устройство:

Code
1
2
[  426.027327] cp2112 0003:10C4:EA90.0006: hidraw5: USB HID v1.01 Device [Silicon Laboratories CP2112 HID USB-to-SMBus Bridge] on usb-0000:00:14.0-11/input0
[  426.079303] cp2112 0003:10C4:EA90.0006: Part Number: 0x0C Device Version: 0x02

Чтобы оно заработало, нужно иметь поддержку CP2112 в ядре или в виде отдельного модуля hid_cp2112 (руками его грузить не нужно, т.к. все связанное с plug-and-play уже давным-давно обслуживается udev'ом).
Но у датчиков есть неудобная особенность: очень многие имеют один и тот же адрес, причем зачастую не имеют никаких средств его смены (только у некоторых можно поменять 1-3 младших бита адреса). Поэтому нам понадобится еще и мультиплексор на основе PCA9548a. Ну и небольшая "беспаечная макетка" + источник питания.
Вот так это сейчас выглядит:

Для часть имеющихся у меня датчиков я уже писал код или под STM32, или под Orange Pi Zero 2 (второй удобней, т.к. его можно вообще почти без изменений использовать).
Набросал тестовую утилитку для работы с датчиками по-одиночке, которая в итоге превратилась в библиотеку. Файл для работы по-одиночке я превратил в один из примеров использования библиотеки. Вторым примером как раз написал работу с этими датчиками на макетке (напомню, это еще не все: как через 2-3 недели подъедут оставшиеся датчики, проведу более расширенный тест).
Для простоты перечисления имеющихся датчиков и их адресов в портах мультиплексора, сделал так:

C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
typedef struct{
    const char *name;   // name - for header in log
    const char *type;   // sensor's name for `sensor_new`
    uint8_t nch;        // channel number
    uint8_t address;    // address (0 for default)
    sensor_t *sensor;   // pointer to sensor itself
} sd_t;
 
// amount of all sensors connected
#define SENSORS_AMOUNT  8
    
// list of sensors - must be sorted by channel number
static sd_t all_sensors[SENSORS_AMOUNT] = {
    {.name = "AHT15", .type = "AHT15", .nch = 0},
    {.name = "SI7005", .type = "SI7005", .nch = 0},
    {.name = "AHT10", .type = "AHT10", .nch = 1},
    {.name = "BMP180", .type = "BMP180", .nch = 1},
    {.name = "BME280a", .type = "BME280", .nch = 1},
    {.name = "BME280b", .type = "BME280", .nch = 2},
    {.name = "AHT21b", .type = "AHT21", .nch = 2},
    {.name = "SHT30", .type = "SHT3x", .nch = 2},
};

Поле name — условное название датчика, которое будет фигурировать в шапке лога, type — тип (по которому датчик ищется в библиотеке), nch - номер канала мультиплексора (номер бита), address - адрес I2C устройства (если изменен с "умолчательного"), sensor - указатель на сам датчик после обнаружения его библиотекой.
Параметры командной строки минимальные:

Code
1
2
3
4
5
6
7
8
  -H, --hlog=arg       humidity logging file
  -P, --plog=arg       pressure logging file
  -T, --tlog=arg       temperature logging file
  -a, --muladdr=arg    multiplexer I2C address
  -d, --device=arg     I2C device path
  -h, --help           show this help
  -i, --interval=arg   logging interval, seconds (default: 10)
  -m, --presmm         pressure in mmHg instead of hPa

Первые результаты достаточно странные. Приведу выжимку из лог-файлов (запустил у себя на столе, поэтому пока от них немного смысла; как будут все датчики, положу эту плату в подкупольное одного из наших малых телескопов: там все параметры достаточно хорошо меняются, разве что влажность выше 85% при закрытом куполе не должна доходить — осушитель не даст).

Code
1
2
3
4
5
6
7
# Temperature, degC
AHT15   SI7005  AHT10   BMP180  BME280a BME280b AHT21b  SHT30
23.37   22.94   23.36   22.84   23.25   24.14   23.40   23.77
23.33   22.94   23.39   22.86   23.26   24.06   23.36   23.71
23.35   46.12   23.38   22.87   23.26   24.06   23.37   23.73
23.33   23.00   23.44   22.95   23.31   24.03   23.41   23.73
23.31   198.12  23.45   22.93   23.31   24.02   23.37   23.73

Code
1
2
3
4
5
6
7
# Pressure, hPa
BMP180  BME280a BME280b
878.60  877.52  878.20
878.58  877.52  878.19
878.56  877.52  878.19
878.53  877.52  878.19
878.52  877.50  878.18

Code
1
2
3
4
5
6
7
# Humidity, percent
AHT15   SI7005  AHT10   BME280a BME280b AHT21b  SHT30
70.11   82.93   71.85   64.97   67.84   74.71   69.72
67.79   83.08   69.87   64.05   66.84   72.89   68.17
67.95   12.84   69.95   64.10   66.85   73.05   68.28
67.17   83.00   69.50   63.70   66.71   72.51   68.04
67.28   9.83    69.56   63.72   66.78   72.46   67.99

(я забыл добавить последним столбцом время; сделаю это позже).

Видно, что SI7005 периодически "выкаблучивается", выдавая неправильные данные (в среднем один раз на 20-25 измерений), да еще и по влажности сильно выбивается от остальных.
По температуры "каждый в своей поре". И даже BME280, которые я считал точными, выдают примерно на 0.7% различающиеся показания.
По давлению тоже как-то вразнобой, но хотя бы в ±0.5гПа укладываются.

Для калибровки нужны нормальные тарированные психрометр и барометр. Платиновые термодатчики у меня есть, при измерении сразу по трем-пяти точность вполне приличная получается (порядка ±0.1℃). Надеюсь, на БТА можно будет найти советские приборы и попробовать сравнить датчики на точность показаний. Жаль только, для дистанционной записи показаний придется на эти приборы навести видеокамеру и вручную записывать (лень заниматься изготовлением калибровочных приборов самому, да и ртуть для барометра, боюсь, я вряд ли где достану сейчас, а ее хотя бы с поллитра надо).

P.S. более-менее подробные сравнения датчиков в интернете уже делали, например это или это.
А я решил повторить, заодно написать код для поддержки всех этих датчиков (все равно пригодится).

Метки c, electronics, i2c, microcontroller, влажность, давление, датчик, си, температура

Размещено в Всячина, Железо

« Многоканальный ИК-болометр на MLX90640 Главная страница Камера Toupcam IUA500KMA »

Надоела реклама? Зарегистрируйтесь и она исчезнет полностью.

Всего комментариев 0

Комментарии

Eddy_Em

Регистрация 23.11.2021
Адрес КЧР, Нижний Архыз
Сообщений 5,130
Записей в блоге 18

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Debian 13: Установка Lazarus QT5 ВитГо 09.05.2026 Эта инструкция моя компиляция инструкций volvo https:/ / www. cyberforum. ru/ blogs/ 203668/ 10753. html и его же старой инструкции по установке Lazarus с gtk2. . .	Нейросеть на алгоритме "эстафета хвоста" как перспектива. Hrethgir 06.05.2026 На десерт, когда запущу сервер. Статья тут https:/ / habr. com/ ru/ articles/ 1030914/ . Автор я сам, нейросеть только помогает в вопросах которые мне не известны - не знаю людей которые знали-бы. . .	Асинхронный приём данных из COM-порта Argus19 01.05.2026 Асинхронный приём данных из COM-порта Купил на aliexpress термопринтер QR701. Он оказался странным. Поключил к Arduino Nano. Был очень удивлён. Наотрез отказывается печатать русские буквы. Чтобы. . .	попытка написать игровой сервер на C++ pyirrlicht 29.04.2026 попытка написать игровой сервер на плюсах с открытым бесконечным миром. возможно получится прикрутить интерпретатор питон для кастомизации игровой логики. что есть на текущий момент:. . .
Контроль уникальности выбранного документа-основания при изменении реквизита Maks 28.04.2026 Алгоритм из решения ниже разработан на примере нетипового документа "ЗаявкаНаРемонтСпецтехники", разработанного в КА2. Задача: уведомлять пользователя, если указанная заявка (документ-основание). . .	Благородство как наказание Maks 24.04.2026 У хорошего человека отношения с женщинами всегда складываются трудно. А я человек хороший. Заявляю без тени смущения, потому что гордиться тут нечем. От хорошего человека ждут соответствующего. . .	Валидация и контроль данных табличной части документа перед записью Maks 22.04.2026 Алгоритм из решения ниже реализован на примере нетипового документа, разработанного в КА2. Задача: контроль и валидация данных табличной части документа перед записью с учетом регламента компании. . .	Отчёт о затраченных материалах за определенный период с макетом печатной формы Maks 21.04.2026 Отчёт из решения ниже размещён в конфигурации КА2. Задача: разработка отчёта по затраченным материалам за определённый период, с возможностью вывода печатной формы отчёта с шапкой и подвалом. В. . .

Наверх

Сообщение форума

Отменить изменения