Digitaler barometrischer Drucksensor BMP280 von Bosch Sensortec

Mit dem BMP280 setzt Bosch Sensortec die Erfolgsgeschichte im Bereich barometrischer Drucksensoren fort. Der BMP280 vereint eine auf höchstem Niveau verbesserte Performance mit den derzeit industrieweit kleinsten Abmessungen für ein solches Produkt. Der Sensor misst den absoluten atmosphärischen Druck und die Temperatur.

Barometrische Drucksensoren sind die technische Basis für viele neue mobile Anwendungen: von der Indoor-Navigation mit stockwerksgenauer Höhenermittlung – etwa für die Orientierung in Einkaufszentren – über die Wettervorhersage bis zur Ermittlung des Kalorienverbrauchs in Sportuhren. Auch für viele Anwendungen im Gesundheitswesen ist eine Druckmessung von zentraler Bedeutung: zum Beispiel für Spirometer, die das Lungenvolumen ermitteln. Hochwertige Smartphones sind heute standardmäßig mit solchen Sensoren ausgestattet.

"Für Navigations-Applikationen, die eine genaue Höheninformation benötigen, hat der BMP180 buchstäblich eine neue Dimension eröffnet", erläutert Leopold Beer, Marketingleiter von Bosch Sensortec. "Er ist branchenweit anerkannt als bester barometrischer MEMS-Sensor dieser Kategorie des Jahres 2012. Unser neuer BMP280 bietet sogar noch bessere Leistungsdaten, besonders hinsichtlich Temperaturstabilität, Auflösung und Rauschleistungsverhältnis. Gleichzeitig konnten wir den Platzbedarf auf der Platine um 63 Prozent reduzieren und haben damit die physischen Grenzen bestmöglich ausgereizt."

Minimaler Platzbedarf, überlegene elektrische Charakteristik
Mit einer Grundfläche von 2,5 x 2,0 mm²und einer Bauhöhe von 0,95 mm – bietet der Sensor ein Höchstmaß an Design-Flexibilität – verpackt in ein 8-Pin LGA-Gehäuse mit Metallabdeckung. Damit lässt sich das Produkt beispielsweise in Sportarmbanduhren integrieren. Zudem konnte die Leistungsaufnahme auf ein Viertel reduziert werden. Durch seinen niedrigen Stromverbrauch von lediglich 2,7 µA und seinen großen Messbereich von 300 bis 1100 hPa ist der BMP280 bestens für alle batteriebetriebenen Outdoor-Anwendungen geeignet.

Der BMP280 bietet eine deutlich verbesserte Absolutgenauigkeit. Mit seinem Vorgängermodell BMP180 hat er die hohe Relativgenauigkeit von ±0,12 hPa gemeinsam, die einer Höhendifferenz von nur ±1 m entspricht. Davon profitieren alle Anwendungen, bei denen der Drucksensor das GPS-System unterstützt, um eine genauere und schnellere Höhenbestimmung zu erhalten. Das Signalrauschen des Sensors konnte um den Faktor 2,3 reduziert werden.

Der Offset-Temperaturkoeffizient des neuen Sensors beträgt ganze 1,5 Pa/K. Das entspricht einer temberaturbedingten Höhenabweichung von lediglich ±12,6 cm/K. Die Auflösung der Druckmessung konnte auf 0,18 Pa reduziert werden – dem Äquivalent von 1,5 cm. Der niedrige Temperaturkoeffizient des Sensoroffsets und seine hohe Auflösung machen sich in Anwendungen positiv bemerkbar, die eine Ermittlung des genauen Höhenwerts erfordern. Location-based Services auf Smartphones beispielsweise benötigen die genaue vertikale Position des Benutzers innerhalb von Gebäuden, auch wenn die Temperatur des Geräts um mehrere Grad Celsius variiert. Aus diesem Grund ist der BMP280 bestens geeignet, um bei Anwendungen wie der Indoor-Navigation die genaue Stockwerk-Position zu ermitteln.

Der Sensor ist sowohl mit einer I2C- als auch mit einer SPI-Schnittstelle bestückt. Drei Power-Betriebsarten und separat zu konfigurierende Oversampling-Raten für Druck- und Temperaturmessungen versetzen Anwender in die Lage, den BMP280 flexibel an ihre jeweilige Anwendung anzupassen. Der optionale integrierte IIR-Filter eliminiert kurzzeitige Schwankungen des Messwerts aufgrund von Umgebungseinflüssen.

Schnellere, genauere Ortsbestimmung dank Sensordatenfusion-Software
In Verbindung mit Sensordatenfusions-Software ACP2.0 (Altitude Content Provider 2.0) von Bosch Sensortec, liefert der Sensor die genauesten Höhenmessungen, die zurzeit auf dem Markt erhältlich sind. ACP2.0 führt auf intelligente Weise die Daten des Drucksensors mit Referenzdaten zusammen. Diese werden entweder direkt aus dem GPS-Signal abgeleitet oder je nach Verfügbarkeit von der nächsten Wetterstation per Web-Service übermittelt und auf der Basis des Luftdrucks auf Meereshöhe errechnet.

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