Барометр

Кратко

Барометр — датчик атмосферного давления. В БПЛА он работает высотомером: давление воздуха падает с подъёмом, и по его изменению полётный контроллер судит о высоте аппарата. Вместе с гироскопом, акселерометром и магнитометром барометр входит в минимальный набор сенсоров автопилота — без него аппарат не знает своего вертикального положения.

Для чего используется

  • Оценка высоты: основной источник данных о вертикальном положении; спутниковая навигация при этом не обязательна — автопилот держит высоту по барометру даже там, где GNSS недоступна.
  • Удержание высоты: в режимах висения и автоматического полёта контроллер стабилизирует вертикальное положение аппарата по барометрическим данным.

Как работает

Принцип открыт ещё в XVII веке. Эванджелиста Торричелли (изобретение барометра относят к 1644 году) показал, что атмосфера имеет вес и удерживает столб жидкости в трубке, а Блез Паскаль в 1648 году, подняв барометр на гору Пюи-де-Дом, подтвердил: давление снижается с высотой. На этом стоит вся барометрическая альтиметрия — барометр и альтиметр по сути один прибор, просто альтиметр пересчитывает измеренное давление в высоту.

Ртутную трубку в дроне, конечно, не встретишь: современные барометры — это MEMS-чипы (микроэлектромеханические системы) размером с крупинку, такие же ставят в смартфоны. Типовые чипы открытых автопилотов — MS5611 и BMP280; в контроллерах серии Pixhawk барометр распаян прямо на плате.

У барометра есть слабое место: он измеряет давление воздуха вокруг себя, а воздух вокруг летящего мультиротора неспокоен. Поток от винтов и набегающий ветер искажают показания — у земли возмущения особенно сильны, и в ArduPilot Copter для них есть компенсация эффекта земли (Ground Effect Compensation). Радикальное решение — внешний барометр: он подключается по шине I2C и выносится туда, где возмущения давления меньше.

Основные компоненты

  • MEMS-чип на полётном контроллере — штатный барометр, есть в каждом автопилоте.
  • Внешний барометрический модуль — подключается по I2C, когда встроенному датчику мешают возмущения давления.
  • Автопилот — превращает давление в оценку высоты и вертикальной скорости (PX4, ArduPilot).

Примеры

  • MS5611 и BMP280 — типовые барометры открытой экосистемы: первый — классика контроллеров Pixhawk, второй — массовый недорогой чип.
  • Полёт без спутников: в помещении или в «тени» зданий аппарат продолжает держать высоту — барометру спутники не нужны.
  • Смартфон в кармане — электронные барометры встроены и в телефоны: тот же класс MEMS-датчиков, что летает на дронах.

Связанные темы

Источники

  • Wikipedia — Barometer — история, принцип, типы, связь с альтиметром.
  • ArduPilot Documentation — барометр в автопилоте, чипы, внешние модули, возмущения давления.
  • PX4 User Guide — минимальный набор сенсоров, барометр как источник высоты.

Обновлено: 2026-07-05