Probleme mit BMP085 und ANT+ über UART

[No Y. (noy)]

Hallo Forum,

ich bin momentan dabei auf meinem DE2 Board mit dem NIOS einen BMP085 
auszulesen und anschließend diese Daten über das ANT Breakout Board
https://www.sparkfun.com/products/retired/8565 von Sparkfun an meinem PC 
zu senden und dort dann mit dem ANT USB Stick 
https://www.sparkfun.com/products/retired/8840 von Sparkfun die Daten in 
Matlab zu verarbeiten.

Nun habe ich allerdings 2 Probleme:

1. Laut Wikipedia müsste ich auf einer Höhe von 290-350m ÜNN liegen.
Nach dem auswerten und umrechnen der Daten des BMP085, bin ich hier aber 
nur auf ca 200-220m (schwankt ziemlich). Stimmt etwas an meinem Code 
nicht oder ist der Sensor so ungenau?

2. Wenn ich die Daten über UART an den Sender schicke, scheint noch 
alles zu passen, zumindest nach meinem LA über den ich das UART 
überwache. Es wird genau das gesendet, was ich im Code angebe. Daraufhin 
bekomme ich vom Breakout Board : 0xA4,0x03,0x40,0x00,0x01,0x03,0xE5 
zurück. Leider finde ich nirgends eine Angabe was 0x01 und 0x03 heißt. 
Müssten Message ID und Message Code sein. Sagt mir nur nichts.

Das Problem ist nun, dass ich leider in Matlab nur Müll empfange. Von 
daher wüsste ich gern ob etwas in meinem Code falsch ist oder ob ich in 
Matlab einen Fehler habe.

/*
 *  Created on: 31.07.2013
 */

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include "system.h"
#include "i2c_opencores.h"
#include "unistd.h"
#include "altera_avalon_pio_regs.h"
#include "altera_avalon_uart_regs.h"
                    // ESC[#;#H Moves the cursor to line #, column #
#define ESC_TOP_LEFT "[1;0H"
#define ESC_BOTTOM_LEFT "[2;0H"
#define LCD_CLR "[2J"             // ESC[2J Clear screen and home cursor
#define LCD_CLR_LINE "[K"         // ESC[K Clear to end of line
#define ESC  0x1b             // Integer ASCII value of the ESC character

#define I2C_SPEED 400000

#define BMP085_OVERSAMPLING 3
#define BMP085_ADDRESS 0x77
#define BMP085_CMD_ADDRESS 0xF4
#define BMP085_PARAM_ADDRESS 0xAA
#define BMP085_START_TEMP 0x2E
#define BMP085_MEASURED_DATA 0xF6
#define BMP085_PRESSURE_MEASURE_PRECISION (0x34+(BMP085_OVERSAMPLING<<6))


#define P0 1013.25            //Pressure [hPA] @ NN

short AC1 = 0, AC2 = 0, AC3 = 0, B1 = 0, B2 = 0, MB = 0, MC = 0, MD = 0;
unsigned short AC4 = 0, AC5 = 0, AC6 = 0;
long B5 = 0;

FILE *lcd;
FILE *uart;

void get_Param(void);
float get_Temp(void);
float get_Height(void);
float get_Height_average_10(void);
void Display_Data(float Height_UNN, float Temperature);

void ANT_config(void);
void ANT_reset(void);
void ANT_assignch(void);
void ANT_setchid(void);
void ANT_opench(void);
void ANT_send_Test(void);
void ANT_SEND(float Height_UNN,float Temperature);


int main()
{
float Temperature = 0, Height_UNN = 0;
char k = 4;


I2C_init(I2C_BASE,ALT_CPU_FREQ,I2C_SPEED);

get_Param();
ANT_config();

while(1)
{
  k++;
  if (k >= 5)
  {
    Temperature = get_Temp();
    k = 0;
  }
  Height_UNN = get_Height_average_10();
  Display_Data(Height_UNN,Temperature);
  ANT_SEND(Height_UNN,Temperature);
  usleep(1000000);
}

fclose (lcd);
return 0;
}

void Display_Data(float Height_UNN, float Temperature)
{
  lcd = fopen ("/dev/LCD","w");
  if(lcd)
  {
  fprintf(lcd,"%c%s",ESC,LCD_CLR);
  //fprintf(lcd,"Temp = %.1f C Height = %.1f m", 1.1, 2.2);
  fprintf(lcd,"Temp = %.1f C\nHeight = %.1f m", Temperature, Height_UNN);
  fclose(lcd);
  }
}

void get_Param(void)
{
  unsigned char data[22] = {0};
  char i = 0;
  char AOK = 1;
  FILE *fp;
  AOK = I2C_start(I2C_BASE,BMP085_ADDRESS,0); //set chip address and set to write

  fp = fopen("/dev/LCD","w");
  if (AOK == 0)
  fprintf(fp,"Adress OK");
  fclose(fp);

  I2C_write(I2C_BASE,BMP085_PARAM_ADDRESS,0);
  I2C_start(I2C_BASE,BMP085_ADDRESS,1); //set chip address in read mode

  for (i = 0;i < 21;i++)
  {
    data[(0 + (i))] =  I2C_read(I2C_BASE,0);  // memory array
  }
  data[(0 + (i))] =  I2C_read(I2C_BASE,1);  // last memory read

  AC1 = (data[0] << 8) | data[1];
  AC2 = (data[2] << 8) | data[3];
  AC3 = (data[4] << 8) | data[5];
  AC4 = (data[6] << 8) | data[7];
  AC5 = (data[8] << 8) | data[9];
  AC6 = (data[10] << 8) | data[11];
  B1 = (data[12] << 8) | data[13];
  B2 = (data[14] << 8) | data[15];
  MB = (data[16] << 8) | data[17];
  MC = (data[18] << 8) | data[19];
  MD = (data[20] << 8) | data[21];
}

float get_Temp(void)
{
    float Temperature = 0;
    long  X1 = 0 ,X2 = 0, Temp_Comp = 0;
    unsigned long Temp_Raw = 0;

    I2C_start(I2C_BASE,BMP085_ADDRESS,0);
    I2C_write(I2C_BASE,BMP085_CMD_ADDRESS,0);
    I2C_write(I2C_BASE,BMP085_START_TEMP,1);
    while(!(IORD_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(GPIO_IN_BASE) & 0x80));
    I2C_start(I2C_BASE,BMP085_ADDRESS,0);
    I2C_write(I2C_BASE,BMP085_MEASURED_DATA,0);
    I2C_start(I2C_BASE,BMP085_ADDRESS,1);

    Temp_Raw = (I2C_read(I2C_BASE,0) << 8);
    Temp_Raw = (Temp_Raw | I2C_read(I2C_BASE,1));

    X1 = ((((long)Temp_Raw - (long)AC6) * (long)AC5) >> 15);
    X2 = (((long)MC << 11) / (X1 + (long)MD));
    B5 = (X1 + X2);
    Temp_Comp = ((B5 + 8) >> 4);
    Temperature =((float)Temp_Comp * 0.1);

    return Temperature;
}

float get_Height(void)
{
    long X1 = 0, X2 = 0, X3 = 0, B3 = 0, B6 = 0, Press_Comp = 0;
    unsigned long B4 = 0, B7 = 0, Press_Raw = 0;
    float UNN = 0;

    I2C_start(I2C_BASE,BMP085_ADDRESS,0);
    I2C_write(I2C_BASE,BMP085_CMD_ADDRESS,0);
    I2C_write(I2C_BASE,BMP085_PRESSURE_MEASURE_PRECISION,1);
    while(!(IORD_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(GPIO_IN_BASE) & 0x80));
    I2C_start(I2C_BASE,BMP085_ADDRESS,0);
    I2C_write(I2C_BASE,BMP085_MEASURED_DATA,0);
    I2C_start(I2C_BASE,BMP085_ADDRESS,1);

    Press_Raw = (I2C_read(I2C_BASE,0) << 16);
    Press_Raw = (Press_Raw | (I2C_read(I2C_BASE,0) << 8));
    Press_Raw = (Press_Raw | (I2C_read(I2C_BASE,1)));
    Press_Raw = (Press_Raw >> (8 - BMP085_OVERSAMPLING));

    B6 = (B5 - 4000);
    X1 = ((B6 * B6) >> 12);
    X1 *=  B2;
    X1 >>= 11;
    X2 = (AC2 * B6);
    X2 >>= 11;
    X3 = (X1 + X2);
    B3 = ((((((long)AC1 << 2) + X3) << BMP085_OVERSAMPLING) + 2) >> 2);
    X1 = ((AC3 * B6) >> 13);
    X2 = ((B1 * ((B6 * B6) >> 12)) >> 16);
    X3 = (((X1 + X2) + 2) >> 2);
    B4 = ((AC4 * (unsigned long)(X3 + 32768)) >> 15);
    B7 = (((unsigned long)(Press_Raw - B3)) * (50000 >> BMP085_OVERSAMPLING));
    Press_Comp = 0;
    if (B7 < 0x80000000)
    {
      Press_Comp = (B7 << 1) / B4;
    }
    else
    {
      Press_Comp = (B7 / B4) << 1;
    }
    X1 = (Press_Comp >> 8);
    X1 *= X1;
    X1 = ((X1 * 3038) >> 16);
    X2 = (((-7357) * Press_Comp) >> 16);
    Press_Comp += (((X1 + X2 + 3791) >> 4));
    UNN = (44330.0 * (1.0 - (pow(((((float)Press_Comp / 100.0)) / P0),(1.0 / 5.255)))));

    return UNN;

}

float get_Height_average_10(void)
{
  char z = 0;
  float Height_UNN_average_10 = 0, Height_UNN = 0;

  for(z = 0; z <= 24 ; z++)
  {
  Height_UNN += get_Height();
  }
  Height_UNN_average_10 = (Height_UNN / 25.0);

  return Height_UNN_average_10;

}

void ANT_config (void)
{
  ANT_reset();
  usleep(1000000);
  ANT_assignch();
  usleep(1000000);
  ANT_setchid();
  usleep(1000000);
  ANT_opench();
  usleep(1000000);
  //ANT_send_Test();
}

// Resets module
void ANT_reset (void)
{
  unsigned char i;
  unsigned char setup[4];

  setup[0] = 0xa4; // SYNC Byte
  setup[1] = 0x01; // LENGTH Byte
  setup[2] = 0x4a; // ID Byte
  setup[3] = 0x00; // Data Byte N (N=LENGTH)
  setup[4] = 0xef; // Checksum
  uart = fopen("/dev/UART", "r+");
  if(uart)
  {
    for(i = 0 ; i < 5 ; i++)
        {
        putc(setup[i],uart);
        }
    }
  fclose(uart);
}

// Assigns CH=0, CH Type=10(TX), Net#=0
void ANT_assignch (void)
{
  unsigned char i;
  unsigned char setup[6];

  setup[0] = 0xa4;
  setup[1] = 0x03;
  setup[2] = 0x42;
  setup[3] = 0x00;
  setup[4] = 0x10;
  setup[5] = 0x00;
  setup[6] = 0xf5;
  uart = fopen("/dev/UART", "r+");
  if(uart)
  {
    for(i = 0 ; i < 7 ; i++)
        {
        putc(setup[i],uart);
        }
    }
  fclose(uart);
}

// Assigns Device#=3100, Device Type ID=01, Trans Type=01
void ANT_setchid (void)
{
  unsigned char i;
  unsigned char setup[8];

  setup[0] = 0xa4;
  setup[1] = 0x05;
  setup[2] = 0x51;
  setup[3] = 0x00;
  setup[4] = 0x31;
  setup[5] = 0x00;
  setup[6] = 0x01;
  setup[7] = 0x05;
  setup[8] = 0xc5;
  uart = fopen("/dev/UART", "r+");
  if(uart)
  {
    for(i = 0 ; i < 9 ; i++)
         {
        putc(setup[i],uart);
         }
    }
  fclose(uart);
}

// Opens CH 0
void ANT_opench (void)
{
  unsigned char i;
  unsigned char setup[4];

  setup[0] = 0xa4;
  setup[1] = 0x01;
  setup[2] = 0x4b;
  setup[3] = 0x00;
  setup[4] = 0xee;
  uart = fopen("/dev/UART", "r+");
  if(uart)
  {
    for(i = 0 ; i < 5 ; i++)
         {
        putc(setup[i],uart);
         }
    }
  fclose(uart);
}

void ANT_SEND(float Height_UNN,float Temperature)
{
  unsigned char i;
  unsigned char  txBuffer[32];
  unsigned char  txBufferSize=0;
  unsigned char BUFFER[32]={0};

sprintf(BUFFER,"%.1f%.1f",Temperature,Height_UNN);
txBufferSize  = strlen(BUFFER) + 4;  // message plus sync, size and checksum
txBuffer[0]  = 0xa4;  // sync byte
txBuffer[1]  = (unsigned char) strlen(BUFFER) - 1;  // message size - command size (1)
txBuffer[2] = 0x4e;
for(i=0; i<strlen(BUFFER); i++)
    txBuffer[3+i] = BUFFER[i];

// calculate the checksum
for(i=0; i<txBufferSize - 1; ++i)
txBuffer[txBufferSize - 1] = txBuffer[txBufferSize - 1] ^ txBuffer[i];



uart = fopen("/dev/UART", "r+");
  if(uart)
  {
    for(i = 0 ; i < txBufferSize ; i++)
         {
        putc(txBuffer[i],uart);
         }
    }
  fclose(uart);
}
// Sends Data=AAAAAAAAAAAAAAAA
void ANT_send_Test (void)
{
  unsigned char i;
  unsigned char setup[12];

  setup[0] = 0xa4;
  setup[1] = 0x09;
  setup[2] = 0x4e;
  setup[3] = 0x00;
  setup[4] = 0xaa;
  setup[5] = 0xaa;
  setup[6] = 0xaa;
  setup[7] = 0xaa;
  setup[8] = 0xaa;
  setup[9] = 0xaa;
  setup[10] = 0xaa;
  setup[11] = 0xaa;
  setup[12] = 0xe3;

  uart = fopen("/dev/UART", "r+");
  if(uart)
  {
    for(i = 0 ; i < 13 ; i++)
         {
        putc(setup[i],uart);
         }
    }
  fclose(uart);
}

Vielen Dank für die Hilfe!


Achja für Matlab nehme ich diesen Code:
https://docs.google.com/file/d/0B_ftilQUm9aTS3poNDVUUjRNOVk/edit?pli=1

Und lese dann mit fread die Daten in eine Variable.

[Karl H. (kbuchegg)]

> 1. Laut Wikipedia müsste ich auf einer Höhe von 290-350m ÜNN
> liegen. Nach dem auswerten und umrechnen der Daten des BMP085,
> bin ich hier aber nur auf ca 200-220m (schwankt ziemlich).
> Stimmt etwas an meinem Code nicht oder ist der Sensor so ungenau?

Was erwartest du?
Der Luftdruck ändert sich nun mal mit jedem Hoch- und Tiefdruckgebiet, 
welches über deinen Standort drüberzieht.
Woher soll denn der Sensor wissen, ob das Wetter schlecht wird oder du 
mit ihm in die Höhe steigst?

[No Y. (noy)]

Naja das sich der Druck je nach Wetter ändert hab ich mir schon gedacht, 
nur dass es sich dann so stark auf die Höhe auswirkt hab ich nicht 
erwartet. Eigentlich wollte ich den Sensor später mal für meinen Flying 
F3 verwenden, aber so wird das wohl nichts.




Meine Kommunikation zum Breakout Board müsste ja nach dem LA zu urteilen 
stimmen.

Wie kann ich denn am einfachsten überprüfen ob die vom Stick empfangenen 
Daten stimmen?

[Uwe B. (boerge)]

MoinMoin,

No y. schrieb:
> nur dass es sich dann so stark auf die Höhe auswirkt hab ich nicht
> erwartet.
>
vereinfachte Näherung: 1hPa pro 8 Meter Höhenunterschied

(http://de.wikipedia.org/wiki/Luftdruck#Abnahme_mit_der_H.C3.B6he)

Grüße Uwe

[No Y. (noy)]

Kennt sich hier keiner mit ANT aus und kann mit helfen?

Wäre schön wenn ich das Problem gelöst bekomme. Leider kenn ich mich 
nicht mit Python aus...