【2024 DigiKey 创意大赛】Adafruit Industries LLC 3660-BME680模块分享

ylyfxzsx

【2024 DigiKey 创意大赛】Adafruit Industries LLC 3660-BME680模块分享 [复制链接]

 

 

话说在选型时，看到BME680这个标题时就被吸引到了，BME680 气体，湿度，压力，温度 传感器 Qwiic，STEMMA QT 平台评估扩展板。在通过查阅网页的介绍资料后，对BME680的功能有了更加深入的了解。BME680环境传感器是一款由博世推出的四合一MEMS环境传感器，可测量VOC（挥发性有机物）、温度、湿度、气压这四个参数，非常适用于监测空气质量，用于空气质量相关的应用方面是非常不错的。

https://www.digikey.cn/zh/products/detail/adafruit-industries-llc/3660/7915571

 

在模块到手后查阅资料及官方的Github，发现只能获取温度、湿度、气压等数据，而空气质量需要搭配Bosch BSEC空气质量算法库后才能输出。原本我打算是用STM32H743直接驱动该模块的，在折腾了几天后湿度温度气压等数据倒是好弄，但那个IAQ的lib库非常磨人。在查看BSEC的SDK包时发现其直接就支持ESP8266，正好手上有ESP8266(Node MCU 0.9)，遂决定采用该模块来搭配BME680传感器使用Bosch BSEC空气质量算法库来获取温湿度、气压以及空气质量信息(IAQ、CO2 Equivalent、Breath VOC Equivalent)。

 

 

BSEC相关的文档，库，等资料，不得不说做的真的是非常的详尽

https://www.bosch-sensortec.com/software-tools/software/bme680-software-bsec/

 

BME680简介

 

BME680环境传感器是一款四合一MEMS环境传感器，可测量VOC（挥发性有机物）、温度、湿度、气压这四个参数，非常适用于监测空气质量。由于采用了MEMS技术，该传感器体积小、功耗低，因此也适用于低功耗场合，如可穿戴等。 DFRobot Gravity BME680环境传感器采用Gravity I2C接口，即插即用，连线简单方便；板载电源稳压芯片和电平信号转换芯片，兼容性好，可直接兼容3.3V和5V系统；预留了SPI接口，方便做扩展。本产品集成度高，可同时检测四个环境参数，是气象站、智能家居、物联网、可穿戴等场景的理想选择。 使用本产品，可迅速搭建出一套空气质量检测仪。当今空气污染越来越严重，有毒物质超标的家具屡屡出现，因此是时候为自己的健康把关了。

技术规格

•   输入电压：3.3V-5.0V

•   工作电流：5mA（开启VOC测量后，工作电流为25mA）

•   通信接口：I2C

•   预留接口：SPI

•   温度测量范围：-40℃~+85℃

•   温度测量精度：±1.0℃(0~65℃)

•   湿度测量范围：0-100%r.H.

•   湿度测量精度：±3%r.H.(20-80% r.H.,25℃)

•   气压测量范围：300-1100hPa

•   气压测量精度：±0.6hPa(300-1100hPa,0~65℃)

•   IAQ（室内空气质量）范围：0-500（值越大，空气质量越差）

IAQ（室内空气质量）对照表

 

ESP8266开发板与BME680的硬件连接图，BME680模块和ESP8266板子正常连接后，将进入Arduino IDE配置工作。

 

 

一．Arduino IDE准备工作

 

GitHub - esp8266/Arduino:

 

ESP8266 core for Arduino

链接已隐藏，如需查看请登录或者注册

 

BSEC_Software_Library v1.8.1492

 

链接已隐藏，如需查看请登录或者注册

 

二．Arduino IDE开发板配置

 

1.在Arduino IDE中，转到“文件”>“首选项”；

 

2.在“附加开发板管理器网址”中输入下图所示地址，然后，单击“好”按钮；

 

http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

 

3.回到Arduino主页，转到“工具”>“开发板”>“开发板管理器”；

 

4.搜索ESP8266，选择版本后点击安装按钮；

 

5.等待下载与安装。

 

6.下载完成后，回到Arduino主页，转到“工具”>“开发板”>“ESP8266 Boards(3.1.2)”；

 

7.选择NodeMCU 0.9(ESP-12 Module)

 

 

 

 

三．安装BSEC库并配置

    1.要从BME680传感器获取IAQ读数，我们将使用BSEC_Software_Library库 。

BSEC 库的概念是为 BME680 提供更高级别的信号处理和融合,该库从传感器 API 接收补偿后的传感器值,由该库进行处理 BME680 信号并输出数据。

按照以下步骤在Arduino IDE中安装该库：

    2.打开Arduino IDE，进入“工具”>“管理库”，等待下载库索引及更新；

3.在库管理搜索框中搜索“BSEC Software Library”并选择1.8.1492版本并安装。

 

在安装好库之后，我们可以直接来使用库中自带的示例代码，来新建工程

 

 

BME680环境传感器可以选择使用I2C接口或者SPI接口，在不同的接口模式及下各个引脚的定义及功能有一些差别。其具体分配及定义如下所示：从下表中我们可以知道当CSB引脚接高电平VDDIO时，采用的是I2C接口。此时I2C的设备地址的最后一位由SDO引脚的电平决定。所以设备地址计7位为0x76或0x77，计8位则是0xEC或0xEE。

当CSB引脚用作片选信号时，则使用SPI接口。SPI接口支持模式0（CPOL=0，CPHA=0）和模式3（CPOL=1，CPHA=1）。同时支持3线SPI和4线SPI。控制字节的最高位为0时表示写，为1时表示读。

 

打开basic的示例代码后，示例代码默认的是SDO接入低电平，由上面的列表可知，I2C模式下SDO电平状态决定设备地址。所以这里需要将I2C的地址改一下(0x77)，不改的话，需要将SDO接入GND(0x76)。

 

修改完成后，检查所使用的开发板和COM端口是否与实际一致，并点击“验证”。

当验证成功，出现“Executable segment sizes:”，即可进行烧录，点击“上传”。

当成功上传到开发板后，以 115200 波特率打开串口监视器，在终端上看到先是打印BSEC库版本，其次打印数据标签，最后打印数据。

 

上传代码，串口开始输出数据

 

15个数据的对应关系：