BME680 Sensorbræt | Temperatur Fugtighed Tryk Luftkvalitet

BME680 Sensorboard - Temperatur, fugtighed, tryk og luftkvalitetsovervågning til IoT-projekter

BME680 sensorboardet er en kompakt miljøsensorbaseret modul baseret på Bosch BME680, der kombinerer temperatur, relativ fugtighed, barometrisk tryk og gas-/VOC-sensor i én lille breakout. Det er velegnet til indendørs luftkvalitetseksperimenter, vejrstationsprototyper, HVAC-overvågning, smart home-dashboard, IoT-laboratorier i klasseværelser og bærbare miljødatologgere.

Sammenlignet med basale temperatur- og fugtmoduler tilføjer BME680 en gassensor, der kan bruges til at estimere indendørs luftkvalitetstrends, når den kombineres med passende softwarebiblioteker. Boardet fungerer naturligt med mikrokontrollerplatforme som ELAB Nano V3, kompakte MicroPython-værter som Raspberry Pi Pico W og breadboard-prototyper bygget omkring et MB 102 Breadboard Kit. Til projekter med fokus på gasdetektion kan det også supplere sensorer som Waveshare MQ-135 Gassensor.

Den aktuelle OpenELAB-oplysning identificerer dette board som et CJMCU-680 BME680 sensorboard med pin-header inkluderet. For præcise sensorgrænser, kalibreringsadfærd og målemetoder, se den officielle Bosch BME680 datablad. I praktiske designs skal boardet bruges med en kompatibel I2C- eller SPI-vært, holde sensoråbningen eksponeret for luftstrøm, og tillade opvarmningstid ved evaluering af gas- og luftkvalitetsmålinger.

Tekniske specifikationer

Board-layout & mærkningsguide

• VIN / VCC - Strømindgang til breakout-boardet. Bekræft den præcise board-mærkning og understøttet spænding før tilslutning.
• GND - Jordreference delt med værtsmikrocontrolleren eller single-board computeren.
• SCL / SCK - I2C clock-linje eller SPI clock-linje, når kortet bruges i SPI-mode.
• SDA / SDI - I2C datalinje eller SPI datainput afhængigt af valgt kommunikationsmode.
• SDO - SPI dataoutput, og bruges ofte også til at vælge I2C-adressen på BME680 breakout-kort.
• CS - SPI chip-select-pin. Lad den være eller forbind den ifølge breakout-kortets design ved brug af I2C.
• BME680-pakke - Hovedsensor-IC; hold dette område eksponeret for omgivende luft for bedre fugtigheds- og gasrespons.
• Pin-header - Listen inkluderer en pin-header til breadboard eller loddet integration.
• Luftstrømsnote - Undgå at indkapsle sensoren tæt ved varmekilder, regulatorer eller enheder med høj strøm.
• Logikniveau-note - Brug pull-ups og signalniveauer, der matcher både breakout og værtscontrolleren.

Anvendelsesscenarier

1. Arduino Miljøaflæsning over I2C

Dette Arduino-eksempel bruger Adafruit BME680-biblioteket til at udskrive temperatur-, fugtigheds-, tryk- og gasmodstandsmålinger til seriel monitor.

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Adafruit_BME680.h>

Adafruit_BME680 bme;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  while (!Serial) {}

  if (!bme.begin(0x76)) {
    Serial.println("BME680 ikke fundet. Tjek ledninger og I2C-adresse.");
    while (1) delay(10);
  }

  bme.setTemperatureOversampling(BME680_OS_8X);
  bme.setHumidityOversampling(BME680_OS_2X);
  bme.setPressureOversampling(BME680_OS_4X);
  bme.setGasHeater(320, 150);
}

void loop() {
  if (!bme.performReading()) {
    Serial.println("Af­læs­ning mislykkedes");
    return;
  }

  Serial.print("Temp C: ");
  Serial.println(bme.temperature);
  Serial.print("Fugtighed %: ");
  Serial.println(bme.humidity);
  Serial.print("Tryk hPa: ");
  Serial.println(bme.pressure / 100.0);
  Serial.print("Gas KOhms: ");
  Serial.println(bme.gas_resistance / 1000.0);
  delay(2000);
}

2. Raspberry Pi Python Luftkvalitetslogger

Dette Python-script registrerer målinger til en CSV-fil på en Raspberry Pi eller Linux SBC ved hjælp af Adafruit CircuitPython BME680-biblioteket.

import time
import board
import adafruit_bme680

sensor = adafruit_bme680.Adafruit_BME680_I2C(board.I2C(), address=0x76)

with open("bme680_log.csv", "a", encoding="utf-8") as log:
    while True:
        line = (
            f"{time.time():.0f},"
            f"{sensor.temperature:.2f},"
            f"{sensor.relative_humidity:.2f},"
            f"{sensor.pressure:.2f},"
            f"{sensor.gas}\n"
        )
        log.write(line)
        log.flush()
        print(line.strip())
        time.sleep(60)

3. MicroPython I2C-adressescanner

Før du skriver en fuld sensorapplikation, hjælper dette MicroPython-udsnit med at bekræfte, om BME680-kortet vises ved 0x76 eller 0x77.

from machine import Pin, I2C

i2c = I2C(0, scl=Pin(17), sda=Pin(16), freq=400000)
devices = i2c.scan()

print("I2C-enheder:")
for address in devices:
    print(hex(address))

4. Enkel Komfortadvarsel med Arduino

Brug BME680 som en lokal rumovervågningssensor og udløs en advarsels-LED, når fugtigheden stiger over en valgt grænseværdi.

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Adafruit_BME680.h>

Adafruit_BME680 bme;
const int alertLed = 13;

void setup() {
  pinMode(alertLed, OUTPUT);
  Serial.begin(115200);

  if (!bme.begin(0x76)) {
    while (1) {}
  }
}

void loop() {
  if (bme.performReading()) {
    digitalWrite(alertLed, bme.humidity > 70.0 ? HIGH : LOW);
    Serial.println(bme.humidity);
  }
  delay(2000);
}

5. Højdeestimering ud fra tryk

Dette Arduino-eksempel beregner omtrentlig højde ud fra tryk, nyttigt til grundlæggende vejrstation og indendørs etageændringsforsøg.

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Adafruit_BME680.h>

Adafruit_BME680 bme;
const float seaLevelPressure = 1013.25;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  if (!bme.begin(0x76)) {
    while (1) {}
  }
}

void loop() {
  if (bme.performReading()) {
    float altitude = bme.readAltitude(seaLevelPressure);
    Serial.print("Omtrentlig højde m: ");
    Serial.println(altitude);
  }
  delay(3000);
}

6. MQTT Miljønode-koncept

Til IoT-dashboard kan BME680 levere temperatur-, fugtigheds-, tryk- og gasdata til en MQTT-broker fra en Python-kompatibel vært.

import json
import time
import board
import adafruit_bme680
import paho.mqtt.client as mqtt

sensor = adafruit_bme680.Adafruit_BME680_I2C(board.I2C(), address=0x76)
client = mqtt.Client()
client.connect("192.168.1.10", 1883, 60)

while True:
    payload = {
        "temperature": round(sensor.temperature, 2),
        "humidity": round(sensor.relative_humidity, 2),
        "pressure": round(sensor.pressure, 2),
        "gas": sensor.gas,
    }
    client.publish("lab/bme680", json.dumps(payload))
    time.sleep(30)

Pakkeindhold

• 1 x BME680 Sensor Board
• 1 x Pin Header

FAQ

Q: Hvad måler TB-BME680?
A: Den måler temperatur, relativ fugtighed, barometertryk og gas-/VOC-trends til miljøovervågningsprojekter.

Q: Er gasaflæsningen den samme som en kalibreret CO2-sensor?
A: Nej. BME680-gassensoren er nyttig til VOC- og luftkvalitetstrend-estimering, men det er ikke en direkte kalibreret CO2-sensor.

Q: Hvilket interface skal jeg bruge?
A: I2C er normalt den nemmeste mulighed for Arduino, Raspberry Pi og Pico-projekter, mens SPI er nyttigt, når du har brug for en dedikeret bus eller højere integrationskontrol.

Q: Hvilken I2C-adresse skal jeg prøve først?
A: Prøv 0x76 først, derefter 0x77, hvis sensoren ikke opdages. Den faktiske adresse afhænger af breakout-konfigurationen.

Q: Kan jeg bruge det med en 5V Arduino?
A: Tjek først den præcise strøm- og logikniveau-design for breakout-boardet. BME680-sensor-IC'en er selv en lavspændingsenhed, så niveau-kompatibilitet er vigtig.

Q: Hvorfor ændrer gasaflæsninger sig langsomt efter opstart?
A: Gasmåling kræver opvarmning og stabiliseringstid, så aflæsninger har ofte brug for opvarmning og baseline-sporing, før de bliver meningsfulde.

Q: Kan dette board estimere højde?
A: Ja. Højden kan estimeres ud fra barometertryk, når du angiver en passende reference for havniveau-tryk.

Q: Hvad skal jeg tjekke, hvis boardet ikke bliver opdaget?
A: Bekræft VCC, GND, SDA, SCL, pull-ups, I2C-adresse, bibliotekinstallation, og om værtens GPIO-spænding er kompatibel med breakout'en.