Placa Sensor BME680 | Temperatura Humedad Presión Calidad del Aire

Placa sensor BME680 - Monitoreo de temperatura, humedad, presión y calidad del aire para proyectos IoT

La placa sensor BME680 es un módulo compacto de detección ambiental basado en el Bosch BME680, que combina temperatura, humedad relativa, presión barométrica y detección de gas/VOC en un pequeño breakout. Es ideal para experimentos de calidad del aire interior, prototipos de estaciones meteorológicas, monitoreo HVAC, paneles de hogares inteligentes, laboratorios IoT en aulas y registradores portátiles de datos ambientales.

Comparado con módulos básicos de temperatura y humedad, el BME680 añade un sensor de gas que puede usarse para estimar tendencias de calidad del aire interior cuando se combina con bibliotecas de software adecuadas. La placa funciona naturalmente con plataformas de microcontroladores como el ELAB Nano V3, hosts compactos MicroPython como el Raspberry Pi Pico W y prototipos en placa de pruebas construidos alrededor de un Kit de placa de pruebas MB 102. Para proyectos enfocados específicamente en detección de gases, también puede complementar sensores como el Sensor de gas Waveshare MQ-135.

La lista actual de OpenELAB identifica esta placa como una placa sensor CJMCU-680 BME680 con conector de pines incluido. Para límites exactos a nivel de sensor, comportamiento de calibración y modos de medición, consulte la hoja de datos oficial Bosch BME680. En diseños prácticos, use la placa con un host compatible I2C o SPI, mantenga la abertura del sensor expuesta al flujo de aire y permita tiempo de calentamiento al evaluar lecturas de gas y calidad del aire.

Especificaciones técnicas

Diseño de la placa y guía de etiquetas

• VIN / VCC - Entrada de energía para la placa de expansión. Confirme la etiqueta exacta de la placa y el voltaje soportado antes de conectar.
• GND - Referencia de tierra compartida con el microcontrolador anfitrión o computadora de placa única.
• SCL / SCK - Línea de reloj I2C, o línea de reloj SPI cuando la placa se usa en modo SPI.
• SDA / SDI - Línea de datos I2C, o entrada de datos SPI según el modo de comunicación seleccionado.
• SDO - Salida de datos SPI, y a menudo también se usa para seleccionar la dirección I2C en placas breakout BME680.
• CS - Pin de selección de chip SPI. Déjelo o conéctelo según el diseño del breakout cuando use I2C.
• Paquete BME680 - Circuito integrado principal de detección; mantenga esta área expuesta al aire ambiente para un mejor comportamiento en humedad y respuesta a gases.
• Conector de Pines - La lista incluye un conector de pines para integración en protoboard o soldada.
• Nota sobre Flujo de Aire - Evite encerrar el sensor cerca de fuentes de calor, reguladores o dispositivos de alta corriente.
• Nota sobre Nivel Lógico - Use resistencias pull-up y niveles de señal que coincidan tanto con el breakout como con el controlador anfitrión.

Escenarios de Aplicación

1. Lectura Ambiental con Arduino sobre I2C

Este ejemplo de Arduino usa la biblioteca Adafruit BME680 para imprimir lecturas de temperatura, humedad, presión y resistencia de gas en el monitor serial.

#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 no encontrado. Verifique el cableado y la dirección I2C.");
    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("Lectura fallida");
    return;
  }

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

2. Registrador de Calidad de Aire en Python para Raspberry Pi

Este script en Python registra lecturas en un archivo CSV en una Raspberry Pi o SBC Linux usando la biblioteca Adafruit CircuitPython BME680.

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. Escáner de Dirección I2C en MicroPython

Antes de escribir una aplicación completa para el sensor, este fragmento de MicroPython ayuda a confirmar si la placa BME680 aparece en 0x76 o 0x77.

from machine import Pin, I2C

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

print("Dispositivos I2C:")
for address in devices:
    print(hex(address))

4. Alerta de Confort Simple con Arduino

Usa el BME680 como un sensor local para monitorear la habitación y activa un LED de alerta cuando la humedad supera un umbral elegido.

#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. Estimación de altitud a partir de la presión

Este ejemplo de Arduino calcula la altitud aproximada a partir de la presión, útil para estaciones meteorológicas básicas y experimentos de cambio de piso interior.

#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("Altitud aproximada m: ");
    Serial.println(altitude);
  }
  delay(3000);
}

6. Concepto de nodo ambiental MQTT

Para paneles IoT, el BME680 puede enviar datos de temperatura, humedad, presión y gas a un broker MQTT desde un host con capacidad Python.

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)

Lista de empaque

• 1 x Placa sensor BME680
• 1 x Conector de pines

FAQ

P: ¿Qué mide el TB-BME680?
R: Mide temperatura, humedad relativa, presión barométrica y tendencias de gas/VOC para proyectos de monitoreo ambiental.

P: ¿La lectura de gas es igual que la de un sensor calibrado de CO2?
R: No. El sensor de gas BME680 es útil para estimar VOC y tendencias de calidad del aire, pero no es un sensor calibrado directo de CO2.

P: ¿Qué interfaz debo usar?
R: I2C suele ser la opción más fácil para proyectos con Arduino, Raspberry Pi y Pico, mientras que SPI es útil cuando se necesita un bus dedicado o mayor control de integración.

P: ¿Qué dirección I2C debo probar primero?
R: Pruebe primero con 0x76, luego con 0x77 si el sensor no es detectado. La dirección real depende de la configuración del breakout.

P: ¿Puedo usarlo con un Arduino de 5V?
R: Primero verifique el diseño exacto de alimentación y nivel lógico del breakout. El sensor BME680 es un dispositivo de bajo voltaje, por lo que la compatibilidad de niveles es importante.

P: ¿Por qué las lecturas de gas cambian lentamente después de encender?
R: La detección de gases requiere operación del calentador y tiempo de estabilización, por lo que las lecturas suelen necesitar calentamiento y seguimiento de la línea base antes de ser significativas.

P: ¿Puede esta placa estimar la altitud?
R: Sí. La altitud puede estimarse a partir de la presión barométrica cuando se proporciona una referencia adecuada de presión al nivel del mar.

P: ¿Qué debo revisar si la placa no es detectada?
R: Verifique VCC, GND, SDA, SCL, resistencias pull-up, dirección I2C, instalación de la biblioteca y si el voltaje GPIO del host es compatible con el breakout.