El BME680 je vysoko všestranný snímač vyvinutý spoločnosťou Bosch Sensortec. Tento malý komponent integruje viacero senzorov do jedného zariadenia, ktoré umožňuje meranie teploty, barometrického tlaku, relatívnej vlhkosti a plynov. Vďaka tejto kombinácii schopností je ideálny pre aplikácie na monitorovanie životného prostredia, internet vecí (IoT) a systémy kontroly kvality vzduchu v interiéri.
BME680 vyniká nielen množstvom premenných, ktoré dokáže merať, ale aj svojím vysoká presnosť a nízka spotreba energie, vďaka čomu je obľúbenou voľbou pre prenosné zariadenia napájané z batérie. Od systémov HVAC až po autopilotov dronov si tento senzor získal trakciu v rôznych odvetviach vďaka svojej schopnosti poskytovať spoľahlivé údaje v kompaktnom formáte.
Technické vlastnosti BME680
Tento snímač Bosch bol navrhnutý tak, aby pokryl širokú škálu domácich a priemyselných aplikácií. Počnúc zdrojom napájania, BME680 pracuje v rozsahu 1.2 až 3.6 V, vďaka čomu je kompatibilný ako s vývojovými doskami ako Arduino alebo ESP32, tak aj s inými mikrokontrolérmi.
Čo sa týka komunikácie, môžete využiť obe dátové zbernice I²C (do 3.4 MHz) ako zbernica SPI (3 alebo 4 vodiče s rýchlosťou až 10 MHz). To uľahčuje integráciu so širokou škálou zariadení a prostredí.
- Rozsah tlaku: od 300 do 1100 hPa, čo umožňuje presnosť nadmorskej výšky až 1 meter.
- Teplotná prevádzka: od -40°C do 85°C, vďaka čomu je vhodná do extrémnych podmienok prostredia.
- Rozsah vlhkosti: od 0% do 100% relatívnej vlhkosti, s vynikajúcim rozlíšením 0.008% RH.
Okrem toho má BME680 malý Senzor MOX (oxidu kovu). schopný detekovať prchavé organické zlúčeniny (VOC) a plyny ako oxid uhoľnatý, etanol a acetón. Je však dôležité poznamenať, že tento senzor nemeria jednotlivé plyny, ale namiesto toho odhaduje celkovú kvalitu vzduchu na základe celkového množstva prítomných VOC.
Prevádzkové režimy a spotreba energie
Jednou z najpozoruhodnejších vlastností BME680 je jeho nízka spotreba energie. Táto spotreba sa líši medzi prevádzkovými režimami. V režime spánku je spotreba len 0.15 µA, zatiaľ čo v aktívnom režime zostáva medzi 3.7 µA a 12 mA v závislosti od meraných parametrov. Pre porovnanie, spotreba energie pri meraní iba vlhkosti, tlaku a teploty je asi 3.7 µA, pričom ak je aktivované meranie plynu, môže dosiahnuť 12 mA.
Senzor tiež podporuje rôzne meracie režimy, čo zaisťuje flexibilitu prispôsobenia rôznym aplikáciám a prostrediam. Napríklad v aplikáciách, kde sa vyžaduje vysoká obnovovacia frekvencia, môže BME680 pracovať rýchlosťou 157 Hz, zatiaľ čo v režimoch nízkej spotreby je frekvencia výrazne nižšia, čím sa optimalizuje výdrž batérie.
Aplikácie BME680
BME680 sa používa v širokej škále aplikácií vďaka svojej všestrannosti a presnosti. Niektoré z hlavných oblastí použitia zahŕňajú:
- Monitorovanie životného prostredia: Používa sa v zariadeniach, ktoré merajú vnútorné klimatické podmienky, ako sú HVAC a systémy kvality vzduchu v domácnostiach a kanceláriách.
- Internet vecí (IoT): Vďaka nízkej spotrebe a schopnosti merať viacero parametrov je BME680 ideálny pre samostatné zariadenia v sieťach IoT.
- Výškomerné systémy: Tento senzor sa používa v dronoch a iných bezpilotných lietadlách (UAV) na poskytovanie presných meraní nadmorskej výšky s odchýlkou len 1 meter.
- Domáca automatizácia: V systémoch domácej automatizácie môže byť BME680 integrovaný na optimalizáciu kvality vzduchu na základe podmienok prostredia každej miestnosti.
Porovnanie s inými snímačmi
BME680 je priamou evolúciou iných snímačov Bosch, ako je napríklad známy BME280alebo snímač tlaku BMP280. V tomto zmysle je presnosť a meracia kapacita BME680 nadradené týmto predchádzajúcim modelom. Zatiaľ čo BMP280 a BME280 sa vyznačujú vynikajúcou presnosťou merania tlaku a teploty, BME680 pridáva možnosť merania prchavých organických zlúčenín (VOC), ktorá pokrýva aplikáciu, ktorú ostatné modely nedokážu pokryť.
Na druhej strane, ak porovnáme BME680 so snímačmi vlhkosti, ako je napr DHT21 o DHT22, BME680 vyniká svojou vyššou presnosťou a všestrannosťou, pretože kombinuje niekoľko funkcií v jednom zariadení, zatiaľ čo DHT meria iba teplotu a vlhkosť.
Schéma základnej montáže
Ďalšou výhodou snímača BME680 je jednoduchosť jeho pripojenia k mikrokontroléru. Vo väčšine prípadov sa používa rozhranie I²C, ktorý vyžaduje len dve komunikačné linky, vďaka čomu je inštalácia veľmi jednoduchá. Napájanie je zabezpečené prostredníctvom napäťového rozsahu medzi 1.2 a 3.6 V, čo umožňuje priame pripojenie k platformám ako Arduino alebo ESP32.
Základný príklad pripojenia k Arduinu by bol:
- Pin SDA (údaje): pripojený na kolík A4 Arduina.
- Pin SCL (hodiny): pripojený na pin A5.
- GND (zem) ku kolíku GND Arduina.
- Vdd (výkon): na pin 3V3 Arduina.
Okrem toho existujú knižnice na uľahčenie ovládania senzorov, ktoré zvýrazňujú Adafruit alebo samotné oficiálne kníhkupectvo Bosch. Obe možnosti vám umožňujú získať presné hodnoty a mať k dispozícii príklady v príslušných úložiskách na rýchlu implementáciu.
BME680 vyžaduje krátky čas predhrievanie, najmä na získanie presných meraní VOC. Za normálnych podmienok výrobca odporúča počkať približne 30 minút na získanie stabilných hodnôt a v prípade premiestnenia senzora z jedného prostredia do druhého až 48 hodín.
Vďaka svojej schopnosti poskytovať presné údaje o životnom prostredí v reálnom čase zostáva BME680 jednou z najvýkonnejších a najkomplexnejších možností dostupných na trhu pre priemyselné a domáce prostredie. Jeho všestrannosť spolu s nízkou spotrebou energie z neho robí nenahraditeľný nástroj v projektoch internetu vecí, klimatizačných systémoch a prenosných zariadeniach na monitorovanie životného prostredia.
Ak to, čo hľadáte, je snímač schopný pokryť viacero premenných s veľkou presnosťou a nízkou spotrebou, BME680 Je to určite odporúčaná možnosť pre akýkoľvek projekt, ktorý potrebuje merať kvalitu ovzdušia a ďalšie.