El BME680 je vysoce univerzální snímač vyvinutý společností Bosch Sensortec. Tato malá součástka integruje více senzorů v jediném zařízení, které umožňuje měřit teplotu, barometrický tlak, relativní vlhkost a plyny. Díky této kombinaci schopností je ideální pro aplikace monitorování životního prostředí, internet věcí (IoT) a systémy řízení kvality vnitřního vzduchu.
BME680 vyniká nejen počtem proměnných, které dokáže měřit, ale také svým vysoká přesnost a nízkou spotřebu energie, díky čemuž je oblíbenou volbou pro přenosná zařízení napájená bateriemi. Od systémů HVAC až po autopiloty dronů se tento senzor prosadil v různých průmyslových odvětvích díky své schopnosti poskytovat spolehlivá data v kompaktním formátu.
Technické vlastnosti BME680
Tento snímač Bosch byl navržen tak, aby pokryl širokou škálu domácích a průmyslových aplikací. Počínaje zdrojem napájení, BME680 pracuje v rozsahu 1.2 až 3.6 V, díky čemuž je kompatibilní jak s vývojovými deskami jako Arduino nebo ESP32, tak i s dalšími mikrokontroléry.
Co se týče komunikace, můžete využít obě datové sběrnice I²C (až 3.4 MHz) jako sběrnice SPI (3 nebo 4 dráty při rychlosti až 10 MHz). To usnadňuje integraci s širokou škálou zařízení a prostředí.
- Rozsah tlaku: od 300 do 1100 hPa, což umožňuje přesnost nadmořské výšky až 1 metr.
- Provozní teplota: od -40°C do 85°C, díky čemuž je vhodná do extrémních podmínek prostředí.
- Rozsah vlhkosti: od 0 % do 100 % relativní vlhkosti, s vynikajícím rozlišením 0.008 % RH.
BME680 má navíc malý Senzor MOX (kovový oxid). schopné detekovat těkavé organické sloučeniny (VOC) a plyny, jako je oxid uhelnatý, ethanol a aceton. Je však důležité poznamenat, že tento senzor neměří jednotlivé plyny, ale místo toho odhaduje celkovou kvalitu vzduchu na základě celkového množství přítomných VOC.
Provozní režimy a spotřeba energie
Jednou z nejpozoruhodnějších vlastností BME680 je jeho nízká spotřeba energie. Tato spotřeba se liší mezi provozními režimy. V režimu spánku je spotřeba pouze 0.15 µA, zatímco v aktivním režimu zůstává mezi 3.7 µA a 12 mA v závislosti na měřených parametrech. Pro srovnání, spotřeba při měření pouze vlhkosti, tlaku a teploty je asi 3.7 µA, zatímco při aktivovaném měření plynu může dosáhnout 12 mA.
Senzor také podporuje různé režimy měření, což zajišťuje flexibilitu pro přizpůsobení různým aplikacím a prostředím. Například v aplikacích, kde je vyžadována vysoká obnovovací frekvence, může BME680 pracovat s rychlostí 157 Hz, zatímco v režimech s nízkou spotřebou je frekvence výrazně nižší, což optimalizuje životnost baterie.
Aplikace BME680
BME680 byl použit v široké škále aplikací díky své všestrannosti a přesnosti. Některé z hlavních oblastí použití zahrnují:
- Monitorování životního prostředí: Používá se v zařízeních, která měří podmínky vnitřního klimatu, jako je HVAC a systémy kvality vzduchu v domácnostech a kancelářích.
- Internet věcí (IoT): Díky nízké spotřebě a schopnosti měřit více parametrů je BME680 ideální pro samostatná zařízení v sítích IoT.
- Výškoměrné systémy: Tento senzor se používá v dronech a dalších bezpilotních vzdušných dopravních prostředcích (UAV) k poskytování přesných měření nadmořské výšky s odchylkou pouhého 1 metru.
- Automatizace domácnosti: V systémech domácí automatizace lze BME680 integrovat pro optimalizaci kvality vzduchu na základě podmínek prostředí v každé místnosti.
Srovnání s jinými senzory
BME680 je přímou evolucí ostatních snímačů Bosch, jako je například dobře známý BME280nebo snímač tlaku BMP280. V tomto smyslu jej přesnost a kapacita měření řadí BME680 nad tyto předchozí modely. Zatímco BMP280 a BME280 se také vyznačují vynikající přesností měření tlaku a teploty, BME680 přidává možnost měření těkavých organických sloučenin (VOC), pokrývající aplikaci, kterou ostatní modely pokrýt nemohou.
Na druhou stranu, pokud porovnáme BME680 se senzory vlhkosti, jako je např DHT21 o DHT22BME680 vyniká svou větší přesností a všestranností, protože kombinuje několik funkcí v jediném zařízení, zatímco DHT měří pouze teplotu a vlhkost.
Základní montážní schéma
Další výhodou snímače BME680 je jednoduchost jeho připojení k mikrokontroléru. Ve většině případů se používá rozhraní I²C, který vyžaduje pouze dvě komunikační linky, takže instalace je velmi jednoduchá. Napájení je zajištěno prostřednictvím napěťového rozsahu mezi 1.2 a 3.6 V, což umožňuje přímé připojení k platformám, jako je Arduino nebo ESP32.
Základní příklad připojení k Arduinu by byl:
- Pin SDA (data): připojený k pinu A4 Arduina.
- SCL Pin (hodiny): připojený na pin A5.
- GND (zem) na GND pin Arduina.
- Vdd (výkon): na pin 3V3 Arduina.
Kromě toho existují knihovny, které usnadňují ovládání senzorů a zvýrazňují Adafruit nebo samotné oficiální knihkupectví Bosch. Obě možnosti vám umožňují získat přesné hodnoty a mít k dispozici příklady v příslušných úložištích pro rychlou implementaci.
BME680 vyžaduje krátkou dobu předehřívání, zejména pro získání přesných měření VOC. Za normálních podmínek výrobce doporučuje počkat asi 30 minut pro získání stabilních hodnot, a pokud je senzor přemístěn z jednoho prostředí do druhého, až 48 hodin.
Díky své schopnosti poskytovat přesné údaje o prostředí v reálném čase zůstává BME680 jednou z nejvýkonnějších a nejkomplexnějších možností dostupných na trhu pro průmyslová a domácí prostředí. Jeho všestrannost spolu s nízkou spotřebou energie z něj činí nepostradatelný nástroj v projektech IoT, klimatizačních systémech a přenosných zařízeních pro monitorování životního prostředí.
Pokud to, co hledáte, je snímač schopný pokrýt více proměnných s velkou přesností a nízkou spotřebou, BME680 Je to určitě doporučená volba pro jakýkoli projekt, který potřebuje měřit kvalitu ovzduší a další.