(SKU:SEN0248)BME680 Environmental Sensor

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Gravity: I2C BME680环境传感器 (VOC、温度、湿度、气压)

目录

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：Gravity 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）
  • 模块尺寸：30 × 22(mm) / 1.18 x0.87(inches)

IAQ（室内空气质量）对照表

室内空气质量指数对照表


引脚说明

BME680环境传感器引脚说明
BME680环境传感器引脚说明
标号 名称 功能描述
+ VCC 3.3~5V
- GND GND
C SCL I2C-SCL
D SDA I2C-SDA


使用教程

本教程将演示如何使用这个传感器模块。
目前，只有FireBeetle ESP8266 WiFi 物联网开发板能读取IAQ数值，其他主控器暂不支持。

准备

硬件

  • Arduino Uno(或类似的主控板) x1
  • BME680环境传感器模块 x1
  • Gravity 4P传感器连接线或杜邦线 x1

软件

接线图

  • 本产品支持I2C接口与SPI接口。使用时，请根据选用的通信接口，选择对应的连线方式。连线方式参考下图。
  • 推荐使用I2C接口方式，即插即用，简单易用。
  • 若使用SPI接口，则模块使用3.3V供电

I2C连接图 

请务必注意线序，VCC接电源，GND接地
BME680 I2C连线图

SPI连接图 

请务必注意线序，VCC接3.3V，GND接地
BME680 SPI连线图

样例代码

请先安装Arduino库文件，点击下载
本样例代码采用I2C接口。SPI接口的样例代码请至库文件中查找DFRobot_BME680_SPI.ino文件，由于功能一致，不在此展示代码。
为准确测量海拔值，需要进行校准。上传代码前，请将您所在地区的海拔值填入样例代码中的语句中：seaLevel = bme.readSeaLevel(您所在地区的海拔值);

读取数据（无IAQ指数）

程序功能：读取传感器数据，并进行串口打印。（不带IAQ）

/*
 * file DFRobot_BME680_I2C.ino
 *
 * @ https://github.com/DFRobot/DFRobot_BME680
 *
 * connect bme680 I2C interface with your board (please reference board compatibility)
 *
 * Temprature, Humidity, pressure, altitude, calibrate altitude and gas resistance data will print on serial window.
 *
 * Copyright   [DFRobot](http://www.dfrobot.com), 2016
 * Copyright   GNU Lesser General Public License
 *
 * version  V1.0
 * date  2017-12-7
 */

#include "DFRobot_BME680_I2C.h"
#include "Wire.h"

/*use an accurate altitude to calibrate sea level air pressure*/
#define CALIBRATE_PRESSURE

DFRobot_BME680_I2C bme(0x77);  //0x77 I2C address

float seaLevel; 
void setup()
{
  uint8_t rslt = 1;
  Serial.begin(9600);
  while(!Serial);
  delay(1000);
  Serial.println();
  while(rslt != 0) {
    rslt = bme.begin();
    if(rslt != 0) {
      Serial.println("bme begin failure");
      delay(2000);
    }
  }
  Serial.println("bme begin successful");
  #ifdef CALIBRATE_PRESSURE
  bme.startConvert();
  delay(1000);
  bme.update();
  /*You can use an accurate altitude to calibrate sea level air pressure. 
   *And then use this calibrated sea level pressure as a reference to obtain the calibrated altitude.
   *In this case,525.0m is chendu accurate altitude.
   */
  seaLevel = bme.readSeaLevel(525.0);
  Serial.print("seaLevel :");
  Serial.println(seaLevel);
  #endif
}

void loop()
{
  bme.startConvert();
  delay(1000);
  bme.update();
  Serial.println();
  Serial.print("temperature(C) :");
  Serial.println(bme.readTemperature() / 100, 2);
  Serial.print("pressure(Pa) :");
  Serial.println(bme.readPressure());
  Serial.print("humidity(%rh) :");
  Serial.println(bme.readHumidity() / 1000, 2);
  Serial.print("gas resistance(ohm) :");
  Serial.println(bme.readGasResistance());
  Serial.print("altitude(m) :");
  Serial.println(bme.readAltitude());
  #ifdef CALIBRATE_PRESSURE
  Serial.print("calibrated altitude(m) :");
  Serial.println(bme.readCalibratedAltitude(seaLevel));
  #endif
}

读取数据（带IAQ数值）

程序功能：读取传感器数据，并进行串口打印。（带IAQ）
目前，只有FireBeetle ESP8266 WiFi物联网开发板能读取IAQ数值，其他主控器暂不支持。
对于FireBeetle ESP8266 WiFi物联网开发板，请使用Arduino IDE 1.8版本，并需要将SDK升级至2.3.1及以上。升级方法参考FireBeetle ESP8266维库的第5.2节内容。

/*
 * file DFRobot_BME680_I2C.ino
 *
 * @ https://github.com/DFRobot/DFRobot_BME680
 *
 * connect bme680 I2C interface with your board (please reference board compatibility)
 *
 * Temprature, Humidity, pressure, altitude, calibrated altitude, gas resistance and IAQ data will be printed via serial.
 *
 * Copyright   [DFRobot](http://www.dfrobot.com), 2016
 * Copyright   GNU Lesser General Public License
 *
 * version  V1.0
 * date  2017-12-7
 */
 
#include "DFRobot_BME680_I2C.h"
#include "Wire.h"

/*use an accurate altitude to calibrate sea level air pressure*/
#define CALIBRATE_PRESSURE

DFRobot_BME680_I2C bme(0x77);  //0x77 I2C address


float seaLevel; 
void setup()
{
  uint8_t       rslt = 1;
  Serial.begin(115200);
  while(!Serial);
  delay(1000);
  Serial.println();
  while(rslt != 0) {
    rslt = bme.begin();
    if(rslt != 0) {
      Serial.println("bme begin failure");
      delay(2000);
    }
  }
  Serial.println("bme begin successful");
  bme.supportIAQ();
}

void loop()
{
  static uint8_t       calibrated = 0;
  
  #ifdef CALIBRATE_PRESSURE
  if(calibrated == 0) {
    if(bme.iaqUpdate() == 0) {
      /*You can use an accurate altitude to calibrate sea level air pressure. 
       *And then use this calibrated sea level pressure as a reference to obtain the calibrated altitude.
       *In this case,525.0m is chendu accurate altitude.
       */
      seaLevel = bme.readSeaLevel(525.0);
      Serial.print("seaLevel :");
      Serial.println(seaLevel);
      calibrated = 1;
    }
  }
  #else
    calibrated = 1;
  #endif
  
  if(calibrated) {
    uint8_t rslt = bme.iaqUpdate();
    if(rslt == 0) {
      Serial.println();
      Serial.print("timestamp(ms) :");
      Serial.println(millis());
      Serial.print("temperature(C) :");
      Serial.println(bme.readTemperature(), 2);
      Serial.print("pressure(Pa) :");
      Serial.println(bme.readPressure());
      Serial.print("humidity(%rh) :");
      Serial.println(bme.readHumidity(), 2);
      Serial.print("altitude(m) :");
      Serial.println(bme.readAltitude());
#ifdef CALIBRATE_PRESSURE
      Serial.print("calibrated altitude(m) :");
      Serial.println(bme.readCalibratedAltitude(seaLevel));
#endif
      Serial.print("gas resistance :");
      Serial.println(bme.readGasResistance());
      if(bme.isIAQReady()) {
        Serial.print("IAQ :");
        float iaq = bme.readIAQ();
        Serial.print(iaq);
        if(iaq < 50) Serial.println(" good");
        else if(iaq < 100) Serial.println(" average");
        else if(iaq < 150) Serial.println(" little bad");
        else if(iaq < 200) Serial.println(" bad");
        else if(iaq < 300) Serial.println(" worse");
        else Serial.println(" very bad");
      } else {
        Serial.print("IAQ not ready, please wait about ");
        Serial.print((int)(305000-millis())/1000);
        Serial.println(" seconds");
      }
    }
  }
}

结果

无IAQ数据

BME680 result.png


带IAQ数据

BME680 result iaq.png


Arduino库函数功能列表

  • 创建一个bme对象并写入I2C地址
 DFRobot_BME680_I2C bme(0x77);
  • 初始化BME680和库 
begin();
  • 开始数据转换 
startConvert();
  • 读取转换的数据 
update();
  • 支持IAQ读取 
supportIAQ();
  • 带IAQ的读取转换的数据 
iaqUpdate();
  • 查询IAQ转换是否完成, 完成返回1, 未完成返回0 
isIAQReady();
  • 获取温度，单位是℃，数据带有两个小数点 
readTemperature();
  • 获取压力，单位是pa，数据带有两个小数点 
readPressure();
  • 获取湿度，单位是%rh，数据带有两个小数点 
readHumidity();
  • 获取气体电阻的电阻值，单位是ohm，数据带有两个小数点 
readGasResistance();
  • 获取海拔高度，单位是m，数据带有两个小数点 
readAltitude();
  • 获取海平面气压参照，传入海拔 
readSeaLevel(float altitude);
  • 获取矫正后的海拔，传入海平面参照 
readCalibratedAltitude(float seaLevel);


兼容性测试

MCU 测试通过 测试失败 未测试 特别标注
FireBeetle-Board328P √ 不支持IAQ
FireBeetle-ESP32 √ 不支持IAQ
FireBeetle-ESP8266 √ 支持IAQ
Leonardo √ 不支持IAQ

Mind+(基于Scratch3.0)图形化编程

1、下载及安装软件。下载地址：http://www.mindplus.cc 详细教程：Mind+基础wiki教程-软件下载安装
2、切换到“上传模式”。 详细教程：Mind+基础wiki教程-上传模式编程流程
3、“扩展”中选择“主控板”中的“Arduino Uno”。 “扩展”“传感器”中搜索选择“BME680模块”，详细教程：Mind+基础wiki教程-加载扩展库流程
4、进行编程，程序如下图：
5、菜单“连接设备”，“上传到设备”
6、程序上传完毕后，打开串口即可看到数据输出。详细教程：Mind+基础wiki教程-串口打印

Mind+BME680.png


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