BME688 Environmental Sensor

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BME680-Environmental-Sensor
BME688-Environmental-Sensor
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功能简介
特性 BME68x环境传感器
' 无特性，不解释
' 无特性，不解释
' 无特性，不解释
' 无特性，不解释
接口 I2C SPI

说明

产品概述

BME688是一款四合一的环境传感器，可测量温度、湿度、大气压和空气质量，体积小巧，低功耗，可适用于智能家居，移动应用环境监测和可穿戴设备等。

特点

  • 板载Bosch BME688传感器，可测量温度、湿度、大气压和空气质量
  • 支持I2C接口通信，可设置I2C地址，支持I2C总线级联
  • 支持SPI接口通信，默认为I2C接口，可通过CS片选使能SPI
  • 板载电平转换电路，可兼容3.3V/5V的工作电平
  • 提供完善的配套资料手册(RaspberryPi/Pi Pico/Arduino/ESP32示例程序和用户手册等)

产品参数

型号 BME280 BME680 BME688
功能概述 可检测：大气压力、环境温度、相对湿度 可检测：大气压力、环境温度、相对湿度、气体(结合BSEC软件包，可输出 IAQ 空气质量) 与BME680相同，
+ 适用于各种附加气体的检测（比如：VSC、一氧化碳、氢气等）
+ 多种气体区分
+ 人工智能(需要自行二次开发)
通信接口 I2C 和 SPI
温度测量范围 -40~85°C
温度测量精度 ±1.0℃ (0~65℃) ±0.5℃ (0~65℃)
湿度测量范围 0~100% r.H.
湿度测量精度 ±3% r.H.
气压测量范围 300~1100 hPa
气压测量精度 ±1.0hPa (0~65℃) ±0.6hPa (0~65℃)
IAQ测量范围 不支持 0~500 IAQ
（传感器输出的是VOC气体变化阻值，须用Bosch BSEC库才能输出IAQ）
产品尺寸 27mm × 20mm
注意：BME680和BME688传感器，包含一个小型 MOX 传感器。加热的金属氧化物会根据空气中的挥发性有机化合物 (VOC) 改变电阻，因此可用于检测气体和酒精，例如乙醇、酒精和一氧化碳，并进行空气质量测量。注意它会给你一个电阻值（即上图中的Gas resistance），总的VOC含量，它不能区分气体或酒精。若您希望转换成IAQ空气质量指数，须结合官方提供的BSEC软件库（非开源库）使用，Bosch对该软件库使用有相关限制和许可，用户须可根据需求自行了解使用细项再做集成使用。

接口定义

BME688-hw.png

I2C接口 SPI接口
功能引脚 描述 功能引脚 描述
VCC 电源正 VCC 电源正
GND 电源地 GND 电源地
SDA 数据线 MOSI SPI数据输入
SCL I2C时钟线 SCK SPI时钟输入
ADDR 地址片选(默认为高电平)：
为高电平时，地址为：0x77
为低电平时，地址为：0x76		 MISO SPI数据输出
CS NC CS SPI片选，低电平有效


用于树莓派

硬件连接

BME68x-pi-pin-connected.jpg
上图以连接到I2C接口为例作为演示，其中ADDR引脚可用于设置传感器的I2C地址，默认不接I2C地址为0x77，若把ADDR接到GND，则I2C地址为0x76。
如果您希望通过SPI接口连接树莓派进行通信，请参考下表连接。

I2C接口 SPI接口
功能引脚 Raspberry引脚 功能引脚 Raspberry引脚
VCC 3.3V /5V VCC 3.3V /5V
GND GND GND GND
SDA SDA.1 MOSI MOSI
SCL SCL.1 SCK SCLK
ADDR NC/GND MISO MISO
CS NC CS 27(wiringPi)

软件配置

开启I2C/SPI接口

  • 执行如下命令进行树莓派配置：
sudo raspi-config
  • 选择Interfacing Options -> I2C -> yes 启动I2C内核驱动
  • 选择Interfacing Options -> SPI -> yes启动SPI内核驱动
  • 保存退出后，重启树莓派：
sudo reboot
  • 重启后，运行命令查看，I2C，SPI模块是否已启动：
lsmod
  • 将会有如下的打印信息：

BME280-Environmental-Sensor-user-manual-3.png

  • 如果显示i2c_bcm2835和spi_bcm2835则表示I2C，SPI模块已启动。
  • 将BME68x模块按照前述I2C总线接口说明连接至树莓派。
  • BME68x模块的默认I2C器件地址是0x77，若将ADDR接地则器件地址更变为0x76。
  • 安装i2c-tools工具进行确认：
sudo apt-get install i2c-tools
  • 查询已连接的I2C设备
i2cdetect -y 1
  • 将会有如下打印信息：

BME68X I2C add0x77.png

  • 若显示77则表示BME68x模块成功连接至树莓派成功。
  • 若将ADDR连接至GND则打印出76：

BME68X I2C add0x76.png
注意：以上测试确保I2C总线上没有其它地址和该器件地址重合的设备。如果以上测试成功则I2C模块加载成功，同时BME68x模块成功连接至树莓派。 同时，BME68x模块支持SPI驱动，可参考SPI接口说明部分将BME68x连接至树莓派。

下载示例程序

cd ~
wget https://www.waveshare.net/w/upload/4/49/BME68X_Environmental_Sensor_code.zip
unzip BME68X_Environmental_Sensor_code.zip
sudo chmod -R 777 BME68X_Environmental_Sensor_code

C

演示

  • 按上图连接好硬件，并做好软件配置后。
  • 如果采用I2C驱动：则先确定I2C器件地址，BME68x模块默认I2C器件地址为0X77，若将ADDR引脚接地（或将PCB板上标注 ADDR 丝印的焊盘短接），则其I2C器件地址变更为0X76。
  • 进入到 BME68X_Environmental_Sensor_code/RaspberryPi/C 路径下：
cd BME68X_Environmental_Sensor_code/RaspberryPi/C
  • 打开main.c文件：
nano main.c
  • 确保main.c中的USEIIC的宏定义为1，以采用I2C驱动。

BME68X Raspberry I2C.png

  • 同时检查main.c中的I2C器件地址，确保和当前BME68x模块器件地址一致(默认I2C器件地址为0x77(BME68X_I2C_ADDR_HIGH)，若将ADDR接地则其器件地址为0x76(BME68X_I2C_ADDR_HIGH))：

BME68X Raspberry I2C add.png

  • 如果采用SPI驱动：则将BME68x模块按照接口说明中的SPI总线接线方式进行接线，并将main.c文件中的USEIIC宏定义改为0。

BME68X Raspberry SPI.png

  • 保存并退出编辑，然后重新编译：
sudo make clean
sudo make
  • 运行：
sudo ./bme68x
  • 将显示如下数据：

BME68X Raspberry Data.png

  • 从左至右分别显示了BME68x测得的温度(摄氏度)，大气压(百帕斯卡)，相对湿度(%RH)，气体阻值（ohms）。若未成功显示数据，或数据显示不正常请检查连线，通信方式，以及器件地址是否有误。

python

  • python例程仅有I2C模式

安装函数库

sudo pip3 install bme680

演示

  • 进入示例程序文件夹
cd BME68X_Environmental_Sensor_code/RaspberryPi/Python/examples
  • 运行程序
sudo python3 read-all.py
  • 程序会先打印一系列模块信息，最后从左至右分别显示了BME68x测得的温度(摄氏度)，大气压(百帕斯卡)，相对湿度(%RH)，气体阻值（ohms）。若未成功显示数据，或数据显示不正常请检查连线，通信方式，以及器件地址是否有误。

BME68X Raspberry python.png

用于Arduino

安装库

在Arduino IDE的库管理中，可以下载到BME68x传感器的函数库，下载方法为：

  • 打开Arduino IDE 2.0
  • 在左侧工具栏打开“库管理”选项，搜索BME68x

BME68X Arduino Download.png

硬件连接

I2C接口 SPI接口
功能引脚 Arduino引脚 功能引脚 Arduino引脚
VCC 3.3V /5V VCC 3.3V /5V
GND GND GND GND
SDA SDA MOSI D11
SCL SCL SCK D13
ADDR NC/GND MISO D12
CS NC CS D10

演示

SPI

  • 该程序默认通讯方式为SPI，参考上方表格将模块连接至开发板（本演示使用Arduino uno）
  • 依次点击：文件->示例->BME68x Sensor library->forced_mode，打开示例程序；
  • 将开发板连接到电脑（本演示使用Arduino uno），点击：工具->开发板，选择对应开发板，点击：工具->端口选择对应端口；
  • 点击上传按钮将程序编译上传至看开发板，等待上传成功；
  • 点击：工具->串口监视器，其中从左至右分别显示了BME68x传感器测得的温度(摄氏度)，大气压(百帕斯卡)，相对湿度(%RH)，海拔(m)，气体阻值（ohms）。

BME68X Arduino Data.png

  • 若未成功显示数据，或数据显示不正常请检查连线，通信方式，以及器件地址是否有误。

I2C

  • 若需要修改通讯方式为I2C首先按照I2C方式修改硬件连线；
  • 参考下图,修改原有主程序;
  • 编译上传程序，打开串口监视器，其中从左至右分别显示了BME68x传感器测得的温度(摄氏度)，大气压(百帕斯卡)，相对湿度(%RH)，海拔(m)，气体阻值（ohms）。

BME68X Arduino I2C.png

用于Raspberry Pi Pico

环境搭建

本教程使用Thonny进行代码测试,点击下载相关IDE并安装后打开Thonny

  • 请参考官方文档搭建python环境,在Thonny的Tools->Options->Interprete选择Raspberry Pi Pico设备,如下图所示

Pico-10DOF-IMU013.jpg

程序下载

1. 点击下载[ 示例程序]
2. 解压示例程序; 3. 打开Thonny，先确认已经连接到了pico，之后在左上角打开解压后的程序路径，右键pico文件夹，选择上传,如图所示
BME68X Pico Upload.png

硬件连接

I2C接口
功能引脚 Pico引脚
VCC 3.3V /5V
GND GND
SDA GP6
SCL GP7
ADDR NC/GND
CS NC

演示

1. 打开Thonny IDE，选择pico目录，双击打开read-all.py文件然后运行例程,如图所示
BME68X Pico Data.png

用于ESP32

在Arduino IDE中安装ESP32插件

  1. 打开Arduino IDE，点击左上角的文件，选择首选项
    L76K ESP321.png
  2. 在附加开发板管理器网址中添加如下链接，然后点击OK 
    https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json

    L76K ESP322.png
    注意：如果您已经有 ESP8266 板 URL，您可以使用逗号分隔 URL，如下所示： 

    https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json，http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
  3. 下载packages压缩包，将解压的packages文件复制到如下路径下
    C:\Users\xutong\AppData\Local\Arduino15

    ESP32平台安装包水印.jpg
    注意：将里面用户名：xutong替换成自己的用户名

安装库

在Arduino IDE的库管理中，可以下载到BME68x传感器的函数库，下载方法为：

  • 打开Arduino IDE 2.0
  • 在左侧工具栏打开“库管理”选项，搜索BME68x

BME68X Arduino Download.png

硬件连接

I2C接口 SPI接口
功能引脚 ESP32引脚 功能引脚 ESP32引脚
VCC 3.3V /5V VCC 3.3V /5V
GND GND GND GND
SDA P21 MOSI P23
SCL P22 SCK P18
ADDR NC/GND MISO P19
CS NC CS P15

演示

SPI

  • 该程序默认通讯方式为SPI，参考上方表格将模块连接至开发板
  • 依次点击：文件->示例->BME68x Sensor library->forced_mode，打开示例程序；
  • 将开发板连接到电脑，点击：工具->开发板，选择对应开发板，点击：工具->端口选择对应端口；
  • 点击上传按钮将程序编译上传至看开发板，等待上传成功；
  • 点击：工具->串口监视器，其中从左至右分别显示了BME68x传感器测得的温度(摄氏度)，大气压(百帕斯卡)，相对湿度(%RH)，海拔(m)，气体阻值（ohms）。

BME68X ESP32 SPI.png

  • 若未成功显示数据，或数据显示不正常请检查连线，通信方式，以及器件地址是否有误。

I2C

  • 若需要修改通讯方式为I2C首先按照I2C方式修改硬件连线；
  • 参考下图,修改原有主程序;
  • 编译上传程序，打开串口监视器，其中从左至右分别显示了BME68x传感器测得的温度(摄氏度)，大气压(百帕斯卡)，相对湿度(%RH)，海拔(m)，气体阻值（ohms）。

BME68X ESP32 I2C.png


FAQ


问题：气压计检测的高度值有问题,比如我在海拔100米的高度，用气压计检测的高度确是负值，可能是什么原因？

气压传感器计算得到的高度一般用在短周期内的相对值。比如坐垂直电梯，电梯启动前记录一个高度，电梯上升到3层，记录一个高度，两个高度的高度差是准确的。

如果需要用在绝对场合，可以输入当前位置的高度作为计算的初始值，然后运动观察高度变化就是准确的。不过如果时间长了，也会容易出现高度漂移的问题。

如果项目要求长时间获取准确高度值且频率要求高，就需要融合其他传感器进行处理，比如GPS。


售后


联系人：黄工
EMAIL：3005423122@qq.com
电话：0755-83040712
QQ：3005763927
微信：扫下方二维码添加
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说明：进行售后服务前，请准备好客户信息（定货单位、定货人等），以供验证
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