BME680 - датчик давления, температуры, влажности и качества воздуха

Датчик температуры позволяет измерять температуру во всем рабочем диапазоне –40 …+85 °С. Абсолютная точность в диапазоне 0 …+65 °С составляет ±1 °С. Несмотря на 20-битное разрешение встроенного АЦП, на выходе пользователи получают данные с разрешением 0, 01 °С, что связано с уровнем собственных шумов 0,005 °С. 

Датчик давления имеет рабочий диапазон 300…1100 кПа с разрешением 0,18 Па. В диапазоне температур 0 …+65 °С сенсор характеризуется абсолютной погрешностью ± 0,6 кПа.

Максимальная частота опроса датчика достигает 182 Гц. При частоте опроса 1 Гц типовое потребление составляет 3,1 мкА.

Не стоит забывать о таком негативном эффекте, как старение, которое для данного сенсора оказывается равным примерно ± 1 кПа в год.

Датчик влажности работает в диапазоне 0…100% с абсолютной точностью ± 3% (температура 0 …+65 °С) и разрешением 0,008%. Старение для датчика составляет 0,5% в год.

Датчик качества воздуха – главная «изюминка» в BME680, так как он имеет встроенный металло-оксидный датчик (Metal Oxide Semiconductor) органических летучих веществ (ЛОВ). Это датчик резистивного типа, сопротивление поверхности которого зависит от содержания в воздухе ЛОВ (этанол, ацетон, изопрен, продукты дыхания и т. д). Недостаток таких сенсоров заключается в необходимости дополнительного разогрева чувствительного элемента с помощью специального нагревателя, температура которого достигает нескольких сотен градусов. В частности в BME680 она составляет около 320 °С.

Сопротивление датчика измеряется, оцифровывается 20-битным АЦП и фильтруется. Естественно, что «сырая» информация о сопротивлении не очень удобна для использования. По этой причине Bosch Sensortec предоставляет программные алгоритмы BSEC (Bosch Software Environmental Cluster), которые преобразуют исходные данные в форму, удобную для дальнейшей обработки, а конкретно в баллы качества воздуха IAQ (Indoor air quality). BME680 работает с диапазоном IAQ 0…500 с разрешением 1. По предложенной таблице можно легко принять решение о необходимости проветривания, если речь идет о системе вентиляции, или просто предупредить пользователя, если микросхема BME680 установлена в умных часах.

К сожалению, использование нагревателя приводит к тому, что датчик ЛОВ оказывается самым «прожорливым» среди встроенных сенсоров. Пиковый ток потребления нагревателя достигает 18 мА, а типовой 12 мА. Благодаря наличию режимов пониженного потребления удается значительно сэкономить ресурс батареи. Среднее потребление датчика в режиме «Ultra Low Power» составляет 90 мкА, 0,9 мА в режиме «Low Power» и 12 мА при периодическом опросе. Между собой режимы главным образом отличаются частотой опроса и, соответственно, временем отклика.

Технические характеристики BME680:

Датчик ЛОВ: IAQ 0…500 с разрешением 1, потребление от 0,1 мА;

Датчик влажности: 0…100 %, точность ±3%, время отклика 8 с;

Датчик давления: диапазон 300…1100 кПа, точность ± 0,6 кПа;

Датчик температуры: диапазон измерений –40 … 85 °С, абсолютная точность ±1 °С;

Потребление: 3,1 мкА температура/ давление при 1 Гц; 3,7 мкА температура/ давление/ влажность; 0,09…12 мА температура/ давление/ влажность/ воздух;

Потребление в режиме сна: 0,15 мкА;

Коммуникационные интерфейсы: I2C или SPI;

Напряжение питания: 1,2…3,6 В (VDD); 1,71…3,6 В (VDDIO);

Диапазон рабочих температур: –40 … 85 °С;

Пример подключения и работы с датчиком можно найти тут https://umnyjdomik.ru/cjmcu-680-bme680-datchik-kachestva-vozduha-i-okruzhajushhej-obstanovki-gazy-davlenie-vlazhnost-temperatura.html