El BME680 is een zeer veelzijdige sensor ontwikkeld door Bosch Sensortec. Dit kleine onderdeel integreert meerdere sensoren in één enkel apparaat waarmee temperatuur, barometrische druk, relatieve vochtigheid en gassen kunnen worden gemeten. Dankzij deze combinatie van mogelijkheden is het ideaal voor omgevingsmonitoringtoepassingen, Internet of Things (IoT) en controlesystemen voor de luchtkwaliteit binnenshuis.
De BME680 onderscheidt zich niet alleen door het aantal variabelen dat hij kan meten, maar ook door zijn mogelijkheden hoge nauwkeurigheid en een laag stroomverbruik, waardoor het een populaire keuze is voor draagbare apparaten die op batterijen werken. Van HVAC-systemen tot drone-stuurautomaten: deze sensor heeft terrein gewonnen in verschillende industrieën vanwege zijn vermogen om betrouwbare gegevens in een compact formaat te leveren.
Technische kenmerken van de BME680
Deze Bosch-sensor is ontworpen voor een breed scala aan huishoudelijke en industriële toepassingen. Te beginnen met de voeding, werkt de BME680 in een reeks van 1.2 naar 3.6 V, waardoor het compatibel is met zowel ontwikkelingsborden zoals Arduino of ESP32, als met andere microcontrollers.
Wat de communicatie betreft, kunt u beide databussen gebruiken I²C (tot 3.4 MHz) als de bus SPI (3 of 4 draden met een snelheid tot 10 MHz). Hierdoor is het eenvoudig te integreren met een grote verscheidenheid aan apparaten en omgevingen.
- Drukgebied: van 300 tot 1100 hPa, waardoor een hoogtenauwkeurigheid tot 1 meter mogelijk is.
- Bedrijfstemperatuur: van -40°C tot 85°C, waardoor het geschikt is voor extreme omgevingsomstandigheden.
- Vochtigheidsbereik: van 0% tot 100% relatieve vochtigheid, met een uitstekende resolutie van 0.008% RH.
Bovendien heeft de BME680 een kleine MOX-sensor (metaaloxide). geschikt voor het detecteren van vluchtige organische stoffen (VOS) en gassen zoals koolmonoxide, ethanol en aceton. Het is echter belangrijk op te merken dat deze sensor geen individuele gassen meet, maar in plaats daarvan een schatting maakt van de algehele luchtkwaliteit op basis van de totale hoeveelheid aanwezige VOS.
Bedrijfsmodi en energieverbruik
Een van de meest opvallende kenmerken van de BME680 is zijn laag stroomverbruik. Dit verbruik varieert tussen bedrijfsmodi. In de slaapmodus bedraagt het verbruik slechts 0.15 µA, terwijl het in de actieve modus tussen de 3.7 µA en 12 mA blijft, afhankelijk van de gemeten parameters. Ter vergelijking: het stroomverbruik bij het meten van alleen vochtigheid, druk en temperatuur bedraagt ongeveer 3.7 µA, terwijl het, als de gasmeting is geactiveerd, 12 mA kan bereiken.
De sensor ondersteunt ook verschillende meetmodi, waardoor de flexibiliteit wordt gegarandeerd om zich aan te passen aan verschillende toepassingen en omgevingen. In toepassingen waarbij een hoge verversingssnelheid vereist is, kan de BME680 bijvoorbeeld werken met een snelheid van 157 Hz, terwijl in de laagverbruikmodi de frequentie aanzienlijk lager is, waardoor de levensduur van de batterij wordt geoptimaliseerd.
BME680-toepassingen
De BME680 is in een breed scala aan toepassingen gebruikt vanwege zijn veelzijdigheid en precisie. Enkele van de belangrijkste toepassingsgebieden zijn:
- Milieu Controle: Het wordt gebruikt in apparaten die het binnenklimaat meten, zoals HVAC- en luchtkwaliteitssystemen in huizen en kantoren.
- Internet der dingen (IoT): Dankzij het lage verbruik en de mogelijkheid om meerdere parameters te meten, is de BME680 ideaal voor standalone apparaten in IoT-netwerken.
- Hoogtemetriesystemen: Deze sensor wordt gebruikt in drones en andere onbemande luchtvaartuigen (UAV’s) om nauwkeurige hoogtemetingen uit te voeren, met een afwijking van slechts 1 meter.
- Domotica: In domoticasystemen kan de BME680 worden geïntegreerd om de luchtkwaliteit te optimaliseren op basis van de omgevingsomstandigheden van elke kamer.
Vergelijking met andere sensoren
De BME680 is de directe evolutie van andere Bosch-sensoren, zoals de bekende BME280of de druksensor BMP280. In die zin plaatsen de precisie en het meetvermogen van de BME680 hem boven deze eerdere modellen. Hoewel de BMP280 en BME280 ook uitstekende nauwkeurigheid bieden bij het meten van druk en temperatuur, zijn de BME680 voegt de mogelijkheid toe om vluchtige organische stoffen (VOC) te meten, voor een toepassing die de andere modellen niet kunnen dekken.
Aan de andere kant, als we de BME680 vergelijken met vochtigheidssensoren zoals de DHT21 o DHT22, valt de BME680 op door zijn grotere precisie en veelzijdigheid, omdat hij verschillende functies in één apparaat combineert, terwijl de DHT alleen temperatuur en vochtigheid meet.
Basis montageschema
Een ander voordeel van de BME680-sensor is de eenvoud van aansluiting op een microcontroller. In de meeste gevallen wordt de interface gebruikt I²C, waarvoor slechts twee communicatielijnen nodig zijn, waardoor de installatie zeer eenvoudig is. De voeding wordt geleverd via een spanningsbereik tussen 1.2 en 3.6 V, waardoor directe aansluiting op platforms zoals Arduino of ESP32 mogelijk is.
Een eenvoudig voorbeeld van verbinding maken met Arduino zou zijn:
- SDA-pin (gegevens): aangesloten op pin A4 van Arduino.
- SCL-pin (klok): aangesloten op pin A5.
- GND (aarde) naar de GND-pin van Arduino.
- Vdd (vermogen): om 3V3 van Arduino vast te zetten.
Daarnaast zijn er bibliotheken om sensorbediening te vergemakkelijken, waarbij de nadruk wordt gelegd op de Adafruit of de officiële boekwinkel zelf Bosch. Met beide opties kunt u de metingen nauwkeurig verkrijgen en zijn er voorbeelden beschikbaar in hun respectievelijke repository's voor snelle implementatie.
De BME680 heeft een korte periode nodig voorverwarmen, vooral voor het verkrijgen van nauwkeurige VOC-metingen. Onder normale omstandigheden raadt de fabrikant aan om ongeveer 30 minuten te wachten om stabiele metingen te verkrijgen, en als de sensor van de ene omgeving naar de andere wordt verplaatst, maximaal 48 uur.
Met zijn vermogen om nauwkeurige realtime omgevingsgegevens te leveren, blijft de BME680 een van de krachtigste en meest uitgebreide opties die op de markt verkrijgbaar zijn voor industriële en thuisomgevingen. De veelzijdigheid ervan, samen met het lage energieverbruik, maken het tot een onmisbaar hulpmiddel in IoT-projecten, airconditioningsystemen en draagbare apparaten voor milieumonitoring.
Als u op zoek bent naar een sensor die meerdere variabelen met grote precisie en een laag verbruik kan meten, dan is de BME680 Het is zeker een aanbevolen optie voor elk project dat de luchtkwaliteit en meer moet meten.