El BME680 là cảm biến có tính linh hoạt cao được phát triển bởi Bosch Sensortec. Thành phần nhỏ này tích hợp nhiều cảm biến trong một thiết bị duy nhất cho phép đo nhiệt độ, áp suất khí quyển, độ ẩm tương đối và các loại khí. Nhờ sự kết hợp các khả năng này, nó lý tưởng cho các ứng dụng giám sát môi trường, Internet of Things (IoT) và hệ thống kiểm soát chất lượng không khí trong nhà.
BME680 nổi bật không chỉ về số lượng biến mà nó có thể đo mà còn về độ chính xác cao và tiêu thụ điện năng thấp, khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến cho các thiết bị di động chạy bằng pin. Từ hệ thống HVAC đến máy bay không người lái tự động, cảm biến này đã thu hút được sự chú ý trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau nhờ khả năng cung cấp dữ liệu đáng tin cậy ở định dạng nhỏ gọn.
Đặc tính kỹ thuật của BME680
Cảm biến Bosch này được thiết kế để đáp ứng nhiều ứng dụng trong nước và công nghiệp. Bắt đầu với nguồn điện, BME680 hoạt động ở nhiều chế độ 1.2 đến 3.6V, giúp nó tương thích với cả bo mạch phát triển như Arduino hoặc ESP32, cũng như các bộ vi điều khiển khác.
Về giao tiếp, bạn có thể sử dụng cả bus dữ liệu IXNUMXC (lên tới 3.4 MHz) làm bus SPI (3 hoặc 4 dây ở tốc độ lên tới 10 MHz). Điều này giúp dễ dàng tích hợp với nhiều loại thiết bị và môi trường.
- Phạm vi áp suất: từ 300 đến 1100 hPa, cho phép độ chính xác lên tới 1 mét.
- Nhiệt độ hoạt động: từ -40°C đến 85°C, phù hợp với điều kiện môi trường khắc nghiệt.
- Phạm vi độ ẩm: độ ẩm tương đối từ 0% đến 100%, với độ phân giải tuyệt vời 0.008% RH.
Ngoài ra, BME680 có một kích thước nhỏ Cảm biến MOX (oxit kim loại) có khả năng phát hiện các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) và các loại khí như carbon monoxide, ethanol và axeton. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là cảm biến này không đo từng loại khí mà thay vào đó ước tính chất lượng không khí tổng thể dựa trên tổng lượng VOC có trong đó.
Chế độ hoạt động và mức tiêu thụ năng lượng
Một trong những tính năng đáng chú ý nhất của BME680 là tiêu thụ điện năng thấp. Mức tiêu thụ này khác nhau giữa các chế độ hoạt động. Ở chế độ ngủ, mức tiêu thụ chỉ là 0.15 µA, trong khi ở chế độ hoạt động, nó vẫn nằm trong khoảng từ 3.7 µA đến 12 mA, tùy thuộc vào thông số được đo. Để so sánh, mức tiêu thụ điện năng khi chỉ đo độ ẩm, áp suất và nhiệt độ là khoảng 3.7 µA, trong khi nếu kích hoạt đo khí, nó có thể đạt tới 12 mA.
Cảm biến cũng hỗ trợ nhiều chế độ đo khác nhau, đảm bảo khả năng điều chỉnh linh hoạt cho các ứng dụng và môi trường khác nhau. Ví dụ: trong các ứng dụng yêu cầu tốc độ làm mới cao, BME680 có thể hoạt động ở tốc độ 157 Hz, trong khi ở chế độ tiêu thụ điện năng thấp, tần số sẽ thấp hơn đáng kể, tối ưu hóa tuổi thọ pin.
Ứng dụng BME680
BME680 đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng do tính linh hoạt và độ chính xác của nó. Một số lĩnh vực sử dụng chính bao gồm:
- Kiểm soát môi trường: Nó được sử dụng trong các thiết bị đo điều kiện khí hậu bên trong, chẳng hạn như hệ thống HVAC và chất lượng không khí trong nhà và văn phòng.
- Internet vạn vật (IoT): Nhờ mức tiêu thụ điện năng thấp và khả năng đo nhiều thông số, BME680 lý tưởng cho các thiết bị độc lập trong mạng IoT.
- Hệ thống đo độ cao: Cảm biến này được sử dụng trong máy bay không người lái và các phương tiện bay không người lái (UAV) khác để cung cấp các phép đo độ cao chính xác, với độ lệch chỉ 1 mét.
- Tự động hóa gia đình: Trong các hệ thống tự động hóa gia đình, BME680 có thể được tích hợp để tối ưu hóa chất lượng không khí dựa trên điều kiện môi trường của từng phòng.
So sánh với các cảm biến khác
BME680 là sự phát triển trực tiếp của các cảm biến khác của Bosch, chẳng hạn như cảm biến nổi tiếng BME280, hoặc cảm biến áp suất BMP280. Theo nghĩa này, độ chính xác và khả năng đo lường của BME680 đã đặt nó lên trên các mẫu trước đó. Mặc dù BMP280 và BME280 cũng có độ chính xác tuyệt vời trong đo áp suất và nhiệt độ, nhưng BME680 bổ sung khả năng đo các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), bao gồm một ứng dụng mà các mô hình khác không thể bao gồm.
Mặt khác, nếu chúng ta so sánh BME680 với các cảm biến độ ẩm như ĐHT21 o ĐHT22, BME680 nổi bật nhờ độ chính xác và tính linh hoạt cao hơn vì nó kết hợp nhiều chức năng trong một thiết bị duy nhất trong khi DHT chỉ đo nhiệt độ và độ ẩm.
Sơ đồ lắp ráp cơ bản
Một ưu điểm khác của cảm biến BME680 là sự kết nối đơn giản với bộ vi điều khiển. Trong hầu hết các trường hợp, giao diện được sử dụng IXNUMXC, chỉ cần hai đường liên lạc, khiến việc cài đặt trở nên rất đơn giản. Nguồn điện thông qua dải điện áp từ 1.2 đến 3.6 V, cho phép kết nối trực tiếp với các nền tảng như Arduino hoặc ESP32.
Một ví dụ cơ bản về kết nối với Arduino sẽ là:
- Chân SDA (Dữ liệu): được kết nối với chân A4 của Arduino.
- Chân SCL (Đồng hồ): được kết nối với chân A5.
- GND (mặt đất) đến chân GND của Arduino.
- Vdd (nguồn): để ghim 3V3 của Arduino.
Ngoài ra, còn có các thư viện hỗ trợ việc điều khiển cảm biến, nêu bật các Adafbean hoặc chính hiệu sách chính thức Bosch. Cả hai tùy chọn đều cho phép bạn thu được các bài đọc chính xác và có sẵn các ví dụ trong kho tương ứng để triển khai nhanh chóng.
BME680 yêu cầu một khoảng thời gian ngắn làm nóng trước, đặc biệt là để có được số đo VOC chính xác. Trong điều kiện bình thường, nhà sản xuất khuyến nghị đợi khoảng 30 phút để có kết quả đọc ổn định và nếu cảm biến được di chuyển từ môi trường này sang môi trường khác, thời gian lên tới 48 giờ.
Với khả năng cung cấp dữ liệu môi trường theo thời gian thực chính xác, BME680 vẫn là một trong những lựa chọn mạnh mẽ và toàn diện nhất hiện có trên thị trường cho môi trường công nghiệp và gia đình. Tính linh hoạt của nó, cùng với mức tiêu thụ năng lượng thấp, khiến nó trở thành công cụ không thể thiếu trong các dự án IoT, hệ thống điều hòa không khí và thiết bị giám sát môi trường di động.
Nếu thứ bạn đang tìm kiếm là một cảm biến có khả năng bao quát nhiều biến số với độ chính xác cao và mức tiêu thụ thấp thì BME680 Đây chắc chắn là một lựa chọn được khuyến nghị cho bất kỳ dự án nào cần đo lường chất lượng không khí và hơn thế nữa.