BME280压力和温湿度传感器的工作原理

步骤1：BME280探索

电子行业已使用BME280传感器（具有温度，气压和湿度的环境传感器）加快了竞争步伐！该传感器非常适合各种天气/环境传感，甚至可以在I2C中使用。

此精密传感器BME280是用于测量湿度（精度为±3％），气压为±1的最佳传感解决方案。 hPa绝对精度，温度精度为±1.0°C。由于压力会随高度变化，因此压力测量值非常好，因此您也可以将其用作高度计，精度为±1米或更高！温度传感器经过优化，可实现最低噪声和高分辨率，可用于温度补偿压力传感器，也可用于估算环境温度。 BME280的测量可以由用户执行，也可以定期进行。

数据表：单击以预览或下载BME280传感器的数据表。

步骤2：硬件需求列表

我们完全使用了Dcube Store Parts，因为它们易于使用，并且所有与厘米网格完全匹配的东西确实可以使我们前进。您可以根据需要使用任何东西，但接线图将假定您正在使用这些零件。

BME280传感器I²C微型模块

I²C粒子光子防护罩

粒子光子

I²C电缆

电源适配器

步骤3：接口连接

接口部分基本上说明了传感器与粒子光子之间所需的接线。在任何系统上为所需的输出工作时，确保正确的连接是基本必要。因此，必要的连接如下：

BME280将在I2C上运行。这是示例接线图，演示了如何连接传感器的每个接口。开箱即用，该电路板已配置为I2C接口，因此，如果您不确定，我们建议使用此接口。您只需要四根电线！ Vcc，Gnd，SCL和SDA引脚仅需要四个连接，它们通过I2C电缆连接。这些连接如上图所示。

步骤4：温度，压力和湿度监控代码

我们将在此处使用干净的代码版本来运行它。

在将传感器模块与Arduino结合使用时，我们包含了application.h和spark_wiring_i2c.h库。 “ application.h”和spark_wiring_i2c.h库包含促进传感器与粒子之间的i2c通信的功能。

点击此处打开用于设备监控的网页

上传代码添加到您的开发板上，它应该开始工作了！所有数据都可以在网页上获得，如图所示。

代码如下：

// Distributed with a free-will license.

// Use it any way you want， profit or free， provided it fits in the licenses of its associated works.

// BME280

// This code is designed to work with the BME280_I2CS I2C Mini Module available from ControlEverything.com.

#include

#include

// BME280 I2C address is 0x76（108）

#define Addr 0x76

double cTemp = 0， fTemp = 0， pressure = 0， humidity = 0;

void setup（）

{

// Set variable

Particle.variable（“i2cdevice”， “BME280”）;

article.variable（“cTemp”， cTemp）;

Particle.variable（“fTemp”， fTemp）;

Particle.variable（“pressure”， pressure）;

Particle.variable（“humidity”， humidity）;

// Initialise I2C communication as MASTER

Wire.begin（）;

// Initialise Serial communication， set baud rate = 9600

Serial.begin（9600）;

delay（300）;

}

void loop（）

{

unsigned int b1［24］;

unsigned int data［8］;

int dig_H1 = 0;

for（int i = 0; i 《 24; i++）

{

// Start I2C Transmission

Wire.beginTransmission（Addr）;

// Select data register

Wire.write（（136+i））;

// Stop I2C Transmission

Wire.endTransmission（）;

// Request 1 byte of data

Wire.requestFrom（Addr， 1）;

// Read 24 bytes of data

if（Wire.available（） == 1）

{

b1［i］ = Wire.read（）;

}

}

// Convert the data

// temp coefficents

int dig_T1 = （b1［0］ & 0xff） + （（b1［1］ & 0xff） * 256）;

int dig_T2 = b1［2］ + （b1［3］ * 256）;

int dig_T3 = b1［4］ + （b1［5］ * 256）;

// pressure coefficents

int dig_P1 = （b1［6］ & 0xff） + （（b1［7］ & 0xff ） * 256）;

int dig_P2 = b1［8］ + （b1［9］ * 256）;

int dig_P3 = b1［10］ + （b1［11］ * 256）;

int dig_P4 = b1［12］ + （b1［13］ * 256）;

int dig_P5 = b1［14］ + （b1［15］ * 256）;

int dig_P6 = b1［16］ + （b1［17］ * 256）;

int dig_P7 = b1［18］ + （b1［19］ * 256）;

int dig_P8 = b1［20］ + （b1［21］ * 256）;

int dig_P9 = b1［22］ + （b1［23］ * 256）;

for（int i = 0; i 《 7; i++）

{

// Start I2C Transmission

Wire.beginTransmission（Addr）;

// Select data register

Wire.write（（225+i））;

// Stop I2C Transmission

Wire.endTransmission（）;

// Request 1 byte of data

Wire.requestFrom（Addr， 1）;

// Read 7 bytes of data

if（Wire.available（） == 1）

{

b1［i］ = Wire.read（）;

}

}

// Convert the data

// humidity coefficents

int dig_H2 = b1［0］ + （b1［1］ * 256）;

int dig_H3 = b1［2］ & 0xFF ;

int dig_H4 = （b1［3］ * 16） + （b1［4］ & 0xF）;

int dig_H5 = （b1［4］ / 16） + （b1［5］ * 16）;

int dig_H6 = b1［6］;

// Start I2C Transmission

Wire.beginTransmission（Addr）;

// Select data register

Wire.write（161）;

// Stop I2C Transmission

Wire.endTransmission（）;

// Request 1 byte of data

Wire.requestFrom（Addr， 1）;

// Read 1 byte of data

if（Wire.available（） == 1）

{

dig_H1 = Wire.read（）;

}

// Start I2C Transmission

Wire.beginTransmission（Addr）;

// Select control humidity register

Wire.write（0xF2）;

// Humidity over sampling rate = 1

Wire.write（0x01）;

// Stop I2C Transmission

Wire.endTransmission（）;

// Start I2C Transmission

Wire.beginTransmission（Addr）;

// Select control measurement register

Wire.write（0xF4）;

// Normal mode， temp and pressure over sampling rate = 1

Wire.write（0x27）;

// Stop I2C Transmission

Wire.endTransmission（）;

// Start I2C Transmission

Wire.beginTransmission（Addr）;

// Select config register

Wire.write（0xF5）;

// Stand_by time = 1000ms

Wire.write（0xA0）;

// Stop I2C Transmission

Wire.endTransmission（）;

for（int i = 0; i 《 8; i++）

{

// Start I2C Transmission

Wire.beginTransmission（Addr）;

// Select data register

Wire.write（（247+i））;

// Stop I2C Transmission

Wire.endTransmission（）;

// Request 1 byte of data

Wire.requestFrom（Addr， 1）;

// Read 8 bytes of data

if（Wire.available（） == 1）

{

data［i］ = Wire.read（）;

}

}

// Convert pressure and temperature data to 19-bits

long adc_p = （（（long）（data［0］ & 0xFF） * 65536） + （（long）（data［1］ & 0xFF） * 256） + （long）（data［2］ & 0xF0）） / 16;

long adc_t = （（（long）（data［3］ & 0xFF） * 65536） + （（long）（data［4］ & 0xFF） * 256） + （long）（data［5］ & 0xF0）） / 16;

// Convert the humidity data long adc_h = （（long）（data［6］ & 0xFF） * 256 + （long）（data［7］ & 0xFF））;

// Temperature offset calculations

double var1 = （（（double）adc_t） / 16384.0 - （（double）dig_T1） / 1024.0） * （（double）dig_T2）;

double var2 = （（（（double）adc_t） / 131072.0 - （（double）dig_T1） / 8192.0） * （（（double）adc_t）/131072.0 - （（double）dig_T1）/8192.0）） * （（double）dig_T3）;

double t_fine = （long）（var1 + var2）;

double cTemp = （var1 + var2） / 5120.0;

double fTemp = cTemp * 1.8 + 32;

// Pressure offset calculations

var1 = （（double）t_fine / 2.0） - 64000.0;

var2 = var1 * var1 * （（double）dig_P6） / 32768.0;

var2 = var2 + var1 * （（double）dig_P5） * 2.0;

var2 = （var2 / 4.0） + （（（double）dig_P4） * 65536.0）;

var1 = （（（double） dig_P3） * var1 * var1 / 524288.0 + （（double） dig_P2） * var1） / 524288.0;

var1 = （1.0 + var1 / 32768.0） * （（double）dig_P1）;

double p = 1048576.0 - （double）adc_p;

p = （p - （var2 / 4096.0）） * 6250.0 / var1;

var1 = （（double） dig_P9） * p * p / 2147483648.0;

var2 = p * （（double） dig_P8） / 32768.0;

double pressure = （p + （var1 + var2 + （（double）dig_P7）） / 16.0） / 100 ;

// Humidity offset calculations

double var_H = （（（double）t_fine） - 76800.0）;

var_H = （adc_h - （dig_H4 * 64.0 + dig_H5 / 16384.0 * var_H）） * （dig_H2 / 65536.0 * （1.0 + dig_H6 / 67108864.0 * var_H * （1.0 + dig_H3 / 67108864.0 * var_H）））;

double humidity = var_H * （1.0 - dig_H1 * var_H / 524288.0）;

if（humidity 》 100.0）

{

humidity = 100.0;

}

else if（humidity 《 0.0）

{

humidity = 0.0;

}

// Output data to dashboard

Particle.publish（“Temperature in Celsius ： ”， String（cTemp））;

Particle.publish（“Temperature in Fahrenheit ： ”， String（fTemp））;

Particle.publish（“Pressure ： ”， String（pressure））;

Particle.publish（“Relative Humidity ： ”， String（humidity））;

delay（1000）;

}

步骤5：应用程序：

BME280温度，压力和相对湿度传感器具有多种工业应用，例如温度监控，计算机外围热保护，工业压力监控。我们还将这种传感器应用于气象站应用程序以及温室监控系统中。

其他应用程序可能包括：

情境感知，例如皮肤检测，房间变化检测。

体能监测/健康-有关干燥或高温的警告。

测量风量和空气流量。

家庭自动化控制。

控制供暖，通风和空调（HVAC）。

物联网。

GPS增强功能（例如，首次定位时间的改进，航位推测，斜率检测）。

室内导航（更改楼层检测，电梯检测）。

户外导航，休闲和体育应用。

天气预报。

垂直速度指示（上升/下降速度）。