BME280传感器的使用

概述

Bosch推出了新型BME280传感器，这是一款具有温度，大气压力和湿度的环境传感器，可助您一臂之力！该传感器非常适合各种天气/环境传感，甚至可以在I2C和SPI中使用！

博世的这种精密传感器是用于湿度测量的最佳低成本传感解决方案，精度为±3％精度，绝对精度为±1 hPa的大气压力和精度为±1.0°C的温度。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！

BME280是博世的下一代传感器，是BMP085/BMP180的升级版/BMP183-具有0.25m的低海拔噪声和相同的快速转换时间。它具有相同的规格，但可以使用I2C 或 SPI。为了实现简单易接线，请使用I2C。如果要连接一堆传感器而不必担心I2C地址冲突，请使用SPI。

好的传感器对吗？因此，我们使您轻松进入下一个项目。表面贴装传感器焊接到PCB上，并带有3.3V稳压器和电平转换功能，因此您可以将其与3V或5V逻辑微控制器一起使用而无需担心。我们甚至编写了一个不错的教程，其中包含接线图，原理图，库和示例，让您在10分钟内就可以运行！

插脚

电源引脚：

Vin -这是电源引脚。由于传感器芯片使用3 VDC，因此我们在板载了一个稳压器，该稳压器将采用3-5 VDC，并将其安全地转换下来。要为电路板供电，请为其提供与微控制器逻辑电平相同的功率-例如，对于像Arduino这样的5V微型电池，请使用5V

3Vo -这是稳压器的3.3V输出，如果您愿意，您可以从中获取100mA电流

GND -电源和逻辑的公共接地

SPI逻辑引脚：

所有进入分线的引脚均具有电平转换电路，以使其具有3-5V逻辑电平安全性。使用 Vin！

SCK 上的任何逻辑电平-这是 S PI C loc k 引脚，它是芯片的输入

SDO -这是 S 串行 D ata O ut/ M aster I n S lave O ut针，用于从BMP183发送到处理器的数据

SDI -这是 S 串行 D ata I n/ M aster O ut S lave I n pin，用于从处理器发送到BME280的数据

CS -这是 C hip S 选择引脚，将其放下低电平以启动SPI事务。它是芯片的输入

如果要将多个BME280连接到一个微控制器，请让它们共享SDI，SDO和SCK引脚。然后为每个分配一个唯一的CS引脚。

I2C逻辑引脚：

SCK -这也是也是 I2C时钟引脚，连接到微控制器的I2C时钟线。

SDI -这也是也是 I2C数据引脚，连接到您的微控制器I2C数据线。

其余引脚断开连接

程序集

《表class =“ build-table”》

准备标题栏：

如有必要，将条切成一定长度。如果将其插入面包板，则焊接会更容易-长按针脚

添加分线板：

将分线板放在插针上，以便短插针穿过分线垫

然后焊接！

请务必焊接所有引脚以实现可靠的电接触。

（有关焊接的技巧，请务必查看我们的 优秀焊接指南 ）。

tr》

您完成了！目视检查焊点，然后继续进行下一步

Arduino测试

您可以轻松地将此分线连接到任何微控制器，我们将使用Arduino。对于另一种微控制器，只要您有4个可用的引脚，就可以“逐位SPI”，也可以使用两个I2C引脚，但是通常这些引脚固定在硬件中。只需签出库，然后移植代码。

I2C接线

如果要通过I2C接口连接，请使用此接线

将 Vin 连接到3-5V电源很好使用微控制器逻辑所基于的相同电压。对于大多数Arduino，这是5V

将 GND 连接到公共电源/数据地

将 SCK 引脚连接到I2C在Arduino上的时钟 SCL 引脚上。在基于UNO和‘328的Arduino上，这也称为 A5 ，在Mega上也称为 digital 21 ，在Leonardo/Micro上，也称为数字3

将 SDI 引脚连接到Arduino上的I2C数据 SDA 引脚。在基于UNO＆’328的Arduino上，这也称为 A4 ，在Mega上也称为 digital 20 ，在Leonardo/Micro上，也称为数字2

默认情况下，i2c地址为0x77。如果从SDO到GND添加跳线，则地址将更改为0x76。

如果您遇到I2C的间歇性问题，请尝试跳线CS到Vin。

SPI接线

由于这是具有SPI功能的传感器，因此我们可以使用硬件或“软件” SPI。为了使所有Arduino上的接线相同，我们将从“软件” SPI开始。应该使用以下引脚：

将 Vin 连接到电源，可以使用3V或5V。使用微控制器逻辑所基于的相同电压。对于大多数Arduino，这是5V

将 GND 连接到公共电源/数据地

将 SCK 引脚连接到数字＃13 ，但是以后可以使用任何引脚

将 SDO 引脚连接到数字＃12 ，但是可以使用任何引脚稍后

将 SDI 引脚连接到数字＃11 ，但是以后可以使用任何引脚

连接 CS 销钉数字＃10 ，但是以后可以使用任何销钉

稍后，一旦我们开始使用，我们就可以调整库以使用硬件如果需要，可以使用SPI，或者将引脚更改为其他

安装Adafruit_BME280库

要开始读取传感器数据，您将需要安装Adafruit_BME280库（在我们的github存储库中的代码）。可以从Arduino库管理器中获得它，因此我们建议使用它。

从IDE中打开库管理器。..

，然后输入 adafruit bme280 来查找库。点击安装

还添加 Adafruit Unified Sensor 库

我们还提供了有关Arduino库安装的出色教程，网址为：

http://learn.adafruit.com/adafruit-all-about-arduino-libraries-install-use

加载演示

打开文件-》示例-》 Adafruit_BME280 -》 bmp280test 并上传到连接至传感器的Arduino

根据您使用的是I2C还是SPI，更改引脚名称并注释或取消注释以下几行。

下载：文件

复制代码

#define BME_SCK 13

#define BME_MISO 12

#define BME_MOSI 11

#define BME_CS 10

Adafruit_BME280 bme; // I2C

//Adafruit_BME280 bme（BME_CS）; // hardware SPI

//Adafruit_BME280 bme（BME_CS， BME_MOSI， BME_MISO， BME_SCK）; #define BME_SCK 13

#define BME_MISO 12

#define BME_MOSI 11

#define BME_CS 10

Adafruit_BME280 bme; // I2C

//Adafruit_BME280 bme（BME_CS）; // hardware SPI

//Adafruit_BME280 bme（BME_CS， BME_MOSI， BME_MISO， BME_SCK）;

上传到Arduino之后，打开串行控制台以9600波特率查看数据被打印出来

温度以摄氏度为单位，您可以使用经典的F = C * 9/5 + 32方程将其转换为F。

压力以帕斯卡的SI单位返回。 100帕斯卡= 1 hPa = 1毫巴。通常，大气压力以毫巴或英寸汞柱表示。供将来参考，1帕斯卡= 0.000295333727英寸汞柱，或1英寸汞柱= 3386.39帕斯卡。因此，如果将Pascal值（例如100734）除以3386.39，将得到29.72英寸汞柱。

您还可以计算海拔高度。 但是，只有知道您所在位置和一天在海平面上的hPa压力，您才能真正做得非常准确！传感器非常精确，但是如果您没有更新数据对于当前一天，则可能很难获得比10米更高的精度。

库参考

您可以使用

通过使用任一软件SPI（其中所有四个引脚可以是任何I/O）创建BME280对象开始。 div》

下载：文件

复制代码

Adafruit_BME280 bme（BME_CS， BME_MOSI， BME_MISO， BME_SCK）; Adafruit_BME280 bme（BME_CS， BME_MOSI， BME_MISO， BME_SCK）;

或者您可以使用硬件SPI。使用硬件SPI，您必须使用Arduino的硬件SPI引脚-每个arduino类型都有不同的引脚！请检查SPI参考以查看使用哪些引脚。在这种情况下，您可以使用任何CS引脚，但其他三个引脚是固定的

下载：文件

复制代码

Adafruit_BME280 bme（BME_CS）; // hardware SPI Adafruit_BME280 bme（BME_CS）; // hardware SPI

或使用默认I2C总线的I2C，未分配任何引脚

下载：文件

复制代码

Adafruit_BME280 bme; // I2C Adafruit_BME280 bme; // I2C

启动后，您可以使用

下载：文件

复制代码

if （！bme.begin（）） {

Serial.println（“Could not find a valid BME280 sensor， check wiring！”）;

while （1）;

} if （！bme.begin（）） {

Serial.println（“Could not find a valid BME280 sensor， check wiring！”）;

while （1）;

}

begin（）将在找到传感器后返回True，否则返回False。如果返回假值，请检查接线！

读取湿度，温度和压力很容易，只需致电：

下载：文件

复制代码

bme.readTemperature（）

bme.readPressure（）

bme.readHumidity（） bme.readTemperature（）

bme.readPressure（）

bme.readHumidity（）

温度在摄氏度中始终是一个浮点。 Pressure是一个32位整数，压力单位为Pascals。您可能需要转换为其他值，以使其与天气报告相匹配。湿度以相对湿度％

将BME280转换为高度计也是可能的。如果您知道海平面的压力，则该库可以将当前的气压计入海拔高度

下载：文件

复制代码

bmp.readAltitude（seaLevelPressure） bmp.readAltitude（seaLevelPressure）

但是，您实际上只能做得很好如果您知道您所在位置和一天在海平面上的hPa压力，就可以计算高度！传感器非常精确，但是如果您没有当天的最新数据，则可能很难获得比现在更高的精度10米。

传入当前海平面压力（ hPa ）-因此该值大约为1000。您还可以使用通用1013.25值进行测试。

Python和CircuitPython测试

很容易将BME280传感器与Python或CircuitPython和Adafruit CircuitPython BME280模块一起使用。此模块可让您轻松编写Python代码，以从传感器读取湿度，温度，压力等信息。

您可以将此传感器与任何CircuitPython微控制器板或具有GPIO和Python的计算机一起使用感谢我们的CircuitPython-for-Python兼容性库Adafruit_Blinka。

CircuitPython微控制器接线

首先，按照与Arduino前几页完全相同的方式将BME280接线到板上。您可以使用I2C或SPI布线，尽管为简单起见建议使用I2C。以下是使用I2C将Feather M0连接到传感器的示例：

板3V 到传感器VIN

板3V 》到传感器CS

板GND 到传感器GND

板SCL 到传感器SCK

板级SDA 到传感器SDI

》

以及连接了硬件SPI的Feather M0的示例：

板3V 到传感器VIN

板GND 到传感器GND

板SC K 到传感器SCK

BoardMOSI 到传感器SDI

板MISO 到传感器SDO

板D5 到传感器CS （或使用任何其他免费的数字I/O针）

Python计算机接线

由于有数十种Linux计算机/主板可以使用，因此我们将显示Raspberry Pi的接线。对于其他平台，请访问Linux上的CircuitPython指南，以了解您的平台是否受支持。

以下是与I2C相连的Raspberry Pi：

Pi 3V3 至传感器VIN

Pi 3V3 到传感器CS

Pi GND 到传感器GND

Pi SCL 到传感器SCK

Pi SDA 传感器SDI

以及Raspberry Pi 3 Model B上的示例

Pi 3V3 至传感器VIN

Pi GND 到传感器GND

Pi MOSI 到传感器SDI

Pi MISO 到传感器SDO

Pi SCLK 到传感器SCK

Pi＃5 到传感器CS （或使用任何其他免费的GPIO引脚）

BME280的CircuitPython安装库

您需要在CircuitPython板上安装Adafruit CircuitPython BME280库。

首先请确保您正在为板运行最新版本的Adafruit CircuitPython。

接下来，您需要安装必要的库以使用硬件-仔细按照以下步骤从Adafruit的CircuitPython库捆绑包中查找和安装这些库。我们的CircuitPython入门指南上有一个很棒的页面，说明如何安装库捆绑包。

对于诸如Trinket M0或Gemma M0的非表达板，您需要从捆绑包中手动安装必要的库：

adafruit_bme280.mpy

adafruit_bus_device

在继续之前，请确保板的lib文件夹或根文件系统具有 adafruit_bme280.mpy，和 adafruit_bus_device 文件和文件夹 已复制。

下一步连接到开发板的串行REPL，这样您就可以在CircuitPython上出现》》》 提示。

BME280库的Python安装

您需要安装Adafruit_Blinka库，该库在Python中提供CircuitPython支持。这可能还需要在您的平台上启用I2C并验证您正在运行Python3。由于每个平台都略有不同，并且Linux经常更改，请访问Linux上的CircuitPython指南以准备好您的计算机！

完成后，从命令行运行以下命令：

sudo pip3 install adafruit-circuitpython-bme280

如果您的默认Python是版本3，则可能需要改为运行“ pip”。只要确保您不尝试在Python 2.x上使用CircuitPython，就不支持它！

CircuitPython和Python的用法

为演示传感器的用法，我们将对其进行初始化，并从电路板上读取温度，湿度等信息Python REPL。

如果您使用的是I2C连接，请运行以下代码以导入必要的模块并使用传感器初始化I2C连接：

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复制代码

import board

import busio

import adafruit_bme280

i2c = busio.I2C（board.SCL， board.SDA）

bme280 = adafruit_bme280.Adafruit_BME280_I2C（i2c） import board

import busio

import adafruit_bme280

i2c = busio.I2C（board.SCL， board.SDA）

bme280 = adafruit_bme280.Adafruit_BME280_I2C（i2c）

或者，如果您使用的是SPI连接，请运行以下代码来设置SPI连接和传感器：

下载：文件

复制代码

import board

import busio

import digitalio

import adafruit_bme280

spi = busio.SPI（board.SCK， MOSI=board.MOSI， MISO=board.MISO）

cs = digitalio.DigitalInOut（board.D5）

bme280 = adafruit_bme280.Adafruit_BME280_SPI（spi， cs） import board

import busio

import digitalio

import adafruit_bme280

spi = busio.SPI（board.SCK， MOSI=board.MOSI， MISO=board.MISO）

cs = digitalio.DigitalInOut（board.D5）

bme280 = adafruit_bme280.Adafruit_BME280_SPI（spi， cs）

现在您可以从中读取值了使用以下任一属性的传感器：

温度-传感器的温度，以摄氏度为单位。

湿度-相对湿度百分比，取值范围为0到100％。

压力-以hPa为单位的压力。

altitude -以米为单位的海拔高度。

例如打印温度，湿度和压力：

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复制代码

print（“ Temperature： %0.1f C” % bme280.temperature）

print（“Humidity： %0.1f %%” % bme280.humidity）

print（“Pressure： %0.1f hPa” % bme280.pressure）

print（“ Temperature： %0.1f C” % bme280.temperature）

print（“Humidity： %0.1f %%” % bme280.humidity）

print（“Pressure： %0.1f hPa” % bme280.pressure）

对于海拔高度，想要在您所在位置设置海平面压力以获得最准确的测量值（请记住，这些传感器只能根据压力推断海拔高度，并且需要设置校准点）。查看您当地的天气预报以获取海平面读数的压力，然后设置 sea_level_pressure 属性：

下载：文件

复制代码

bme280.sea_level_pressure = 1013.4 bme280.sea_level_pressure = 1013.4

然后读取海拔高度属性更准确的海拔高度读数（但请记住，该海拔高度会随气压变化而波动！）：

下载：文件

复制代码

print（“Altitude = %0.2f meters” % bme280.altitude） print（“Altitude = %0.2f meters” % bme280.altitude）

您可以使用BME280的温度和湿度通过Magnus公式计算露点！对于此示例，您需要import一个附加库：math。运行以下代码：

下载：文件

复制代码

import math

b = 17.62

c = 243.12

gamma = （b * bme280.temperature /（c + bme280.temperature）） + math.log（bme280.humidity / 100.0）

dewpoint = （c * gamma） / （b - gamma）

print（dewpoint） import math

b = 17.62

c = 243.12

gamma = （b * bme280.temperature /（c + bme280.temperature）） + math.log（bme280.humidity / 100.0）

dewpoint = （c * gamma） / （b - gamma）

print（dewpoint）

将BME280传感器与CircuitPython一起使用就可以了！

完整示例代码

下载：Project Zip 或 bme280_simpletest.py | 查看Github

复制代码

import time

import board

import busio

import adafruit_bme280

# Create library object using our Bus I2C port

i2c = busio.I2C（board.SCL， board.SDA）

bme280 = adafruit_bme280.Adafruit_BME280_I2C（i2c）

# OR create library object using our Bus SPI port

#spi = busio.SPI（board.SCK， board.MOSI， board.MISO）

#bme_cs = digitalio.DigitalInOut（board.D10）

#bme280 = adafruit_bme280.Adafruit_BME280_SPI（spi， bme_cs）

# change this to match the location‘s pressure （hPa） at sea level

bme280.sea_level_pressure = 1013.25

while True：

print（“ Temperature： %0.1f C” % bme280.temperature）

print（“Humidity： %0.1f %%” % bme280.humidity）

print（“Pressure： %0.1f hPa” % bme280.pressure）

print（“Altitude = %0.2f meters” % bme280.altitude）

time.sleep（2）

import time

import board

import busio

import adafruit_bme280

# Create library object using our Bus I2C port

i2c = busio.I2C（board.SCL， board.SDA）

bme280 = adafruit_bme280.Adafruit_BME280_I2C（i2c）

# OR create library object using our Bus SPI port

#spi = busio.SPI（board.SCK， board.MOSI， board.MISO）

#bme_cs = digitalio.DigitalInOut（board.D10）

#bme280 = adafruit_bme280.Adafruit_BME280_SPI（spi， bme_cs）

# change this to match the location’s pressure （hPa） at sea level

bme280.sea_level_pressure = 1013.25

while True：

print（“ Temperature： %0.1f C” % bme280.temperature）

print（“Humidity： %0.1f %%” % bme280.humidity）

print（“Pressure： %0.1f hPa” % bme280.pressure）

print（“Altitude = %0.2f meters” % bme280.altitude）

time.sleep（2）

常见问题解答

为什么海拔高度计算错误？我的传感器坏了吗？

不，您的传感器可能还好。高度计算取决于了解海平面的气压

如果您在当前日期未为您所在的位置设置正确的海平面压力，它将无法准确计算高度

海平面气压每天都会根据天气而变化！

如果两次读取之间有较长的延迟，则第一个数据读取似乎不正确？

BMx280“保存”内存中的最后一次读取供您查询。只需连续阅读两次并扔掉第一读！

下载

文档

此分会中使用的BME280传感器的数据表

Arduino BME280驱动程序

Adafruit Fritzing库中的Fritzing对象

上的EagleCAD PCB文件GitHub

K＆R Smith校准说明

替代驱动程序（Python）

如果将此突破与Raspberry Pi或Pi2一起使用，则还可以查看Adafruit_Python_BME280驱动程序。

此替代方法驱动程序使用I2C与BME280进行通信，因此将Pi上的SCL与BME上的SCK以及SDA与SDI以及电源（3.3V至VIN）和GND相连。

示意图

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尺寸

以英寸为单位

责任编辑：wv