任务介绍
本次的任务都是运动控制和一些与运动相关的传感器采集,不过传感器的范畴还是非常大的,其中占比很大的一类就是环境状态采集,在课程中也提到了这一类,我们本次的目标也是想要做一个类似的传感器模块,由于不属于具体要求的任务之一,那么就算是自定义的吧,不过相关的要求还是和其他任务相关联,模块尽可能做小小一点,相关传感器在得捷是有售的,做接口,我们在得捷官网进行了查看,发现qwiic接口越来越普及,很多开发板都直接支持,所以这里我们也选用qwiic,然后再找一个传感器进行相关的模块设计。
模块介绍
本次设计的传感器模块基于博世公司推出的BME280传感器为核心构建,BME280是博世(bosch-sensortec)的一款专为移动应用和可穿戴设备开发的湿度传感器,尺寸和低功耗是关键的设计参数。该装置结合了高线性度和高精度传感器,可完美实现低电流消耗、长期稳定性和高 EMC 稳健性。湿度传感器提供极快的响应时间,因此可满足新兴应用的性能要求,例如情境感知和宽温度范围内的高精度。BME280压力湿度温度传感器实现了高性能的温度压力湿度检测,包括有压力、温度、湿度3个传感器。湿度传感器具有极快的响应时间,可满足新兴应用的性能要求,例如环境感知和宽温度范围内的高精度。压力传感器是绝对气压传感器,具有极高的精度和分辨率,噪音极低。集成的温度传感器经过优化,噪音极低,分辨率高。它主要用于压力和湿度传感器的温度补偿,也可用于估算环境温度。BME280压力温度传感器采用了小巧的8引脚LGA封装形式。
BME280传感器DigiKey链接:https://www.digikey.cn/zh/products/detail/bosch-sensortec/BME280/6136306
原理图和PCB模块介绍
原理图
PCB
本次的设计主要注意的就是传感器附近尽量不覆铜,如果可以做避空更好,不过我们这次没有做槽,主要是这个模块没有什么发热元件,毕竟是以模块的形式存在的,然后就是注意qwiic的线序了。
3D效果图
模块主要性能指标和管脚定义
主要性能指标
类型 | 环境采集模块 |
核心芯片 | BME280 |
板卡尺寸 | 20mm x 20mm |
供电电压 | 3.3V |
输出信号电平 | 3.3V |
管脚定义
管脚属性 | 管脚名 | 管脚编号 |
P | GND | 1 |
P | 3.3V | 2 |
I/O | SDI | 3 |
I/O | SCK | 4 |
eZ-PLM上新建物料和项目的截图
使用了eZ-PLM系统上传了自己的工程文件,方便保存记录各个版本,也可随时查阅,系统里查阅不到的物料也支持手动添加。
物料添加展示图
项目详情图
心得体会
本次选择了一个自己可能会经常用到的传感器模块进行的设计,主要的就是一个好用,模块化设计的初衷也是希望可以快速验证的时候可以快速使用,这次当看到主题的时候第一时间就选择了这个传感器,在成本性能等方面做了综合的对比,希望可以早点收到器件进行打样测试!