任务介绍
本次任务属于Make Blocks第二期的任务，有很多的分任务进行选择，我们本次选择的是传感器采集板的设计，要求设计一款传感器采集板，能采集温度（或其他环境参数）并将数据通过数字接口输出，为后续控制系统提供数据源。
基本要求：
- 至少包含一种温度传感器（数字或模拟）
- 提供数字通信接口（I2C/SPI/1-Wire/ADC，至少一种）供MCU读取数据
- 板载信号调理电路（如ADC参考电压、滤波电容等） - 使用数字传感器（如DS18B20、BME280）方案时可省略此项
- 支持3.3V或5V供电
- 提供标准接口，方便与MCU开发板连接
要求里面实际上就已经提供了可选择的温度传感器，我们直奔目标传感器BME280，不过没货了，只能换成BME690了。本次设计的主要思路是参考以前的设计，采用Grove的适配的接口。
设计思路
目前的要求是设计一款采集温度（或其他环境参数）并将数据通过数字接口输出的模块，主要接口使用Grove接口。
设计框图如下：
功能介绍
本次设计的是一个环境模块，主要实现的是环境参数采集，支持温度、气体、湿度、气压等参数采集。
模块介绍
我们本次设计的是温度采集模块，主要接口参考Grove的适配的接口。BME690是博世推出的高精度四合一环境传感器，在温度测量方面表现尤为突出。其温度传感器采用先进的MEMS技术，测量范围覆盖-40℃至+85℃，可满足从极寒户外到高温工业环境的广泛需求。温度检测精度高达±0.5℃，分辨率达0.01℃，能精准捕捉细微温度变化，适用于对温控要求严苛的场景。传感器内置24位高分辨率ADC，配合博世专利的数字补偿算法，可有效消除环境干扰，确保温度数据长期稳定性。其快速响应特性（典型响应时间<1秒）使其能实时跟踪温度波动，在可穿戴设备中可精准监测人体体表温度变化，在智能家居中可实现室内温度的即时调控。此外，BME690温度传感器与气体、湿度、气压传感器共用数字接口，支持I2C/SPI双模式通信，在-40℃至+85℃全温范围内仍能保持低功耗运行（典型功耗仅3.6μA），是工业控制、医疗电子及消费电子领域温度监测的理想选择。
原理图和PCB模块介绍
原理图
PCB
3D效果图
实物图
测试效果
我们通过arduino开发板进行开速验证，使用arduinoIDE进行相关程序的编辑，注意我们本次使用接口默认的IC地址是0x76，需要配置一下，测试系统连接如下：
测试代码如下：
#include <Wire.h>
#include <SPI.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include "Adafruit_BME690.h"
#define BME_SCK 13
#define BME_MISO 12
#define BME_MOSI 11
#define BME_CS 10
#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)
Adafruit_BME690 bme; // I2C
//Adafruit_BME690 bme(BME_CS); // hardware SPI
//Adafruit_BME690 bme(BME_CS, BME_MOSI, BME_MISO, BME_CS); // software SPI
void setup() {
Serial.begin(115200);
while (!Serial);
Serial.println(F("BME690 test"));
if (!bme.begin()) {
Serial.println("Could not find a valid BME690 sensor, check wiring!");
while (1);
}
// Set up oversampling and filter initialization
bme.setTemperatureOversampling(BME690_OS_8X);
bme.setHumidityOversampling(BME690_OS_2X);
bme.setPressureOversampling(BME690_OS_4X);
bme.setIIRFilterSize(BME690_FILTER_SIZE_3);
bme.setGasHeater(320, 150); // 320*C for 150 ms
}
void loop() {
if (! bme.performReading()) {
Serial.println("Failed to perform reading :(");
return;
}
Serial.print("Temperature = ");
Serial.print(bme.temperature);
Serial.println(" *C");
Serial.print("Pressure = ");
Serial.print(bme.pressure / 100.0);
Serial.println(" hPa");
Serial.print("Humidity = ");
Serial.print(bme.humidity);
Serial.println(" %");
Serial.print("Gas = ");
Serial.print(bme.gas_resistance / 1000.0);
Serial.println(" KOhms");
Serial.print("Approx. Altitude = ");
Serial.print(bme.readAltitude(SEALEVELPRESSURE_HPA));
Serial.println(" m");
Serial.println();
delay(2000);
}
测试效果（串口输出）如下：
心得体会
本次模块设计相对基础，十分适宜新手作为入门级实践项目。通过搭建比较合理的测试系统对模块继续测试，可以比较直观看到效果。趁着这次活动可以体验一下没接触的芯片，这个传感器是比较新的传感器，不过接口方面都是兼容的。
