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。
设计框图如下:

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。
BME690芯片DigiKey链接:https://www.digikey.cn/zh/products/detail/bosch-sensortec/BME690/25835543
原理图和PCB模块介绍

原理图
PCB
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 | 温度采集模块 |
核心芯片 | BME690 |
板卡尺寸 | 24mm x 20mm |
供电电压 | 3.3V |
通信接口 | IIC |
管脚定义
通信接口
管脚属性 | 管脚名 | 管脚编号 |
P | GND | 1 |
P | 3.3V | 2 |
I/O | SDA | 3 |
I/O | SCL | 4 |
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,主要是对温度相关的传感器一般都会有结构要求,要求原理热源的干扰,本次设计的模块是通过PCB隔断的方法进行的。选择合适的的芯片来练手,趁着这次活动可以体验一下更优秀的芯片,感谢活动的成功举办。