My lidé interagujeme s vnějším prostředím pomocí smyslů. Lidské tělo má pět různých typů smyslů, které napomáhají jeho správnému fungování. Stejně tak stroje a elektronika také vyžadují, aby některé snímací prvky interagovaly s vnějším prostředím. Senzory jsou zařízení, která stroje používají jako snímací prvky. Existují různé typy senzorů pro měření a detekci různých fyzikálních veličin. Mezi příklady těchto senzorů patří teplotní senzor, dotykový senzor, požární senzor, plynový senzor, vlhkostní senzor, světelný senzor, senzor přiblížení atd. Většina z těchto senzorů je k dispozici jako malé integrované obvody, díky nimž je snadné rozhraní. Jedním z příkladů tak malé velikosti snímače vlhkosti s nízkou spotřebou energie je snímač HDC2080.

Co je to snímač HDC2080?

HDC2080 je digitální senzor pro měření vlhkosti a teploty. Má prvek pro snímání vlhkosti, prvek pro snímání teploty, analogově-digitální převodník, kalibrovanou paměť a rozhraní I2C, vše integrované do jediného 6kolíkového integrovaného obvodu 3 mm × 3 mm.

HDC2080

HDC2080 poskytuje programovatelné rozlišení pro měření teploty i vlhkosti. Tento senzor obsahuje kapacitní snímací prvek a měří relativní vlhkost prostředí.

Blokové schéma

Blokové schéma HDC2080

HDC2080 má dva typy režimů měření - automatický režim a režim spouštění na vyžádání. V automatickém režimu HDC2080 nevyžaduje k zahájení měření žádný příkaz I2C. Při práci v tomto režimu je IC naprogramován tak, aby prováděl měření pravidelně.

V režimu spouštění na vyžádání jsou k zahájení měření vyžadovány příkazy I2C. Po dokončení převodu přejde zařízení do režimu spánku a čeká na další příkaz I2C, aby zahájil měření.

HDC2080 má dva provozní režimy - režim spánku a režim měření. Klíčovou vlastností HDC2080, díky níž je vhodný pro aplikace sběru energie, je jeho nízká spotřeba energie. Při použití pro tento typ aplikací tráví HDC2080 většinu času v režimu spánku. V tomto režimu je průměrná spotřeba energie integrovaného obvodu 50 nA.

Při práci v prostředí s vysokou vlhkostí může HDC2080 čelit problému kondenzace. Aby se tomu zabránilo, je IC vybaven integrovaným topným tělesem. Tento ohřívač s provozním rozsahem -40 ° C až 85 ° C lze krátce zapnout, aby se odstranila kondenzace.

HDC2080 pracuje jako podřízený na rozhraní sběrnice I2C. K propojení s. Se používají otevřené odtokové potrubí SDA a SCL Rozhraní I2C . HDC2080 také obsahuje ADC převést naměřené hodnoty z analogového na digitální.

Kruhový diagram

Správné nastavení přesnosti snímacího prvku a snímačů velmi ovlivňuje přesnost měření RH a teplotních hodnot. Pro zlepšení přesnosti snímače se doporučuje izolovat HDC2080 od zdrojů tepla, jako jsou baterie, displej, odporové prvky atd.…

Dlouhé a dlouhodobé vystavení UV záření, chemickým parám, viditelnému světlu může ovlivnit RV% senzoru.

Konfigurace kolíku HDC2080

Pin-Diagram-of-HDC2080

“Barevný kód rezistoru 6 ohmů ”

HDC2080 je k dispozici jako 6kolíkové balení DMB o velikosti 3,00 mm × 3,0 mm.

Pin-1 je sériová datová linka pro pin I2C, SDA. Z tohoto pinu je na kladné napájecí napětí připojen pull-up rezistor.
Pin-2, GND, je zemnící pin.
Pin-3, ADDR, je pin pro výběr adresy. Tento kolík může zůstat buď nepřipojený, nebo může být pevně připojen k zemi. Pokud není připojen nebo je uzemněn, je adresa slave 1000000. Při připojení ke kladnému napájecímu zdroji je adresa slave 1000001.
Pin-4, DRDY / INT, je pin připraven / přerušen dat.
Pin-5, VDD, je kladný pin napájecího napětí.
PIn-6, SCL, je sériová hodinová linka pro I2C. A pull-up rezistor by měl být připojen od tohoto pinu ke kladnému napájecímu zdroji.

Specifikace

Specifikace digitálního snímače HDC2080 jsou následující -

Tento senzor měří relativní vlhkost.
Obsahuje kapacitní snímací prvek.
Rozsah relativní vlhkosti tohoto snímače, pokud je od 0 do 100%.
Typická přesnost vlhkosti HDC2080 je ± 2 ° C.
Tento snímač má maximální přesnost teploty ± 0,2 ° C.
Rozsah provozních teplot HDC2080 je od -40 ° C do 85 ° C.
Funkční teplotní rozsah tohoto snímače je od -40 ° C do 125 ° C.
Průměrný napájecí proud je pouze 300 nA pro relativní vlhkost%, zatímco při výpočtu relativní vlhkosti i teploty je to 550 nA.
Tento snímač obsahuje režim automatického měření.
Senzor HDC2080 je kompatibilní s rozhraním I2C.
Rozsah napájecího napětí pro tento IC je od 1,62 V do 3,6 V.
Maximální vstupní napětí potřebné pro správnou funkci tohoto snímače je 3,9V.
Tento IC je k dispozici jako malý balíček DMB.
K odvádění kondenzace a vlhkosti je na IC zabudováno také topné těleso.
Pro poskytování výstrah tento IC obsahuje také programovatelné prahové hodnoty pro přerušení.
Senzor se může probudit bez pomoci jakéhokoli mikrokontroléru.
Menší verze HDC2080, HDC2010, je k dispozici také pro aplikace, kde je velikost PCB velmi malá.
Požadavek na spotřebu energie tohoto IC je velmi nízký.
Když se používá ke snímání RH nebo teploty, HDC2080 má 14bitové rozlišení.
Doba odezvy při měření RH je 8 sekund.

Aplikace HDC2080

HDC2080 je integrovaný senzor pro měření vlhkosti a teploty. Tento senzor je určen pro systémy napájené z baterie. Tyto senzory se používají v pračkách, sušičkách, domácích spotřebičích, nemocnicích, inkoustových tiskárnách atd. Pro měření vlhkosti. Jedná se o digitální senzory, které lze propojit mikrokontroléry snadno.

V systémech HVAC je senzor propojen s mikrokontrolérem. Mikrokontrolér shromažďuje data ze snímače a na základě těchto datových hodnot udržuje topný a chladicí systém teplotu prostředí na preferovaných úrovních.

Měření vlhkosti je důležité také na lékařských zařízeních, kde může změna úrovně vlhkosti vážně ovlivnit zdraví pacientů.

Alternativní IC

Některé z integrovaných obvodů, které lze použít jako alternativu k senzoru HDC2080, jsou - HDC1010, HDC 1080, HDC2010 atd.

HDC2080 je ideální volbou, protože existuje omezení fyzické velikosti obvodu. Jeho kompaktní velikost s funkcí nízké spotřeby energie je velmi užitečná pro aplikace napájené z baterie. Tento IC by neměl být delší dobu vystaven chemickým výparům a teplu. To může vést ke snížení přesnosti měření. Další elektrické podmínky a podmínky skladování tohoto IC najdete v datovém listu poskytnutém Texaské přístroje .

Image Credit: Texas Instrumentation