Мы, люди, взаимодействуем с внешней средой с помощью органов чувств. Человеческое тело имеет пять различных типов чувств, которые помогают в его правильном функционировании. Точно так же машинам и электронике также требуются некоторые чувствительные элементы для взаимодействия с внешней средой. Датчики это устройства, которые машины используют в качестве чувствительных элементов. Существуют различные типы датчиков для измерения и обнаружения различных физических величин. Некоторыми примерами этих датчиков являются датчик температуры, датчик касания, датчик огня, датчик газа, датчик влажности, датчик освещенности, датчик приближения и т. Д. Большинство этих датчиков доступны в виде малогабаритных интегральных схем, что упрощает их установку. интерфейс. Одним из примеров такого небольшого размера датчика влажности с низким энергопотреблением является датчик HDC2080.

Что такое датчик HDC2080?

HDC2080 - это цифровой датчик влажности и температуры. Он имеет датчик влажности, датчик температуры, аналого-цифровой преобразователь, откалиброванную память и интерфейс I2C, встроенные в одну 6-контактную ИС размером 3 мм × 3 мм.

HDC2080

HDC2080 обеспечивает программируемое разрешение для измерения температуры и влажности. Этот датчик содержит емкостный чувствительный элемент и измеряет относительную влажность окружающей среды.

Блок-схема

Блок-схема HDC2080

HDC2080 имеет два типа режимов измерения - автоматический режим и режим запуска по запросу. В автоматическом режиме HDC2080 не требует никаких команд I2C для начала измерения. При работе в этом режиме ИС запрограммирована на периодическое выполнение измерений.

В режиме запуска по запросу для запуска измерений требуются команды I2C. После завершения преобразования устройство переходит в спящий режим и ожидает следующей команды I2C для начала измерения.

HDC2080 имеет два режима работы - спящий режим и режим измерения. Ключевой особенностью HDC2080, которая делает его пригодным для сбора энергии, является низкое энергопотребление. В приложениях такого типа HDC2080 большую часть времени находится в спящем режиме. В этом режиме средняя потребляемая мощность ИС составляет 50 нА.

При работе в среде с высокой влажностью HDC2080 может столкнуться с проблемой конденсации. Чтобы этого не произошло, в ИС встроен нагревательный элемент. Этот нагреватель с рабочим диапазоном от -40 ° C до 85 ° C можно кратковременно включить для удаления конденсата.

HDC2080 работает как ведомое устройство на интерфейсе шины I2C. Линии SDA и SCL с открытым стоком используются для соединения с I2C интерфейс . HDC2080 также содержит АЦП для преобразования значений измерения из аналогового в цифровой.

Принципиальная электрическая схема

Правильная настройка чувствительного элемента и точности датчиков сильно влияет на точность измерения значений относительной влажности и температуры. Изоляция HDC2080 от источников тепла, таких как батареи, дисплей, резистивные элементы и т. Д., Рекомендуется для повышения точности датчика.

Длительное и продолжительное воздействие УФ-излучения, химических паров, видимого света может повлиять на относительную влажность сенсора.

Конфигурация контактов HDC2080

Схема выводов HDC2080

“Схема зарядного устройства солнечной батареи 12 В ”

HDC2080 доступен в 6-контактном корпусе DMB размером 3,00 × 3,0 мм.

Контакт-1 - это линия последовательной передачи данных для I2C, вывод SDA. Подтягивающий резистор подключен к этому выводу с положительным напряжением питания.
Контакт 2, GND, является контактом заземления.
Контакт 3, ADDR, является контактом выбора адреса. Этот вывод можно либо оставить неподключенным, либо подключить к земле. Когда он не подключен или подключен к земле, адрес подчиненного устройства равен 1000000. При подключении к положительному источнику питания адрес подчиненного устройства равен 1000001.
Контакт 4, DRDY / INT, является контактом готовности данных / прерывания.
Вывод 5, VDD, является выводом положительного напряжения питания.
PIn-6, SCL, является последовательной линией синхронизации для I2C. А подтягивающий резистор должен быть подключен от этого контакта к положительному источнику питания.

Характеристики

Технические характеристики цифрового датчика HDC2080 следующие:

Этот датчик измеряет относительную влажность.
Он содержит емкостной чувствительный элемент.
Диапазон относительной влажности этого датчика от 0 до 100%.
Типичная точность измерения влажности HDC2080 составляет ± 2 ° C.
Этот датчик имеет максимальную точность измерения температуры ± 0,2 ° C.
Диапазон рабочих температур HDC2080 составляет от -40 ° C до 85 ° C.
Рабочий диапазон температур этого датчика от -40 ° C до 125 ° C.
Средний ток питания составляет 300 нА только для RH%, тогда как он составляет 550 нА, если рассчитываются как RH%, так и температура.
Этот датчик имеет режим автоматического измерения.
Датчик HDC2080 поддерживает интерфейс I2C.
Диапазон напряжения питания для этой ИС составляет от 1,62 В до 3,6 В.
Максимальное входное напряжение, необходимое для правильной работы этого датчика, составляет 3,9 В.
Эта ИС доступна в виде небольшого пакета DMB.
Для отвода конденсата и влаги в микросхему встроен нагревательный элемент.
Для выдачи предупреждений эта ИС также содержит программируемые пороги прерывания.
Датчик может проснуться без помощи микроконтроллера.
Уменьшенная версия HDC2080, HDC2010, также доступна для приложений, где размер печатной платы очень мал.
Потребляемая мощность этой ИС очень низкая.
При использовании для измерения относительной влажности или температуры HDC2080 имеет 14-битное разрешение.
Время отклика при измерении относительной влажности составляет 8 секунд.

Приложения HDC2080

HDC2080 - это встроенный датчик для измерения влажности и температуры. Этот датчик разработан для систем с батарейным питанием. Эти датчики используются в стиральных машинах, сушилках, бытовой технике, больницах, струйных принтерах и т. Д. Для измерения влажности. Это цифровые датчики, которые могут сопрягаться с микроконтроллеры с легкостью.

В системах HVAC датчик сопряжен с микроконтроллером. Микроконтроллер собирает данные с датчика и на основе этих значений данных системы отопления и охлаждения поддерживают температуру окружающей среды на предпочтительном уровне.

Измерение влажности также важно в медицинских учреждениях, где изменение уровня влажности может серьезно повлиять на здоровье пациентов.

Альтернативный IC

Некоторые из ИС, которые можно использовать в качестве альтернативы датчику HDC2080: HDC1010, HDC 1080, HDC2010 и т. Д.

HDC2080 - идеальный выбор, когда существует ограничение на физический размер схемы. Его компактный размер с функцией низкого энергопотребления очень полезен для приложений с батарейным питанием. Этот ИС не следует подвергать воздействию химических паров и тепла в течение длительного времени. Это может привести к снижению точности измерений. Другие электрические условия и условия хранения этой ИС можно найти в таблице данных, предоставленной Техасские инструменты .

Кредит изображения: Техасское оборудование