Цифровой датчик HDC2080:принципиальная схема и ее характеристики

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 по размеру датчика влажности с низким энергопотреблением является датчик HDC2080.

Что такое датчик HDC2080?

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

Блок-схема

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, чтобы начать измерение.

HDC2080 имеет два режима работы - спящий режим и режим измерения. Ключевой особенностью HDC2080, которая делает его пригодным для использования в системах 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. Для предотвращения этого 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 интерфейсом I2C. HDC2080 также содержит АЦП для преобразования значений измерений из аналоговых в цифровые.

Принципиальная схема

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

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

Конфигурация выводов HDC2080

HDC2080 доступен в виде 6-контактного корпуса DMB размером 3,00 × 3,0 мм.

• Контакт-1 - это линия последовательной передачи данных для I2C, контакт SDA. Подтягивающий резистор подключен к этому выводу с положительным напряжением питания.
• Контакт 2, GND, является контактом заземления.
• Контакт 3 (ADDR) - это контакт выбора адреса. Этот вывод можно либо оставить неподключенным, либо подключить к земле. Когда он не подключен или подключен к земле, адрес ведомого устройства равен 1000000. При подключении к положительному источнику питания адрес ведомого 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. Подтягивающий резистор должен быть подключен от этого вывода к положительному источнику питания.

Технические характеристики

Технические характеристики цифрового датчика HDC2080 следующие:

• Этот датчик измеряет относительную влажность.
• Он содержит емкостный 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 составляет от -40 ° C до 125 ° C.
• Средний ток питания составляет 300 нА только для относительной влажности, тогда как он составляет 550 нА, если рассчитываются и относительная влажность, и температура.
• Этот датчик поддерживает режим автоматического измерения.
• Датчик HDC2080 совместим с интерфейсом 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 микросхема доступна в виде небольшого пакета DMB.
• Для отвода конденсата и влаги в ИС встроен нагревательный элемент.
• Для выдачи предупреждений эта ИС также содержит программируемые пороги прерывания.
• Датчик может выйти из спящего режима без помощи микроконтроллера.
• Уменьшенная версия HDC2080, HDC2010, также доступна для приложений, где размер печатной платы очень мал.
• Потребляемая мощность этой ИС очень низка.
• При использовании для определения 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 легко подключаются к микроконтроллерам.

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

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

Альтернативный IC

В качестве альтернативы датчику HDC2080 можно использовать следующие ИС:HDC1010, HDC 1080, HDC2010 и т. д.

HDC2080 - идеальный выбор, если есть 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. Дополнительные электрические условия и условия хранения этой ИС можно найти в таблице данных, предоставленной Texas Instruations.

Изображение предоставлено Техасская инструментальная компания