HDC2080 Digital Sensor: Schaltplan und seine Spezifikationen

Wir Menschen interagieren mit Hilfe der Sinne mit der äußeren Umgebung. Ein menschlicher Körper hat fünf verschiedene Arten von Sinnen, die zu seiner ordnungsgemäßen Funktion beitragen. In gleicher Weise benötigen Maschinen und Elektronik auch einige Sensorelemente, um mit der äußeren Umgebung zu interagieren. Sensoren sind die Geräte, die Maschinen als Sensorelemente verwenden. Es gibt verschiedene Arten von Sensoren zum Messen und Erfassen verschiedener physikalischer Größen. Einige Beispiele für diese Sensoren sind der Temperatursensor, der Berührungssensor, der Feuersensor, der Gassensor, der Feuchtigkeitssensor, der Lichtsensor, der Näherungssensor usw. Die meisten dieser Sensoren sind als kleine integrierte Schaltkreise erhältlich, wodurch sie einfach zu handhaben sind Schnittstelle. Eines der Beispiele für einen derart kleinen Feuchtigkeitssensor mit geringem Stromverbrauch ist der HDC2080-Sensor.

Was ist ein HDC2080-Sensor?

HDC2080 ist ein digitaler Feuchtigkeits- und Temperaturmesssensor. Es verfügt über ein Feuchtigkeitssensorelement, ein Temperatursensorelement, einen Analog-Digital-Wandler, einen kalibrierten Speicher und eine I2C-Schnittstelle, die alle in einen einzelnen 3 mm × 3 mm 6-poligen IC eingebettet sind.

HDC2080

HDC2080 bietet eine programmierbare Auflösung für Temperatur- und Feuchtigkeitsmessungen. Dieser Sensor enthält ein kapazitives Sensorelement und misst die relative Luftfeuchtigkeit.

Blockdiagramm

Blockdiagramm von HDC2080

HDC2080 verfügt über zwei Arten von Messmodi: Auto-Modus und Trigger-On-Demand-Modus. Im Auto-Modus benötigt der HDC2080 keinen I2C-Befehl, um die Messung zu starten. Während der Arbeit in diesem Modus ist der IC so programmiert, dass er regelmäßig Messungen durchführt.

Im Trigger-On-Demand-Modus sind I2C-Befehle erforderlich, um die Messungen zu starten. Nach Abschluss der Konvertierung wechselt das Gerät in den Ruhemodus und wartet, bis ein weiterer I2C-Befehl die Messung startet.

Der HDC2080 verfügt über zwei Betriebsmodi: den Ruhemodus und den Messmodus. Das Hauptmerkmal des HDC2080, das ihn für Energy Harvesting-Anwendungen geeignet macht, ist sein geringer Stromverbrauch. Bei Anwendung für diese Art von Anwendungen verbringt HDC2080 die meiste Zeit im Ruhemodus. In diesem Modus beträgt der durchschnittliche Stromverbrauch des IC 50 nA.

Wenn HDC2080 in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit arbeitet, kann das Problem der Kondensation auftreten. Um dies zu verhindern, ist der IC mit einem integrierten Heizelement ausgestattet. Diese Heizung mit einem Betriebsbereich von -40 ° C bis 85 ° C kann kurz eingeschaltet werden, um das Kondenswasser zu entfernen.

HDC2080 arbeitet als Slave an der I2C-Busschnittstelle. SDA- und SCL-Open-Drain-Leitungen werden verwendet, um die Verbindung mit dem herzustellen I2C-Schnittstelle . HDC2080 enthält auch eine ADC um die Messwerte von analog auf digital umzurechnen.

Schaltplan

Die richtige Einstellung des Messelements und der Genauigkeit der Sensoren wirkt sich stark auf die Genauigkeit bei der Messung der relativen Luftfeuchtigkeit und der Temperatur aus. Das Isolieren des HDC2080 von Wärmequellen wie Batterien, Display, Widerstandselementen usw. wird empfohlen, um die Genauigkeit des Sensors zu verbessern.

Lange und längere Exposition gegenüber UV-Strahlung, chemischen Dämpfen und sichtbarem Licht kann die relative Luftfeuchtigkeit des Sensors beeinflussen.

Pin-Konfiguration des HDC2080

Pin-Diagramm-von-HDC2080

HDC2080 ist als 6-poliges DMB-Gehäuse mit einer Größe von 3,00 mm × 3,0 mm erhältlich.

• Pin-1 ist die serielle Datenleitung für I2C, SDA-Pin. Von diesem Pin ist ein Pull-up-Widerstand mit der positiven Versorgungsspannung verbunden.
• Pin-2, GND, ist der Erdungsstift.
• Pin-3, ADDR, ist der Adressauswahl-Pin. Dieser Stift kann entweder nicht angeschlossen oder fest mit Masse verbunden sein. Wenn die Slave-Adresse nicht angeschlossen oder mit Masse verbunden ist, lautet sie 1000000. Bei Anschluss an die positive Stromversorgung lautet die Slave-Adresse 1000001.
• Pin-4, DRDY / INT, ist der Datenbereitschafts- / Interrupt-Pin.
• Pin-5, VDD, ist der Pin der positiven Versorgungsspannung.
• PIn-6, SCL, ist die serielle Taktleitung für I2C. EIN Pull-up-Widerstand sollte von diesem Pin an die positive Stromversorgung angeschlossen werden.

Spezifikationen

Die technischen Daten des digitalen HDC2080-Sensors lauten wie folgt:

• Dieser Sensor misst die relative Luftfeuchtigkeit.
• Es enthält ein kapazitives Sensorelement.
• Der relative Feuchtigkeitsbereich dieses Sensors liegt zwischen 0 und 100%.
• Eine typische Feuchtigkeitsgenauigkeit von HDC2080 beträgt ± 2 ° C.
• Dieser Sensor hat eine maximale Temperaturgenauigkeit von ± 0,2 ° C.
• Der Betriebstemperaturbereich des HDC2080 reicht von -40 ° C bis 85 ° C.
• Der Funktionstemperaturbereich dieses Sensors reicht von -40 ° C bis 125 ° C.
• Der durchschnittliche Versorgungsstrom beträgt 300 nA nur für RH%, während er 550 nA beträgt, wenn sowohl RH% als auch Temperatur berechnet werden.
• Dieser Sensor enthält einen automatischen Messmodus.
• Der HDC2080-Sensor ist mit der I2C-Schnittstelle kompatibel.
• Der Versorgungsspannungsbereich für diesen IC reicht von 1,62 V bis 3,6 V.
• Die maximale Eingangsspannung, die für die ordnungsgemäße Funktion dieses Sensors erforderlich ist, beträgt 3,9 V.
• Dieser IC ist als kleines DMB-Paket erhältlich.
• Um Kondenswasser und Feuchtigkeit abzuleiten, ist auf dem IC auch ein Heizelement eingebettet.
• Um Warnungen bereitzustellen, enthält dieser IC auch programmierbare Interrupt-Schwellenwerte.
• Der Sensor kann ohne Hilfe eines Mikrocontrollers aufwachen.
• Eine kleinere Version von HDC2080, die HDC2010, ist auch für Anwendungen verfügbar, bei denen die Leiterplattengröße sehr klein ist.
• Der Stromverbrauch dieses IC ist sehr gering.
• Bei Verwendung zur Erfassung der relativen Luftfeuchtigkeit oder der Temperatur bietet der HDC2080 eine Auflösung von 14 Bit.
• Die Reaktionszeit bei der Messung der relativen Luftfeuchtigkeit beträgt 8 Sekunden.

Anwendungen von HDC2080

HDC2080 ist ein integrierter Sensor zur Messung von Luftfeuchtigkeit und Temperatur. Dieser Sensor ist für batteriebetriebene Systeme ausgelegt. Diese Sensoren werden in Waschmaschinen, Trocknern, Haushaltsgeräten, Krankenhäusern, Tintenstrahldruckern usw. zur Messung der Luftfeuchtigkeit verwendet. Dies sind digitale Sensoren, mit denen eine Schnittstelle hergestellt werden kann Mikrocontroller leicht.

In HLK-Systemen ist der Sensor mit einem Mikrocontroller verbunden. Der Mikrocontroller sammelt die Daten vom Sensor und basierend auf diesen Datenwerten halten die Heiz- und Kühlsysteme die Umgebungstemperatur auf den bevorzugten Werten.

Die Messung der Luftfeuchtigkeit ist auch in medizinischen Einheiten wichtig, in denen die Änderung der Luftfeuchtigkeit die Gesundheit von Patienten stark beeinträchtigen kann.

Alternativer IC

Einige der ICs, die als Alternative zum HDC2080-Sensor verwendet werden können, sind: HDC1010, HDC 1080, HDC2010 usw.

HDC2080 ist eine ideale Wahl, wenn die physikalische Größe der Schaltung begrenzt ist. Die kompakte Größe mit geringem Stromverbrauch ist sehr nützlich für batteriebetriebene Anwendungen. Dieser IC sollte nicht länger chemischen Dämpfen und Hitze ausgesetzt werden. Dies kann zu einer Verringerung der Messgenauigkeit führen. Weitere elektrische Bedingungen und Lagerbedingungen dieses IC finden Sie im Datenblatt von Texas Instrumentierungen .

Bildnachweis: Texas Instrumentation