HDC2080 digitale sensor:schakelschema en zijn specificaties

Wij mensen interageren met de externe omgeving met behulp van zintuigen. Een menselijk lichaam heeft vijf verschillende soorten zintuigen, die helpen bij het goed functioneren ervan. Op dezelfde manier hebben machines en elektronica ook enkele sensorelementen nodig om te communiceren met de externe omgeving. Sensoren zijn de apparaten die machines gebruiken als detectie-elementen. Er zijn verschillende soorten sensoren voor het meten en detecteren van verschillende fysieke grootheden. Enkele voorbeelden van deze sensoren zijn de temperatuursensor, aanraaksensor, brandsensor, gassensor, vochtigheidssensor, lichtsensor, naderingssensor, enz. De meeste van deze sensoren zijn verkrijgbaar als kleine geïntegreerde schakelingen, waardoor ze gemakkelijk te koppel. Een van de voorbeelden van zo'n kleine vochtigheidssensor met laag stroomverbruik is de HDC2080-sensor.

Wat is een HDC2080-sensor?

HDC2080 is een digitale vochtigheids- en temperatuurmeetsensor. Het heeft een vochtigheidssensorelement, temperatuursensorelement, analoog naar digitaal converter, gekalibreerd geheugen en een I2C-interface, allemaal ingebed op een enkele 3 mm × 3 mm 6-pins IC.

HDC2080 biedt programmeerbare resolutie voor zowel temperatuur- als vochtigheidsmetingen. Deze sensor bevat een capacitief meetelement en meet de relatieve vochtigheid van de omgeving.

Blokdiagram

HDC2080 heeft twee soorten meetmodi:Auto-modus en Trigger-on-demand-modus. In de automatische modus heeft de HDC2080 geen I2C-commando nodig om de meting te starten. Tijdens het werken in deze modus is het IC geprogrammeerd om periodiek metingen uit te voeren.

In de trigger-on-demand-modus zijn I2C-commando's vereist om de metingen te starten. Nadat de conversie is voltooid, gaat het apparaat in de slaapstand en wacht op een ander I2C-commando om de meting te starten.

HDC2080 heeft twee werkingsmodi:slaapmodus en meetmodus. Het belangrijkste kenmerk van de HDC2080 dat het geschikt maakt voor toepassingen op het gebied van energiewinning, is het lage stroomverbruik. Bij toepassing voor dit soort toepassingen brengt de HDC2080 het grootste deel van de tijd door in de slaapstand. In deze modus is het gemiddelde stroomverbruik van de IC 50 nA.

Als je in een omgeving met een hoge luchtvochtigheid werkt, kan de HDC2080 te maken krijgen met condensatieproblemen. Om dit te voorkomen is de IC voorzien van een geïntegreerd verwarmingselement. Deze heater, met een werkbereik van -40 °C tot 85 °C, kan kort worden ingeschakeld om condens te verwijderen.

HDC2080 werkt als een slave op de I2C-businterface. SDA en SCL open-drain lijnen worden gebruikt om de verbinding met de I2C interface te maken. HDC2080 bevat ook een ADC om de meetwaarden om te zetten van analoog naar digitaal.

Circuitdiagram

Een juiste instelling van het sensorelement en de nauwkeurigheid van de sensoren heeft grote invloed op de nauwkeurigheid bij het meten van RV- en temperatuurwaarden. Het isoleren van de HDC2080 van warmtebronnen zoals batterijen, display, weerstandselementen, enz... wordt aanbevolen om de nauwkeurigheid van de sensor te verbeteren.

Lange en langdurige blootstelling aan UV-straling, chemische dampen, zichtbaar licht kan de RH% van de sensor beïnvloeden.

Pinconfiguratie van HDC2080

HDC2080 is beschikbaar als een 6-pins DMB-pakket van 3,00 mm × 3,0 mm.

• Pin-1 is de seriële datalijn voor I2C, SDA-pin. Vanaf deze pin is een pull-up-weerstand aangesloten op de positieve voedingsspanning.
• Pin-2, GND, is de aardingspin.
• Pin-3, ADDR, is de adresselectiepen. Deze pin kan niet worden aangesloten of kan worden geaard. Indien niet aangesloten of aangesloten op aarde, is het slave-adres 1000000. Wanneer aangesloten op de positieve voeding, is het slave-adres 1000001.
• Pin-4, DRDY/INT, is de data-ready/interrupt-pin.
• Pin-5, VDD, is de positieve voedingsspanningspen.
• PIn-6, SCL, is de seriële kloklijn voor I2C. Een pull-up weerstand moet worden aangesloten van deze pin naar de positieve voeding.

Specificaties

Specificaties van de HDC2080 digitale sensor zijn als volgt-

• Deze sensor meet de relatieve vochtigheid.
• Het bevat een capacitief detectie-element.
• Het relatieve vochtigheidsbereik van deze sensor is van 0 tot 100 %.
• Een typische vochtigheidsnauwkeurigheid van HDC2080 is ± 2 °C.
• Deze sensor heeft een maximale temperatuurnauwkeurigheid van ±0,2°C.
• Het bedrijfstemperatuurbereik van de HDC2080 is van -40°C tot 85°C.
• Het functionele temperatuurbereik van deze sensor is van -40 °C tot 125 °C.
• De gemiddelde voedingsstroom is 300 nA voor alleen RH%, terwijl het 550 nA is als zowel RH% als temperatuur worden berekend.
• Deze sensor bevat een automatische meetmodus.
• HDC2080-sensor is compatibel met I2C-interface.
• Het voedingsspanningsbereik voor dit IC is van 1,62 V tot 3,6 V.
• De maximale ingangsspanning die nodig is voor de goede werking van deze sensor is 3,9 V.
• Dit IC is beschikbaar als een klein DMB-pakket.
• Om condensatie en vocht af te voeren is er ook een verwarmingselement in het IC ingebouwd.
• Om waarschuwingen te geven, bevat dit IC ook programmeerbare onderbrekingsdrempels.
• De sensor kan ontwaken zonder de hulp van een microcontroller.
• Een kleinere versie van HDC2080, de HDC2010, is ook beschikbaar voor toepassingen waarbij de printplaat erg klein is.
• Het stroomverbruik van dit IC is erg laag.
• Als de HDC2080 wordt gebruikt om RV of temperatuur te meten, heeft hij een resolutie van 14 bits.
• Responstijd tijdens het meten van RV is 8 seconden.

Toepassingen van HDC2080

HDC2080 is een geïntegreerde sensor om vochtigheid en temperatuur te meten. Deze sensor is ontworpen voor batterijgevoede systemen. Deze sensoren worden gebruikt in wasmachines, drogers, huishoudelijke apparaten, ziekenhuizen, inkjetprinters, enz… voor het meten van vochtigheid. Dit zijn digitale sensoren en kunnen eenvoudig worden gekoppeld aan microcontrollers.

In HVAC-systemen is de sensor gekoppeld aan een microcontroller. De microcontroller verzamelt de gegevens van de sensor en op basis van deze gegevenswaarden houden de verwarmings- en koelsystemen de omgevingstemperatuur op het gewenste niveau.

Het meten van de luchtvochtigheid is ook belangrijk in medische afdelingen, waar de verandering in de luchtvochtigheid de gezondheid van patiënten ernstig kan beïnvloeden.

Alternatieve IC

Sommige IC's die kunnen worden gebruikt als alternatief voor de HDC2080-sensor zijn:HDC1010, HDC 1080, HDC2010, enz...

HDC2080 is een ideale keuze als er een beperking is op de fysieke grootte van het circuit. Het compacte formaat met een laag stroomverbruik is erg handig voor toepassingen op batterijen. Dit IC mag niet langdurig worden blootgesteld aan chemische dampen en hitte. Dit kan leiden tot een afname van de nauwkeurigheid van metingen. Verdere elektrische condities en opslagcondities van dit IC zijn te vinden in de datasheet van Texas Instrumentations.

Afbeelding tegoed: Texas Instrumentation