土壤型溫濕度傳感器說明書(詳細(xì))

/16嚴(yán)路1^^。/如/果?將｝傳/匚、H器/—/用于/腐/蝕氣「體中，7插針7PCBII▼需要亠起來、丿免觸不良或短路。5PCzVD7HxA貯存條件與操作說明濕度傳感器不是普通的電子元器件，需要仔細(xì)防護(hù)，這一點(diǎn)用戶必須重視。長期暴露在高濃度的化學(xué)蒸汽中將會(huì)致使傳感器的讀數(shù)產(chǎn)生漂移。因此建議將傳感器存放于原包裝包括封裝的ESD包內(nèi)，并且符合以下條件：溫度范圍10°C-50°C〈在有限時(shí)間內(nèi)0-80°C）；濕度為20-60%RH〈沒有ESD封裝的傳感器）。若傳感器沒有原包裝，則需要存放在PE-HD8材質(zhì)的ESD袋中。在生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中，要保證傳感器遠(yuǎn)離高濃度的化學(xué)溶劑。要避免使用揮發(fā)性膠水、粘性膠帶、不干膠貼紙，或具有揮發(fā)性的包裝材料，如發(fā)泡塑料袋、泡沫塑料等。生產(chǎn)場合需要保持通風(fēng)。詳細(xì)信息請參考“操作說明”或聯(lián)系我們。jLBHrnAILg恢復(fù)處理暴露在極端工作條件或化學(xué)蒸汽中的傳感器，可通過如下處理，使其恢復(fù)到校準(zhǔn)狀態(tài)。烘干：在100T05°C（100T05°C對應(yīng)于212-221T，20-30C對應(yīng)于68-86°F〉和〈5%RH的濕度條件下保持10小時(shí)；重新水合：在20-30C和〉75%RH的濕度條件下保持12小時(shí)（75%RH的濕度場可以很便利的由NaCl飽和鹽溶液制得〉。xHAQX74J0X溫度影響氣體的相對濕度，在很大程度上依賴于溫度。因此在測量濕度時(shí)，應(yīng)盡可能保證濕度傳感器在同一溫度下工作。在做測試時(shí)，應(yīng)保證兩個(gè)傳感器在同樣的溫度下，然后比較濕度的讀數(shù)。SS2005的封裝設(shè)計(jì)減少了從插針到傳感器的熱傳遞。如果與釋放熱量的電子元件共用一個(gè)印刷線路板，在安裝時(shí)應(yīng)盡可能將SS2005遠(yuǎn)離發(fā)熱電子元件，以減小熱傳遞。而且，如果測量頻率過高則會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)加熱效應(yīng)，詳細(xì)信息請參考3.3節(jié)。LDAYtRyKfE光線SS2005對光線不敏感。但長時(shí)間暴露在太陽光下或強(qiáng)烈的紫外線輻射中，會(huì)使外殼老化。用于密封和安裝的材質(zhì)許多材質(zhì)吸收濕氣并將充當(dāng)緩沖器的角色，這會(huì)加大響應(yīng)時(shí)間和遲滯。因此傳感器周邊的材質(zhì)應(yīng)謹(jǐn)慎選用。推薦使用的材料有：所有的金屬,LCP,POM（Delrin〉,PTFE（Teflon〉,PE,PEEK，PP,PB,PPS,PSU,PVDF,Zzz6ZB2LtkPVF。用于密封和粘合的材質(zhì)〈保守推薦）：推薦使用充滿環(huán)氧樹脂的方法進(jìn)行電子元件的封裝，或是硅樹脂。這些材料釋放的氣體也有可能污染SS2005（見1.3>。加工后應(yīng)將傳感器置于通風(fēng)良好處，或在50C的環(huán)境中干燥24小時(shí)，以使其在封裝前將污染氣體釋放。dvzfvkwMIl配線注意事項(xiàng)與信號傳輸?shù)耐暾允筍CK和DATA信號線相互平行以及使它們相互靠近且距離超過10cm〈如使用導(dǎo)線時(shí)），有可能導(dǎo)致信號串?dāng)_和通訊失敗。解決方法是在兩個(gè)信號線之間配置VDD和/或GND線，SCK和DATA可使用屏蔽線。此外，降低SCK頻率將有可能提高信號傳輸?shù)耐暾?。詳情可參閱?yīng)用說明“ESD、latch-up和EMC”。rqyn14ZNXIESD（靜電釋放）ESD靜電釋放符合MILSTD883Emethod3015標(biāo)準(zhǔn)〈人體模式土2KV）。電路閉鎖測試依據(jù)JEDEC78A標(biāo)準(zhǔn)，滿足強(qiáng)制電流在土100mA，環(huán)境溫度Tamb=80C條件下不閉鎖。詳情可參閱應(yīng)用說明“ESD、latch-up>EMC”。EmxvxOtOcoSCK率。2.1電源引腳〈VDD,GND〉SS20系列傳感器的供電電壓為2.4-5.5V,建議供電電壓為3.3V。SS20系列傳感器的串行接口，在傳感器信號的讀取及電源損耗方面，都做了優(yōu)化處理；傳感器不能按照I2C協(xié)議編址，但是，如果I2C總線上沒有掛接別的元件，傳感器可以連接到I2C總線上，但單片機(jī)必須按照傳感器的協(xié)議工作。SixE2yXPq52.2串行時(shí)鐘輸入〈SCK〉SCK用于微處理器與SS20系列傳感器之間的通訊同步。由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，因而不存在最小SCK頻率。6ewMyirQFL2.3串行數(shù)據(jù)〈DATA〉DATA三態(tài)門用于數(shù)據(jù)的讀取。DATA在SCK時(shí)鐘下降沿之后改變狀態(tài)，并僅在SCK時(shí)鐘上升沿有效。數(shù)據(jù)傳輸期間，在SCK時(shí)鐘高電平時(shí)，DATA必須保持穩(wěn)定。為避免信號沖突，微處理器應(yīng)驅(qū)動(dòng)DATA在低電平。需要一個(gè)外部的上拉電阻〈例如：10kQ)將信號提拉至高電平〈參見圖2)。上拉電阻通常已包含在微處理器的I/O電路中。詳細(xì)的I/O特性，參見表2。kavU42VRUs電氣特性電氣特性，如能耗，低、高電平，輸入、輸出電壓等，都取決于電源。表2詳細(xì)解釋了SS2005的電氣特性，若沒有標(biāo)明，則表示供電電壓為5V。若想與傳感器獲得最佳通訊效果，請?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格遵照表3與圖6的條件。y6v3ALoS89圖6時(shí)序圖，參數(shù)詳見表3

*TR_max+TF_max=(FSCK〉T-TSCKH-TSCKL**TR0isdeterminedbytheRP*Cbustime-constantatDATAlineM2ub6vSTnP***TV_maxandTSU_maxdependonexternalpull-upresistor0YujCfmUCw(RP〉andtotalbuslinecapacitance(Cbus〉atDATAlineeUts8ZQVRd****TH0_max<TV-max(TR0,TF0>表3SS20系列傳感器I/O信號特性10為保證傳感器的最高精度，建議供電電壓為3.3V。11最小值基于每秒進(jìn)行一次8位精度的測量，不加載OTP。典型值基于每秒進(jìn)行一次12位精度的測量。sQsAEJkW5T傳感器通訊啟動(dòng)傳感器首先，選擇供電電壓后將傳感器通電，上電速率不能低于lV/ms。通電后傳感器需要11ms進(jìn)入休眠狀態(tài)，在此之前不允許對傳感器發(fā)送任何命令。GMsIasNXkA發(fā)送命令用一組“啟動(dòng)傳輸”時(shí)序，來表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)某跏蓟?。它包括：?dāng)SCK時(shí)鐘高電平時(shí)DATA翻轉(zhuǎn)為低電平，緊接著SCK變?yōu)榈碗娖?，隨后是在SCK時(shí)鐘高電平時(shí)DATA翻轉(zhuǎn)為高電平TIrRGchYzg

圖7“啟動(dòng)傳輸”時(shí)序后續(xù)命令包含三個(gè)地址位〈目前只支持“000”），和五個(gè)命令位。SS20系列傳感器會(huì)以下述方式表示已正確地接收到指令：在第8個(gè)SCK時(shí)鐘的下降沿之后，將DATA下拉為低電平〈ACK位）。在第9個(gè)SCK時(shí)鐘的下降沿之后，釋放DATA〈恢復(fù)高電平）。7EqZcWLZNX命令代碼預(yù)留OOOOx溫度測量00011濕度測量00101讀狀態(tài)寄存器00111寫狀態(tài)寄存器00110預(yù)留0101x-1110x軟復(fù)位，復(fù)位接口、清空狀態(tài)寄存器，即清空為默認(rèn)值，下一次命令前等後至少11ms11110表4命令集3.3測量時(shí)序〈RH,T>發(fā)布一組測量命令〈‘00000101’表示相對濕度RH，‘00000011'表示溫度T）后，控制器要等待測量結(jié)束。這個(gè)過程需要大約20/80/320ms,分別對應(yīng)8/12/14bit測量。確切的時(shí)間隨內(nèi)部晶振速度，最多可能有-30%的變化。SS20系列傳感器通過下拉DATA至低電平并進(jìn)入空閑模式，表示測量的結(jié)束?？刂破髟谠俅斡|發(fā)SCK時(shí)鐘前，必須等待這個(gè)“數(shù)據(jù)備妥”信號來讀出數(shù)據(jù)。檢測數(shù)據(jù)可以先被存儲，這樣控制器可以繼續(xù)執(zhí)行其它任務(wù)在需要時(shí)再讀出數(shù)據(jù)。接著傳輸2個(gè)字節(jié)的測量數(shù)據(jù)和1個(gè)字節(jié)的CRC奇偶校驗(yàn)。uC需要通過下拉DATA為低電平，以確認(rèn)每個(gè)字節(jié)。所有的數(shù)據(jù)從MSB開始，右值有效〈例如：對于12bit數(shù)據(jù)，從第5個(gè)SCK時(shí)鐘起算作MSB；lzq7IGf02E而對于8bit數(shù)據(jù)，首字節(jié)則無意義）。用CRC數(shù)據(jù)的確認(rèn)位，表明通訊結(jié)束。如果不使用CRC-8校驗(yàn)，控制器可以在測量值LSB后，通過保持確認(rèn)位ack高電平，來中止通訊。在測量和通訊結(jié)束后，SS20系列傳感器自動(dòng)轉(zhuǎn)入休眠模式。警告：為保證自身溫升低于0.1°C，SS20系列傳感器的激活時(shí)間不要超過10%〈例如，對應(yīng)12bit精度測量，每秒最多進(jìn)行1次測量）。.zvpgeqJ1hk

如果與SS20系列傳感器通訊中斷，下列信號時(shí)序可復(fù)位串口：當(dāng)DATA保持高電平時(shí)，觸發(fā)SCK時(shí)鐘9次或更多，參閱圖8。在下一次指令前，發(fā)送一個(gè)“傳輸啟動(dòng)”時(shí)序。這些時(shí)序只復(fù)位串口，狀態(tài)寄存器內(nèi)容仍然保留。NrpoJac3v1"ransmissionStartDATA尸■-90%/1C%DATA圖8通訊復(fù)位時(shí)序CRC-8校驗(yàn)數(shù)字信號的整個(gè)傳輸過程由8bit校驗(yàn)來確保。任何錯(cuò)誤數(shù)據(jù)將被檢測到并清除。用戶可選擇是否做CRC校驗(yàn)。詳情可參閱應(yīng)用說明“CRC-8校驗(yàn)”。lnowfTG4KI狀態(tài)寄存器SS20系列傳感器的某些高級功能可以通過給狀態(tài)寄存器發(fā)送指令來實(shí)現(xiàn)，如選擇測量分辨率，電量不足提醒或啟動(dòng)加熱功能等。下面的章節(jié)概括介紹了這些功能。詳情可參閱應(yīng)用說明“狀態(tài)寄存器”。在讀狀態(tài)寄存器或?qū)憼顟B(tài)寄存器之后，8位狀態(tài)寄存器的內(nèi)容將被讀出或?qū)懭耄瑓㈤啽?。通訊請閱圖9和圖10-狀態(tài)寄存器位請閱表5。fjnFLDa5Zo00■301C111111StatusRoisterIIlli圖9狀態(tài)寄存器寫s0000011124111111StatjsRegister11111IChecksum111111IIIIII圖10狀態(tài)寄存器讀完整的通訊循環(huán)請參閱圖11，圖12圖11圖11測量時(shí)序圖11測量時(shí)序數(shù)字信號的整個(gè)傳輸過程由8bit校驗(yàn)來確保。任何錯(cuò)誤數(shù)據(jù)將被檢測到并清除。用戶可選擇是否做CRC校驗(yàn)。tfnNhnE6e5Tfansrnwion5tariELIW"TEah￡rn>3^tfiAddreas-'DOTDataMflffiurflfngnl-■BOm?tor12bil-20Tc&ior6h+ihprif._$MT.]pij少￡q?nClAlAhmDATATfansrnwion5tariELIW"TEah￡rn>3^tfiAddreas-'DOTDataMflffiurflfngnl-■BOm?tor12bil-20Tc&ior6h+ihprif._$MT.]pij少￡q?nClAlAhmDATAC<5mrnand-TJO1Dr時(shí)劃-SHTwicofib'daD^TAbne_=_*PIMii=uCcunfli□旨DAT鳥』債A/wWvwtCJRC^3Checksum*a[1crne?dmeasurei^erilboandiransnifeMfl匚.■屯31TInmfaAA/WwVwMHHLBH-DATA圖12相對濕度測量時(shí)序示例，數(shù)值“0000'1001‘0011’0001”=2353=75.79%RH〈未包含溫度補(bǔ)償）。DATA有效時(shí)間已標(biāo)出，可參見DATA線。傳感器控制加粗的DATA線，單片機(jī)控制單線的DATA線。HbmVN777sL表5狀態(tài)寄存器位測量分辨率：默認(rèn)的測量分辨率分別為14bit〈溫度）、12bit〈濕度），也可分別降至12bit和8bit。通常在高速或超低功耗的應(yīng)用中采用該功能。電量不足：“電量不足”功能可監(jiān)測到Vdd電壓低于2.47V的狀態(tài)。精度為土0.05V。加熱原件：芯片上集成了一個(gè)可通斷的加熱元件。接通后，在環(huán)境溫度基礎(chǔ)上可將DHTxx的溫度提高大約5-10°C。功耗約增加8mA@5V供電。例如，加熱元件可用于功能性分析：比較加熱前后的溫度和濕度值，溫度上升的同時(shí)，濕度將會(huì)降低，露點(diǎn)不變。注意：加熱SHT9x后，

所以，出的溫度值并感器不適合在啟動(dòng)加熱元件的情況下連續(xù)使用。V7l4jRB8Hs所以，12對應(yīng)9-18°F輸出轉(zhuǎn)換為物理量4.1相對濕度為了補(bǔ)償濕度傳感器的非線性以獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，請參閱圖13，建議使用如下公式修正讀數(shù)：RHlinear二cl+c2?S0RH+c3?S0RH2(%RH〉SOr-ClC2C312bit■2.04680.0367-1.5955E-68bit■2.04680.5872-4.0845E-4表6優(yōu)化V4版濕度轉(zhuǎn)換系數(shù)表6中的系數(shù)優(yōu)化了V4版?zhèn)鞲衅鞯臐M量程精度。在早期版本中的系數(shù)Cx*，優(yōu)化了V3版的傳感器，同樣適用于V4傳感器，請參閱表7。83lcPA59W9SO^HcrC2*G3*12bit-4.00000.0405-2.8000E-68bit-4.00000.6480-7.2000E4表7V3版濕度轉(zhuǎn)換系數(shù)，同樣適用于V4簡化的修正算法，可參閱應(yīng)用說明“相對濕度與溫度的非線性補(bǔ)償”。對高于99%的那些測量值則表示空氣已經(jīng)完全飽和，必須被處理成顯示值均為100%RH13。請注意濕度傳感器對電壓基本上沒有依賴性。mZkklkzaaPB一pEnHm>NmH2000B一pEnHm>NmH2000250CSORHsensorreadout(12bit)圖13從SORH轉(zhuǎn)化到相對濕度相對濕度對于溫度依賴性的補(bǔ)償由于實(shí)際溫度與測試參考溫度25°C(~77F〉的顯著不同，濕度信號需要溫度補(bǔ)償。溫度校正粗略對應(yīng)于0.12%RH/C@50%RH，溫度補(bǔ)償系數(shù)請參閱表8。AVktR43bpwRHtrue=(T°C-25〉?(t1+t2?SORH〉+RHlinear

溫度由能隙材料PTAT（正比于絕對溫度〉研發(fā)的溫度傳感器具有極好的線性。可用如下公式將數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換為溫度值，溫度轉(zhuǎn)換系數(shù)請閱表9：ORjBnOwcEd12TT=d+d?SOVDDdiVDDdi(°C)由㈣5V-40.1-40.24V-39,8-36.63.5V-39.7■3S.53V2.5V?394-38.9SOi好C)(KF)14bit0.010.01812bit0.040,072表9溫度轉(zhuǎn)換系數(shù)15露點(diǎn)m?TSS20系列傳感器不能直接測量露點(diǎn)，但可由溫度和濕度值計(jì)算得出露點(diǎn)。由于濕度與溫度經(jīng)由同一塊芯片測量，SS20系列傳感器系列產(chǎn)品可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的露點(diǎn)測量?？梢允褂枚喾N公式進(jìn)行露點(diǎn)Td計(jì)算，但大多數(shù)都很復(fù)雜。對于溫度范圍為-40-50°C，如下的近似計(jì)算可得出高精度的露點(diǎn)值，系數(shù)請參閱表m?T(RH)十Td(RHJ)=T^m_,Td(RHJ)=T^m_,nf^100%JT「十TTemperatureRangeTnrC)mAbovewater.0-50°C243.1217.62Aboveice,-40-0°C272.6222.46表10露點(diǎn)計(jì)算參數(shù)關(guān)于露點(diǎn)計(jì)算的詳細(xì)資料，請參看“露點(diǎn)計(jì)算”。環(huán)境穩(wěn)定性若傳感器可以在裝配或設(shè)備中應(yīng)用，那么應(yīng)用環(huán)境需要和測試傳感器相一致。在裝置中傳感器的響應(yīng)時(shí)間會(huì)變長，所以在測量時(shí)要預(yù)留出足夠的時(shí)間。具體信息請參考應(yīng)用說明“認(rèn)證指南”。gIiSpiue7A業(yè)樓宇控制&暖通空調(diào)電力計(jì)量測試醫(yī)藥業(yè)使用注意事項(xiàng)感器的應(yīng)用環(huán)境要求如果一些大分子與傳感器內(nèi)部的濕敏元件接觸，很難再揮發(fā)到空氣中，會(huì)阻塞空氣中水分子的滲入，導(dǎo)致傳感器反應(yīng)不靈敏，測量濕度偏高。因此，在使用過程中，傳感器要遠(yuǎn)離塑料、硅膠、香水等大分子材料和物質(zhì)。uEhOUlYfmh意上拉電阻的連接。因?yàn)橛泻芏嗫蛻粲捎诓患由侠娮杌蛘咦柚颠x用不當(dāng)，給應(yīng)用帶來麻煩，提醒客戶注意。通常情況，我們建議在數(shù)據(jù)線DATA上加10K-20K的上拉電阻。具體情況由用戶根據(jù)自己的單片機(jī)類型進(jìn)行實(shí)際調(diào)整。IAg9qLsgBX意SCK的頻率選擇。我們建議SCK的頻率范圍為4-6MHz,最高頻率不得超過10MHz.。如果用戶選用晶振頻率較高，要在軟件上加一些延時(shí)和空操作指令，以調(diào)整時(shí)序。SCK的最低頻率沒有限制。WwghWvVhPE4.注意單片機(jī)的I/O設(shè)置。注意選用不同單片機(jī)編程時(shí)對SCK、DATA的I/O方向設(shè)置與轉(zhuǎn)換。5．注意避免冷凝現(xiàn)象的發(fā)生。SHT系列溫濕度傳感器在結(jié)露和浸水情況下，其本身的性能和質(zhì)量不會(huì)受到任何損壞，但是，由于水滴對敏感元件的影響，會(huì)導(dǎo)致傳感器測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，此時(shí)讀出的數(shù)據(jù)不具有實(shí)際意義。如果傳感器工作在95%RH以上高濕環(huán)境，要避免發(fā)生冷凝現(xiàn)象。方法：通過軟件驅(qū)動(dòng)傳感器內(nèi)部的加熱器，打破冷凝條件。數(shù)據(jù)讀取正常后，即可關(guān)掉加熱器。程序調(diào)試過程中有效排查方法：在程序仿真運(yùn)行過程中，用示波器監(jiān)測DATA,SCK兩路信號的輸出波形，與SHTXX的技術(shù)手冊中的傳輸時(shí)序波形比對，看是否符合