نحن البشر نتفاعل مع البيئة الخارجية بمساعدة الحواس. يمتلك جسم الإنسان خمسة أنواع مختلفة من الحواس ، والتي تساعد في عمله بشكل سليم. بنفس الطريقة ، تتطلب الآلات والإلكترونيات أيضًا بعض عناصر الاستشعار للتفاعل مع البيئة الخارجية. مجسات هي الأجهزة التي تستخدمها الآلات كعناصر استشعار. هناك أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار لقياس واكتشاف الكميات الفيزيائية المختلفة. بعض الأمثلة على هذه المستشعرات هي مستشعر درجة الحرارة ، ومستشعر اللمس ، ومستشعر الحريق ، ومستشعر الغاز ، ومستشعر الرطوبة ، ومستشعر الضوء ، ومستشعر القرب ، وما إلى ذلك. تتوفر معظم هذه المستشعرات كدوائر مدمجة صغيرة الحجم ، مما يجعلها سهلة واجهه المستخدم. أحد الأمثلة على هذا الحجم الصغير ، مستشعر الرطوبة المنخفض استهلاك الطاقة هو مستشعر HDC2080.

ما هو مستشعر HDC2080؟

HDC2080 عبارة عن مستشعر رقمي لقياس درجة الحرارة والرطوبة. يحتوي على عنصر استشعار للرطوبة ، وعنصر استشعار درجة الحرارة ، ومحول تناظري إلى رقمي ، وذاكرة مُعايرة وواجهة I2C كلها مدمجة في IC واحد 3 مم × 3 مم 6 سنون.

HDC2080

يوفر HDC2080 دقة قابلة للبرمجة لقياسات درجة الحرارة والرطوبة. يحتوي هذا المستشعر على عنصر استشعار سعوي ويقيس الرطوبة النسبية للبيئة.

مخطط كتلة

مخطط كتلة من HDC2080

يحتوي HDC2080 على نوعين من أوضاع القياس - الوضع التلقائي ووضع التشغيل عند الطلب. في الوضع التلقائي ، لا يتطلب HDC2080 أي أمر I2C لبدء القياس. أثناء العمل في هذا الوضع ، تتم برمجة IC لإجراء قياسات على أساس دوري.

في وضع التشغيل عند الطلب ، تكون أوامر I2C مطلوبة لبدء القياسات. بعد الانتهاء من التحويل ، ينتقل الجهاز إلى وضع السكون وينتظر أمر I2C آخر لبدء القياس.

يحتوي HDC2080 على وضعين للتشغيل - وضع السكون ووضع القياس. الميزة الرئيسية لـ HDC2080 التي تجعلها مناسبة لتطبيقات تجميع الطاقة هي استهلاكها المنخفض للطاقة. عند تطبيقه على هذا النوع من التطبيقات ، يقضي HDC2080 معظم الوقت في وضع السكون. في هذا الوضع ، يبلغ متوسط استهلاك طاقة IC 50 nA.

عند العمل في بيئة رطوبة عالية ، يمكن أن يواجه HDC2080 مشكلة التكثيف. لمنع ذلك ، يتم تزويد IC بعنصر تسخين مدمج. يمكن تشغيل هذا السخان ، مع نطاق تشغيل من -40 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية ، لفترة وجيزة لإزالة التكثيف.

يعمل HDC2080 كعبد في واجهة ناقل I2C. تُستخدم خطوط الصرف المفتوح SDA و SCL لإجراء الاتصال مع واجهة I2C . يحتوي HDC2080 أيضًا على ملف ADC لتحويل قيم القياس من التناظرية إلى الرقمية.

مخطط الرسم البياني

يؤثر الإعداد الصحيح لعنصر الاستشعار ودقة أجهزة الاستشعار بشكل كبير على الدقة في قياس قيم الرطوبة النسبية ودرجة الحرارة. يوصى بعزل HDC2080 عن مصادر الحرارة مثل البطاريات وشاشة العرض وعناصر المقاومة وما إلى ذلك ... لتحسين دقة المستشعر.

يمكن أن يؤثر التعرض الطويل والمطول للأشعة فوق البنفسجية والأبخرة الكيميائية والضوء المرئي على نسبة الرطوبة النسبية في المستشعر.

تكوين دبوس HDC2080

مخطط دبوس من HDC2080

“مخطط دائرة محول التيار المتردد تيار مستمر ”

يتوفر HDC2080 كحزمة بحجم 6 سنون DMB 3.00mm × 3.0mm.

Pin-1 هو خط البيانات التسلسلي لـ I2C ، SDA pin. يتم توصيل المقاوم للسحب من هذا الدبوس بجهد الإمداد الإيجابي.
Pin-2 ، GND ، هو دبوس الأرض.
Pin-3 ، ADDR ، هو دبوس تحديد العنوان. يمكن ترك هذا الدبوس غير متصل أو يمكن توصيله بالأرض. عند تركه غير متصل أو متصل بالأرض ، يكون العنوان التابع 1000000. عند الاتصال بمصدر طاقة موجب ، يكون العنوان التابع هو 1000001.
Pin-4 ، DRDY / INT ، هو دبوس جاهز / المقاطعة للبيانات.
Pin-5 ، VDD ، هو دبوس جهد الإمداد الإيجابي.
PIn-6 ، SCL ، هو خط الساعة التسلسلي لـ I2C. أ المقاوم سحب ما يصل يجب توصيله من هذا الدبوس بمصدر طاقة موجب.

تحديد

مواصفات جهاز الاستشعار الرقمي HDC2080 هي كما يلي:

يقيس هذا المستشعر الرطوبة النسبية.
يحتوي على عنصر استشعار بالسعة.
تتراوح الرطوبة النسبية لهذا المستشعر من 0 إلى 100٪.
تبلغ دقة الرطوبة النموذجية لـ HDC2080 ± 2 درجة مئوية.
يتمتع هذا المستشعر بدقة درجة حرارة قصوى تبلغ ± 0.2 درجة مئوية.
تتراوح درجة حرارة تشغيل HDC2080 من -40 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية.
تتراوح درجة الحرارة الوظيفية لهذا المستشعر من -40 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية.
متوسط تيار العرض هو 300nA لـ RH٪ فقط بينما هو 550nA إذا تم حساب كل من RH٪ ودرجة الحرارة.
يحتوي هذا المستشعر على وضع القياس التلقائي.
مستشعر HDC2080 متوافق مع واجهة I2C.
نطاق جهد الإمداد لهذا IC من 1.62 فولت إلى 3.6 فولت.
الحد الأقصى لجهد الإدخال المطلوب للتشغيل السليم لهذا المستشعر هو 3.9 فولت.
يتوفر هذا IC كحزمة DMB صغيرة.
لتبديد التكثيف والرطوبة ، يتم أيضًا تضمين عنصر تسخين في IC.
لتوفير تنبيهات ، يحتوي IC هذا أيضًا على عتبات مقاطعة قابلة للبرمجة.
يمكن لجهاز الاستشعار أن يستيقظ دون مساعدة من أي متحكم.
يتوفر أيضًا إصدار أصغر من HDC2080 ، HDC2010 ، للتطبيقات التي يكون حجم PCB فيها صغيرًا جدًا.
متطلبات استهلاك الطاقة لهذا IC منخفضة للغاية.
عند استخدامه لاستشعار RH أو درجة الحرارة ، يتمتع HDC2080 بدقة 14 بت.
وقت الاستجابة أثناء قياس الرطوبة النسبية هو 8 ثوان.

تطبيقات HDC2080

HDC2080 عبارة عن مستشعر متكامل لقياس الرطوبة ودرجة الحرارة. تم تصميم هذا المستشعر للأنظمة التي تعمل بالبطارية. تستخدم هذه المستشعرات في الغسالات ، والمجففات ، والأجهزة المنزلية ، والمستشفيات ، وطابعات نفث الحبر ، وما إلى ذلك ... لقياس الرطوبة. هذه مستشعرات رقمية ويمكن التعامل معها ميكروكنترولر بسهولة.

في أنظمة HVAC ، يتم ربط المستشعر بمتحكم دقيق. يقوم المتحكم الدقيق بجمع البيانات من المستشعر وبناءً على قيم هذه البيانات ، تحافظ أنظمة التدفئة والتبريد على درجة حرارة البيئة عند المستويات المفضلة.

قياس الرطوبة مهم أيضًا في الوحدات الطبية ، حيث يمكن أن يؤثر التغيير في مستويات الرطوبة على صحة المرضى بشدة.

بديل IC

بعض IC التي يمكن استخدامها كبديل لمستشعر HDC2080 هي - HDC1010 ، HDC 1080 ، HDC2010 ، إلخ ...

HDC2080 هو خيار مثالي إذا كان هناك قيود على الحجم المادي للدائرة. حجمها الصغير مع ميزة استهلاك الطاقة المنخفض مفيد جدًا للتطبيقات التي تعمل بالبطاريات. لا ينبغي أن يتعرض هذا IC للأبخرة الكيميائية والحرارة لمدة أطول. قد يؤدي هذا إلى انخفاض في دقة القياسات. يمكن العثور على مزيد من الظروف الكهربائية وحالة التخزين لهذا IC في ورقة البيانات المقدمة بواسطة أجهزة تكساس .

حقوق الصورة: تكساس إنسترومنتيشن