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小型数字湿度传感器IC,延长电池寿命并降低设计复杂度

作者: 时间:2017-02-06 来源:网络 收藏

即插即用的易用性
数字输出和工厂校准免除Si7005相对湿度传感器的校准过程,所以每个传感器都可以相互替换。在从一个器件单元切换到另一个器件单元时,无需任何软件/固件改变或校准;主机处理最后的线性化和温度补偿,该算法使用固定值,不因芯片的变换而改变;在生产线上无需花费时间或人力来调整每个器件单元,由此返工和现场维护更加方便。
保护盖
可选的工厂安装的保护盖,如图2所示,使Si7005非常牢固和易用。这种薄型疏水性/疏油性薄膜可保护传感器在板级安装前、中和后,避免液体/冷凝液和粉尘带来的侵害,而测量的灵敏度也不会受到保护盖的影响。


图2.具有和不具有保护盖的Si7005

从MCU端口引脚为Si7005湿度传感器供电以获得低功耗
Si7005相对湿度传感器可以动态的从单片机(MCU)端口引脚获得每次转换所需的电能。由于Si7005传感器仅仅需要240-320μA,因此大多数MCU端口引脚都可以提供此电流。由于Si7005湿度传感器在两次转换之间可关掉电源,因此无需CS ˉˉ引脚,能够永久拉低,如图3所示。





图3. Si7005低功耗操作配置,电源来自MCU端口引脚

如何从单片机端口引脚为传感器供电:
?连接Si7005传感器的Vdd/Vs引脚到主单片机上用于开关电源的GPIO。
?使用MCU /主机的Vdd为I2C上拉电阻供电。
?器件上电后,允许有28ms为Cext充电(假设MCU IOH 0.3mA)。
?读取RH和温度(通常每次需要35ms转换时间)。
?Vs降到0V。
?采用线性化和温度校正系数,以获得校准的RH和温度值。
?Si7005相对湿度传感器具有片内加热器,可增加Idd 到大约30mA。除非单片机端口引脚可提供30mA电流,否则不要在此配置中启动加热器。如果启动加热器,功耗增大到3.3V×30mA = 0.1W,晶圆和传感器温度将在片外环境温度之上增加5℃-8℃(假设分别为4层和1层PCB使用热阻(Theta-J-A)50℃/W和80℃/W)。Si7005供电需要Vdd = 3.3 V,此为Si7005数据手册中Idd的典型值。
?上电过程中,功耗典型值为300μA,4.7μF Cext充电到1.8V需要28ms(或14ms,如果IOH=0.6mA)。
?RH测量(35ms)Idd典型值为240μA。
?温度测量(35ms)Idd典型值为320μA。
?掉电过程 - 电容放电需要约15ms。器件将处于掉电状态一直到下一次转换。
?器件自热
如果温度和湿度转换每分钟执行1次、2次或4次,96μJ能耗等于下列平均电流:
?96μJ / (3.3V x 15) = 2μA平均电流,每分钟4次转换。
?96μJ / (3.3V x 30) = 1μA平均电流,每分钟2次转换 。
?96μJ / (3.3V x 60) = 0.5μA平均电流,每分钟1次转换。


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