Leírás
A TE Connectivity HTU31D egy digitális, kalibrált hőmérséklet- és páratartalom-érzékelő integrált áramkör, amely nagy pontosságot és alacsony energiafogyasztást kínál. A mérési eredmények már a szenzorban digitalizálódnak, így a mikrovezérlők számára kalibrált és zajmentes adatokat ad I²C interfészen keresztül. A HTU31D nem egyszerű analóg érzékelő, hanem integrált mérőrendszer, amely a hőmérséklet és a páratartalom fizikai mennyiségeit digitális formába fordítja át.
Mit mér és hogyan alkalmazható
A HTU31D egy kétcsatornás környezeti szenzor:
- Hőmérséklet-mérés – a levegő aktuális hőmérsékletének meghatározása.
- Relatív páratartalom-mérés – a levegőben lévő vízgőz arányának meghatározása százalékban (% RH).
A mérés eredménye digitálisan olvasható soros kommunikáción keresztül, ami egyszerűsíti a mikrovezérlő rendszerekbe történő integrálást. A HTU31D-t valós idejű környezeti monitorozásra tervezték, ahol a rendszernek megbízható és kalibrált adat kell, nem nyers analóg jel.
Működési elv és jellemzők
Fizikai és elektronikus felépítés
A HTU31D egy teljesen integrált mikrofizikai rendszer. A mérőelemek:
- Hőmérséklet-érzékelő – beépített hőérzékelő, amely a levegő hőmérsékletének változását lineárisan továbbítja az adatfeldolgozó egységnek.
- Páratartalom-érzékelő – egy érzékeny dielektromos réteg, amely a levegő relatív páratartalmának változására reagál, és az elektromos jellemzőiben bekövetkező eltéréseket a belső áramkör digitalizálja.
A szenzor belül integrált analóg-digitális átalakítót és kalibrációs logikát tartalmaz, tehát:
- a mérési értékek kalibráltak, nem igényelnek külső korrekciót,
- az interfész digitális, nem analóg.
Interfész és kommunikáció
A HTU31D I²C interfészen kommunikál:
- két konfigurálható címmel lehetséges a buszon történő azonosítás,
- kétvezetékes kommunikáció (SDA – adat, SCL – órajel),
- alacsony szoftveres komplexitás mikrokontroller programokban.
A digitális kommunikáció minimalizálja az adatok zaját és torzulását, ami analóg rendszereknél jellemzően előfordul.
Energiafogyasztás
A HTU31D alacsony energiaigényű:
- átlagos áramfogyasztás tipikusan 1 µA mérés közben,
- kis tápáram révén elemes és akkumulátoros rendszerekbe is beépíthető.
Válaszidő
A páratartalom esetén a τ63% válaszidő ~5 másodperc, ami azt jelenti, hogy a szenzor a valós páratartalom értékhez nagyjából 5 másodperc alatt közelít.
Fő specifikációk és jellemzők
| Tulajdonság | Specifikáció |
|---|---|
| Páratartalom mérési tartomány | 0 – 100 % RH |
| Páratartalom pontossága | ±2 % RH (tipikus, 20-100 % RH, 25 °C) |
| Hőmérséklet mérési tartomány | −40 … +125 °C |
| Hőmérséklet pontossága | ±0.2 °C (tipikus, 0 … 100 °C) |
| Tápfeszültség tartomány | 3.0 – 5.5 V |
| Interfész | I²C (gyors) |
| Átlagos áramfogyasztás | Tipikusan 1 µA |
| Csomag | Kompakt 6-tűs DFN (2.5 x 2.5 x 0.9 mm) |
| Válaszidő (páratartalom, τ63%) | ~5 s |
Alkalmazási területek
A HTU31D szenzor sokoldalúsága és pontossága alkalmassá teszi különféle alkalmazásokhoz, ahol a környezeti feltételek pontos ismerete kritikus:
- Háztartási gépek – például hűtőszekrények, párásítók és párátlanítók vezérléséhez.
- HVAC rendszerek – fűtés, légkondicionálás és szellőztetés optimalizálása.
- Orvosi eszközök – például lélegeztetőgépek és CPAP készülékek környezeti adatainak monitorozása.
- Környezeti monitoring és IoT – időjárás- és beltéri adatgyűjtő rendszerek.
- Járműipari kényelmi rendszerek – utastér levegőminőségének figyelése.
A digitális és kalibrált jelátvitel alkalmassá teszi olyan rendszerekhez is, ahol a szenzor közvetlenül vezérlési vagy logikai döntéshozatalba kerül.
Szoftveres támogatás
- Arduino könyvtárak – egyszerű I²C olvasási függvények, regiszterek kezelése.
- CircuitPython/PlatformIO támogatás – gyors prototípus készítés.
A meglévő könyvtárak miatt a HTU31D nem igényel alacsony szintű I²C kezelés ismeretet, a fejlesztő egyszerűen meghívja a mérési rutinokat és olvassa az értékeket.
Kompatibilitás és rendszerintegráció
A HTU31D széles mikrokontroller környezetben alkalmazható:
- Arduino UNO, Nano, Mega
- ESP8266, ESP32
- Raspberry Pi sorozat
- STM32 és egyéb I²C-t támogató rendszerek
A digitális I²C protokoll miatt kompatibilis olyan rendszerekkel is, ahol több szenzor vagy eszköz osztozik a buszon.
Előnyök és korlátok
Előnyök
- Kalibrált, digitális adat
- Alacsony energiafogyasztás
- Széles mérési tartomány
- Egyszerű integráció
Korlátok
- Nem alkalmas folyadékban történő közvetlen mérésre – levegőre tervezett konstrukció.
- Gyors hőmérséklet- és páratartalom-változásnál a fizikai válaszidő korlátozhatja a reakciót.
- Extrém poros/korróziós környezetben a szenzor teljesítménye idővel csökkenhet.
Műszaki jellemzők
- Mérési tartomány páratartalom: 0 – 100 % RH
- Páratartalom pontosság: ±2 % RH
- Mérési tartomány hőmérséklet: -40 – +125 °C
- Hőmérséklet pontosság: ±0.2 °C
- Tápfeszültség: 3.0 – 5.5 V
- Kommunikáció: I2C
- Átlagos áramfogyasztás: ~1 µA
- Válaszidő páratartalom: ~5 s τ63%
- Tokozás: DFN 2.5 x 2.5 x 0.9 mm
Bekötés
- Vin: +3.3V…+5V
- SCL, SDA: TWI/I2C kommunikácó,
- GND: rendszerföld.
Csomag
- 1x HTU31D hőmérséklet- és páratartalom-érzékelő modul
- 1x 4pin tüskesor
Értékelések
Még nincsenek értékelések.