Módulo de temperatura e umidade MHTRD11

Especificações do produto

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I. Visão geral do produto

Sensores digitais de temperatura e umidade são dispositivos que captam e convertem simultaneamente quantidades de temperatura e umidade em sinais elétricos digitais.

O sensor digital de temperatura e umidade MHTRD11 é chamado de sensor de temperatura e umidade. É um sensor composto de temperatura e umidade com saída de sinal digital calibrado, com alta confiabilidade e excelente estabilidade a longo prazo.

Sem indicações especiais, o "Sensor de temperatura e umidade" neste artigo é o produto "MHTRD11".

Características do produto

Custo razoável, estável a longo prazo, com medição de umidade relativa e temperatura, resposta ultra-rápida, resistência à interferência, distância de transmissão de sinal ultra-longa, saída de sinal digital de ônibus único, calibração precisa, excelente qualidade.

III. Aparência do produto

Figura 1 Dimensões do produto (em mm)

Tabela de descrições dos pinos

IV. Ámbito de aplicação

Utilizado em áreas relacionadas como aquecimento, ar condicionado, desiumidificadores, agricultura, armazenamento em cadeia de frio, equipamentos de teste e inspeção, bens de consumo, controle automático, registradores de dados, estações meteorológicas, eletrodomésticos, reguladores de umidade, saúde, veículos e veículos de transporte naval, etc. que exigem a detecção e o controle de temperatura e umidade.

Parâmetros do produto

1 Características elétricas

Tabela de parâmetros de características elétricas

2 Umidade relativa

Tabela de parâmetros de desempenho da medição da umidade relativa

3 Temperatura

Tabela de parâmetros de desempenho de medição de temperatura

Nota [1] Esta precisão é um indicador de precisão testado em fábrica, quando o sensor é testado em 25 ° C e 5 V, as condições que não incluem retardo e não lineares e são adequados apenas para ambientes não condensados. Nota[2] Em 25°C e 1 m/s de fluxo de ar, 60% do tempo necessário para a resposta de primeira ordem é alcançado.

Nota [3] Os valores podem ser um pouco mais elevados em misturas orgânicas voláteis. Consulte as instruções para informações de armazenamento da aplicação.

6. Aplicações típicas

Circuitograma de aplicações típicas de sensores de temperatura e umidade

Conexão do microprocessador ao sensor de temperatura e umidade e circuito de aplicação típico Como mostrado na imagem acima, os pinos DATA do sensor são conectados à porta de E/S do microprocessador depois de passar pela resistência puxada.

No design e aplicação de circuitos, os seguintes aspectos devem ser considerados:

Cabo de sinal é recomendado para usar um cabo de blindagem para obter a qualidade ideal do sinal e a distância de transmissão adequada.

Recomendação: o comprimento do cabo de sinal de conexão é inferior a 5 metros com uma resistência de puxamento de 4,7 KΩ, quando o cabo cresce mais de 5 metros, de acordo com as circunstâncias reais, reduza a resistência.

O cabo de conexão de sinal é o mais curto possível quando a tensão de alimentação de 3,3 V é usada, o cabo de conexão de sinal muito longo pode levar a uma alimentação insuficiente do sensor, causando desvios ou falhas de medição.

Cada leitura de temperatura e umidade é o resultado da última medição. Para obter dados em tempo real, é necessário ler o sensor duas vezes consecutivas, mas não é recomendado ler o sensor mais vezes consecutivas. Dados precisos são obtidos por cada leitura do sensor com mais de dois segundos.

Se a parte da fonte de energia for flutuante, afetará o valor de medição da temperatura. Se a onda de alimentação do interruptor for muito grande, a temperatura aparecerá, então as medidas de filtragem devem ser tomadas.

Descrição do formato de dados de comunicação serial (unidirecional ONE-WIRE)

* Descrição do autocarro

O dispositivo de sensor de temperatura e umidade de ônibus único usa um método simplificado de comunicação de ônibus único. Um único ônibus é apenas uma linha de dados. A troca de dados e o controle do sistema são feitos por um único ônibus. O dispositivo (host ou de computador) está conectado ao cabo de dados através de uma porta aberta ou de três estados para permitir que o dispositivo possa liberar o ônibus sem enviar dados e permitir que outros dispositivos usem o ônibus; Um único ônibus geralmente requer uma resistência externa para puxar (comumente usada em 4,7 k Ω), de modo que seu estado é de alto nível quando o ônibus está ocioso. Como o sistema de barramento único é a estrutura principal (estrutura do host), apenas a máquina pode responder quando a chamada do host for da máquina, então o dispositivo de acesso do host deve seguir estritamente a sequência de barramento único, se houver confusão de sequência, o dispositivo de sensor do host não responderá à chamada do host.

Definição de bits de dados de transmissão de um único barramento

As linhas DATA são usadas para a comunicação e sincronização entre o host e o sensor de temperatura e umidade e são usadas em um formato de dados de barramento único para transmitir 40 bits de dados de uma vez, com os bits mais altos saindo primeiro. Formato de dados:

Dados inteiros de umidade de 8 bits + Dados decimais de umidade de 8 bits + Dados inteiros de temperatura de 8 bits + Dados decimais de temperatura de 8 bits + Bits de verificação de 8 bits.

* Definição de dados de verificação

"Dados inteiros de umidade de 8 bits + Dados decimais de umidade de 8 bits + Dados inteiros de temperatura de 8 bits + Dados decimais de temperatura de 8 bits", o comprimento de bit é de 8 bits. O ponto de verificação é igual aos oito últimos dígitos do resultado obtido.

Tabela de formato de especificações de sinais de dados de transmissão de ônibus único

Exemplo 1: Os dados de 40 bits recebidos são os seguintes:

Calculação do ponto de verificação: 0011 1010+0000 0101+0001 0111+0000 0110 = 0101 1100,

Se o valor do bit de verificação calculado for igual ao valor do bit de verificação recebido, os dados serão recebidos corretamente. A análise é a seguinte:

Valor de umidade: 0011 1010 (inteiro) = 3AH = 58% RH 0000 0101 (décimal) = 05H = 0,5% RH

Valor de umidade: 58% RH + 0,5% RH = 58,5% RH

Valor da temperatura: 0001 0111 (inteiro) = 17H = 23 ℃ 0000 0110 (décimal) = 06H = 0,6 ℃

=> O valor da temperatura é 23 ℃ + 0,6 ℃ = 23,6 ℃

* Notas especiais:

Quando a temperatura está abaixo de 0 °C, o primeiro bit (ou seja, o bit mais alto) dos dados de temperatura é colocado em 1. Exemplo: - 12,3 ℃ representado como 1000 0011

Valor da temperatura: 0000 1100 (inteiro) = 0CH = 12 ° C, 1000 0011 (decimal) = 03H = 0,3 ° C, 1 representa a temperatura de menos zero

=> O valor da temperatura é - (12 ℃ + 0,3 ℃) = - 12,3 ℃

Exemplo 2: Os dados de 40 bits recebidos são os seguintes:

Cálculo do ponto de verificação: 0011 1010+0000 0101+0001 0111+0000 0110 = 0101 1100

Como o valor do bit de verificação calculado não é igual ao valor do bit de verificação recebido, os dados recebidos desta vez são incorretos e os dados serão descartados e devem ser reenviados e recebidos.

◎ cronograma de dados

Depois que o host do usuário (MCU do microprocessador) envia um sinal de inicialização, o sensor muda do modo de baixa potência para o modo de alta velocidade. Depois que o sinal de inicialização do host termina, o sensor envia um sinal de resposta, envia dados de 40 bits e aciona uma coleta de sinal. A sequência de envio do sinal é mostrada na imagem.

Nota: Os dados de temperatura e umidade lidos pelo host do sensor são sempre os valores da medição anterior, se o intervalo de duas medições for longo, leia os dados duas vezes consecutivas e descarte os dados da primeira vez, usando a segunda medição obtida como valor de temperatura e umidade em tempo real.

Passos de leitura periférica

A comunicação entre o host e a partir do computador pode ser concluída através das seguintes etapas: a leitura dos dados do sensor pelo MCU do microprocessador (como periférico). Passo 1: Depois que o sensor de temperatura e umidade estiver ligado (espere 1 segundo após o sensor de temperatura e umidade estiver ligado para passar pelo estado instável, durante o qual nenhuma instrução pode ser enviada), teste os dados de temperatura e umidade ambientais e registre os dados no sensor. Ao mesmo tempo, o cabo de dados DATA do sensor de temperatura e umidade é puxado pela resistência de puxamento para cima para manter o nível alto, quando o pino DATA do sensor de temperatura e umidade está no estado de entrada, detectando o sinal externo em todo o momento e esperando a chamada do host.

Passo 2: A E/S do microprocessador (host) é definida para sair níveis baixos simultaneamente e o tempo de manutenção de níveis baixos não pode ser inferior a 18ms (máximo não superior a 30ms), e a E/S do microprocessador é definida para o estado de entrada. Devido ao elevado nível de resistência à puxa, a I/O do microprocessador, ou seja, o cabo de dados DATA do sensor de temperatura e umidade, também aumenta, esperando que o sensor de temperatura e umidade responda ao sinal, enviando o sinal como mostrado na figura:

Passo 3:

Quando o pino DATA do sensor de temperatura e umidade (da máquina/sub-máquina) detecta um nível baixo de sinal externo, espera que o estado de baixo nível do sinal externo termine, depois de puxar a sequência de atraso de espera elevada, o pino DATA do sensor de temperatura e umidade está em estado de saída, emitindo um nível baixo de 83 microsegundos como sinal de resposta, seguido imediatamente pela saída de um nível alto de 87 microsegundos para notificar que o periférico está pronto para receber dados. Enquanto isso, a E/S do microprocessador está no estado de entrada e detecta que a E/S tem um nível baixo (sinal de resposta de 83 microsegundos do sensor de temperatura e umidade) e espera 87 microsegundos para a recepção de dados após o nível alto, enviando o sinal como mostrado na figura:

Diagrama do sinal de resposta do sensor (da máquina/sub-máquina)

Passo quatro:

Os dados de 40 bits são saídos pelo pino DATA do sensor de temperatura e umidade, o microprocessador recebe 40 bits de dados de acordo com as mudanças no nível de E/S, o formato de dados de bit "0" é: nível baixo de 54 microsegundos e nível alto de 23-27 microsegundos,

O formato de dados de bit "1" é: nível baixo de 54 microsegundos mais nível alto de 68-74 microsegundos.

O formato de sinal para a informação de bit "0" e "1" é mostrado na imagem:

Fin do sinal:

O pino DATA do sensor de temperatura e umidade, após a saída de 40 bits de dados, continua a emitir um nível baixo de 54 microsegundos e passa para o estado de entrada, devido à resistência de puxar para cima, o cabo DATA passa para um nível alto contínuo, liberando o barramento.

Neste momento, o sensor de temperatura e umidade mede internamente os dados de temperatura e umidade ambientais e registra os dados armazenados, esperando a chegada de sinais externos.

NOTA: Para garantir a comunicação precisa do sensor, o usuário deve seguir rigorosamente os parâmetros e a sequência cronológica na tabela abaixo e no cronograma de dados ao ler o sinal.

8. Informações de Aplicação

1) Condições de trabalho e armazenamento

Excedir o escopo de trabalho recomendado pode resultar em sinais de deriva temporários de até 3% RH. Depois de voltar à barra de trabalho normal, o sensor retorna lentamente ao estado de calibração. Para acelerar o processo de recuperação, veja a seção seguinte "Processamento de recuperação".

O uso prolongado em condições de trabalho anormais acelera o processo de envelhecimento do produto.

Evite colocar os componentes por muito tempo em ambientes expostos e secos demais, bem como nos seguintes ambientes.

A 、 névoa de sal; B 、 Gases ácidos ou oxidantes, como dióxido de enxofre, ácido clorhídrico;

2 – Tratamento de restauração

Os sensores colocados em condições de trabalho extremas ou em vapor químico podem ser restaurados ao estado em que estavam na calibração através dos seguintes procedimentos.

Procedimento de tratamento: mantê-lo durante 2 horas em condições de umidade de 45 ° C e < 10% RH (secagem térmica estática); Em seguida, mantê-lo por mais de 5 horas a uma umidade de 20 a 30 ° C e >70% RH.

3 Efeito da temperatura

A umidade relativa do gás depende em grande parte da temperatura. Portanto, ao medir a umidade, é necessário garantir que o sensor de umidade funcione à mesma temperatura. Se uma placa de circuito impresso é compartilhada com um componente eletrônico que libera calor, o sensor deve ser mantido longe do componente eletrônico que aquece e instalado abaixo da fonte de calor durante a instalação, mantendo a caixa bem ventilada. Para reduzir a condução térmica, os pinos do sensor minimizam as conexões metálicas, a área de contato da placa de solda do sensor com outras partes da placa de circuito impresso de cobre, estanho, ouro e outros revestimentos metálicos deve ser o mínimo possível ou a maior distância possível, e deixar uma fenda entre os dois.

4 Efeitos da luz

A exposição prolongada à luz solar ou à intensa radiação ultravioleta pode reduzir o desempenho.

Efeitos da exposição a substâncias químicas

As camadas de indução dos sensores de umidade resistentes podem ser perturbadas por vapores químicos, e a difusão de substâncias químicas na camada de indução pode levar à deriva dos valores medidos e à diminuição da sensibilidade. Em um ambiente puro, os poluentes são liberados lentamente. O processamento de recuperação descrito acima pode acelerar a realização deste processo.

Altas concentrações de poluição química podem resultar em danos completos na camada de sensor, o que pode fazer com que o sensor falhe.

6, Atenção ao cableado

A qualidade dos fios de sinal pode afetar a distância de comunicação e a qualidade do sinal de comunicação, recomenda-se o uso de fios blindados de alta qualidade.

7 – Atenção

Para soldar manualmente, o tempo de contato deve ser inferior a 3 segundos em temperaturas de até 300 ° C.

A temperatura do pico de soldadura não deve ser superior a 260 graus Celsius em menos de 5 segundos.

É proibido lavar o corpo do dispositivo com álcool, água para lavar placas ou outros líquidos ou inserir-o em um líquido.

IX. Notificações-chave

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Se você tiver alguma dúvida ou precisar de confirmação, entre em contato com a empresa!