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小型數(shù)字濕度傳感器IC,延長電池壽命并降低設(shè)計復雜度

作者: 時間:2017-02-06 來源:網(wǎng)絡 收藏

即插即用的易用性
數(shù)字輸出和工廠校準免除Si7005相對濕度傳感器的校準過程,所以每個傳感器都可以相互替換。在從一個器件單元切換到另一個器件單元時,無需任何軟件/固件改變或校準;主機處理最后的線性化和溫度補償,該算法使用固定值,不因芯片的變換而改變;在生產(chǎn)線上無需花費時間或人力來調(diào)整每個器件單元,由此返工和現(xiàn)場維護更加方便。
保護蓋
可選的工廠安裝的保護蓋,如圖2所示,使Si7005非常牢固和易用。這種薄型疏水性/疏油性薄膜可保護傳感器在板級安裝前、中和后,避免液體/冷凝液和粉塵帶來的侵害,而測量的靈敏度也不會受到保護蓋的影響。


圖2.具有和不具有保護蓋的Si7005

從MCU端口引腳為Si7005濕度傳感器供電以獲得低功耗
Si7005相對濕度傳感器可以動態(tài)的從單片機(MCU)端口引腳獲得每次轉(zhuǎn)換所需的電能。由于Si7005傳感器僅僅需要240-320μA,因此大多數(shù)MCU端口引腳都可以提供此電流。由于Si7005濕度傳感器在兩次轉(zhuǎn)換之間可關(guān)掉電源,因此無需CS ˉˉ引腳,能夠永久拉低,如圖3所示。





圖3. Si7005低功耗操作配置,電源來自MCU端口引腳

如何從單片機端口引腳為傳感器供電:
?連接Si7005傳感器的Vdd/Vs引腳到主單片機上用于開關(guān)電源的GPIO。
?使用MCU /主機的Vdd為I2C上拉電阻供電。
?器件上電后,允許有28ms為Cext充電(假設(shè)MCU IOH 0.3mA)。
?讀取RH和溫度(通常每次需要35ms轉(zhuǎn)換時間)。
?Vs降到0V。
?采用線性化和溫度校正系數(shù),以獲得校準的RH和溫度值。
?Si7005相對濕度傳感器具有片內(nèi)加熱器,可增加Idd 到大約30mA。除非單片機端口引腳可提供30mA電流,否則不要在此配置中啟動加熱器。如果啟動加熱器,功耗增大到3.3V×30mA = 0.1W,晶圓和傳感器溫度將在片外環(huán)境溫度之上增加5℃-8℃(假設(shè)分別為4層和1層PCB使用熱阻(Theta-J-A)50℃/W和80℃/W)。Si7005供電需要Vdd = 3.3 V,此為Si7005數(shù)據(jù)手冊中Idd的典型值。
?上電過程中,功耗典型值為300μA,4.7μF Cext充電到1.8V需要28ms(或14ms,如果IOH=0.6mA)。
?RH測量(35ms)Idd典型值為240μA。
?溫度測量(35ms)Idd典型值為320μA。
?掉電過程 - 電容放電需要約15ms。器件將處于掉電狀態(tài)一直到下一次轉(zhuǎn)換。
?器件自熱
如果溫度和濕度轉(zhuǎn)換每分鐘執(zhí)行1次、2次或4次,96μJ能耗等于下列平均電流:
?96μJ / (3.3V x 15) = 2μA平均電流,每分鐘4次轉(zhuǎn)換。
?96μJ / (3.3V x 30) = 1μA平均電流,每分鐘2次轉(zhuǎn)換 。
?96μJ / (3.3V x 60) = 0.5μA平均電流,每分鐘1次轉(zhuǎn)換。


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