小型數(shù)字濕度傳感器IC，延長電池壽命并降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度
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功耗敏感型便攜式系統(tǒng)的電池選擇
選擇合適的電池是便攜式濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要考慮因素。電池的特性因電池內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)、漏電流和溫度而變化。電池主要分為兩大類：
?不可充電的原電池 - 通常比可充電電池成本更低、能量密度更高。
?可充電的蓄電池 - 由于活性材料的耗散、電解質(zhì)的損失以及內(nèi)部腐蝕，此類電池不能
無限次數(shù)的重復(fù)充電，并且在使用前必須進(jìn)行充電。
附錄1列出主要的電池特性，附錄2詳細(xì)說明一般的電池類型。
當(dāng)每分鐘操作2次轉(zhuǎn)換時(shí)，Si7005相對(duì)濕度傳感器在每年操作中將消耗8.76毫安時(shí)（mAh），這僅僅是通常電池電量的一小部分。根據(jù)選擇的電池類型不同，需要應(yīng)用下列額外的設(shè)計(jì)原則。
Si7005 Vdd的范圍是2.1V-3.6V。為獲得更好的轉(zhuǎn)換精度，Vdd應(yīng)不低于2.3V。當(dāng)使用AA電池時(shí)，推薦使用兩節(jié)電池串聯(lián)。如果放電限制到1.15V，3000mAh的AA堿性電池的電量將減少到2000mAh，這仍然相當(dāng)充足。
雖然容量有限，鈕扣電池依舊是Si7005濕度和溫度傳感器電源的很好選擇，因?yàn)殡姵仉妷悍蟼鞲衅鞑僮鞣秶?duì)于230mAh容量的鈕扣電池來說，當(dāng)GPIO在轉(zhuǎn)換之間關(guān)閉傳感器供電時(shí)，Si7005電量消耗僅為電池容量的一小部分。就原生鋰電池和蓄電池來說，新電池電壓對(duì)于Si7005傳感器來說太高了，需要串聯(lián)電壓調(diào)節(jié)器。
總結(jié)
低功耗便攜式濕度傳感器的市場(chǎng)需求在不斷增加，新興的用于“物聯(lián)網(wǎng)”的便攜式和移動(dòng)系統(tǒng)也起到極大的推動(dòng)作用。數(shù)字濕度單芯片傳感器IC，例如Silicon Labs Si7005器件，是這種系統(tǒng)的理想選擇。Si7005是小型高性能的相對(duì)濕度和溫度傳感器，最大限度的減少片外元件數(shù)量和BOM成本。片上校準(zhǔn)、數(shù)字I2C主機(jī)接口、可選的保護(hù)蓋，以及具有成本效益的評(píng)估板和開發(fā)套件使開發(fā)人員可以快速方便的實(shí)現(xiàn)特性豐富的便攜式濕度傳感器系統(tǒng)，并且系統(tǒng)的產(chǎn)品運(yùn)行時(shí)間和電池壽命至少達(dá)5-10年。對(duì)于沒有空間限制的應(yīng)用來說，AA電池是很好的選擇，而在電池尺寸受限的應(yīng)用中，鈕扣電池更佳，并且可提供多年服務(wù)。
附錄1. 電池關(guān)鍵特性詳解
電壓
電池電壓的典型值、最小值和最大值很重要。例如1.5V堿性電池放電范圍是1.5-0.9V。
放電電流
在產(chǎn)品生命周期中，平均放電電流決定操作器件需要提供多大容量的電池。重要的是知道放電電流的最大值，以確保電池能為間歇性負(fù)載提供電流。
電池壽命
電池的壽命取決于放電電流。一般電池壽命是在指定放電電流下的最大電池壽命，其低于最大放電電流。
尺寸和重量
電池的化學(xué)物質(zhì)和應(yīng)用所需的功耗極大影響所選的電池大小和重量。通常，相同能量下更小更輕的電池比更大更重的電池成本更高。
保質(zhì)期
在客戶收到產(chǎn)品之前，應(yīng)考慮電池保質(zhì)期。某些電池比其他電池的保質(zhì)期更長。有時(shí)保質(zhì)期被指定為自放電電流，應(yīng)該從電池壽命中去除。
溫度
電池化學(xué)成分決定工作溫度范圍。然而，即使指明電池可以在極端的溫度下操作，
電池性能和壽命也可能會(huì)受到影響。低溫可能影響性能，同時(shí)高溫會(huì)顯著降低電池壽命。
原電池或蓄電池
可充電電池或蓄電池可以多次使用，但通常比較昂貴，而且通常需要充電器。
充電
不適當(dāng)?shù)某潆娛浅潆婋姵卦缙谑У闹饕?。更好的充電器所花費(fèi)的成本往往超過增加的性能和減少替換次數(shù)而節(jié)省的成本。
循環(huán)壽命
充電電池只能使用一定次數(shù)。
成本
技術(shù)上理想的電池可能成本高昂。例如，一次性鋰電池的成本可能是堿性電池的30倍以上，此外，還要加上電池連接器、加工，以及為保護(hù)和/或充電電路的額外電路所需的成本。
附錄2. 常用電池類型
評(píng)論