Nós, humanos, interagimos com o ambiente externo com a ajuda dos sentidos. O corpo humano possui cinco diferentes tipos de sentidos, que auxiliam no seu bom funcionamento. Da mesma forma, máquinas e eletrônicos também requerem alguns elementos sensores para interagir com o ambiente externo. Sensores são os dispositivos que as máquinas usam como elementos sensores. Existem diferentes tipos de sensores para medir e detectar diferentes quantidades físicas. Alguns dos exemplos desses sensores são o sensor de temperatura, sensor de toque, sensor de incêndio, sensor de gás, sensor de umidade, sensor de luz, sensor de proximidade, etc. A maioria desses sensores estão disponíveis como circuitos integrados de pequeno tamanho, o que os torna fáceis de interface. Um dos exemplos desse tamanho pequeno, sensor de umidade de baixo consumo de energia é o sensor HDC2080.

O que é um sensor HDC2080?

HDC2080 é um sensor digital de medição de umidade e temperatura. Ele tem um elemento sensor de umidade, elemento sensor de temperatura, conversor analógico para digital, memória calibrada e uma interface I2C, tudo incorporado em um único IC de 6 pinos de 3 mm × 3 mm.

HDC2080

HDC2080 oferece resolução programável para medições de temperatura e umidade. Este sensor contém um elemento sensor capacitivo e mede a umidade relativa do ambiente.

Diagrama de bloco

Diagrama de Bloco do HDC2080

O HDC2080 possui dois tipos de modos de medição - modo automático e modo de disparo sob demanda. No modo automático, HDC2080 não requer nenhum comando I2C para iniciar a medição. Enquanto trabalha neste modo, o IC é programado para realizar medições periodicamente.

No modo de disparo sob demanda, os comandos I2C são necessários para iniciar as medições. Após completar a conversão, o dispositivo entra em modo de hibernação e espera por outro comando I2C para iniciar a medição.

O HDC2080 possui dois modos de operação - modo de suspensão e modo de medição. A principal característica do HDC2080 que o torna adequado para aplicações de captação de energia é seu baixo consumo de energia. Quando aplicado para esse tipo de aplicação, o HDC2080 passa a maior parte do tempo no modo de hibernação. Neste modo, o consumo médio de energia do IC é 50 nA.

Ao trabalhar em um ambiente de alta umidade, HDC2080 pode enfrentar o problema de condensação. Para evitar isso, o IC é fornecido com um elemento de aquecimento integrado. Este aquecedor, com uma faixa de operação de -40 ° C a 85 ° C, pode ser ligado brevemente para remover a condensação.

HDC2080 opera como escravo na interface de barramento I2C. As linhas de drenagem aberta SDA e SCL são usadas para fazer a conexão com o Interface I2C . HDC2080 também contém um ADC para converter os valores de medição de analógico para digital.

Diagrama de circuito

A configuração adequada do elemento sensor e da precisão dos sensores afeta muito a precisão na medição dos valores de UR e temperatura. O isolamento do HDC2080 de fontes de calor, como baterias, display, elementos resistivos, etc ... é recomendado para melhorar a precisão do sensor.

A exposição longa e prolongada à radiação UV, vapores químicos e luz visível podem afetar a UR% do sensor.

Configuração de pinos de HDC2080

Pin-Diagram-of-HDC2080

“Alimentação trifásica da fase única ”

O HDC2080 está disponível como um pacote de tamanho DMB de 6 pinos 3,00 mm × 3,0 mm.

Pin-1 é a linha de dados seriais para I2C, pino SDA. Um resistor pull-up é conectado a partir deste pino para a tensão de alimentação positiva.
Pin-2, GND, é o pino de aterramento.
Pin-3, ADDR, é o pino de seleção de endereço. Este pino pode ser deixado desconectado ou pode ser conectado ao aterramento. Quando deixado desconectado ou conectado ao aterramento, o endereço do escravo é 1000000. Quando conectado à fonte de alimentação positiva, o endereço do escravo é 1000001.
Pin-4, DRDY / INT, é o pino de dados prontos / interrupção.
Pin-5, VDD, é o pino positivo da tensão de alimentação.
PIn-6, SCL, é a linha de relógio serial para I2C. UMA resistor pull-up deve ser conectado deste pino à fonte de alimentação positiva.

Especificações

As especificações do sensor digital HDC2080 são as seguintes-

Este sensor mede a umidade relativa.
Ele contém um elemento de detecção de base capacitiva.
A faixa de umidade relativa deste sensor é de 0 a 100%.
Uma precisão de umidade típica do HDC2080 é de ± 2 ° C.
Este sensor tem uma precisão máxima de temperatura de ± 0,2 ° C.
A faixa de temperatura de operação do HDC2080 é de -40 ° C a 85 ° C.
A faixa de temperatura funcional deste sensor é de -40 ° C a 125 ° C.
A corrente de alimentação média é 300nA apenas para RH%, ao passo que é 550nA se RH% e temperatura forem calculados.
Este sensor contém o modo de medição automática.
O sensor HDC2080 tem compatibilidade de interface I2C.
A faixa de tensão de alimentação para este IC é de 1,62 V a 3,6 V.
A tensão máxima de entrada necessária para o funcionamento adequado deste sensor é de 3,9V.
Este IC está disponível como um pequeno pacote DMB.
Para dissipar a condensação e a umidade, um elemento de aquecimento também é embutido no IC.
Para fornecer alertas, este IC também contém limites de interrupção programáveis.
O sensor pode ser ativado sem a ajuda de nenhum microcontrolador.
Uma versão menor do HDC2080, o HDC2010, também está disponível para aplicações onde o tamanho do PCB é muito pequeno.
O requisito de consumo de energia deste IC é muito baixo.
Quando usado para detectar umidade relativa ou temperatura, o HDC2080 tem resolução de 14 bits.
O tempo de resposta durante a medição de UR é de 8 segundos.

Aplicações de HDC2080

HDC2080 é um sensor integrado para medir umidade e temperatura. Este sensor é projetado para sistemas alimentados por bateria. Esses sensores são usados em lavadoras, secadoras, eletrodomésticos, hospitais, impressoras jato de tinta, etc ... para medição de umidade. Estes são sensores digitais e podem ter interface com microcontroladores facilmente.

Em sistemas HVAC, o sensor faz interface com um microcontrolador. O microcontrolador coleta os dados do sensor e, com base nesses valores de dados, os sistemas de aquecimento e resfriamento mantêm a temperatura ambiente nos níveis preferidos.

A medição da umidade também é importante em unidades médicas, onde a mudança nos níveis de umidade pode afetar gravemente a saúde dos pacientes.

IC alternativo

Alguns dos IC que podem ser usados como alternativa ao sensor HDC2080 são - HDC1010, HDC 1080, HDC2010, etc ...

HDC2080 é a escolha ideal, embora haja uma limitação no tamanho físico do circuito. Seu tamanho compacto com recurso de baixo consumo de energia é muito útil para aplicações alimentadas por bateria. Este IC não deve ser exposto a vapores químicos e calor por um longo período. Isso pode levar a uma diminuição na precisão das medições. Outras condições elétricas e de armazenamento deste IC podem ser encontradas na folha de dados fornecida por Instrumentações do Texas .

Crédito da imagem: Instrumentação do Texas