土壤型温湿度传感器说明书详细Word文档格式.docx
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时钟信号
+
红色
VDD
电源
-
黑色或绿色
GND
地
D
兰色
DATA
输据数出
标识引线NameComment
技术参数:
参数
值
供电电压
2.4-5.5V
测温范围
-40+123.8C
测温精度
i0.5C
测湿范围
0-100%RH
测湿精度
圾5%RH
功耗
80mW(12位测量,1次/s);
传感器外形尺寸:
SH琮列传感器性能说明
图3最大温度误差
图225c时传感器的最大相对湿度误差
电气特性:
参数条件
min
typ
max
单位
2.4
3.3
5.5
V
功耗5
休眠
2
5
aW
测量
3
mW
平均
150
通讯
数字两线接口,参见通讯
存储
10-50C(0-125C峰值),20-60%RH
1默认测量分辨率为温度14位,湿度12位。
通过状态寄存器可分别降至12位和8位
2在出厂质量检验时,每支传感器都在25C(77°
F)和3.3V条件下测试并且完全符合精度指标。
该精度值不包括滞后与非线性。
3在25c和1m/s气流的条件下,达到一阶响应63淅需要的时间。
4在挥发性有机混合物中数值可能会高一些。
见说明书1.3。
5在VDD=5.5V和25c的条件下,每秒进行一次12位精度测量的平均值。
6响应时间取决于传感器表面的热容和热阻。
使用指南
1.应用信息
1.1工作条件
传感器在建议的工作条件下性能正常,请参阅图4。
超出建议的工作范围可能导致信号暂时性漂移(60小时后漂移
+3%RH)。
当恢复到正常工作条件后,传感器会缓慢自恢复到校正状态。
可参阅1.4小节的恢复处理”以加速恢复进程。
在非正常条件下的长时间,会加速产品的老化。
Terrperature
图4工作条件
1.2插座与焊接
为了确保传感器的高精度,不允许直接焊接传感器。
必须使用配套插座,如Preci-dip/
Mill-Max851-93-004-20-001"
或类似产品。
使用标准的波峰焊炉,在最高235c的温度条件下不超过20秒。
手动焊接,
在最高350c7的温度条件下接触时间须少于5秒。
焊接后,将传感器在>75%R的环境下存放至少12小时,以保证聚合
物的重新水合。
不论在哪种情况下,无论是手动焊接还是回流焊结,在焊接后都不允许冲洗电路板。
如果将传感器应用于腐蚀性气体中,插针与PCB都需要被封装起来以避免接触不良或短路。
1.3贮存条件与操作说明
湿度传感器不是普通的电子元器件,需要仔细防护,这一点用户必须重视。
长期暴露在高浓度的化学蒸汽中将会
致使传感器的读数产生漂移。
因此建议将传感器存放于原包装包括封装的ESD包内,并且符合以下条件:
温度范围10C
-50C(在有限时间内0-80C);
湿度为20-60%RH(没有ESD封装的传感器)。
若传感器没有原包装,则需要存放在PE-HD8材质的ESD袋中。
在生产和运输过程中,要保证传感器远离高浓度的化学溶剂。
要避免使用挥发性胶水、粘性胶带、不干胶贴纸,或具有挥发性的包装材料,如发泡塑料袋、泡沫塑料等。
生产场合需要保持通风。
详细信息请参考操作说明”或联系我们。
4.1恢复处理
暴露在极端工作条件或化学蒸汽中的传感器,可通过如下处理,使其恢复到校准状态。
烘干:
在100-105C
(100-105C对应于212-221°
F,20-30C对应于68-86T)和<5%RH的湿度条件下保持10小时;
重新水合:
在20-30C和>75%RH的湿度条件下保持12小时(75%RH的湿度场可以很便利的由NaCl饱和盐溶液制得)。
4.2温度影响
气体的相对湿度,在很大程度上依赖于温度。
因此在测量湿度时,应尽可能保证湿度传感器在同一温度下工作。
在做测试时,应保证两个传感器在同样的温度下,然后比较湿度的读数。
SS2005的封装设计减少了从插针到传感器
的热传递。
如果与释放热量的电子元件共用一个印刷线路板,在安装时应尽可能将SS2005远离发热电子元件,以减
小热传递。
而且,如果测量频率过高则会导致自动加热效应,详细信息请参考3.3节。
4.3光线
SS2005对光线不敏感。
但长时间暴露在太阳光下或强烈的紫外线辐射中,会使外壳老化。
4.4用于密封和安装的材质
许多材质吸收湿气并将充当缓冲器的角色,这会加大响应时间和迟滞。
因此传感器周边的材质应谨慎选用。
推荐使用的材料有:
所有的金属,LCP,POM(Delrin),PTFE(Teflon),PE,PEEK,PP,PB,PPS,PSU,PVDF,
PVFo用于密封和粘合的材质(保守推荐):
推荐使用充满环氧树脂的方法进行电子元件的封装,或是硅树脂。
这些材料释放的气体也有可能污染SS2005(见1.3)。
加工后应将传感器置于通风良好处,或在
50c的环境中干燥24小时,以使其在封装前将污染气体释放。
4.5配线注意事项与信号传输的完整性
使SCK和DATA信号线相互平行以及使它们相互靠近且距离超过10cm(如使用导线时),有可能导致信号串扰和
通讯失败。
解决方法是在两个信号线之间配置VDD和/或GND线,SCK和DATA可使用屏蔽线。
此外,降低SCK频率将
有可能提高信号传输的完整性。
详情可参阅应用说明ESD、latch-up和EMC。
4.6ESD(静电释放)
ESD静电释放符合MILSTD883Emethod3015标准(人体模式±
2KV)。
电路闭锁测试依据JEDEC78A标准,满足强制电流在±
100mA,环境温度Tamb=80c条件下不闭锁。
详情可参阅应用说明ESD、latch-up、EMC。
态逻辑,因而不存在最小SCK频
率。
电源引脚(VDD,GND)
SS20系列传感器的供电电压为2.4-5.5V,建议供电电压为3.3V。
SS20系列传感器的串行接口,在传感器信号的读取及电源损耗方面,都做了优化处理;
传感器不能按照I2C协议编址,但是,如果I2C总线上没有挂接别的元件,传
感器可以连接到I2C总线上,但单片机必须按照传感器的协议工作。
串行时钟输入(SCK)
SCK用于微处理器与SS20系列传感器之间的通讯同步。
由于接口包含了完全静态逻辑,因而不存在最小SCK
频率。
串行数据(DATA)
DATA三态门用于数据的读取。
DATA在SCK时钟下降沿之后改变状态,并仅在SCK时钟上升沿有效。
数据
传输期间,在SCK时钟高电平时,DATA必须保持稳定。
为避免信号冲突,微处理器应驱动DATA在低电平。
需要
一个外部的上拉电阻(例如:
10kQ)将信号提拉至高电平(参见图2)。
上拉电阻通常已包含在微处理器的I/O电路
中。
详细的I/O特性,参见表2。
电气特性
电气特性,如能耗,低、高电平,输入、输出电压等,都取决于电源。
表2详细解释了SS2005的电气特性,若没有标明,则表示供电电压为5V。
若想与传感器获得最佳通讯效果,请设计时严格遵照表3与图6的条件。
图6时序图,参数详见表3
*4
Min,
Typ,
Max.
1nits
Fsck
SCK频率
VDD>
4.5V
0J
MHz
VDD<
(U
1
1stKy
SCK高,低时间
100
ns
Tr/「F
SCKF"
降时间
200
4
Tfo
DATA卜'
降时
间
OL=5pF
3.5
10
20
OL=100pF
30
40
Iito
DATA上升时间
本率
**
率率
Tv
DATA有效时向
20。
250
半率零
Tsu
DATA设定时
Tno
DATA保持时间
15
TR_max+TF_max=(FSCK)-1-TSCKH-TSCKL
*TR0isdeterminedbytheRP*Cbustime-constantatDATAline
**TV_maxandTSU_maxdependonexternalpull-upresistor
(RP)andtotalbuslinecapacitance(Cbus)atDATAline
***TH0_max<
TV-max(TR0,tfo)
表3SS20系列传感器I/O信号特性
10为保证传感器的最高精度,建议供电电压为3.3V。
11最小值基于每秒进行一次8位精度的测量,不加载OTP。
典型值基于每秒进行一次12位精度的测量。
3.传感器通讯
启动传感器
首先,选择供电电压后将传感器通电,上电速率不能低于1V/ms。
通电后传感器需要11ms进入休眠状态,在此之前不
允许对传感器发送任何命令。
发送命令
用一组“启动传输”时序,来表示数据传输的初始化。
它包括:
当SCK时钟高电平时DATA翻转为低电平,紧接着SCK变为低电平,随后是在SCK时钟高电平时DATA翻转为高电平
后续命令包含三个地址位(目前只支持000”),和五个命令位。
SS20系列传感器会以下述方式表示
已正确地接收到指令:
在第8个SCK时钟的下降沿之后,将DATA下拉为低电平(ACK位)。
在第9个SCK时钟的下降沿之后,释放DATA(恢复高电平)。
命令
代码
预留
OOOOx
温度测量
00011
湿度测量
00101
读状态寄存器
00111
写状态寄存器
00110
0101x*1110x
软复位,更位接口、清空状态寄存器,即清空为默认俏,下一次命令前等待至少11ms
11110
表4命令集
测量时序(RH,T)
发布一组测量命令(,00000101赈示相^•湿度RH,,00000011裱示温度T)后,控制器要等待测量结束。
这个过程需要大约20/80/320ms,分别对应8/12/14bit测量。
确切的时间随内部晶振速度,最多可能有-30%的变化。
SS20
系列传感器通过下拉DATA至低电平并进入空闲模式,表示测量的结束。
控制器在再次触发SCK时钟前,必须等待
这个数据备妥”信号来读出数据。
检测数据可以先被存储,这样控制器可以继续执行其它任务在需要时再读出数据。
接着传输2个字节的测量数据和1个字节的CRC奇偶校验。
uC需要通过下拉DATA为低电平,以确认每个字节
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