湿度传感器

大家好 欢迎大家回到家电部分的 TI的在线工业研讨会 我是Kim 在这一节呢 我们讲到了湿度传感器 首先我们看一下湿度传感器在智能家居 和一些节能产品里面的应用情况和一些要求 那湿度传感器呢是应用在 类似于升空器 干衣机 微波炉 冰箱以及以高静电为原理的一些空气净化器 那像空气净化这些应用呢 我们对这个湿度传感器呢 可能有一些的 精度以及功耗的一些要求 那比如微波炉 我们可能需要检测 微波炉里面腔体的一个湿度 来控制我们输出的功率 像一些高压静电吸附的 这样的空气净化器呢 也是需要检测 空气中的湿度 来控制它输出的一个电压的范围 所以大家可以看到 湿度传感器在智能家居 和智能产品中的应用是非常广的 那我们来看一个湿度传感器在实际的应用中 遇到的一个很常规的问题 大家知道 湿度传感器是通过 这一个水分蒸发的 这个原理形成的一个电容效应 从而来实现这个相对湿度的测量 那这个原理下的要求 就是我们传感器的部分 要与空气中的水汽进行一些的 蒸发和一些交换 那在这样的一个使用环境底下呢 会有一个实际的问题 就是灰尘 灰尘可能覆盖在这个化学物质的表面 从而影响了化学物质和我们水分的一个正常的蒸发交换 最终影响了我们的湿度传感器的正确的输出 甚至让我的湿度传感器就没办法工作了 那传统的做法呢 是通过 一些物理的结构 覆盖在 我的传感器的表面 那或者是通过一个壳子 去安装起来 那一般情况下呢 这样的一个壳子或覆盖在上面的一些 网它本身的价格有可能比 你的温湿度传感器的器件的价格还要高 那TI目前针对现在市场的一些需求 和问题呢 我们在芯片的一个封装下 做了一些处理 那大家可以看到 这个图上 我们 湿度传感器是有两个主要的一个封装 第一个封装是一个DFN封装 那第二个封装呢 它的化学材料 也是放在那个芯片的表面 就跟我们传统的方式比较相似 所以 它会遇到一些覆盖的问题 所以使用这一个方案的时候呢 还是要用 壳体或者用一些隔板 或者是用导自然装备的一个方式 去保护这个灰尘 那我们的HDC100X 这个系列呢 还有部分的产品呢 是使用这个 CSP的这个封装 那么CSP的这个封装呢 大家可以看到 我们的半导体器件呢是放在红色这一层 但是真正与水分进行蒸发的这个化学物质呢是放在这个芯片的底层 那这样的一个好处就是 我把这一个 吸水化尘的导质 那就是说 灰尘从表面上掉落的时候不可能 不可能掉落在半导体的壳体下面 那从而改善了灰尘的一个影响 所以使用这样一个方案的好处就是 你可以通过芯片本身 做一个 壳体 阻隔这个灰尘 而且你也不需要外界的一些复杂的 壳体 这样你的总体的成本可以做的更低 那这里给大家介绍TI的HDC1080这样一个 温湿度的传感器 使用温湿度的很多朋友会知道 就是我们做一个湿度的读数的时候呢 它是需要做一个温度的补偿 才能得到一个比较准确 而且在一个全范围 温度下面都会读到一个比较好的精度 那大家会看到这个HDC1080的内部结构 它是一个电流到数字量的一个变换器 那它依靠的是这个化学物质 与空气中的水交换之后形成的一个[听不清]电容 来感知这个湿度的变化 那另一个呢 是HDC1080内置的一个温度传感器 它可以通过[听不清]接口来 读到我的温度值 同时 实现湿度的一个校准和变化 另外还提供了一个EEPROM 我们支持在芯片上电的时候 可以刷写这个数据或者 客户在自己的产品批量生产 可以做一些 系统的校准 然后把这个 参数存在这个EEPROM里面 这个就是我们HDC1080的一个使用框图 使用I2C接口 那看看它的应用性能 湿度的范围是达到了 正负2% 然后温度是一个正负0.2的精度 那它使用的是DFN的一个封装 然后我们有一个同系列参数相似的一个 HDC1010使用的是 WCSP0的一个封装 那这样的一个方案呢 具有一个非常小的 封装 同时呢SDC1010 能让你更好的处理灰尘的这个问题 然后你内置的温湿度传感器 能让你方便的实现温湿度的一个读数 以及湿度的温度补偿 那它主要还是用于家电和商业的空调下 那这个是TI关于湿度传感器的一些路标 目前量产的话是HDC1080 HDC1010 分别是DFN封装与WSCP封装 那覆盖的电压轨是2.7到5.5伏的一个范围 那下一代马上要量产的 就是HDC2000这样的一个系列 也就是HDC2080 HDC2010 那它们依然是两个主体封装 然后它覆盖的是一个更低的电路轨 最后就是我们的参考设计 能帮助你快速你启动这样一个 湿度传感器的一个设计 那目前大部分是基于这一个 温湿度的无线节点的一个参考设计 使用的都是纽扣电池的一个供电方式 大家可以看看我们的这个参考设计 TIDA-00374 设计 那它是一个 纽扣电池供电 可用十年的这样一个 温湿度无线检测的一个方案 大家可以看到这个框图 我们TIDA-00374使用的是一个 纽扣电池[听不清]的这样一个纽扣电池 温湿度部分使用的是一个HDC1080的一个温湿度传感器 那主MCU呢 是使用了一个 TI的CC25系列的这样一个 射频控制器 那它是内置一个MCU以及一个2.4G的驱动 同时呢 大家可以看到这样的一个系统底下是有 有一个定时开光 这样的一个参考设计呢 是通过一个 TPL5110 来定时的 来开通 然后 让这个温湿度传感器工作 并把温湿度的数据传到我们的 CC2x 然后通过射频的方式 再传送到我们的主系统 然后目前我们的10年工作时间是 根据这个TPL5110 一分钟唤醒我的系统一次 让它进行工作 这样的一个工作频率 去做的这样的一个计算 如果你的系统是采用一个更慢的一个 产品频率 去做一个参数读取的话 你会得到一个更长的工作时间 最后还是我们的一些网络资源 分别是TI的一个在线的论坛 传感器产品的一个主页面 TI的参考设计 以及我们的在线[听不清] 软件的webench 那关于湿度传感器 简单介绍 就到这里 谢谢大家