基于HS300X系列溫濕度傳感器的技術(shù)特點

傳感器一直是業(yè)界廣泛關(guān)注的基礎(chǔ)產(chǎn)品之一，好的傳感器能夠給用戶提供完整的物理量表征，對待測量做出準(zhǔn)確、快速的響應(yīng)。作為傳感器家族中最基礎(chǔ)的品類——溫濕度傳感器一直時刻存在著我們生活的各個方面，從平時的日常起居到工業(yè)自動化，無不見到它們的身影。雖然溫濕度傳感器已經(jīng)存在了很長的時間，但是進入到物聯(lián)網(wǎng)以及工業(yè)4.0時代之后，各種需求爆炸性的出現(xiàn)，對傳感器的體積、功耗、測量范圍、精度、成本提出了更高的要求，這就促使相關(guān)企業(yè)不斷的對它們進行改進。

今天我們手中拿到的是一款由瑞薩（Renesas Electronics）公司推出的SDAH01溫濕度傳感器評估套件，該套件主要是為用戶提供一個相對簡單的平臺來對HS300X系列溫濕度傳感器進行評估。

整個外包裝比較精美，內(nèi)部防震防靜電處理也充分展示了國際大廠的風(fēng)范。從外部看，包裝盒的大小約為170mm*160mm ，別看盒子不大，里面的內(nèi)容可不少，包裝盒的表面直接寫明了內(nèi)部所包含的配件：1塊評估板，3個HS3001傳感器，1個傳感器模塊擴展電纜，1個包含了demo軟件的U盤，1根USB電纜以及用戶指南、用戶快速指南和評估板的聲明文件。（圖1）

圖1

打開包裝盒后，首先是一個硬紙板材質(zhì)的用戶指南（User Guide）和快速上手（Quick Start Guide）指南，拿在手上非常有質(zhì)感。在快速上手指南上記載了該評估套件使用方法的簡化版本，只需要四個步驟就能夠快速開始評估；而在用戶指南上除了給出該評估套件的詳細使用步驟外，還對評估板的不同工作模式進行了詳細的介紹，最后還給出了評估板的性能參數(shù)以及技術(shù)支持網(wǎng)址。這樣細心周到的為用戶考慮，非常值得我們學(xué)習(xí)，不得不為它點個贊！

移開表面的指南，映入眼簾的就是我們今天評測的主角了（圖2）。電纜、評估板等錯落有致的排列在盒子里。細心的朋友可能還發(fā)現(xiàn)了，這個評估板還送一個U盤？沒錯，這應(yīng)該是廠商想到現(xiàn)在絕大數(shù)電腦都不會有光驅(qū)吧，這個U盤里面存放著官方提供的DEMO程序，待會我們就要用它來讀取并顯示傳感器獲取的數(shù)據(jù)。

圖2

先看看我們的主角，從靜電袋中小心翼翼的把評估板拿出來，可以看出整個板子并不是很大，長寬分別為42mm*31mm，大概只有半張名片大小（圖3）。整個板子被白色的絲印分成了5個部分。在板子的左上角有個非常醒目的標(biāo)記：IDT。有些朋友可能比較疑惑：不是瑞薩嗎？為什么LOGO是IDT呢？原來瑞薩已經(jīng)收購了IDT公司，現(xiàn)在IDT只是瑞薩的子公司了。板子的右上角為電源控制區(qū)①，包含有一個撥動開關(guān)以及一個指示燈。上面的文字清晰的說明了撥動開關(guān)用途就是由用戶選擇評估板是電池供電還是USB供電，當(dāng)用戶選擇是否USB供電時，指示燈會被點亮。

圖3

在板子的中間區(qū)域是傳感器接口以及離線溫濕度采集數(shù)據(jù)的記錄控制區(qū)②和③。當(dāng)中的start/stop logging按鍵很清晰的說明了它的用途是控制開始或結(jié)束離線讀取傳感器。在按鈕的右邊是一個名為L2 Enable的撥動開關(guān)以及一個名為L2的LED燈，通過查閱手冊得知，L2的LED燈用來表明是否正在進行測量。而當(dāng)電池供電需要節(jié)約電量時，我們可以通過L2 Enable撥動開關(guān)來關(guān)閉該LED燈。在板子的下方是USB接口④，和其他板子不同，該評估板提供的是MINI USB的接口，這就意味著我們無法使用普通的android手機線與其進行通信了。

在板子的背面圖4，主要是兩個大件： PIC18LF2550單片機以及1632電池座。通過查閱相關(guān)資料我們可以知道PIC18LF2550包含有I2C，SPI，USB等多個接口，很顯然它就是用于讀取傳感器數(shù)據(jù)以及提供USB通信的核心。另外，在整個評估板的四個角上，廠商還很貼心的加上了4個塑料支腳，這不得不使我們?yōu)樗冱c一個贊。

圖4

既然是評測溫濕度傳感器，那么傳感器當(dāng)然是今天的關(guān)鍵啦。與其他評估板不同的是，SDAH01評估板采用的是傳感器與主控板分離的模式，為了便于測量距離較遠位置的參數(shù)，廠商還提供了一個傳感器延長線，下圖為評估板提供的3個SH300X傳感器與延長線（圖5）。

圖5

首先，讓我們來看看HS300X系列溫濕度傳感器的特點。根據(jù)測量精度的不同該系列一共包含了HS3001~HS3004共4款產(chǎn)品，它們的技術(shù)特點如下：

? 14位分辨率：0.01% RH（典型值）

? 極短的RH響應(yīng)時間：6秒（典型值）

? 低電流消耗：平均值為1.0μA（每秒進行一次相對濕度和溫度測量，8位分辨率，1.8V電源）

? 出色的抗老化穩(wěn)定性

? 非常堅固耐用，可耐受惡劣的環(huán)境條件和機械沖擊

? 超低功耗

? 寬電源電壓：1.8V至5.5V

? 工作溫度范圍：-40°C至+125°C

? 3.0mm × 2.41mm × 0.8mm DFN型6-LGA封裝

? 與MCU通信的數(shù)據(jù)接口為I2C。

在精度方面，下表來源于官方的數(shù)據(jù)文檔，在其中給出了各款產(chǎn)品溫濕度的測量范圍。在我們的評估套件中配套的是HS3001傳感器，因此它的濕度測量精度為±1.5%，溫度測量精度為±0.2℃，這個指標(biāo)應(yīng)該能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用。

在應(yīng)用方面，HS300X傳感主要用在應(yīng)用

? 氣候控制系統(tǒng)

? 家用電器

? 氣象站

? 工業(yè)自動化

? 醫(yī)療設(shè)備

? 汽車座艙氣候控制

下圖為HS300X系列的典型應(yīng)用電路，可以看出其使用起來非常簡單，僅需外接兩個電容及兩個上拉電阻即可。

為了快速評估HS3001傳感器的性能，我們將附帶的USB線與評估板連接，同時把右上角電源控制區(qū)內(nèi)的撥動開關(guān)調(diào)整到USB的位置，此時旁邊的LED燈點亮即說明電源正常（圖6）。

圖6

利用評估板中所附帶U盤中的IDT Demo軟件來獲取評估板的所采集到的溫濕度信息。把U盤插入，系統(tǒng)就會自動的進行安裝，過程非常簡單，一直點下一步就行了，值得注意的是這個軟件需要.net框架3.5的支持，所以請確保系統(tǒng)安裝了這個版本。安裝好軟件后直接雙擊快捷方式就可以打開（如下圖）。整個界面非常簡單：下方的狀態(tài)欄中給出了板子的狀態(tài)當(dāng)前的測量值，上方的工具欄里包含F(xiàn)ile ，Tools菜單用于設(shè)定，特別注意：Measure是一個按鈕，當(dāng)板子連接好后，就可以點擊Measure按鈕進行測量了，中間為測量結(jié)果圖形顯示區(qū)，紅色為溫度、藍色為濕度。

點擊工具欄中的Tools菜單，里面有四個選項，分別為：

Measurement Settings ：用來設(shè)置采樣時間（0.5-3600秒）或采樣次數(shù)（最大不能超過100萬，0表示無限）。

Set Resolution ：設(shè)置精度，可以選著8 bit-14bit

Data Logging：獲取離線數(shù)據(jù)。也就導(dǎo)出利用電池供電存儲在評估板內(nèi)部的溫濕度數(shù)據(jù)。

Get Sensor ID：獲取當(dāng)前傳感器的ID號

總結(jié)：

SDAH01評估套件具有上手簡單、功能全面的特點，即便是一個新手，也很容易使用這款評估套件。通過測試發(fā)現(xiàn)，HS3001傳感器反映靈敏，特別是內(nèi)置校準(zhǔn)與溫度補償邏輯電路，能夠免去用戶使用過程進行校準(zhǔn)的煩惱。
責(zé)任編輯:pj