Energooszczędne czujniki wilgotności i temperatury od firmy Silicon Labs

Firma Silicon Labs zaprezentowała rodzinę czujników temperatury i wilgotności względnej o nazwie Si701x/2x. Nowe układy wyróżniają się niskim zużyciem energii oraz prostotą implementacji w systemie i są przeznaczone do różnorodnych zastosować, między innymi automatyki budynkowej, systemów klimatyzacji, lodówek, urządzeń medycznych, zdalnego monitoringu oraz urządzeń przemysłowych i motoryzacyjnych.

Układy Si701x/2x stanowią udoskonalenie dotychczas istniejących czujników wilgotności, które korzystają z dyskretnych elementów oraz obwodów analogowych odpowiedzialnych za kondycjonowanie sygnału czy kompensację wpływu temperatury. Dyskretne elementy zwiększają całkowity koszt projektu, ponadto zwiększają ryzyko awarii lub zanieczyszczenia płytki. W przeciwieństwie do tych rozwiązań, czujniki Si701x/2x stanowią kompletne, jednoukładowe rozwiązanie, tym samym zmniejszają złożoność systemu i koszty jego produkcji. Zintegrowany układ CMOS zapewnia wysoką niezawodność działania, a opcjonalna osłona z filtrem chroni czujnik przed zanieczyszczeniami. Osłona w postaci teflonowej membrany jest mocowana fabrycznie, zatem chroni czujnik zarówno podczas montażu na płytce PCB, jak i w czasie dalszej pracy. Osłona stanowi zabezpieczenie przed pyłem, kurzem i środkami czyszczącymi.

Si701x/2x zużywają najmniej mocy spośród wszystkich czujników wilgotności dostępnych na rynku. Przy zasilaniu napięciem 3,3 V i rozdzielczości 8 bitów pobierają one średnio 1,9 mikrowata mocy przy jednym odczycie na sekundę. Ta cecha może być kluczowa w zastosowaniach, gdzie zużycie mocy stanowi problem – na przykład w urządzeniach zasilanych z baterii.

Układy Si701x/2x zapewniają również dużą dokładność pomiaru wilgotności. Maksymalny błąd pomiaru wilgotności to +- 3% w szerokim zakresie od 0 do 80%. Z kolei maksymalny błąd określenia temperatury to +- 0,4°C w zakresie od -10 do +85°C. Dodatkowo dryft odczytu wilgotności jest mniejszy niż 0,25% w skali roku, co zapewnia dobrą stabilność w długim okresie czasu działania.

Unikalną cechą rodziny Si701x/2x jest możliwość pomiaru temperatury w dwóch miejscach. Model Si7013 pozwala na pomiar temperatury w drugim punkcie wraz z programowalną funkcją linearyzacji. Dzięki temu nie ma potrzeby użycia dodatkowego przetwornika analogowo-cyfrowego i programowego obliczania kompensacji w systemie. Funkcja ta przydaje się w zastosowaniach takich, jak termostaty, które wymagają określenia temperatury w dwóch punktach. Model Si7013 umożliwia określanie temperatury w drugim punkcie poprzez pomiar napięcia na zewnętrznym termistorze.

Dla rodziny układów Si701x/2x dostępnych jest wiele narzędzi sprzętowych i programistycznych ułatwiających testy, projektowanie i programowanie. Są to: zestaw testowy Si7013USB-DONGLE, karta rozszerzeń Si7013EVB-UDP pozwalająca na testy czujników w połączeniu z zestawem projektowym dla mikrokontrolerów C8051F960 lub zestawem projektowym dla mikrokontrolerów SIM3L1xx (kartę rozszerzeń dołącza się bezpośrednio do gniazda mikrokontrolera, co pozwala na szybkie projektowanie i tworzenie prototypów).

Układy z rodziny Si701x/2x są już dostępne w sprzedaży w obudowach QFN 3 x 3 mm kompatybilnych z innymi czujnikami wilgotności dostępnymi na rynku. Ceny zaczynają się od 2,13 USD za sztukę przy zamówieniach 10.000 sztuk.