Používateľská príručka modulu snímača teploty a vlhkosti Winsen ZS13

Koniecview
Modul snímača teploty a vlhkosti ZS13 je všestranné zariadenie vhodné pre rôzne aplikácie v rôznych oblastiach vrátane domácich spotrebičov, priemyselných nastavení, zaznamenávania údajov, meteostaníc, lekárskych zariadení a ďalších.

Vlastnosti

Plne kalibrované
Široký napájací zdroj objtage rozsah od 2.2 V do 5.5 V

Aplikácie
Senzorový modul je možné použiť v:

Oblasti domácich spotrebičov: HVAC, odvlhčovače, inteligentné termostaty, izbové monitory atď.
Priemyselné oblasti: Automobily, testovacie zariadenia, automatické riadiace zariadenia
Ďalšie oblasti: Záznamníky údajov, meteostanice, lekárske prístroje a súvisiace zariadenia na detekciu teploty a vlhkosti

Technické parametre relatívnej vlhkosti

Parameter	Rozlíšenie	Podmienka	Min	Typické
Chyba presnosti	–	Typické	–	0.024
Opakovateľnosť	–	–	–	–
Hysterézia	–	–	–	–
Nelinearita	–	–	–	–

Návod na použitie produktu

Inštalácia

Vyberte vhodné miesto pre senzorový modul.
Pripojte napájanie v rámci špecifikovaného objtage rozsah (2.2V až 5.5V).

Čítanie údajov
Načítajte údaje o teplote a vlhkosti z modulu snímača pomocou príslušného rozhrania.

Údržba
Udržujte modul snímača čistý a bez prachu alebo nečistôt.

Často kladené otázky (FAQ)

Otázka: Aký je rozsah prevádzkovej teploty senzorového modulu ZS13?
Odpoveď: Rozsah prevádzkových teplôt je od X°C do Y°C.

Otázka: Môže byť senzorový modul ZS13 použitý vonku?
Odpoveď: Áno, modul snímača je možné používať vonku, ale uistite sa, že je chránený pred priamym vystavením vplyvom živlov.

Vyhlásenie

Autorské práva na túto príručku patria spoločnosti Zhengzhou Winsen Electronics Technology Co., LTD. Bez písomného súhlasu sa žiadna časť tejto príručky nesmie kopírovať, prekladať, uchovávať v databáze alebo vyhľadávacom systéme, ani sa nesmie šíriť elektronickými, kopírovacími a záznamovými spôsobmi.

Ďakujeme, že ste si zakúpili náš produkt. Aby ho zákazníci mohli lepšie využívať a znížili chyby spôsobené nesprávnym používaním, prečítajte si prosím pozorne návod a správne ho obsluhujte v súlade s pokynmi. Ak používatelia nedodržia podmienky alebo odstránia, rozoberú alebo vymenia súčasti vnútri snímača, nenesieme zodpovednosť za stratu.
Špecifické, ako je farba, vzhľad, veľkosti atď., Prevažujú prosím v naturáliách. Venujeme sa vývoju produktov a technickým inováciám, takže si vyhradzujeme právo na zlepšenie produktov bez upozornenia. Pred použitím tohto návodu sa uistite, že ide o platnú verziu. Zároveň sú vítané komentáre používateľov k optimalizovanému spôsobu používania. Návod si prosím riadne uschovajte, aby ste v budúcnosti mohli získať pomoc, ak budete mať pri používaní nejaké otázky.
Zhengzhou Winsen Electronics Technology CO., LTD

Koniecview

ZS13 je úplne nový produkt, ktorý je vybavený špeciálnym senzorovým čipom ASIC, vysokovýkonným polovodičovým kapacitným senzorom vlhkosti na báze kremíka a štandardným snímačom teploty na čipe, používa štandardný formát výstupného signálu I²C. Produkty ZS13 majú stabilný výkon v prostredí s vysokou teplotou a vysokou vlhkosťou; Zároveň má produkt veľkú výhodutagpresnosť, čas odozvy a rozsah merania. Každý senzor je prísne kalibrovaný a testovaný pred opustením továrne, aby sa zabezpečilo a splnilo rozsiahle použitie zákazníkov.

Vlastnosti

Plne kalibrované
Široký napájací zdroj objtage rozsah od 2.2 V do 5.5 V
Digitálny výstup, štandardný I²C signál
Rýchla odozva a silná schopnosť proti rušeniu
Vynikajúca dlhodobá stabilita v podmienkach vysokej vlhkosti

Aplikácia

Pole domácich spotrebičov: HVAC, odvlhčovače, inteligentné termostaty a izbové monitory atď.;
Priemyselné oblasti: Automobily, testovacie zariadenia a automatické ovládacie zariadenia;
Ďalšie polia: záznamníky údajov, meteostanice, lekárske a iné súvisiace zariadenia na detekciu teploty a vlhkosti.

Technické parametre relatívnej vlhkosti

Relatívna vlhkosť

Parameter	Podmienka	Min	Typické	Max	Jednotka
Rozlíšenie	Typické	–	0.024	–	% RH
Chyba presnosti¹	Typické	–	±2	Pozri Obrázok 1	% RH
Opakovateľnosť	–	–	±0.1	–	% RH
Hysterézia	–	–	±1.0	–	% RH
Nelinearita	–	–	<0.1	–	% RH
Čas odozvy²	τ63 %	–	<8	–	s
Pracovný rozsah ³	–	0	–	100	% RH
Predĺžený drift⁴	Normálne	–	< 1	–	% RH/rok

Technické parametre teploty

Parameter	Podmienka	Min	Typické	Max	Jednotka
Rozlíšenie	Typické	–	0.01	–	°C
Chyba presnosti⁵	Typické	–	±0.3	–	°C
Chyba presnosti⁵	Max	Pozri obrázok 2			–
Opakovateľnosť	–	–	±0.1	–	°C
Hysterézia	–	–	±0.1	–	°C
Čas odozvy 6	τ63 %	5	–	30	s
Pracovný rozsah	–	-40	–	85	°C
Predĺžený drift	–	–	<0.04	–	°C/rok

Elektrické charakteristiky

Parameter	Podmienka	Min	Typické	Max	Jednotka
Napájanie	Typické	2.2	3.3	5.5	V
Napájanie, IDD⁷	Spánok	–	250	–	nA
Napájanie, IDD⁷	Zmerajte	–	980	–	uA
Spotreba⁸	Spánok	–	–	0.8	µW
Spotreba⁸	Zmerajte	–	3.2	–	mW
Komunikačný formát	I²C

Táto presnosť je presnosť testovania snímača pri teplote 25 ℃, napájací a napájací objemtage 3.3 V pri kontrole dodávky. Táto hodnota nezahŕňa hysterézu a nelinearitu a platí len pre nekondenzačné podmienky.
Čas potrebný na dosiahnutie 63 % odozvy prvého rádu pri 25 ℃ a prietoku vzduchu 1 m/s.

Normálny pracovný rozsah: 0-80% RH. Za týmto rozsahom sa údaj snímača bude líšiť (po 200 hodinách pri 90 % relatívnej vlhkosti sa dočasne posunie o < 3 % relatívnej vlhkosti). Pracovný rozsah je ďalej obmedzený na – 40 – 85 ℃.
Ak sú okolo senzora prchavé rozpúšťadlá, štipľavé pásky, lepidlá a baliace materiály, môže dôjsť k posunu odčítania.

Presnosť snímača je 25 °C pri napájaní z výroby. Táto hodnota nezahŕňa hysterézu a nelinearitu a platí len pre nekondenzačné podmienky.
Čas odozvy závisí od tepelnej vodivosti substrátu snímača.

Minimálny a maximálny napájací prúd je založený na VDD = 3.3 V a T < 60 ℃.
Minimálna a maximálna spotreba energie sú založené na VDD = 3.3 V a T < 60 ℃.

Definícia rozhrania

Komunikácia senzora

ZS13 používa na komunikáciu štandardný I2C protokol.

Štartovací senzor
Prvým krokom je zapnutie snímača pri zvolenom napájacom zdroji VDD objtage (rozsah medzi 2.2 V a 5.5 V). Po zapnutí potrebuje senzor stabilizačný čas najmenej 100 ms (v tomto čase je SCL na vysokej úrovni), aby sa dostal do stavu nečinnosti, aby bol pripravený na príjem príkazu odoslaného hostiteľom (MCU).

Spustiť/zastaviť sekvenciu
Každá sekvencia prenosu začína stavom Štart a končí stavom Stop, ako je znázornené na obr. 9 a obr.

Poznámka: Keď je SCL vysoký, SDA sa konvertuje z vysokého na nízke. Štartovací stav je špeciálny stav zbernice riadený masterom, ktorý indikuje začiatok podriadeného prenosu (po Start sa BUS všeobecne považuje za zaneprázdnený)

Poznámka: Keď je SCL vysoké, línia SDA sa zmení z nízkej na vysokú. Stav zastavenia je špeciálny stav zbernice riadený nadradenou jednotkou, ktorý označuje koniec prenosu podriadeného zariadenia (po Stop sa zbernica vo všeobecnosti považuje za nečinnú).

Prenos velenia
Prvý bajt I²C, ktorý sa následne prenesie, obsahuje 7-bitovú adresu zariadenia I²C 0x38 a smerový bit SDA x (čítaj R: '1', píš W: '0'). Po 8. zostupnej hrane hodín SCL potiahnite kolík SDA (bit ACK) nadol, čím označíte, že údaje zo snímača sa prijímajú normálne. Po odoslaní príkazu merania 0xAC by mal MCU počkať, kým sa meranie nedokončí.

Tabuľka 5 Popis stavového bitu:

Bit

Význam

Popis

bit[7]	Indikácia zaneprázdnenia	1 — zaneprázdnený, v stave merania 0 — nečinný, stav spánku
Bit [6:5]	Zachovať	Zachovať
bit[4]	Zachovať	Zachovať
bit[3]	CAL Povoliť	1 – kalibrovaný 0 – nekalibrovaný
Bit [2:0]	Zachovať	Zachovať

Proces čítania snímača

Po zapnutí je potrebná čakacia doba 40 ms. Pred odčítaním hodnoty teploty a vlhkosti skontrolujte, či bit povolenia kalibrácie (Bit[3]) je 1 alebo nie (stavový bajt získate odoslaním 0x71). Ak nie je 1, pošlite príkaz 0xBE (inicializácia), tento príkaz má dva bajty, prvý bajt je 0x08 a druhý bajt je 0x00.

Pošlite priamo príkaz 0xAC (spúšťač merania). Tento príkaz má dva bajty, prvý bajt je 0x33 a druhý bajt je 0x00.
Počkajte 75 ms na dokončenie merania a Bit[7] indikátora obsadenosti je 0 a potom je možné prečítať šesť bajtov (čítaj 0X71).

Vypočítajte hodnotu teploty a vlhkosti.
Poznámka: Kontrolu stavu kalibrácie v prvom kroku je potrebné skontrolovať iba pri zapnutí napájania, čo sa pri bežnom procese čítania nevyžaduje.

Ak chcete spustiť meranie:

Na čítanie údajov o vlhkosti a teplote:

Sériové dáta SDA
SDA pin sa používa na vstup a výstup dát zo snímača. Pri odosielaní príkazu do snímača je SDA platné na vzostupnej hrane sériových hodín (SCL) a keď je SCL vysoké, SDA musí zostať stabilné. Po zostupnej hrane SCL je možné zmeniť hodnotu SDA. Aby sa zaistila bezpečnosť komunikácie, efektívny čas SDA by sa mal predĺžiť na TSU a to pred nábežnou hranou a po zostupnej hrane SCL. Pri čítaní údajov zo snímača je SDA účinný (TV) po tom, ako sa SCL zníži a udrží sa na klesajúcej hrane ďalšieho SCL.

Aby sa predišlo konfliktu signálov, mikroprocesor (MCU) musí riadiť SDA a SCL iba na nízkej úrovni. Na vytiahnutie signálu na vysokú úroveň je potrebný externý pull-up rezistor (napr. 4.7K Ω). Pull-up rezistor bol zahrnutý do I/O obvodu mikroprocesora ZS13. Podrobné informácie o vstupných/výstupných charakteristikách snímača je možné získať v tabuľkách 6 a 7.

Poznámka:

Keď sa výrobok používa v obvode, napájací zdroj objtage hostiteľského MCU musí byť v súlade so snímačom.
Pre ďalšie zlepšenie spoľahlivosti systému je možné ovládať napájanie snímača.
Keď je systém práve zapnutý, uprednostnite napájanie senzora VDD a nastavte vysokú úroveň SCL a SDA po 5 ms.

Premena relatívnej vlhkosti
Relatívnu vlhkosť RH možno vypočítať podľa výstupu signálu relatívnej vlhkosti SRH zo SDA pomocou nasledujúceho vzorca (výsledok je vyjadrený v % RH).

teplotná premena
Teplotu T možno vypočítať dosadením výstupného signálu teploty ST do nasledujúceho vzorca (výsledok je vyjadrený v teplote ℃).

Rozmer produktu

Výkonnostný doplnok

Odporúčané pracovné prostredie
Snímač má stabilný výkon v rámci odporúčaného pracovného rozsahu, ako je znázornené na obrázku 7. Dlhodobé vystavenie v neodporúčanom rozsahu, ako je vysoká vlhkosť, môže spôsobiť dočasný posun signálu (napr.ample, >80 % RH, posun +3 % RH po 60 hodinách). Po návrate do prostredia odporúčaného rozsahu sa senzor postupne vráti do kalibračného stavu. Dlhodobé vystavenie sa neodporúčanému rozsahu môže urýchliť starnutie produktu.

Presnosť RH pri rôznych teplotách
Obrázok 8 zobrazuje maximálnu chybu vlhkosti pre iné teplotné rozsahy.

Sprievodca aplikáciou

pokyny pre prostredie
Spájkovanie pretavením alebo vlnové spájkovanie je pre výrobky zakázané. Pri ručnom zváraní musí byť čas kontaktu kratší ako 5 sekúnd pri teplote do 300 ℃.
Poznámka: po zváraní musí byť snímač uložený v prostredí s relatívnou vlhkosťou > 75 % aspoň na 12 hodín, aby sa zabezpečila rehydratácia polyméru. V opačnom prípade sa údaj snímača posunie. Senzor je možné umiestniť aj do prirodzeného prostredia (> 40% RH) na viac ako 2 dni, aby sa rehydratoval. Použitie nízkoteplotnej spájky (napríklad 180 ℃) môže skrátiť čas hydratácie.
Nepoužívajte snímač v korozívnych plynoch alebo v prostredí s kondenzátom.

Podmienky skladovania a návod na obsluhu
Úroveň citlivosti na vlhkosť (MSL) je 1 podľa normy IPC/JEDECJ-STD-020. Preto sa odporúča použiť ho do jedného roka po odoslaní. Snímače teploty a vlhkosti nie sú bežné elektronické súčiastky a potrebujú starostlivú ochranu, na ktorú musia používatelia dávať pozor. Dlhodobé vystavenie vysokej koncentrácii chemických výparov spôsobí posun čítania snímača. Preto sa odporúča uchovávať snímač v originálnom balení vrátane zapečateného ESD vrecka a spĺňať nasledujúce podmienky: teplotný rozsah je 10 ℃ – 50 ℃ (0-85 ℃ v obmedzenom čase); Vlhkosť je 20-60% RH (senzor bez ESD balenia). Senzory, ktoré boli vybraté z pôvodného obalu, odporúčame uložiť do antistatických vreciek vyrobených z materiálov PET/AL/CPE s obsahom kovu. V procese výroby a prepravy by sa mal snímač vyhýbať kontaktu s vysokými koncentráciami chemických rozpúšťadiel a dlhodobej expozícii. Zabráňte kontaktu s prchavým lepidlom, páskou, nálepkami alebo prchavými obalovými materiálmi, ako je penová fólia, penové materiály atď. Výrobný priestor by mal byť dobre vetraný.

Spracovanie obnovy
Ako je uvedené vyššie, hodnoty sa môžu posúvať, ak je snímač vystavený extrémnym prevádzkovým podmienkam alebo chemickým výparom. Do stavu kalibrácie ho možno vrátiť nasledujúcim spracovaním.

Sušenie: Udržujte ho pri 80-85 ℃ a <5% relatívnej vlhkosti počas 10 hodín;
Rehydratácia: Udržujte ho pri 20-30 ℃ a >75% relatívnej vlhkosti počas 24 hodín.

Vplyv teploty
Relatívna vlhkosť plynov závisí vo veľkej miere od teploty. Preto by pri meraní vlhkosti mali všetky senzory merajúce rovnakú vlhkosť pracovať pri rovnakej teplote. Pri testovaní je potrebné zabezpečiť rovnakú teplotu a potom porovnať hodnoty vlhkosti. Vysoká frekvencia merania ovplyvní aj presnosť merania, pretože teplota samotného snímača sa bude zvyšovať so zvyšujúcou sa frekvenciou merania. Aby sa zabezpečilo, že jeho vlastný nárast teploty bude pod 0.1 °C, čas aktivácie ZS13 by nemal presiahnuť 10 % času merania. Odporúča sa merať údaje každé 2 sekundy.

Materiály na tesnenie a zapuzdrenie
Mnohé materiály absorbujú vlhkosť a budú pôsobiť ako nárazník, čo zvyšuje čas odozvy a hysterézu. Materiál okolitého snímača by sa preto mal vyberať opatrne. Odporúčané materiály sú: kovové materiály, LCP, POM (Delrin), PTFE (Teflon), PE, peek, PP, Pb, PPS, PSU, PVDF, PVF. Materiály na tesnenie a lepenie (konzervatívne odporúčanie): na balenie elektronických súčiastok sa odporúča použiť metódu plnenú epoxidovou živicou alebo silikónovou živicou. Plyny uvoľnené z týchto materiálov môžu tiež kontaminovať ZS13 (pozri 2.2). Preto by mal byť senzor nakoniec zmontovaný a umiestnený na dobre vetranom mieste alebo sušený v prostredí s teplotou > 50 ℃ počas 24 hodín, aby mohol pred zabalením uvoľniť znečisťujúce plyny.

Pravidlá zapojenia a integrita signálu
Ak sú signálové vedenia SCL a SDA paralelné a veľmi blízko pri sebe, môže to viesť k presluchom signálu a zlyhaniu komunikácie. Riešením je umiestniť VDD alebo GND medzi dve signálne vedenia, oddeliť signálové vedenia a použiť tienené káble. Okrem toho zníženie frekvencie SCL môže tiež zlepšiť integritu prenosu signálu.

Dôležité upozornenie

Varovanie, Osobné zranenie
Neaplikujte tento produkt na bezpečnostné ochranné zariadenia alebo zariadenia núdzového zastavenia a žiadne iné aplikácie, ktoré môžu spôsobiť zranenie osôb v dôsledku poruchy produktu. Tento produkt nepoužívajte, pokiaľ neexistuje špeciálne povolenie na použitie alebo použitie. Pred inštaláciou, manipuláciou, používaním alebo údržbou produktu si pozrite produktový list a aplikačnú príručku. Nedodržanie tohto odporúčania môže mať za následok smrť a vážne zranenie. Ak má kupujúci v úmysle kúpiť alebo použiť produkty spoločnosti Winsen bez získania akýchkoľvek aplikačných licencií a oprávnení, kupujúci bude znášať všetky kompenzácie za zranenie a smrť, ktoré z toho vyplývajú, a oslobodí manažérov a zamestnancov spoločnosti Winsen a pridružené dcérske spoločnosti od tejto povinnosti, zástupcov, distribútorov atď. .

ESD ochrana
Vzhľadom na vlastný dizajn komponentu je citlivý na statickú elektrinu. Aby ste predišli poškodeniu spôsobenému statickou elektrinou alebo znížili výkon produktu, pri používaní tohto produktu vykonajte potrebné antistatické opatrenia.

Zabezpečenie kvality
Spoločnosť poskytuje 12-mesačnú (1-ročnú) záruku kvality (počítanú od dátumu odoslania) priamym nákupcom svojich produktov na základe technických špecifikácií v príručke s údajmi o produkte, ktorú vydala spoločnosť Winsen. Ak sa v záručnej dobe preukáže chyba produktu, spoločnosť zabezpečí bezplatnú opravu alebo výmenu. Používatelia musia spĺňať nasledujúce podmienky:

Oznámte to našej spoločnosti písomne do 14 dní od zistenia závady.

Tovar by mal byť v záručnej dobe.

Spoločnosť zodpovedá len za produkty, ktoré sú chybné pri použití v aplikáciách, ktoré spĺňajú technické podmienky produktu. Spoločnosť neposkytuje žiadne záruky, záruky ani písomné vyhlásenia o použití svojich produktov v týchto špeciálnych aplikáciách. Spoločnosť zároveň nedáva žiadne prísľuby o spoľahlivosti svojich produktov pri aplikácii na produkty alebo obvody.

Zhengzhou Winsen Electronics Technology Co., Ltd
Pridať: č. 299, Jinsuo Road, National Hi-Tech Zone, Zhengzhou 450001 Čína
Tel: +86-371-67169097/67169670
Fax: +86-371-60932988
E-mail: sales@winsensor.com
Webmiesto: www.winsen-sensor.com

Dokumenty / zdroje

Modul snímača teploty a vlhkosti Winsen ZS13 [pdfPoužívateľská príručka
Modul snímača teploty a vlhkosti ZS13, ZS13, modul snímača teploty a vlhkosti, modul snímača vlhkosti, modul snímača, modul

Referencie

Používateľská príručka

Modul snímača teploty a vlhkosti Winsen ZS13

Informácie o produkte