HDC2080 数字传感器：电路图及其规格

我们人类借助感官与外部环境互动。人体有五种不同类型的感官，有助于其正常运作。同样，机器和电子设备也需要一些传感元件来与外部环境进行交互。传感器是机器用作传感元件的设备。有不同类型的传感器用于测量和检测不同的物理量。这些传感器的一些例子是温度传感器、触摸传感器、火灾传感器、气体传感器、湿度传感器、光传感器、接近传感器等。这些传感器大多以小型集成电路的形式提供，这使得它们很容易界面。这种小尺寸、低功耗湿度传感器的例子之一是 HDC2080 传感器。

什么是 HDC2080 传感器？

HDC2080 是一款数字湿度和温度测量传感器。它具有湿度传感元件、温度传感元件、模数转换器、校准存储器和 I2C 接口，所有这些都嵌入在单个 3mm ×3 mm 6 引脚 IC 上。

HDC2080 为温度和湿度测量提供可编程分辨率。该传感器包含一个电容传感元件，用于测量环境的相对湿度。

框图

HDC2080有两种测量模式——自动模式和按需触发模式。在自动模式下，HDC2080 不需要任何 I2C 命令来启动测量。在此模式下工作时，IC 被编程为定期执行测量。

在按需触发模式下，需要 I2C 命令来启动测量。完成转换后，设备进入睡眠模式，等待另一个 I2C 命令开始测量。

HDC2080 有两种操作模式——睡眠模式和测量模式。 HDC2080 适用于能量收集应用的关键特性是其低功耗。当应用于这些类型的应用时，HDC2080 大部分时间都处于睡眠模式。在此模式下，IC 的平均功耗为 50 nA。

在高湿度环境下工作时，HDC2080会面临结露的问题。为了防止这种情况，IC 配备了集成加热元件。该加热器的工作温度范围为 -40°C 至 85°C，可短暂开启以去除冷凝水。

HDC2080 作为 I2C 总线接口上的从机运行。 SDA 和 SCL 开漏线用于连接 I2C 接口。 HDC2080 还包含一个 ADC，用于将测量值从模拟转换为数字。

电路图

传感元件和传感器精度的正确设置，极大地影响了相对湿度和温度值测量的精度。建议将 HDC2080 与电池、显示器、电阻元件等热源隔离，以提高传感器的精度。

长时间暴露在紫外线辐射、化学蒸汽、可见光下会影响传感器的相对湿度。

HDC2080 引脚配置

HDC2080 采用 6 针 DMB 3.00mm × 3.0mm 尺寸封装。

• Pin-1 是 I2C、SDA 引脚的串行数据线。上拉电阻从该引脚连接到正电源电压。
• 引脚 2，GND，是接地引脚。
• 引脚 3，ADDR，是地址选择引脚。该引脚可以不连接，也可以硬接线到地。悬空或接地时，从机地址为 1000000。接正极电源时，从机地址为 1000001。
• 引脚 4，DRDY/INT，是数据就绪/中断引脚。
• 第 5 引脚 VDD 是正电源电压引脚。
• PIn-6，SCL，是 I2C 的串行时钟线。上拉电阻应从该引脚连接到正电源。

规范

HDC2080数字传感器的规格如下-

• 该传感器测量相对湿度。
• 它包含一个基于电容的传感元件。
• 此传感器的相对湿度范围（如果从 0 到 100 %）。
• HDC2080 的典型湿度精度为 ± 2°C。
• 该传感器的最大温度精度为 ±0.2°C。
• HDC2080 的工作温度范围为 -40°C 至 85°C。
• 该传感器的功能温度范围为 -40°C 至 125°C。
• 仅 RH% 的平均电源电流为 300nA，而如果同时计算 RH% 和温度，则为 550nA。
• 此传感器包含自动测量模式。
• HDC2080 传感器具有 I2C 接口兼容性。
• 此 IC 的电源电压范围为 1.62V 至 3.6V。
• 此传感器正常运行所需的最大输入电压为 3.9V。
• 此 IC 以小型 DMB 封装形式提供。
• 为了驱散冷凝和湿气，IC 上还嵌入了一个加热元件。
• 为了提供警报，该 IC 还包含可编程中断阈值。
• 无需任何微控制器的帮助即可唤醒传感器。
• 更小的 HDC2080 版本 HDC2010 也可用于 PCB 尺寸非常小的应用。
• 此 IC 的功耗要求非常低。
• 当用于感测相对湿度或温度时，HDC2080 具有 14 位分辨率。
• 测量相对湿度时的响应时间为 8 秒。

HDC2080的应用

HDC2080 是一款用于测量湿度和温度的集成传感器。该传感器专为电池供电系统而设计。这些传感器用于洗衣机、烘干机、家用电器、医院、喷墨打印机等……用于测量湿度。这些是数字传感器，可以轻松与微控制器连接。

在 HVAC 系统中，传感器与微控制器连接。微控制器从传感器收集数据，并根据这些数据值加热和冷却系统将环境温度保持在首选水平。

湿度测量在医疗单位也很重要，湿度水平的变化会严重影响患者的健康。

替代IC

一些可用作 HDC2080 传感器替代品的 IC 包括 – HDC1010、HDC 1080、HDC2010 等……

HDC2080 是电路物理尺寸有限的理想选择。其紧凑的尺寸和低功耗特性对于电池供电的应用非常有用。此 IC 不应长时间暴露在化学烟雾和高温下。这可能会导致测量精度的降低。该 IC 的更多电气条件和存储条件可以在 Texas Instruments 提供的数据表中找到。

图片来源： 德州仪器