Uživatelská příručka modulu snímače teploty a vlhkosti Winsen ZS13

Nadview
Modul snímače teploty a vlhkosti ZS13 je všestranné zařízení vhodné pro různé aplikace v různých oblastech, včetně domácích spotřebičů, průmyslových nastavení, záznamů dat, meteostanic, lékařských zařízení a dalších.

Vlastnosti

Plně zkalibrováno

Široký napájecí zdroj objtage rozsah, od 2.2V do 5.5V

Aplikace
Senzorový modul lze použít v:

Oblasti domácích spotřebičů: HVAC, odvlhčovače, chytré termostaty, pokojové monitory atd.
Průmyslové obory: Automobily, zkušební zařízení, automatická řídicí zařízení

Další obory: Dataloggery, meteostanice, lékařské přístroje a související zařízení pro detekci teploty a vlhkosti

Technické parametry relativní vlhkosti

Parametr	Rezoluce	Stav	Min	Typický
Chyba přesnosti	–	Typický	–	0.024
Opakovatelnost	–	–	–	–
Hystereze	–	–	–	–
Nelinearita	–	–	–	–

Návod k použití produktu

Instalace

Vyberte vhodné umístění pro modul senzoru.

Připojte napájení v rámci stanoveného objtage rozsah (2.2 V až 5.5 V).

Čtení dat
Pomocí příslušného rozhraní načtěte údaje o teplotě a vlhkosti z modulu snímače.

Údržba
Udržujte modul snímače čistý a bez prachu a nečistot.

Často kladené otázky (FAQ)

Otázka: Jaký je rozsah provozních teplot senzorového modulu ZS13?
A: Rozsah provozních teplot je od X°C do Y°C.
Otázka: Lze senzorový modul ZS13 používat venku?
Odpověď: Ano, modul senzoru lze použít venku, ale zajistěte, aby byl chráněn před přímým vystavením vlivům počasí.

Prohlášení

Autorská práva k této příručce patří společnosti Zhengzhou Winsen Electronics Technology Co., LTD. Bez písemného svolení nesmí být žádná část této příručky kopírována, překládána, ukládána do databáze nebo vyhledávacího systému a také nesmí být šířena elektronickými, kopírovacími a záznamovými způsoby.

Děkujeme za zakoupení našeho produktu. Aby jej zákazníci mohli lépe používat a omezili závady způsobené nesprávným používáním, přečtěte si prosím pečlivě návod a používejte jej správně v souladu s pokyny. Pokud uživatelé nedodrží podmínky nebo odstraní, rozeberou nebo vymění součásti uvnitř senzoru, neneseme odpovědnost za ztrátu.
Specifické, jako je barva, vzhled, velikosti atd., prosím, mají přednost. Věnujeme se vývoji produktů a technickým inovacím, takže si vyhrazujeme právo produkty bez upozornění vylepšovat. Před použitím této příručky se ujistěte, že se jedná o platnou verzi. Zároveň jsou vítány komentáře uživatelů k optimalizovanému způsobu používání. Návod si prosím řádně uschovejte, abyste získali pomoc, pokud budete mít během používání v budoucnu nějaké otázky.
Zhengzhou Winsen Electronics Technology CO., LTD

Nadview

ZS13 je zcela nový produkt, který je vybaven speciálním senzorovým čipem ASIC, vysoce výkonným polovodičovým kapacitním senzorem vlhkosti na bázi křemíku a standardním teplotním senzorem na čipu, využívá standardní výstupní formát signálu I²C. Produkty ZS13 mají stabilní výkon v prostředí s vysokou teplotou a vysokou vlhkostí; Zároveň má produkt velkou výhodutages v přesnosti, době odezvy a rozsahu měření. Každý senzor je před opuštěním továrny přísně kalibrován a testován, aby bylo zajištěno a splněno široké použití zákazníků.

Vlastnosti

Plně zkalibrováno
Široký napájecí zdroj objtage rozsah, od 2.2V do 5.5V

Digitální výstup, standardní I²C signál
Rychlá odezva a silná schopnost proti rušení
Vynikající dlouhodobá stabilita za podmínek vysoké vlhkosti

Aplikace

Oblasti domácích spotřebičů: HVAC, odvlhčovače, inteligentní termostaty a pokojové monitory atd.;
Průmyslové obory: Automobily, testovací zařízení a automatická řídicí zařízení;
Další pole: záznamníky dat, meteostanice, lékařská a další související zařízení pro detekci teploty a vlhkosti.

Technické parametry relativní vlhkosti

Relativní vlhkost

Parametr	Stav	Min	Typický	Max	Jednotka
Rezoluce	Typický	–	0.024	–	% RH
Chyba přesnosti¹	Typický	–	±2	Viz Obrázek 1	% RH
Opakovatelnost	–	–	±0.1	–	% RH
Hystereze	–	–	±1.0	–	% RH
Nelinearita	–	–	<0.1	–	% RH
Doba odezvy²	τ63 %	–	<8	–	s
Pracovní rozsah ³	–	0	–	100	% RH
Prodloužený drift⁴	Normální	–	< 1	–	%RH/rok

Technické parametry teploty

Parametr	Stav	Min	Typický	Max	Jednotka
Rezoluce	Typický	–	0.01	–	°C
Chyba přesnosti⁵	Typický	–	±0.3	–	°C
Chyba přesnosti⁵	Max	Viz obrázek 2			–
Opakovatelnost	–	–	±0.1	–	°C
Hystereze	–	–	±0.1	–	°C
Doba odezvy 6	τ63 %	5	–	30	s
Pracovní rozsah	–	-40	–	85	°C
Prodloužený drift	–	–	<0.04	–	°C/rok

Elektrické charakteristiky

Parametr	Stav	Min	Typický	Max	Jednotka
Napájení	Typický	2.2	3.3	5.5	V
Napájecí zdroj, IDD⁷	Spát	–	250	–	nA
Napájecí zdroj, IDD⁷	Opatření	–	980	–	uA
Spotřeba⁸	Spát	–	–	0.8	µW
Spotřeba⁸	Opatření	–	3.2	–	mW
Komunikační formát	I²C

Tato přesnost je přesností testování senzoru za podmínek 25 ℃, napájení a objtage 3.3 V při kontrole dodávky. Tato hodnota nezahrnuje hysterezi a nelinearitu a platí pouze pro nekondenzační podmínky.
Čas potřebný k dosažení 63 % odezvy prvního řádu při 25 ℃ a průtoku vzduchu 1 m/s.
Normální pracovní rozsah: 0-80% RH. Za tímto rozsahem se bude údaj snímače odchylovat (po 200 hodinách při vlhkosti 90% RH bude dočasně driftovat < 3% RH). Pracovní rozsah je dále omezen na – 40 – 85 ℃.
Pokud jsou kolem senzoru těkavá rozpouštědla, štiplavé pásky, lepidla a balicí materiály, může být hodnota posunuta.
Přesnost snímače je 25℃ při továrním napájení. Tato hodnota nezahrnuje hysterezi a nelinearitu a platí pouze pro nekondenzační podmínky.

Doba odezvy závisí na tepelné vodivosti substrátu senzoru.
Minimální a maximální napájecí proud jsou založeny na VDD = 3.3 V a T < 60 ℃.
Minimální a maximální spotřeba energie je založena na VDD = 3.3 V a T < 60 ℃.

Definice rozhraní

Komunikace senzoru

ZS13 používá pro komunikaci standardní I2C protokol.

Startovací senzor
Prvním krokem je zapnutí snímače při zvoleném napájení VDD objtage (rozsah mezi 2.2 V a 5.5 V). Po zapnutí potřebuje senzor stabilizační dobu ne méně než 100 ms (v tuto chvíli je SCL na vysoké úrovni), aby se dostal do klidového stavu, aby byl připraven přijmout příkaz odeslaný hostitelem (MCU).

Start/Stop sekvence
Každá přenosová sekvence začíná stavem Start a končí stavem Stop, jak je znázorněno na obr. 9 a obr. 10.

Poznámka: Když je SCL vysoké, SDA se převede z vysoké na nízkou. Počáteční stav je speciální stav sběrnice řízený masterem, indikující začátek podřízeného přenosu (po Start je BUS obecně považován za zaneprázdněný)

Poznámka: Když je SCL vysoké, čára SDA se změní z nízké na vysokou. Stav stop je speciální stav sběrnice řízený masterem, indikující konec podřízeného přenosu (po Stop je BUS obecně považována za klidový stav).

Předání velení
První bajt I²C, který je následně přenesen, obsahuje 7bitovou adresu zařízení I²C 0x38 a směrový bit SDA x (čti R: '1', psát W: '0'). Po 8. sestupné hraně hodin SCL vytáhněte kolík SDA dolů (bit ACK), abyste indikovali, že data snímače jsou přijímána normálně. Po odeslání příkazu měření 0xAC by měl MCU počkat, dokud nebude měření dokončeno.

Tabulka 5 Popis stavového bitu:

Bit

Význam

Popis

bit[7]	Indikace obsazenosti	1 — zaneprázdněn, ve stavu měření 0 — nečinný, stav spánku
Bit[6:5]	Zachovat	Zachovat
bit[4]	Zachovat	Zachovat
bit[3]	CAL Povolit	1 –kalibrováno 0 –nekalibrováno
Bit[2:0]	Zachovat	Zachovat

Proces čtení senzoru

Po zapnutí je vyžadována čekací doba 40 ms. Před čtením hodnoty teploty a vlhkosti zkontrolujte, zda bit povolení kalibrace (Bit[3]) je 1 nebo ne (stavový bajt můžete získat odesláním 0x71). Pokud to není 1, odešlete příkaz 0xBE (inicializace), tento příkaz má dva bajty, první bajt je 0x08 a druhý bajt je 0x00.
Přímo odešlete příkaz 0xAC (spouštěč měření). Tento příkaz má dva bajty, první bajt je 0x33 a druhý bajt je 0x00.
Počkejte 75 ms na dokončení měření a Bit[7] indikátoru obsazenosti je 0 a poté lze přečíst šest bajtů (přečíst 0X71).

Vypočítejte hodnotu teploty a vlhkosti.
Poznámka: Kontrolu stavu kalibrace v prvním kroku je potřeba zkontrolovat pouze při zapnutí napájení, což není při běžném procesu čtení vyžadováno.

Spuštění měření:

Pro čtení údajů o vlhkosti a teplotě:

Sériová data SDA
SDA pin se používá pro datový vstup a výstup senzoru. Při odesílání příkazu do senzoru je SDA platné na náběžné hraně sériových hodin (SCL), a když je SCL vysoké, SDA musí zůstat stabilní. Po sestupné hraně SCL lze hodnotu SDA změnit. Aby byla zajištěna bezpečnost komunikace, měla by být efektivní doba SDA prodloužena na TSU a tho před vzestupnou hranou a po sestupné hraně SCL. Při čtení dat ze senzoru je SDA efektivní (TV) poté, co SCL klesne na nízkou úroveň a udržuje se na sestupné hraně dalšího SCL.

Aby se zabránilo konfliktu signálů, musí mikroprocesor (MCU) řídit SDA a SCL pouze na nízké úrovni. Externí pull-up rezistor (např. 4.7K Ω) je nutný k vytažení signálu na vysokou úroveň. Pull-up rezistor je součástí I/O obvodu mikroprocesoru ZS13. Podrobné informace o vstupních/výstupních charakteristikách snímače lze získat v tabulkách 6 a 7.

Poznámka:

Při použití výrobku v obvodu je napájecí zdroj objtage hostitelského MCU musí být v souladu se snímačem.

Pro další zlepšení spolehlivosti systému lze ovládat napájení snímače.
Když je systém právě zapnutý, upřednostněte napájení senzoru VDD a nastavte vysokou úroveň SCL a SDA po 5 ms.

Přepočet relativní vlhkosti
Relativní vlhkost RH lze vypočítat podle výstupu signálu relativní vlhkosti SRH ze SDA pomocí následujícího vzorce (výsledek je vyjádřen v % RH).

teplotní přeměna
Teplotu T lze vypočítat dosazením výstupního signálu teploty ST do následujícího vzorce (výsledek je vyjádřen v teplotě ℃).

Rozměr produktu

Výkonový doplněk

Doporučené pracovní prostředí
Senzor má stabilní výkon v doporučeném pracovním rozsahu, jak je znázorněno na obrázku 7. Dlouhodobé vystavení v nedoporučeném rozsahu, jako je vysoká vlhkost, může způsobit dočasný posun signálu (např.ample, >80 % RH, drift +3 % RH po 60 hodinách). Po návratu do prostředí doporučeného rozsahu se senzor postupně vrátí do kalibračního stavu. Dlouhodobé vystavení nedoporučenému rozmezí může urychlit stárnutí produktu.

Přesnost relativní vlhkosti při různých teplotách
Obrázek 8 ukazuje chybu maximální vlhkosti pro jiné rozsahy teplot.

Průvodce aplikací

pokyny k prostředí
Pájení přetavením nebo pájení vlnou je pro výrobky zakázáno. Při ručním svařování musí být doba kontaktu kratší než 5 sekund při teplotě do 300 ℃.
Poznámka: po svaření musí být senzor skladován v prostředí > 75 % RH po dobu alespoň 12 hodin, aby byla zajištěna rehydratace polymeru. V opačném případě bude údaj snímače kolísat. Senzor lze také umístit do přirozeného prostředí (> 40% RH) na více než 2 dny, aby se rehydratoval. Použití nízkoteplotní pájky (např. 180 ℃) může zkrátit dobu hydratace.
Nepoužívejte snímač v korozivních plynech nebo v prostředí s kondenzátem.

Podmínky skladování a návod k obsluze
Úroveň citlivosti na vlhkost (MSL) je 1 podle standardu IPC/JEDECJ-STD-020. Proto se doporučuje použít jej do jednoho roku po odeslání. Snímače teploty a vlhkosti nejsou běžné elektronické součástky a vyžadují pečlivou ochranu, na kterou musí uživatelé dávat pozor. Dlouhodobé vystavení vysoké koncentraci chemických výparů způsobí posun naměřené hodnoty senzoru. Proto se doporučuje skladovat senzor v originálním balení včetně utěsněné ESD kapsy a splňovat následující podmínky: teplotní rozsah je 10 ℃ – 50 ℃ (0-85 ℃ v omezeném čase); Vlhkost je 20-60% RH (čidlo bez ESD balení). Senzory, které byly vyjmuty z původního obalu, doporučujeme uložit do antistatických sáčků vyrobených z materiálů PET/AL/CPE s obsahem kovu. V procesu výroby a přepravy by se senzor měl vyhýbat kontaktu s vysokými koncentracemi chemických rozpouštědel a dlouhodobé expozici. Vyvarujte se kontaktu s těkavým lepidlem, páskou, samolepkami nebo těkavými obalovými materiály, jako je pěnová fólie, pěnové materiály atd. Výrobní prostor by měl být dobře větraný.

Zpracování obnovy
Jak je uvedeno výše, hodnoty se mohou posunout, pokud je snímač vystaven extrémním provozním podmínkám nebo chemickým výparům. Do stavu kalibrace jej lze vrátit následujícím zpracováním.

Sušení: Udržujte jej při 80-85 ℃ a <5% RH vlhkosti po dobu 10 hodin;

Rehydratace: Udržujte jej při 20-30 ℃ a >75% RH vlhkosti po dobu 24 hodin.

Teplotní efekt
Relativní vlhkost plynů závisí do značné míry na teplotě. Proto by při měření vlhkosti měly všechny senzory měřící stejnou vlhkost pracovat při stejné teplotě. Při testování je nutné zajistit stejnou teplotu a poté porovnat naměřené hodnoty vlhkosti. Vysoká frekvence měření také ovlivní přesnost měření, protože teplota samotného senzoru se bude zvyšovat s rostoucí frekvencí měření. Aby bylo zajištěno, že její vlastní nárůst teploty bude pod 0.1 °C, neměla by doba aktivace ZS13 překročit 10 % doby měření. Doporučuje se měřit data každé 2 sekundy.

Materiály pro těsnění a zapouzdření
Mnoho materiálů absorbuje vlhkost a bude fungovat jako nárazník, což zvyšuje dobu odezvy a hysterezi. Proto by měl být materiál okolního senzoru vybrán pečlivě. Doporučené materiály jsou: kovové materiály, LCP, POM (Delrin), PTFE (Teflon), PE, peek, PP, Pb, PPS, PSU, PVDF, PVF. Materiály pro těsnění a lepení (konzervativní doporučení): pro balení elektronických součástek se doporučuje použít metodu plněnou epoxidovou pryskyřicí nebo silikonovou pryskyřicí. Plyny uvolněné z těchto materiálů mohou také kontaminovat ZS13 (viz 2.2). Proto by měl být senzor nakonec sestaven a umístěn na dobře větraném místě nebo vysušen v prostředí > 50 ℃ po dobu 24 hodin, aby mohl před zabalením uvolnit znečišťující plyn.

Pravidla zapojení a integrita signálu
Pokud jsou signálové linky SCL a SDA paralelní a velmi blízko u sebe, může to vést k přeslechům signálu a selhání komunikace. Řešením je umístit VDD nebo GND mezi dvě signální vedení, oddělit signálové vedení a použít stíněné kabely. Kromě toho snížení frekvence SCL může také zlepšit integritu přenosu signálu.

Důležité upozornění

Varování, zranění osob
Neaplikujte tento produkt na bezpečnostní ochranná zařízení nebo zařízení nouzového zastavení a na jakékoli jiné aplikace, které mohou způsobit zranění osob v důsledku selhání produktu. Nepoužívejte tento produkt, pokud neexistuje zvláštní oprávnění nebo oprávnění k použití. Před instalací, manipulací, používáním nebo údržbou produktu si přečtěte produktový list a aplikační příručku. Nedodržení tohoto doporučení může mít za následek smrt a vážné zranění. Pokud kupující zamýšlí zakoupit nebo používat produkty společnosti Winsen, aniž by získal jakékoli aplikační licence a oprávnění, ponese kupující veškerou náhradu za zranění a smrt z toho vyplývající a osvobodí manažery a zaměstnance společnosti Winsen a přidružené dceřiné společnosti od této povinnosti, zástupce, distributory atd. .

ESD ochrana
Vzhledem k vlastní konstrukci součásti je citlivá na statickou elektřinu. Abyste předešli poškození způsobenému statickou elektřinou nebo snížili výkon výrobku, proveďte při používání tohoto výrobku nezbytná antistatická opatření.

Zajištění kvality
Společnost poskytuje 12měsíční (1 rok) záruku kvality (počítáno od data expedice) přímým kupujícím svých produktů na základě technických specifikací v manuálu s údaji o produktu vydaném společností Winsen. Pokud se v záruční době prokáže závada výrobku, společnost zajistí bezplatnou opravu nebo výměnu. Uživatelé musí splnit následující podmínky:

Informujte naši společnost písemně do 14 dnů od zjištění závady.
Výrobek by měl být v záruční době.

Společnost odpovídá pouze za výrobky, které jsou vadné při použití v aplikacích, které splňují technické podmínky výrobku. Společnost neposkytuje žádné záruky, záruky ani písemná prohlášení o použití svých produktů v těchto speciálních aplikacích. Společnost zároveň nedává žádné sliby ohledně spolehlivosti svých produktů při aplikaci na produkty nebo obvody.

Zhengzhou Winsen Electronics Technology Co., Ltd.
Přidat: 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
Webmísto: www.winsen-sensor.com

Dokumenty / zdroje

Modul snímače teploty a vlhkosti Winsen ZS13 [pdfUživatelská příručka
ZS13 modul snímače teploty a vlhkosti, ZS13, modul snímače teploty a vlhkosti, modul snímače vlhkosti, modul snímače, modul

Reference

Uživatelská příručka

Modul snímače teploty a vlhkosti Winsen ZS13

Informace o produktu