温森ZS13温湿度传感器模块用户手册

感谢您购买我们的产品。为了让客户更好的使用，减少误操作造成的故障，请您仔细阅读本说明书，并按照说明正确操作。如果用户违反本条款或自行拆卸、拆卸、更换传感器内部部件，造成的损失我们不承担责任。
具体如颜色、外观、尺寸等请以实物为准。我们致力于产品开发和技术创新，因此我们保留改进产品的权利，恕不另行通知。使用本手册前请确认其为有效版本。同时欢迎用户提出优化使用方式的意见。请妥善保管本说明书，以便日后使用过程中出现问题时得到帮助。
郑州文森电子科技有限公司

超过view

ZS13是一款全新产品，配备专用ASIC传感器芯片、高性能半导体硅基电容式湿度传感器和标准片上温度传感器，采用标准I²C输出信号格式。 ZS13产品在高温高湿环境下性能稳定；同时，该产品具有很大的优势tag精度、响应时间和测量范围。每个传感器在出厂前都经过严格的校准和测试，以确保和满足客户的大规模应用。

特征

完全校准
宽电源容量tage 范围：2.2V 至 5.5V
数字输出，标准I²C信号
响应速度快，抗干扰能力强
高湿度条件下具有出色的长期稳定性

应用

家电领域： 暖通空调、除湿机、智能恒温器、房间监视器等；
工业领域： 汽车、检测设备、自动控制装置；
其他领域： 数据记录仪、气象站、医疗及其他相关温湿度检测设备。

相对湿度技术参数

相对湿度

范围	健康）状况	分钟	典型的	最大限度	单元
解决	典型的	–	0.024	–	相对湿度
精度误差¹	典型的	–	±2	參閱图 1	相对湿度
重复性	–	–	±0.1	–	相对湿度
滞后	–	–	±1.0	–	相对湿度
非线性	–	–	<0.1	–	相对湿度
响应时间²	τ63%	–	<8	–	s
工作范围 ³	–	0	–	100	相对湿度
长时间漂移⁴	普通的	–	< 1	–	%RH/年

温度技术参数

范围	健康）状况	分钟	典型的	最大限度	单元
解决	典型的	–	0.01	–	摄氏度
精度误差⁵	典型的	–	±0.3	–	摄氏度
精度误差⁵	最大限度	见图2			–
重复性	–	–	±0.1	–	摄氏度
滞后	–	–	±0.1	–	摄氏度
响应时间6	τ63%	5	–	30	s
工作范围	–	-40	–	85	摄氏度
长时间漂移	–	–	<0.04	–	°C/年

电气特性

范围	健康）状况	分钟	典型的	最大限度	单元
电源	典型的	2.2	3.3	5.5	V
电源、国际直拨电话⁷	睡觉	–	250	–	nA
电源、国际直拨电话⁷	措施	–	980	–	微安
消耗⁸	睡觉	–	–	0.8	微瓦
消耗⁸	措施	–	3.2	–	mW
通信格式	I²C

该精度是传感器在25℃、电源电压条件下的测试精度tag出厂检验时e为3.3V。该值不包括滞后和非线性，仅适用于非冷凝条件。
在63℃、25m/s气流下达到1%一阶响应所需的时间。

正常工作范围：0-80%RH。超出此范围，传感器读数会出现偏差（200%RH湿度下90小时后，会暂时漂移<3%RH）。工作范围进一步限制在 – 40 – 85 ℃。
如果传感器周围有挥发性溶剂、刺激性胶带、粘合剂和包装材料，读数可能会出现偏差。

传感器精度在工厂供电条件下为25℃。该值不包括滞后和非线性，仅适用于非冷凝条件。
响应时间取决于传感器基板的热导率。

最小和最大电源电流基于 VDD = 3.3V 和 T < 60 ℃。
最小和最大功耗基于 VDD = 3.3V 和 T < 60 ℃。

接口定义

传感器通讯

ZS13采用标准I2C协议进行通信。

启动传感器
第一步是以选定的 VDD 电源电压给传感器供电tage（范围在 2.2V 和 5.5V 之间）。上电后，传感器需要不少于100ms的稳定时间（此时SCL为高电平）才能达到空闲状态，准备接收主机（MCU）发送的命令。

启动/停止顺序
每个传输序列都以 Start 状态开始，以 Stop 状态结束，如图 9 和图 10 所示。

笔记： 当SCL为高电平时，SDA由高电平转换为低电平。 Start状态是由master控制的特殊总线状态，表示从机传输的开始（Start之后，一般认为BUS处于忙碌状态）

笔记： 当SCL为高电平时，SDA线由低电平变为高电平。 Stop状态是由主机控制的一种特殊的总线状态，表示从机传输结束（Stop之后，一般认为BUS处于空闲状态）。

命令传输
随后传输的 I7C 第一个字节包括 0 位 I38C 设备地址 1x0 和 SDA 方向位 x（读 R：“8”，写 W：“0”）。在SCL时钟第XNUMX个下降沿后，拉低SDA引脚（ACK位），表示传感器数据接收正常。发送测量命令XNUMXxAC后，MCU应等待测量完成。

表 5 状态位说明：

少量

意义

描述

位[7]	忙指示	1 — 忙，处于测量状态 0 — 空闲，睡眠状态
位[6:5]	保持	保持
位[4]	保持	保持
位[3]	CAL 启用	1 – 已校准 0 – 未校准
位[2:0]	保持	保持

传感器读取过程

上电后需要40ms的等待时间。在读取温湿度值之前，请检查校准使能位（Bit[3]）是否为1（可以通过发送0x71获取状态字节）。如果不为1，则发送0xBE命令（初始化），该命令有两个字节，第一个字节为0x08，第二个字节为0x00。

直接发送0xAC命令（测量触发）。该命令有两个字节，第一个字节是0x33，第二个字节是0x00。
等待75ms测量完成，忙指示位[7]为0，即可读取0个字节（读71XXNUMX）。

计算温度和湿度值。
笔记： 第一步中的校准状态检查只需要在开机时进行检查，正常读取过程中不需要检查。

触发测量：

读取湿度和温度数据：

串行数据SDA
SDA引脚用于传感器的数据输入和输出。向传感器发送命令时，SDA 在串行时钟（SCL）的上升沿有效，当 SCL 为高电平时，SDA 必须保持稳定。在SCL下降沿之后，SDA值可以改变。为了保证通信安全，应将SDA的有效时间分别延长到SCL上升沿之前和下降沿之后的TSU和tho。从传感器读取数据时，SDA 在 SCL 变低后有效（TV），并维持到下一个 SCL 的下降沿。

为了避免信号冲突，微处理器（MCU）必须仅以低电平驱动SDA和SCL。需要外部上拉电阻（例如4.7K Ω）将信号拉至高电平。 ZS13微处理器的I/O电路中已包含上拉电阻。传感器输入/输出特性的详细信息可参见表6和表7。

笔记：

产品使用在电路中时，电源电压tag主机MCU的e必须与传感器一致。
为了进一步提高系统的可靠性，可以对传感器电源进行控制。
系统刚上电时，优先给传感器VDD供电，5ms后将SCL和SDA置为高电平。

相对湿度换算
根据SDA输出的相对湿度信号SRH，通过以下公式可以计算出相对湿度RH（结果以%RH表示）。

温度换算
将温度输出信号ST代入下式即可计算出温度T（结果以温度℃表示）。

产品尺寸

绩效补充

建议工作环境
传感器在推荐的工作范围内性能稳定，如图7所示。长期暴露在非推荐的范围内，例如高湿度，可能会导致暂时的信号漂移（例如ample，>80%RH，3 小时后漂移 +60% RH）。返回到推荐量程环境后，传感器将逐渐恢复到校准状态。长期暴露在非推荐范围内可能会加速产品的老化。

不同温度下的相对湿度精度
图 8 显示了其他温度范围的最大湿度误差。

申请指南

环境说明
产品禁止进行回流焊或波峰焊。对于手工焊接，在高达5℃的温度下接触时间必须小于300秒。
笔记： 焊接后，传感器应在>75%RH的环境中保存至少12小时，以保证聚合物的复水。否则，传感器读数将会漂移。传感器也可以放置在自然环境（> 40% RH）中2天以上以补充水分。使用低温焊料（如180℃）可以减少水化时间。
请勿在腐蚀性气体或有冷凝水的环境中使用传感器。

储存条件和操作说明
根据 IPC/JEDECJ-STD-1 标准，湿度敏感度级别 (MSL) 为 020。因此，建议发货后一年内使用。温湿度传感器不是普通的电子元件，需要精心保护，用户一定要注意。长期暴露在高浓度的化学蒸气中会导致传感器的读数漂移。因此，建议将传感器存放在原包装中，包括密封的防静电袋，并满足以下条件：温度范围为 10 ℃ – 50 ℃（限时 0-85 ℃）；湿度为 20-60% RH（传感器不带 ESD 封装）。对于从原包装中取出的传感器，我们建议将其存放在由含金属 PET/AL/CPE 材料制成的防静电袋中。传感器在生产和运输过程中应避免与高浓度化学溶剂接触和长期暴露。避免接触挥发性胶水、胶带、贴纸或挥发性包装材料，如泡沫箔、泡沫材料等。生产区域应通风良好。

回收处理
如上所述，如果传感器暴露在极端操作条件或化学蒸汽中，读数可能会漂移。通过以下处理即可恢复到校准状态。

烘干： 在80-85℃、<5%RH湿度条件下保存10小时；
补水： 在20-30℃和>75%RH湿度下保存24小时。

温度效应
气体的相对湿度很大程度上取决于温度。因此，在测量湿度时，所有测量相同湿度的传感器应尽可能工作在相同的温度下。测试时，需要保证温度相同，然后比较湿度读数。测量频率高也会影响测量精度，因为随着测量频率的增加，传感器本身的温度也会升高。为保证其自身温升低于0.1℃，ZS13的激活时间不应超过测量时间的10%。建议每2秒测量一次数据。

密封和封装材料
许多材料会吸收水分并充当缓冲器，从而增加响应时间和迟滞。因此，应仔细选择传感器周围的材料。推荐材料有：金属材料、LCP、POM（Delrin）、PTFE（铁氟龙）、PE、peek、PP、Pb、PPS、PSU、PVDF、PVF。密封粘接材料（保守推荐）：电子元件封装推荐采用环氧树脂填充方式，或硅树脂填充方式。这些材料释放的气体也可能污染 ZS13（见 2.2）。因此，传感器最后应组装好并放置在通风良好的地方，或在>50℃的环境中干燥24小时，以便在包装前释放出污染气体。

接线规则和信号完整性
如果SCL和SDA信号线平行并且彼此距离很近，可能会导致信号串扰和通信失败。解决方案是将 VDD 或 GND 置于两根信号线之间，将信号线分开，并使用屏蔽电缆。此外，降低SCL频率还可以提高信号传输的完整性。

重要通知

警告、人身伤害
请勿将本产品用于安全保护装置或紧急停止设备，以及任何其他可能因产品故障而造成人身伤害的应用。除非有特殊目的或使用授权，否则请勿使用本产品。在安装、处理、使用或维护产品之前，请参阅产品数据表和应用指南。不遵循此建议可能会导致死亡和严重的人身伤害。如果买方在未获得任何应用许可和授权的情况下打算购买或使用文森的产品，则买方将承担由此产生的一切人身伤害和死亡赔偿，并免除文森的管理人员和员工以及附属子公司、代理商、分销商等的责任。可能会产生任何索赔，包括：各种费用、赔偿费、律师费等。

ESD 保护
由于该元件的固有设计，它对静电很敏感。为了防止静电造成的损坏或降低产品的性能，请在使用本产品时采取必要的防静电措施。

质量保证
该公司根据Winsen发布的产品数据手册中的技术规格，向其产品的直接购买者提供12个月（1年）的质量保证（从发货之日起计算）。如果产品在保修期内被证明有缺陷，公司将提供免费维修或更换。用户需要满足以下条件：

发现缺陷后14天内书面通知我公司。

产品应在保修期内。

本公司仅对在符合产品技术条件的应用中使用时出现缺陷的产品负责。本公司不对其产品在那些特殊应用中的应用做出任何保证、保证或书面声明。同时，本公司也不对其产品应用于产品或电路时的可靠性做出任何承诺。

郑州文森电子科技有限公司
添加： 浙江省郑州市国家高新区金锁路299号 450001
电话: +86-371-67169097/67169670
传真： +86-371-60932988
电子邮件： sales@winsensor.com
Web地点： www.winsen-sensor.com

文件/资源

温森ZS13温湿度传感器模块 [pdf] 用户手册
ZS13温湿度传感器模块，ZS13温湿度传感器模块，湿度传感器模块，传感器模块，模块

参考

用户手册

温森ZS13温湿度传感器模块

产品信息

产品使用说明

陈述