Sensor Digital HDC2080 :Diagram Sirkuit dan Spesifikasinya

Kita manusia berinteraksi dengan lingkungan eksternal dengan bantuan indera. Tubuh manusia memiliki lima jenis indera yang berbeda, yang membantu dalam fungsinya yang tepat. Dengan cara yang sama, mesin dan elektronik juga memerlukan beberapa elemen penginderaan untuk berinteraksi dengan lingkungan eksternal. Sensor adalah perangkat yang digunakan mesin sebagai elemen penginderaan. Ada berbagai jenis sensor untuk mengukur dan mendeteksi besaran fisis yang berbeda. Beberapa contoh sensor ini adalah sensor suhu, sensor sentuh, sensor api, sensor gas, sensor kelembaban, sensor cahaya, sensor jarak, dll. Sebagian besar sensor ini tersedia sebagai sirkuit terpadu berukuran kecil, yang membuatnya mudah untuk antarmuka. Salah satu contoh sensor kelembaban dengan ukuran kecil dan konsumsi daya rendah adalah sensor HDC2080.

Apa itu Sensor HDC2080?

HDC2080 adalah sensor pengukur suhu dan kelembaban digital. Ini memiliki elemen penginderaan kelembaban, elemen penginderaan suhu, konverter Analog ke digital, memori yang dikalibrasi, dan antarmuka I2C yang semuanya tertanam pada satu IC 6-pin 3mm ×3mm.

HDC2080 memberikan resolusi yang dapat diprogram untuk pengukuran suhu dan kelembaban. Sensor ini berisi elemen penginderaan kapasitif dan mengukur kelembaban relatif lingkungan.

Blok Diagram

HDC2080 memiliki dua jenis mode pengukuran – mode Otomatis dan mode Pemicu sesuai permintaan. Dalam mode otomatis, HDC2080 tidak memerlukan perintah I2C untuk memulai pengukuran. Saat bekerja dalam mode ini, IC diprogram untuk melakukan pengukuran secara berkala.

Dalam mode pemicu sesuai permintaan, perintah I2C diperlukan untuk memulai pengukuran. Setelah menyelesaikan konversi, perangkat masuk ke mode tidur dan menunggu perintah I2C lain untuk memulai pengukuran.

HDC2080 memiliki dua mode operasi – Mode tidur dan mode pengukuran. Fitur utama HDC2080 yang membuatnya cocok untuk aplikasi pemanenan energi adalah konsumsi dayanya yang rendah. Saat diterapkan untuk jenis aplikasi ini, HDC2080 menghabiskan sebagian besar waktu dalam mode tidur. Dalam mode ini, konsumsi daya rata-rata IC adalah 50 nA.

Saat bekerja di lingkungan dengan kelembapan tinggi, HDC2080 dapat menghadapi masalah pengembunan. Untuk mencegah hal ini, IC dilengkapi dengan elemen pemanas terintegrasi. Pemanas ini, dengan rentang pengoperasian -40 °C hingga 85 °C, dapat dinyalakan sebentar untuk menghilangkan kondensasi.

HDC2080 beroperasi sebagai slave pada antarmuka bus I2C. Saluran pembuangan terbuka SDA dan SCL digunakan untuk membuat koneksi dengan antarmuka I2C. HDC2080 juga berisi ADC untuk mengubah nilai pengukuran dari analog ke digital.

Diagram Sirkuit

Penyiapan yang tepat dari elemen penginderaan dan akurasi sensor, sangat memengaruhi akurasi dalam pengukuran nilai RH dan suhu. Mengisolasi HDC2080 dari sumber panas seperti baterai, layar, elemen resistif, dll... disarankan untuk meningkatkan akurasi sensor.

Paparan yang lama dan berkepanjangan terhadap radiasi UV, uap kimia, cahaya tampak dapat memengaruhi RH% sensor.

Konfigurasi Pin HDC2080

HDC2080 tersedia sebagai paket berukuran 6-pin DMB  3,00 mm × 3,0 mm.

• Pin-1 adalah jalur data serial untuk pin I2C, SDA. Sebuah resistor pull-up terhubung dari pin ini ke tegangan suplai positif.
• Pin-2, GND, adalah pin ground.
• Pin-3, ADDR, adalah pin pilih alamat. Pin ini dapat dibiarkan tidak terhubung atau dapat dihubungkan ke ground. Ketika dibiarkan tidak terhubung atau terhubung ke ground, alamat slave adalah 1000000. Saat terhubung ke catu daya positif, alamat slave adalah 1000001.
• Pin-4, DRDY/INT, adalah pin siap/interupsi data.
• Pin-5, VDD, adalah pin tegangan suplai positif.
• PIn-6, SCL, adalah jalur jam serial untuk I2C. Sebuah resistor pull-up harus dihubungkan dari pin ini ke catu daya positif.

Spesifikasi

Spesifikasi sensor Digital HDC2080 adalah sebagai berikut-

Sensor ini mengukur kelembaban relatif.

Ini berisi elemen penginderaan berbasis kapasitif.

Rentang kelembaban relatif sensor ini jika dari 0 hingga 100 %.

Akurasi kelembapan khas HDC2080 adalah ± 2°C.

Sensor ini memiliki akurasi suhu maksimum ±0,2°C.

Kisaran suhu pengoperasian HDC2080 adalah dari -40 °C hingga 85 °C.

Kisaran suhu fungsional sensor ini adalah dari -40 °C hingga 125 °C.

Arus suplai rata-rata adalah 300nA hanya untuk RH% sedangkan 550nA jika RH% dan suhu dihitung.

Sensor ini berisi mode pengukuran otomatis.

Sensor HDC2080 memiliki kompatibilitas antarmuka I2C.

Rentang tegangan suplai untuk IC ini adalah dari 1,62V hingga 3,6V.

Tegangan input maksimum yang diperlukan agar sensor ini berfungsi dengan baik adalah 3,9V.

IC ini tersedia sebagai paket DMB kecil.

Untuk menghilangkan kondensasi dan kelembapan, elemen pemanas juga disematkan pada IC.

Untuk memberikan peringatan, IC ini juga berisi ambang batas interupsi yang dapat diprogram.

Sensor dapat diaktifkan tanpa bantuan mikrokontroler apa pun.

Versi HDC2080 yang lebih kecil, HDC2010, juga tersedia untuk aplikasi yang ukuran PCB-nya sangat kecil.

Persyaratan konsumsi daya IC ini sangat rendah.

Saat digunakan untuk mendeteksi RH atau suhu, HDC2080 memiliki resolusi 14-bit.

Waktu respons saat mengukur RH adalah 8 detik.

Aplikasi HDC2080

HDC2080 adalah sensor terintegrasi untuk mengukur kelembapan dan suhu. Sensor ini dirancang untuk sistem bertenaga baterai. Sensor ini digunakan di mesin cuci, pengering, peralatan rumah tangga, rumah sakit, printer inkjet, dll... untuk mengukur kelembapan. Ini adalah sensor digital dan dapat dihubungkan dengan mikrokontroler dengan mudah.

Dalam sistem HVAC, sensor dihubungkan dengan mikrokontroler. Mikrokontroler mengumpulkan data dari sensor dan berdasarkan nilai data ini, sistem pemanas dan pendingin mempertahankan suhu lingkungan pada tingkat yang diinginkan.

Pengukuran kelembaban juga penting di unit medis, di mana perubahan tingkat kelembaban dapat sangat mempengaruhi kesehatan pasien.

IC Alternatif

Beberapa IC yang dapat digunakan sebagai pengganti sensor HDC2080 adalah – HDC1010, HDC 1080, HDC2010, dll…

HDC2080 adalah pilihan ideal ketika ada batasan pada ukuran fisik sirkuit. Ukurannya yang ringkas dengan fitur konsumsi daya yang rendah sangat berguna untuk aplikasi bertenaga baterai. IC ini tidak boleh terkena asap kimia dan panas untuk durasi yang lebih lama. Hal ini dapat menyebabkan penurunan akurasi pengukuran. Kondisi kelistrikan lebih lanjut dan kondisi penyimpanan IC ini dapat ditemukan di lembar data yang disediakan oleh instrumentasi Texas.

Kredit Gambar: Instrumen Texas