芯片湿度传感器缺点 (温度和湿度传感器模块)

家庭、工厂、医院、库房在选购温湿度传感器的时候,经常会很困惑。

高端芯片设计的产品肯定是高端产品,这个道理大家都明白。但是用同一个芯片设计的产品,有的价格很高,有的价格很低,二者有可能相差几十倍。他们的差别在什么地方呢?

同一个屋檐下的温湿度传感器芯片,设计的产品,差距怎么这么大!

排除使用不当这个因素,主要问题就出在产品设计上。(使用方法请参考:《温湿度传感器的正确打开姿势》)

  • 外壳设计

1.芯片上的传感器缺口应当与外界空气充分接触

温湿度传感器如何与芯片通信,相同环境下温度传感器温度不一样

图1 外壳上的窗口提供了良好的温湿度测量通道

2.芯片上的传感器缺口应当与外壳内部空气完全隔离

温湿度传感器如何与芯片通信,相同环境下温度传感器温度不一样

图2 与外壳内部空气进行隔离

3.芯片上的传感器缺口尽量靠近外壳窗口

温湿度传感器如何与芯片通信,相同环境下温度传感器温度不一样

图3 尽量减小传感器测量盲区

  • 隔离热源

传感器与内部热源隔离可将内部热量对传感器测量的影响降至最低。

1.传感器芯片最好不要与易发热元件在同一个印刷线路板上

2.如果传感器 芯片 与易发热的电子元件在同一个印刷线路板上,在设计电路时应采取措施尽可能将热传递的影响减小到最小。

a)保持外壳的良好通风

b)传感器芯片与印刷线路板其它部分的铜镀层应尽可能最小 ,或者在两者之间留出一道缝隙。

温湿度传感器如何与芯片通信,相同环境下温度传感器温度不一样

图4 图中加入铣削狭缝的设计,可以将热传递降低到最小

  • PCB Layout布线规则

为了提高传感器的可靠性能,电路板在layout时应避免在传感器底部布线或覆铜设计。

如果SCL和SDA信号线相互平行并且非常接近,有可能导致信号串扰和通讯失败。

解决方法是在两个信号线之间放置VDD或GND,将信号线隔开,且使用屏蔽电缆。

此外,降低SCL频率也可能提高信号传输的完整性,须在电源引脚(VDD,GND)之间加一个10uF的去耦电容,用于滤波,此电容应尽量靠近传感器。

  • 电源可控

为了进一步提高系统的稳定性,可以使传感器芯片的VDD比SDA和SCL优先上电,避免因为信号线(SCL/SDA)漏电电流灌入,导致芯片上电后处于非工作状态。

用户可以通过控制由晶体管构成的开关模块,间接控制GND接地,以达到传感器芯片掉电的效果。

温湿度传感器如何与芯片通信,相同环境下温度传感器温度不一样

图5 通过传感器芯片的GND引脚控制芯片的开关来增强可靠性

  • 降低测量频率

当测量频率过高时,传感器的自身温度会升高,这会影响测量精度。建议采集数据的频率小于1次/秒,采集数据的周期大于1秒。

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