SENSIRION SHT4x Guida alla transizione per sensori analogici

Informazioni sul prodotto

Specifiche

• Nome del prodotto: Sensore UR/T SHT4x
• Precisione: Migliorato
• Robustezza: Più alto
• Forza di guida: Più alto
• Stufa: Potente riscaldatore interno per l'autodecontaminazione e la prevenzione dello scorrimento
• Versatilità: Superiore
• Tecnologia: Due decenni di sviluppo dei sensori
• Caratteristiche aggiuntive:
  • SHT30: 2.5, 2.5, 0.9 con 8 pin e caratteristiche di uscita analogica
  • SHT40: 1.5, 1.5, 0.5 con 4 pin e caratteristiche di uscita analogica

Domande frequenti

• Q: È possibile regolare la durata del riscaldatore nel sensore SHT4x?
  • A: Sì, il sensore SHT4x consente durate di accensione del riscaldatore selezionabili di 0.1, 0.5, 1 o 2 secondi per applicazioni specifiche.

Prodotto finitoview

Sali a bordo della nuova generazione di sensori RH/T di punta

• Migliore precisione e robustezza
• Maggiore forza motrice
• Potente riscaldatore interno per l'autodecontaminazione e la prevenzione dello scorrimento
• Versatilità e tecnologia superiori grazie a due decenni di sviluppo dei sensori

Astratto

Presentata come piattaforma di sensori di umidità (RH) e temperatura (T) altamente versatile, la famiglia SHT3x consente già da diversi anni prestazioni di rilevamento eccezionali. Sensirion presenta ora con orgoglio i suoi nuovissimi sensori di punta della famiglia SHT4x, che beneficiano di circa due decenni di sviluppo di sensori RH/T. Dedicati alle prestazioni migliori della categoria, all'ingombro minimo e ai prezzi interessanti, i nostri nuovi sensori SHT4x sono i prodotti di scelta per molte applicazioni SHT3x.

In particolare, SHT4x supera SHT3x sotto ogni aspetto e offre componenti aggiuntivi versatili, come un potente riscaldatore per l'autodecontaminazione, protezione del rivestimento conforme o membrane filtranti. Inoltre, il più recente circuito di uscita analogica consente di ridurre il PSRR (rapporto di reiezione dell'alimentazione) e di aumentare ulteriormente la forza di pilotaggio del carico.

Cambiamenti importanti

Parametro	SHT30	SHT40
Dimensioni (mm3)	2.5´ 2.5´ 0.9	1.5´ 1.5´ 0.5
Assegnazione dei pin	8 spilli	4 spilli
Interfaccia	5 Caratteristiche dell'uscita analogica	5 Caratteristiche dell'uscita analogica
Volume di fornituratage(V)	2.4 – 5.5	4.5 – 5.5
Avv. corrente (mA)	220	520
Tip. Precisione UR (%UR)	±3.0	±2.5
Tip. Precisione T (°C)	±0.3	±0.3
Tempo di risposta t 63% (i)	8	4
Caratteristiche aggiuntive	Riscaldatore solo per controlli di plausibilità.	Riscaldatore potente con DT³60°C, robustezza totale in caso di condensazione

Generale

Questo documento evidenzia innanzitutto le nuove funzionalità e le differenze rispetto alla generazione precedente. Mira quindi a fornire una linea guida di alto livello per sostituire SHT3x con sensori della famiglia SHT4x e delinea importanti differenze da considerare nei processi di progettazione.

Confronto delle prestazioni

Umidità relativa e temperatura

Parametro	Condizioni	SHT3x	SHT4x	Unità
Umidità relativa
Precisione RH1	Tipico.	±3	±2.5	%RH
Ripetibilità2	–	0.1	0.5	%RH
Resolution3	–	0.01	0.01	%RH
Isteresi	–	±0.8	±0.8	%RH
Intervallo specificato4	esteso5	Da 0 a 100	Da 0 a 100	%RH
Tempo di risposta6	t 63%	8	4	s
Deriva a lungo termine7	Tipico.	<0.25	<0.2	%UR/a
Sensibilità	VDD = 5.0 V	40	40	mV/%UR
Comportamento alla condensazione	Formazione di goccioline	Lieve caduta di segnale	Nessuna caduta di segnale	–
Temperatura
T Precisione1	Tipico.	±0.3	±0.3	°C
Ripetibilità2	–	0.06	0.1	°C
Resolution3	–	0.01	0.01	°C
Intervallo specificato4	–	−40 a +125	−40 a +125	°C
Tempo di risposta8	t 63%	>2	2	s
Deriva a lungo termine9	Tipico.	< 0.03	< 0.03	°C/anno
Sensibilità	VDD = 5.0 V	22.9	23	mV/°C

Tabella 1. Specifiche di umidità e temperatura di SHT3x e SHT4x, dove i valori in grassetto evidenziano differenze importanti. Per ulteriori dettagli, fare riferimento alle schede tecniche SHT3x e SHT4x.

1. Per la definizione di tip. precisione, fare riferimento al documento "Dichiarazione delle specifiche del sensore di umidità Sensirion".
2. La ripetibilità dichiarata è 3 volte la deviazione standard (3σ) di più valori di misurazione consecutivi a condizioni costanti ed è una misura per il rumore sull'uscita del sensore fisico.
3. Risoluzione del convertitore A/D.
4. L'intervallo specificato si riferisce all'intervallo per il quale è garantita la specifica del sensore di umidità o temperatura.
5. Per i dettagli sull'intervallo operativo di temperatura e umidità consigliati, fare riferimento alla scheda tecnica SHT4x.
6. Tempo per raggiungere il 63% di una funzione di gradino di umidità, valida a 25°C e flusso d'aria di 1 m/s. Il tempo di risposta all'umidità nell'applicazione dipende dalla progettazione del sensore.
7. Valore tipico per il funzionamento nel normale intervallo operativo RH/T. Massimo. il valore è < 0.5 %UR/a. Il valore può essere più elevato in ambienti con solventi vaporizzati, nastri che rilasciano gas, adesivi, materiali di imballaggio, ecc. Per maggiori dettagli, fare riferimento alle Istruzioni per la manipolazione.
8. Il tempo di risposta alla temperatura dipende dalla conduttività termica del substrato del sensore e dalla progettazione del sensore nell'applicazione.
9. Massimo. il valore è < 0.04°C/a.

Caratteristiche elettriche

Parametro	Simbolo	Condizioni	SHT3x			SHT4x			Unità
			Minimo	Tipico.	Massimo	Minimo	Tipico.	Massimo
Volume di fornituratage	VDD		2.4	3.3	5.5	4.5	5	5.5	V
Livello di accensione/spegnimento	VPERO	Alimentazione statica	1.8	2.3	2.4	0.75	0.9	1.0	V
Variazione dello slew rate del volume di fornituratage	VDD, uccidi		–	–	20	–	–	20	V/ms
Corrente di alimentazione	IDD	Misurazione	–	220	300	–	520	850	µA
Carico resistivo a VSS	RL		50	>1000	–	50	–	–	kΩ
Carico capacitivo	CL		1	3.9	5	–	–	100	nF
Progettazione di circuiti applicativi	–	–	In gran parte vantaggiosotageous per SHT4x, vedere Sezione 6						–

Tabella 2. Specifiche elettriche chiave di SHT3x e SHT4x, in cui i valori in grassetto evidenziano differenze importanti. Per ulteriori dettagli, fare riferimento alle schede tecniche SHT3x e SHT4x.

Specifiche di temporizzazione

Parametro	Simbolo	Condizioni	SHT3x			SHT4x			Unità
			Minimo	Tipico.	Massimo	Minimo	Tipico.	Massimo
Tempo di accensione	tPU	Dopo l'hard reset, VDD ≥ VPERO	–	–	17	–	7	15	ms
Tempo di assestamento dell'uscita analogica		Per un passo di VGG/2	–	0.3			200		ms
Intervallo di misurazione	tMisura	Riscaldatore disattivato					0.5		s
Durata accensione riscaldatore10	tCalore		–	–	–	0		2	s

Tabella 3. Specifiche di temporizzazione chiave di SHT3x e SHT4x, dove i valori in grassetto evidenziano differenze importanti. Per ulteriori dettagli, fare riferimento alle schede tecniche SHT3x e SHT4x.

Funzionalità di punta SHT4x

Caratteristica di punta SHT4x: Riscaldatore incorporato

Il sensore analogico SHT4x incorpora un potente riscaldatore su chip opzionale su richiesta, che può essere utilizzato per l'autodecontaminazione, ad esempio, in ambienti con solventi presenti, e per la compensazione periodica dello scorrimento in applicazioni prolungate con la massima umidità. Fornisce una sovratemperatura fino a circa 60 °C ed è possibile selezionare diverse potenze di riscaldamento (fino a 200 mW) e durate (fino a 2 s). Non esiste un comando dedicato per lo spegnimento del riscaldatore poiché è dotato di un timer interno dopo il quale si spegne automaticamente. Tuttavia, è importante notare che nel caso in cui l'utente scelga l'opzione del riscaldatore attivo, il sensore eseguirà continuamente impulsi di riscaldamento periodici in intervalli di misurazione specifici definiti a livello di fabbrica.

Differenze di pacchetto

SHT4x è disponibile in un nuovo design del package dual flat no lead (DFN) a cavità aperta per abilitare funzionalità aggiuntive, come rivestimento conforme, copertura protettiva e compatibilità con la membrana filtrante. Rispetto a SHT3x, il pacchetto è notevolmente più piccolo e consente un rilevamento RH/T efficiente dal punto di vista energetico, accurato e robusto con tempi di reazione rapidi. Invece di presentare otto pin, il lato inferiore del contenitore SHT4x DFN espone quattro contatti metallici, rivestiti in Ni/Pd/Au.

Parametro	Unità	SHT3x	SHT4x	Commento
Misurare	mm	Dimensioni: 2.5 x 2.5 x 0.9	Dimensioni: 1.5 x 1.5 x 0.5	Per i dettagli, vedere Figura 1, Figura 2.
Apertura del sensore	–	Superiore	Superiore
Compatibilità di protezione	–	Compatibile con rivestimento conforme, Compatibile con membrane filtranti	Compatibile con rivestimento conforme, Compatibile con membrane filtranti
Layout pin	–	2 x 4 perni	2 x 2 perni
Necessità di PCB a stampa fine	–	NO	NO
Assegnazione dei pin	–			Disegni non in scala VDD: Fornitura voltage SCL: orologio seriale SDA: Dati seriali bidirezionali VSS: Terra R: nessuna funzione elettrica
Dimensione pin	mm	0.25x0.35	0.3x0.3
Pin Pitch	mm	0.5	0.8
Materiale del perno	–	Cu rivestito Ni/Pd/Au	Cu rivestito Ni/Pd/Au
Materiale dell'alloggiamento	–	Alloggiamento epossidico	Alloggiamento epossidico

Tabella 4. Differenze chiave del pacchetto tra SHT3x e SHT4x. Per ulteriori dettagli, fare riferimento alle schede tecniche SHT3x e SHT4x.

Comunicazione e uscita del segnale

L'accensione del sensore e la conversione del segnale in uscita non hanno subito grandi variazioni, a parte i livelli di accensione/spegnimento riportati in Tabella 2. Inoltre, tutti i voltagLe caratteristiche dell'uscita sono state mantenute, sono state modificate solo le denominazioni seguendo lo schema riportato in Tabella 5.

SHT3x	SHT4x
SHT3x-ARP	SHT4xI-HD1B
SHT3x-T1RP	SHT4xI-ID1B
SHT3x-RARP	SHT4xI-JD1B
SHT3x-R1RP	SHT4xI-KD1B
SHT3x-T2RP	SHT4xI-LD1B

Tabella 5. Nuova nomenclatura della versione SHT4x e corrispondente versione SHT3x.

Nuove funzionalità e design-in Advantages

La nuova generazione SHT4x mostra due principali miglioramenti nel circuito di uscita analogica rispetto alla precedente versione SHT3x. Innanzitutto, il nuovo design introduce diversi miglioramenti (filtraggio dei riferimenti, larghezza di banda ottimizzata del buffer di uscita...) per migliorare il rapporto di reiezione dell'alimentazione (PSRR), che produce meno rumore sui segnali di uscita. In secondo luogo, il nuovo design dei buffer di uscita aumenta notevolmente la capacità di pilotaggio di carichi resistivi e capacitivi (rispettivamente fino a 1 kΩ e fino a 100 nF). Inoltre, vale la pena confrontare il sensore SHT4x con le soluzioni esistenti disponibili sul mercato analogico. La tabella 6 riporta alcuni esample delle soluzioni Sensirion e altri sensori SMD.

	Haechtech Modello MXH1100	TE-Connettività HTU31V	Sensazione SHT3x	Sensazione SHT4x
Carico capacitivo fino a	400 pF	5 nF	5 nF	100 nF

Tabella 6. Confronto del carico capacitivo considerando i sensori analogici delle dimensioni del chip

In termini di design-in advantages, il nuovo PSRR migliorato SHT4x e la maggiore corrente di uscita consentono un notevole risparmio complessivo sui costi. Infatti, nessun circuito di filtraggio attivo all'uscita del sensore non è più necessario per migliorare il PSRR o per pilotare cavi lunghi.

Le figure seguenti evidenziano i miglioramenti appena citati rispetto alla precedente generazione di sensori. Il primo schema (Figura 3) mostra un'applicazione standard dell'SHT3x in cui i carichi sono collegati direttamente ai pin di uscita. Questa configurazione ha due limitazioni principali: i segnali di uscita sono soggetti a rumore significativo e non può pilotare carichi significativi.

Per migliorare queste limitazioni, è possibile introdurre alcuni componenti aggiuntivi tra il sensore SHT3x e il carico, come mostrato in Figura 4. In questo example, la prima s esternatage è un filtro RC passivo per ridurre il rumore mentre il secondo esterno stage è un opAmp (Operativo Amplifier) ​​per aumentare la capacità di guida. Se questa soluzione migliora le prestazioni complessive, aumenta notevolmente anche i costi totali di produzione.

D'altra parte, l'implementazione del nuovo sensore SHT4xI porta evidenti vantaggi di progettazionetage migliora anche le prestazioni. Grazie al nuovo design del chip, è ora possibile collegare carichi significativi direttamente ai pin di uscita senza filtri aggiuntivi per il rumoretage è necessario. Ciò semplifica notevolmente il prodotto finale, come riportato nella Figura 5, e si traduce in un notevole risparmio sui costi.

Si prega di notare che il potenziale autoriscaldamento può influire sulle prestazioni dei sensori. L'autoriscaldamento dipende dal carico dei sensori, dall'intensità della misurazione, dalla massa termica e dalla conduttività dell'ambiente circostante. Per evitare qualsiasi problema con il riscaldamento autonomo, seguire le linee guida di progettazione fornite da Sensiron.

Qualità e contenuto dei materiali

• La qualificazione di SHT3x e SHT4x viene eseguita in base al metodo di test di qualificazione JEDEC JESD47.
• I dispositivi W sono completamente conformi a RoHS e REACH, SHT4x è anche conforme a WEEE.

Ulteriori informazioni

Questa guida alla transizione mira a fornire un overview delle principali differenze tra SHT3x e SHT4x, tuttavia potrebbe non essere completamente inclusivo. Per ulteriori letture sulle specifiche SHT4x, sulla comunicazione, sul funzionamento e sull'applicazione, consultare i documenti dedicati SHT3x e SHT4x forniti sul Sensirion webpagina www.sensirion.com. Se hai bisogno di dettagli specifici o desideri richiedere assistenza nella transizione da SHT3x a SHT4x o qualsiasi altro prodotto Sensirion, consultaci direttamente all'indirizzo www.sensirion.com/it/chi-siamo/contatti/.

Cronologia delle revisioni

Data	Versione	Pagina/e	Cambiamenti
Aprile 2022	1	Tutto	Versione iniziale
Novembre 2023	1.1	Tutto	Informazioni SHT40 aggiornate
Febbraio 2024	1.2	4,8	Carico resistivo consigliato adattato per SHT4x Aggiunta osservazione sull'autoriscaldamento

Avvisi importanti

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Precauzioni ESD

Il design intrinseco di questo componente lo rende sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). Per prevenire danni e/o degrado indotti da ESD, prendere le precauzioni ESD consuete e di legge quando si maneggia questo prodotto. Per ulteriori informazioni, vedere la nota applicativa "ESD, Latchup ed EMC".

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• comunicazione scritta che descriva i vizi deve essere data a SENSIRION entro quattordici (14) giorni dalla loro comparsa;
• tali difetti devono essere ritenuti, con ragionevole soddisfazione di SENSIRION, derivanti da progettazione, materiale o lavorazione difettosi di SENSIRION;
• il prodotto difettoso dovrà essere restituito allo stabilimento di SENSIRION a spese dell'Acquirente; e
• il periodo di garanzia per qualsiasi prodotto riparato o sostituito sarà limitato alla parte non scaduta del periodo originale.

Questa garanzia non si applica a qualsiasi apparecchiatura che non sia stata installata e utilizzata entro le specifiche raccomandate da SENSIRION per l'uso previsto e corretto dell'apparecchiatura. SALVO LE GARANZIE ESPRESSAMENTE QUI STABILITE, SENSIRION NON FORNISCE ALCUNA GARANZIA, ESPRESSA O IMPLICITA, RELATIVAMENTE AL PRODOTTO. QUALSIASI E TUTTE LE GARANZIE, COMPRESE, A TITOLO ESEMPLIFICATIVO, LE GARANZIE DI COMMERCIABILITÀ O IDONEITÀ PER UNO SCOPO PARTICOLARE, SONO ESPRESSAMENTE ESCLUSE E DECLINATE.

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Riferimenti

• Manuale d'uso