Manuale utente del modulo sensore di temperatura e umidità Winsen ZS13

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Il modulo sensore di temperatura e umidità ZS13 è un dispositivo versatile adatto a varie applicazioni in diversi campi tra cui elettrodomestici, ambienti industriali, registrazione dati, stazioni meteorologiche, dispositivi medici e altro ancora.

Caratteristiche

Completamente calibrato

Ampio alimentatore voltage gamma, da 2.2 V a 5.5 V

Applicazioni
Il modulo sensore può essere utilizzato in:

Settori degli elettrodomestici: HVAC, deumidificatori, termostati intelligenti, monitor ambientali, ecc.
Settori industriali: automobili, apparecchiature di prova, dispositivi di controllo automatico

Altri campi: registratori di dati, stazioni meteorologiche, dispositivi medici e relativi dispositivi di rilevamento della temperatura e dell'umidità

Parametri tecnici dell'umidità relativa

Parametro	Risoluzione	Condizione	Minimo	Tipico
Errore di accuratezza	–	Tipico	–	0.024
Ripetibilità	–	–	–	–
Isteresi	–	–	–	–
Non linearità	–	–	–	–

Istruzioni per l'uso del prodotto

Installazione

Scegliere una posizione adatta per il modulo sensore.

Collegare l'alimentazione entro il volume specificatotaggamma e (da 2.2 V a 5.5 V).

Lettura dati
Recupera i dati di temperatura e umidità dal modulo sensore utilizzando l'interfaccia appropriata.

Manutenzione
Mantenere il modulo sensore pulito e privo di polvere o detriti.

Domande frequenti (FAQ)

D: Qual è l'intervallo di temperatura operativa del modulo sensore ZS13?
R: L'intervallo della temperatura operativa va da X°C a Y°C.
D: Il modulo sensore ZS13 può essere utilizzato all'aperto?
R: Sì, il modulo sensore può essere utilizzato all'aperto ma assicurarsi che sia protetto dall'esposizione diretta agli elementi.

Dichiarazione

Il copyright di questo manuale appartiene a Zhengzhou Winsen Electronics Technology Co., LTD. Senza autorizzazione scritta, nessuna parte di questo manuale può essere copiata, tradotta, archiviata in un database o in un sistema di recupero, né può essere diffusa tramite mezzi elettronici, di copia o di registrazione.

Grazie per aver acquistato il nostro prodotto. Per consentire ai clienti di utilizzarlo meglio e ridurre i guasti causati da un uso improprio, leggere attentamente il manuale e utilizzarlo correttamente in conformità con le istruzioni. Se gli utenti non rispettano i termini o rimuovono, smontano, modificano i componenti all'interno del sensore, non saremo responsabili della perdita.
Le specifiche come colore, aspetto, dimensioni, ecc. prevalgono in natura. Ci dedichiamo allo sviluppo dei prodotti e all'innovazione tecnica, quindi ci riserviamo il diritto di migliorare i prodotti senza preavviso. Si prega di verificare che sia la versione valida prima di utilizzare questo manuale. Allo stesso tempo, sono benvenuti i commenti degli utenti sull'ottimizzazione dell'utilizzo. Si prega di conservare correttamente il manuale per ricevere assistenza in caso di domande durante l'utilizzo in futuro.
Zhengzhou Winsen Tecnologia Elettronica CO., LTD

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ZS13 è un prodotto nuovo di zecca, dotato di uno speciale chip sensore ASIC, un sensore di umidità capacitivo a base di silicio a semiconduttore ad alte prestazioni e un sensore di temperatura su chip standard, utilizza il formato del segnale di uscita I²C standard. I prodotti ZS13 hanno prestazioni stabili in ambienti ad alta temperatura e umidità elevata; Allo stesso tempo, il prodotto ha grandi vantaggitagEs in precisione, tempo di risposta e intervallo di misurazione. Ogni sensore viene rigorosamente calibrato e testato prima di lasciare la fabbrica per garantire e soddisfare l'applicazione su larga scala dei clienti.

Caratteristiche

Completamente calibrato
Ampio alimentatore voltage gamma, da 2.2 V a 5.5 V

Uscita digitale, segnale I²C standard
Risposta rapida e forte capacità anti-interferenza
Eccellente stabilità a lungo termine in condizioni di elevata umidità

Applicazione

Campi degli elettrodomestici: HVAC, deumidificatori, termostati intelligenti e monitor ambientali, ecc.;
Settori industriali: Automobili, apparecchiature di prova e dispositivi di controllo automatico;
Altri campi: registratori di dati, stazioni meteorologiche, dispositivi medici e altri dispositivi correlati per il rilevamento della temperatura e dell'umidità.

Parametri tecnici dell'umidità relativa

Umidità relativa

Parametro	Condizione	Minimo	Tipico	Massimo	Unità
Risoluzione	Tipico	–	0.024	–	%RH
Errore di accuratezza¹	Tipico	–	±2	Fare riferimento a Figura 1	%RH
Ripetibilità	–	–	±0.1	–	%RH
Isteresi	–	–	±1.0	–	%RH
Non linearità	–	–	<0.1	–	%RH
Tempo di risposta²	τ63%	–	<8	–	s
Campo di lavoro ³	–	0	–	100	%RH
Deriva prolungata⁴	Normale	–	< 1	–	%UR/anno

Parametri tecnici della temperatura

Parametro	Condizione	Minimo	Tipico	Massimo	Unità
Risoluzione	Tipico	–	0.01	–	°C
Errore di accuratezza⁵	Tipico	–	±0.3	–	°C
Errore di accuratezza⁵	Massimo	Vedi figura 2			–
Ripetibilità	–	–	±0.1	–	°C
Isteresi	–	–	±0.1	–	°C
Tempo di risposta6	τ63%	5	–	30	s
Campo di lavoro	–	-40	–	85	°C
Deriva prolungata	–	–	<0.04	–	°C/anno

Caratteristiche elettriche

Parametro	Condizione	Minimo	Tipico	Massimo	Unità
Alimentazione elettrica	Tipico	2.2	3.3	5.5	V
Alimentazione, IDD⁷	Sonno	–	250	–	nA
Alimentazione, IDD⁷	Misura	–	980	–	µA
Consumo⁸	Sonno	–	–	0.8	µW
Consumo⁸	Misura	–	3.2	–	mW
Formato di comunicazione	I²C

Questa precisione corrisponde alla precisione del test del sensore in condizioni di 25 ℃, volume di alimentazione e alimentazionetage di 3.3 V durante l'ispezione alla consegna. Questo valore esclude l'isteresi e la non linearità e si applica solo alle condizioni di non condensazione.
Il tempo necessario per raggiungere il 63% della risposta di primo ordine a 25 ℃ e un flusso d'aria di 1 m/s.
Intervallo di funzionamento normale: 0-80% UR. Oltre questo intervallo, la lettura del sensore varierà (dopo 200 ore con un'umidità relativa del 90%, si discosterà temporaneamente a <3% di umidità relativa). L'intervallo di lavoro è ulteriormente limitato a – 40 – 85 ℃.
Se intorno al sensore sono presenti solventi volatili, nastri con sostanze pungenti, adesivi e materiali di imballaggio, la lettura potrebbe risultare sfasata.
La precisione del sensore è di 25 ℃ nelle condizioni di alimentazione di fabbrica. Questo valore esclude l'isteresi e la non linearità e si applica solo alle condizioni di non condensazione.

Il tempo di risposta dipende dalla conduttività termica del substrato del sensore.
La corrente di alimentazione minima e massima si basa su VDD = 3.3 V e T < 60 ℃.
Il consumo energetico minimo e massimo si basa su VDD = 3.3 V e T < 60 ℃.

Definizione dell'interfaccia

Comunicazione del sensore

ZS13 utilizza il protocollo I2C standard per la comunicazione.

Avvia sensore
Il primo passo è accendere il sensore con l'alimentatore VDD selezionato voltage (intervallo compreso tra 2.2 V e 5.5 V). Dopo l'accensione, il sensore necessita di un tempo di stabilizzazione non inferiore a 100 ms (in questo momento, SCL è di livello alto) per raggiungere lo stato di riposo ed essere pronto a ricevere il comando inviato dall'host (MCU).

Sequenza di avvio/arresto
Ogni sequenza di trasmissione inizia con lo stato Start e termina con lo stato Stop, come mostrato in Fig 9 e Fig 10.

Nota: Quando SCL è alto, SDA viene convertito da alto a basso. Lo stato di avvio è uno stato speciale del bus controllato dal master, che indica l'inizio del trasferimento dello slave (dopo l'avvio, il BUS è generalmente considerato in uno stato occupato)

Nota: Quando SCL è alto, la linea SDA cambia da bassa ad alta. Lo stato di stop è uno stato speciale del bus controllato dal master, che indica la fine della trasmissione dello slave (dopo lo Stop, il BUS è generalmente considerato in uno stato inattivo).

Trasmissione del comando
Il primo byte di I²C che viene successivamente trasmesso include l'indirizzo del dispositivo I²C a 7 bit 0x38 e un bit di direzione SDA x (leggi R: '1', scrivi W: '0'). Dopo l'ottavo fronte di discesa del clock SCL, abbassare il pin SDA (bit ACK) per indicare che i dati del sensore vengono ricevuti normalmente. Dopo aver inviato il comando di misura 8xAC, l'MCU dovrebbe attendere fino al completamento della misurazione.

Tabella 5 Descrizione del bit di stato:

Morso

Senso

Descrizione

Un po'[7]	Indicazione di occupato	1 — occupato, in stato di misurazione 0 — inattivo, stato di sospensione
Un po'[6:5]	Conservare	Conservare
Un po'[4]	Conservare	Conservare
Un po'[3]	Abilita CAL	1 –calibrato 0 –non calibrato
Un po'[2:0]	Conservare	Conservare

Processo di lettura del sensore

Dopo l'accensione è necessario un tempo di attesa di 40 ms. Prima di leggere il valore di temperatura e umidità verificare se il bit di abilitazione calibrazione (Bit[3]) è 1 oppure no (è possibile ottenere un byte di stato inviando 0x71). Se non è 1, invia il comando 0xBE (inizializzazione), questo comando ha due byte, il primo byte è 0x08 e il secondo byte è 0x00.
Invia direttamente il comando 0xAC (trigger di misurazione). Questo comando ha due byte, il primo byte è 0x33 e il secondo byte è 0x00.
Attendere 75 ms affinché la misurazione venga completata e il Bit[7] dell'indicatore di occupato sia 0, quindi è possibile leggere sei byte (leggere 0X71).

Calcolare il valore di temperatura e umidità.
Nota: Il controllo dello stato di calibrazione nel primo passaggio deve essere controllato solo quando l'alimentazione è accesa, cosa che non è necessaria durante il normale processo di lettura.

Per attivare la misurazione:

Per leggere i dati di umidità e temperatura:

Dati seriali SDA
Il pin SDA viene utilizzato per l'input e l'output dei dati del sensore. Quando si invia un comando al sensore, SDA è valido sul fronte di salita dell'orologio seriale (SCL) e quando SCL è alto, SDA deve rimanere stabile. Dopo il fronte di discesa di SCL, il valore SDA può essere modificato. Per garantire la sicurezza della comunicazione, il tempo effettivo di SDA dovrebbe essere esteso rispettivamente a TSU e prima del fronte di salita e dopo il fronte di discesa di SCL. Durante la lettura dei dati dal sensore, SDA è efficace (TV) dopo che SCL diventa basso e viene mantenuto fino al fronte di discesa del successivo SCL.

Per evitare conflitti di segnale, il microprocessore (MCU) deve pilotare SDA e SCL solo a livello basso. Per portare il segnale a un livello alto è necessario un resistore pull-up esterno (ad esempio 4.7 K Ω). La resistenza di pull-up è stata inclusa nel circuito I/O del microprocessore dello ZS13. Informazioni dettagliate sulle caratteristiche di ingresso/uscita del sensore possono essere ottenute facendo riferimento alle tabelle 6 e 7.

Nota:

Quando il prodotto viene utilizzato nel circuito, l'alimentatore voltage dell'MCU host deve essere coerente con il sensore.

Per migliorare ulteriormente l'affidabilità del sistema, è possibile controllare l'alimentazione del sensore.
Quando il sistema è appena acceso, dare priorità all'alimentazione del sensore VDD e impostare SCL e SDA a livello alto dopo 5ms.

Conversione dell'umidità relativa
L'umidità relativa RH può essere calcolata in base al segnale di umidità relativa SRH emesso da SDA tramite la seguente formula (il risultato è espresso in% RH).

Conversione della temperatura
La temperatura T può essere calcolata sostituendo il segnale di uscita della temperatura ST nella seguente formula (il risultato è espresso in temperatura ℃).

Dimensione del prodotto

Supplemento prestazioni

Ambiente lavorativo consigliato
Il sensore offre prestazioni stabili entro l'intervallo di lavoro consigliato, come mostrato nella Figura 7. L'esposizione a lungo termine nell'intervallo non consigliato, come un'elevata umidità, può causare una deriva temporanea del segnale (ad es.ample, >80%UR, deriva +3%UR dopo 60 ore). Dopo essere tornato all'ambiente dell'intervallo consigliato, il sensore tornerà gradualmente allo stato di calibrazione. L'esposizione a lungo termine all'intervallo non consigliato può accelerare l'invecchiamento del prodotto.

Precisione RH a diverse temperature
La Figura 8 mostra l'errore massimo di umidità per altri intervalli di temperatura.

Guida all'applicazione

istruzioni ambientali
Per i prodotti è vietata la saldatura a riflusso o la saldatura ad onda. Per la saldatura manuale, il tempo di contatto deve essere inferiore a 5 secondi a una temperatura massima di 300 ℃.
Nota: dopo la saldatura, il sensore deve essere conservato in un ambiente con UR > 75% per almeno 12 ore per garantire la reidratazione del polimero. Altrimenti, la lettura del sensore andrà alla deriva. Il sensore può anche essere collocato in un ambiente naturale (> 40% UR) per più di 2 giorni per reidratarlo. L'uso di saldature a bassa temperatura (come 180 ℃) può ridurre il tempo di idratazione.
Non utilizzare il sensore in gas corrosivi o in ambienti con condensa.

Condizioni di conservazione e istruzioni operative
Il livello di sensibilità all'umidità (MSL) è 1, secondo lo standard IPC/JEDECJ-STD-020. Pertanto, si consiglia di utilizzarlo entro un anno dalla spedizione. I sensori di temperatura e umidità non sono normali componenti elettronici e necessitano di un'attenta protezione, alla quale gli utenti devono prestare attenzione. L'esposizione a lungo termine ad un'elevata concentrazione di vapori chimici causerà una deviazione della lettura del sensore. Pertanto, si consiglia di conservare il sensore nella confezione originale, inclusa la tasca ESD sigillata, e soddisfare le seguenti condizioni: l'intervallo di temperatura è 10 ℃ – 50 ℃ (0-85 ℃ in un tempo limitato); L'umidità è pari al 20-60% RH (sensore senza pacchetto ESD). Per i sensori che sono stati rimossi dalla confezione originale, si consiglia di conservarli in sacchetti antistatici realizzati con materiali PET/AL/CPE contenenti metalli. Nel processo di produzione e trasporto, il sensore dovrebbe evitare il contatto con alte concentrazioni di solventi chimici e l'esposizione a lungo termine. Evitare il contatto con colla volatile, nastro adesivo, adesivi o materiali di imballaggio volatili, come fogli di schiuma, materiali in schiuma, ecc. L'area di produzione deve essere ben ventilata.

Elaborazione del recupero
Come accennato in precedenza, le letture possono variare se il sensore è esposto a condizioni operative estreme o vapori chimici. Può essere ripristinato allo stato di calibrazione mediante la seguente elaborazione.

Essiccazione: Mantenerlo a 80-85 ℃ e <5% di umidità relativa per 10 ore;

Reidratazione: Mantenerlo a 20-30 ℃ e con umidità relativa >75% per 24 ore.

Effetto della temperatura
L'umidità relativa dei gas dipende in gran parte dalla temperatura. Pertanto, quando si misura l'umidità, tutti i sensori che misurano la stessa umidità dovrebbero funzionare il più possibile alla stessa temperatura. Durante il test, è necessario assicurarsi che sia la stessa temperatura, quindi confrontare le letture dell'umidità. Anche un'elevata frequenza di misurazione influirà sulla precisione della misurazione, poiché la temperatura del sensore stesso aumenterà all'aumentare della frequenza di misurazione. Per garantire che l'aumento della propria temperatura sia inferiore a 0.1°C, il tempo di attivazione di ZS13 non deve superare il 10% del tempo di misurazione. Si consiglia di misurare i dati ogni 2 secondi.

Materiali per la sigillatura e l'incapsulamento
Molti materiali assorbono l'umidità e agiscono come un buffer, aumentando il tempo di risposta e l'isteresi. Pertanto, il materiale del sensore circostante deve essere selezionato con attenzione. I materiali consigliati sono: materiali metallici, LCP, POM (Delrin), PTFE (Teflon), PE, peek, PP, Pb, PPS, PSU, PVDF, PVF. Materiali per la sigillatura e l'incollaggio (raccomandazione conservativa): si consiglia di utilizzare il metodo riempito con resina epossidica per l'imballaggio di componenti elettronici, oppure resina siliconica. I gas rilasciati da questi materiali possono anche contaminare ZS13 (vedere 2.2). Pertanto, il sensore deve essere infine assemblato e collocato in un luogo ben ventilato, oppure essiccato in un ambiente > 50 ℃ per 24 ore, in modo che possa rilasciare il gas inquinante prima dell'imballaggio.

Regole di cablaggio e integrità del segnale
Se le linee di segnale SCL e SDA sono parallele e molto vicine tra loro, ciò potrebbe causare diafonia del segnale e errori di comunicazione. La soluzione è posizionare VDD o GND tra due linee di segnale, separare le linee di segnale e utilizzare cavi schermati. Inoltre, la riduzione della frequenza SCL può anche migliorare l'integrità della trasmissione del segnale.

Avviso importante

Avvertimento, lesioni personali
Non applicare questo prodotto a dispositivi di protezione di sicurezza o apparecchiature di arresto di emergenza e ad altre applicazioni che potrebbero causare lesioni personali a causa di un guasto del prodotto. Non utilizzare questo prodotto a meno che non vi sia uno scopo speciale o un'autorizzazione all'uso. Fare riferimento alla scheda tecnica del prodotto e alla guida applicativa prima di installare, maneggiare, utilizzare o effettuare la manutenzione del prodotto. La mancata osservanza di questa raccomandazione può provocare morte e gravi lesioni personali. Se l'acquirente intende acquistare o utilizzare i prodotti Winsen senza ottenere alcuna licenza applicativa e autorizzazione, l'acquirente si farà carico di tutti i risarcimenti per lesioni personali e morte da ciò derivanti, ed esonererà da questo i manager e dipendenti di Winsen e le filiali affiliate, agenti, distributori, ecc. potrà incorrere in eventuali pretese, tra cui: spese varie, risarcimenti, spese legali, ecc.

Protezione ESD
A causa del design intrinseco del componente, è sensibile all'elettricità statica. Per evitare danni causati dall'elettricità statica o ridurre le prestazioni del prodotto, adottare le necessarie misure antistatiche quando si utilizza questo prodotto.

Garanzia di qualità
L'azienda fornisce una garanzia di qualità di 12 mesi (1 anno) (calcolata dalla data di spedizione) agli acquirenti diretti dei suoi prodotti, in base alle specifiche tecniche contenute nel manuale dei dati del prodotto pubblicato da Winsen. Se il prodotto risulta difettoso durante il periodo di garanzia, l'azienda fornirà la riparazione o la sostituzione gratuita. Gli utenti devono soddisfare le seguenti condizioni:

Avvisare la nostra azienda per iscritto entro 14 giorni dalla scoperta del difetto.
Il prodotto dovrebbe essere entro il periodo di garanzia.

L'azienda è responsabile solo per i prodotti che risultano difettosi se utilizzati in applicazioni che soddisfano le condizioni tecniche del prodotto. L'azienda non fornisce alcuna garanzia, garanzia o dichiarazione scritta circa l'applicazione dei suoi prodotti in quelle applicazioni speciali. Allo stesso tempo, l'azienda non fa alcuna promessa sull'affidabilità dei suoi prodotti quando applicati a prodotti o circuiti.

Zhengzhou Winsen Tecnologia Elettronica Co., Ltd
Aggiungere: No.299, Jinsuo Road, National Hi-Tech Zone, Zhengzhou 450001 Cina
Tel: +86-371-67169097/67169670
Fax: +86-371-60932988
E-mail: vendite@winsensor.com
Websito: www.winsensensor.com

Documenti / Risorse

Modulo sensore di temperatura e umidità Winsen ZS13 [pdf] Manuale d'uso
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Riferimenti

Manuale d'uso

Modulo sensore di temperatura e umidità Winsen ZS13

Informazioni sul prodotto