傳感器一直是業(yè)界廣泛關(guān)注的基礎(chǔ)產(chǎn)品之一，好的傳感器能夠給用戶(hù)提供完整的物理量表征，對(duì)待測(cè)量做出準(zhǔn)確、快速的響應(yīng)。作為傳感器家族中最基礎(chǔ)的品類(lèi)——溫濕度傳感器一直時(shí)刻存在著我們生活的各個(gè)方面，從平時(shí)的日常起居到工業(yè)自動(dòng)化，無(wú)不見(jiàn)到它們的身影。雖然溫濕度傳感器已經(jīng)存在了很長(zhǎng)的時(shí)間，但是進(jìn)入到物聯(lián)網(wǎng)以及工業(yè)4.0時(shí)代之后，各種需求爆炸性的出現(xiàn)，對(duì)傳感器的體積、功耗、測(cè)量范圍、精度、成本提出了更高的要求，這就促使相關(guān)企業(yè)不斷的對(duì)它們進(jìn)行改進(jìn)。

今天我們手中拿到的是一款由瑞薩（Renesas Electronics）公司推出的SDAH01溫濕度傳感器評(píng)估套件，該套件主要是為用戶(hù)提供一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的平臺(tái)來(lái)對(duì)HS300X系列溫濕度傳感器進(jìn)行評(píng)估。

整個(gè)外包裝比較精美，內(nèi)部防震防靜電處理也充分展示了國(guó)際大廠(chǎng)的風(fēng)范。從外部看，包裝盒的大小約為170mm*160mm ，別看盒子不大，里面的內(nèi)容可不少，包裝盒的表面直接寫(xiě)明了內(nèi)部所包含的配件：1塊評(píng)估板，3個(gè)HS3001傳感器，1個(gè)傳感器模塊擴(kuò)展電纜，1個(gè)包含了demo軟件的U盤(pán)，1根USB電纜以及用戶(hù)指南、用戶(hù)快速指南和評(píng)估板的聲明文件。（圖1）

圖1

打開(kāi)包裝盒后，首先是一個(gè)硬紙板材質(zhì)的用戶(hù)指南（User Guide）和快速上手（Quick Start Guide）指南，拿在手上非常有質(zhì)感。在快速上手指南上記載了該評(píng)估套件使用方法的簡(jiǎn)化版本，只需要四個(gè)步驟就能夠快速開(kāi)始評(píng)估；而在用戶(hù)指南上除了給出該評(píng)估套件的詳細(xì)使用步驟外，還對(duì)評(píng)估板的不同工作模式進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，最后還給出了評(píng)估板的性能參數(shù)以及技術(shù)支持網(wǎng)址。這樣細(xì)心周到的為用戶(hù)考慮，非常值得我們學(xué)習(xí)，不得不為它點(diǎn)個(gè)贊！

移開(kāi)表面的指南，映入眼簾的就是我們今天評(píng)測(cè)的主角了（圖2）。電纜、評(píng)估板等錯(cuò)落有致的排列在盒子里。細(xì)心的朋友可能還發(fā)現(xiàn)了，這個(gè)評(píng)估板還送一個(gè)U盤(pán)？沒(méi)錯(cuò)，這應(yīng)該是廠(chǎng)商想到現(xiàn)在絕大數(shù)電腦都不會(huì)有光驅(qū)吧，這個(gè)U盤(pán)里面存放著官方提供的DEMO程序，待會(huì)我們就要用它來(lái)讀取并顯示傳感器獲取的數(shù)據(jù)。

圖2

先看看我們的主角，從靜電袋中小心翼翼的把評(píng)估板拿出來(lái)，可以看出整個(gè)板子并不是很大，長(zhǎng)寬分別為42mm*31mm，大概只有半張名片大?。▓D3）。整個(gè)板子被白色的絲印分成了5個(gè)部分。在板子的左上角有個(gè)非常醒目的標(biāo)記：IDT。有些朋友可能比較疑惑：不是瑞薩嗎？為什么LOGO是IDT呢？原來(lái)瑞薩已經(jīng)收購(gòu)了IDT公司，現(xiàn)在IDT只是瑞薩的子公司了。板子的右上角為電源控制區(qū)①，包含有一個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)以及一個(gè)指示燈。上面的文字清晰的說(shuō)明了撥動(dòng)開(kāi)關(guān)用途就是由用戶(hù)選擇評(píng)估板是電池供電還是USB供電，當(dāng)用戶(hù)選擇是否USB供電時(shí)，指示燈會(huì)被點(diǎn)亮。

圖3

在板子的中間區(qū)域是傳感器接口以及離線(xiàn)溫濕度采集數(shù)據(jù)的記錄控制區(qū)②和③。當(dāng)中的start/stop logging按鍵很清晰的說(shuō)明了它的用途是控制開(kāi)始或結(jié)束離線(xiàn)讀取傳感器。在按鈕的右邊是一個(gè)名為L(zhǎng)2 Enable的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)以及一個(gè)名為L(zhǎng)2的LED燈，通過(guò)查閱手冊(cè)得知，L2的LED燈用來(lái)表明是否正在進(jìn)行測(cè)量。而當(dāng)電池供電需要節(jié)約電量時(shí)，我們可以通過(guò)L2 Enable撥動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)關(guān)閉該LED燈。在板子的下方是USB接口④，和其他板子不同，該評(píng)估板提供的是MINI USB的接口，這就意味著我們無(wú)法使用普通的android手機(jī)線(xiàn)與其進(jìn)行通信了。

在板子的背面圖4，主要是兩個(gè)大件： PIC18LF2550單片機(jī)以及1632電池座。通過(guò)查閱相關(guān)資料我們可以知道PIC18LF2550包含有I2C，SPI，USB等多個(gè)接口，很顯然它就是用于讀取傳感器數(shù)據(jù)以及提供USB通信的核心。另外，在整個(gè)評(píng)估板的四個(gè)角上，廠(chǎng)商還很貼心的加上了4個(gè)塑料支腳，這不得不使我們?yōu)樗冱c(diǎn)一個(gè)贊。

圖4

既然是評(píng)測(cè)溫濕度傳感器，那么傳感器當(dāng)然是今天的關(guān)鍵啦。與其他評(píng)估板不同的是，SDAH01評(píng)估板采用的是傳感器與主控板分離的模式，為了便于測(cè)量距離較遠(yuǎn)位置的參數(shù)，廠(chǎng)商還提供了一個(gè)傳感器延長(zhǎng)線(xiàn)，下圖為評(píng)估板提供的3個(gè)SH300X傳感器與延長(zhǎng)線(xiàn)（圖5）。

圖5

首先，讓我們來(lái)看看HS300X系列溫濕度傳感器的特點(diǎn)。根據(jù)測(cè)量精度的不同該系列一共包含了HS3001~HS3004共4款產(chǎn)品，它們的技術(shù)特點(diǎn)如下：

? 14位分辨率：0.01% RH（典型值）

? 極短的RH響應(yīng)時(shí)間：6秒（典型值）

? 低電流消耗：平均值為1.0μA（每秒進(jìn)行一次相對(duì)濕度和溫度測(cè)量，8位分辨率，1.8V電源）

? 出色的抗老化穩(wěn)定性

? 非常堅(jiān)固耐用，可耐受惡劣的環(huán)境條件和機(jī)械沖擊

? 超低功耗

? 寬電源電壓：1.8V至5.5V

? 工作溫度范圍：-40°C至+125°C

? 3.0mm × 2.41mm × 0.8mm DFN型6-LGA封裝

? 與MCU通信的數(shù)據(jù)接口為I2C。

在精度方面，下表來(lái)源于官方的數(shù)據(jù)文檔，在其中給出了各款產(chǎn)品溫濕度的測(cè)量范圍。在我們的評(píng)估套件中配套的是HS3001傳感器，因此它的濕度測(cè)量精度為±1.5%，溫度測(cè)量精度為±0.2℃，這個(gè)指標(biāo)應(yīng)該能夠滿(mǎn)足大多數(shù)應(yīng)用。

在應(yīng)用方面，HS300X傳感主要用在應(yīng)用

? 氣候控制系統(tǒng)

? 家用電器

? 氣象站

? 工業(yè)自動(dòng)化

? 醫(yī)療設(shè)備

? 汽車(chē)座艙氣候控制

下圖為HS300X系列的典型應(yīng)用電路，可以看出其使用起來(lái)非常簡(jiǎn)單，僅需外接兩個(gè)電容及兩個(gè)上拉電阻即可。

為了快速評(píng)估HS3001傳感器的性能，我們將附帶的USB線(xiàn)與評(píng)估板連接，同時(shí)把右上角電源控制區(qū)內(nèi)的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)調(diào)整到USB的位置，此時(shí)旁邊的LED燈點(diǎn)亮即說(shuō)明電源正常（圖6）。

圖6

利用評(píng)估板中所附帶U盤(pán)中的IDT Demo軟件來(lái)獲取評(píng)估板的所采集到的溫濕度信息。把U盤(pán)插入，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)的進(jìn)行安裝，過(guò)程非常簡(jiǎn)單，一直點(diǎn)下一步就行了，值得注意的是這個(gè)軟件需要.net框架3.5的支持，所以請(qǐng)確保系統(tǒng)安裝了這個(gè)版本。安裝好軟件后直接雙擊快捷方式就可以打開(kāi)（如下圖）。整個(gè)界面非常簡(jiǎn)單：下方的狀態(tài)欄中給出了板子的狀態(tài)當(dāng)前的測(cè)量值，上方的工具欄里包含F(xiàn)ile ，Tools菜單用于設(shè)定，特別注意：Measure是一個(gè)按鈕，當(dāng)板子連接好后，就可以點(diǎn)擊Measure按鈕進(jìn)行測(cè)量了，中間為測(cè)量結(jié)果圖形顯示區(qū)，紅色為溫度、藍(lán)色為濕度。

點(diǎn)擊工具欄中的Tools菜單，里面有四個(gè)選項(xiàng)，分別為：

Measurement Settings ：用來(lái)設(shè)置采樣時(shí)間（0.5-3600秒）或采樣次數(shù)（最大不能超過(guò)100萬(wàn)，0表示無(wú)限）。

Set Resolution ：設(shè)置精度，可以選著8 bit-14bit

Data Logging：獲取離線(xiàn)數(shù)據(jù)。也就導(dǎo)出利用電池供電存儲(chǔ)在評(píng)估板內(nèi)部的溫濕度數(shù)據(jù)。

Get Sensor ID：獲取當(dāng)前傳感器的ID號(hào)

總結(jié)：

SDAH01評(píng)估套件具有上手簡(jiǎn)單、功能全面的特點(diǎn)，即便是一個(gè)新手，也很容易使用這款評(píng)估套件。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，HS3001傳感器反映靈敏，特別是內(nèi)置校準(zhǔn)與溫度補(bǔ)償邏輯電路，能夠免去用戶(hù)使用過(guò)程進(jìn)行校準(zhǔn)的煩惱。
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