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温湿度传感器MHT04

1.    简介

温湿度传感器MHT04是数字单总线输出的工业级温湿度一体传感器,采用防尘防水透气的铂金叠层湿敏探头结合高精度电容调理芯片MDC04架构,数字单总线输出,可长距离串联多个节点,适用于仓储、冷链、畜牧、工农业、医疗等高湿、低温、粉尘、易结露等恶劣环境的温湿度监控。

 

MHT04模组主要基于MDC04电容传感芯片对电容型高精度湿敏传感头进行电容采集。每个模组出厂前均进行了温度、湿度校准系数,并将校准系数存入芯片EEPROM,上位机基于拟合系数来补偿湿度数据。模组基于MDC04单总线接口通信,只需要VDD、GND 和背面的单总线DQ数字三个引脚与上位机接线,外围电路比较简单,仅需配置一个上拉电阻即可实现长线缆、多节点采集。

 



                  
                                                                                  MHT04板载资源介绍


主要性能

工作温度范围:-20℃~+85℃

工作电压范围:2.0V~5.5V

平均功耗:8.2mA@3V

湿度测量

   - 典型精度:±2.0%RH@30~70%RH

- 湿度分辨率:0.01% RH

   - 测量范围:0~100% RH

温度测量

   - 典型精度:±0.3℃@0~+50℃

   - 分辨率:0.004℃

数字单总线接口,支持100米通信距离,128个节点串联组网

抗电磁环境干扰,通信系统包含数据传输判错机制

模组尺寸: 

无外壳:21.8±0.3*5.1±0.1*1.7±0.2 mm(长*宽*厚)

带白色保护外壳:24.7±0.3*7.0±0.1*3.9±0.1mm(长*宽*厚)

 

无外壳与带白色外壳模组尺寸

 

 

2    温湿度读取与校准补偿

MHT04基于单总线协议与主设备进行通信,单总线时序介绍参照敏源传感电容传感芯片MDC04手册及驱动例程

 

MDC04是电容调理芯片,无法直接转换湿度值。MHT04模组出厂经过校准后,已将校准系数写入MDC04内部存储空间EEPROM内,需要用户将校准系数从芯片内读出,并结合当前测量到的电容值进行湿度转换。

 

MHT04涉及指令如下表所示(MDC04实际支持功能较多,在此只介绍MHT04模组驱动相关功能)。

 

指令

名称

功能

0x10

Convert_TC1

开启温度+电容通道1测量转换

0xDD

Read_Scrpad_Ext

读取湿度校准系数

0xBE

Read_Scrpad

读数当前温度+电容值(湿度值)

1:所需指令介绍

 

 

指令1:读取当前温度/电容值(Read_Scrpad 0xBE)

 

Byte0

Byte1

Byte2

Byte3

Temp_H

Temp_L

Cap_H

Cap_L

表2:温度/电容存储寄存器介绍

 

其中温度数据是两个字节有符号数,最小比特lsb 对应 1/256,电容数据也是两个字节,分辨率 0.001pf。

温度结果T= (Temp_H<<8|Temp_L)/256.0+40.0  ()

电容结果   

其中CD = Cap_H<<8|Cap_L

Cr: 电容系数,为15.462pf

Co: 电容偏置, 可以 0~103.5pf 范围变化

 

指令2:读取湿度校准系数(Read_Scrpad_Ext 0xDD)

 

Byte0

Byte1

Byte2

Byte3

HumA_H

斜率高字节

HumA_L

斜率高字节

HumB_H

偏置高字节

HumB_L

偏置低字节

3:校准系数寄存器读取定义

 

这里HumA、HumB 为电容到RH湿度计算的斜率、偏置补偿系数,为无符号数。最后计算处相对湿度RH, 单位为100%,公式如下:

湿度 RH = float(HumA_H<<8| HumA_L)/100.0 – float(HumB_H<<8| HumB_L)/10.0

具体转换方式详见应用例程。

3.    湿敏精度

3.1 湿度电容特征参数

                           注:Ta=25℃ ,除非特别注明。

 

3.2 湿度特征曲线

针对不同湿敏电容探头特性差异,模组出厂前会针对每个模组的特性曲线多点湿度校准系数拟合,拟合结果如下图所示。

3.3 校准后湿度精度

​​​​​

4.    注意事项

1)、湿敏电容外部装配感湿外壳,请尽量保持湿敏探头部分的洁净,请勿刮蹭、用手触摸或玷污等,以保证湿度测量准确性。

2)、对于长距离、多节点采集的应用建议参考我司单总线应用例程调节最佳时序裕度。

 

5、温湿度探头MHT04T14

 

MHT04模组可生产成温湿度探头,探头直径14mm,1米线长,非屏蔽线。其他配置可定制

 

MHT04T14-1M实物图

 

    

外壳尺寸图

 

探头线序说明如下表所示。

线色

说明

红色

电源线

黑色

地线

其他

数据线

 

 

 

资料下载

 

MHT04产品手册

MHT04示例程序