温湿度モジュールMHTRD 11

製品仕様書

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一、製品の概要

デジタル温度、湿度センサとは、温度量、湿度量を同時に収集し、デジタル電気信号に変換することができる装置または装置を指す。

MHTRD 11デジタル式温度・湿度センサを温湿度センサと略称する。校正されたデジタル信号出力を含む温度、湿度複合センサーであり、本製品は高い信頼性と優れた長期安定性を持っている。

以下の内容は特に説明がないように、本文中の「温湿度センサ」すなわち本「MHTRD 11」製品である。

二、製品の特徴

コストが合理的で、長期的に安定しており、相対湿度と温度測定、超高速応答、耐干渉能力が強く、超長い信号伝送距離、シングルバス式デジタル信号出力、正確な較正を備えており、優れた品質である。

三、製品外観

図1製品寸法図（単位：mm）

ピン指示テーブル

四、応用範囲

暖房エアコン、除湿器、農業、コールドチェーン貯蔵、試験及び測定設備、消費財、自動制御、データロガー、気象ステーション、家電製品、湿度調節器、医療、車両船舶交通手段などの他の関連する温度、湿度の測定と制御が必要な分野に使用される。

五、製品パラメータ

1電気特性

電気特性パラメータテーブル

2相対湿度

相対湿度測定性能パラメータ表

3温度

温度測定性能パラメータ表

注[1]この精度は出荷時検査の場合、センサは25℃と5 Vで、条件の下で試験された精度指標であり、ヒステリシスと非線形を含まず、非凝縮環境にしか適していない。注［2］25℃と1 m/s気流の条件下で、一次応答60%に達するのに必要な時間。

注［3］揮発性有機混合物では数値が若干高くなる場合があります。説明書の応用を参照して情報を保存する。

六、典型的な応用

温湿度センサの典型的な応用回路図

マイクロプロセッサと温湿度センサの接続と典型的な応用回路は上図のように、センサのDATAピンは信号線を介して接続された後、プルアップ抵抗を経た後にマイクロプロセッサのI/Oポートに接続される。

回路設計と応用において、以下の事項に注意しなければならない：

1、信号ケーブルは、理想的な信号品質と適切な伝送距離を得るために遮蔽線の使用を推奨する。

2、提案：接続信号ケーブルの長さは5メートルより短い時に4.7 KΩのプルアップ抵抗を用い、線長が5 mより大きい時に実際の情況によってこの抵抗の抵抗値を下げる。

3、3.3 V電圧を用いて給電する時、信号接続線はできるだけ短く、信号接続線が長すぎるとセンサの給電不足を招き、測定偏差或いは失敗を引き起こす。

4、毎回読み出した温湿度値は前回測定の結果である。リアルタイムデータを取得するには、2回連続して読み取る必要がありますが、センサーを連続して複数回読み取ることは推奨されていません。読取センサ間隔が2秒以上あれば、正確なデータが得られます。

5、電源部に変動があると、温度測定値に影響する。スイッチ電源を使用するとリップルが大きすぎると、温度が鼓動するので、フィルタ処理をしっかり行う必要があります。

七、シリアル通信データフォーマット説明（単線双方向One-W ire）

◎シングルバスの説明

シングルバス温湿度センサ素子は簡略化されたシングルバス通信方式を採用している。単一バスにはデータ線が1本しかありません。システム内のデータ交換、制御はすべてシングルバスで行われる。デバイス（ホストまたはスレーブ）は、データを送信しないときにバスを解放し、他のデバイスにバスを使用させることができるようにするために、ドレインオープンまたはトライステートポートを介してデータ線に接続され、シングルバスは通常、バスがアイドル状態になったときにハイレベルの状態になるように、外部にプルアップ抵抗（通常4.7 kΩ）が必要です。シングルバスシステムはマスタスレーブ構造（マスタサブマシン構造）であり、スレーブ時にのみスレーブが応答するため、マスタアクセスデバイスはすべてシングルバスシーケンスに厳格に従わなければならず、シーケンスの乱れが発生するとスレーブとしてのセンサデバイスはマスタの呼称に応答しない。

◎シングルバス転送データビット定義

DATA線はホストと温湿度センサ間の通信と同期に用いられ、単一バスデータフォーマットを採用し、一度に40ビットデータを転送し、上位が先に出る。データ形式：

8 bit湿度整数ビットデータ＋8 bit湿度小数ビットデータ＋8 bit温度整数ビットデータ＋8 bit温度小数ビットデータ＋8 bit検査ビット。

◎検証ビットデータ定義

「8 bit湿度整数データ＋8 bit湿度小数データ＋8 bit温度整数データ＋8 bit温度小数データ」、ビット長は8 bitである。検証ビットは、結果の最後の8ビットに等しい。

シングルバス伝送データ信号仕様フォーマット表

例1：受信された40ビットのデータは以下の通り：

検証ビット計算：0011 1010＋0000 0101＋0001 0111＋0000 0110＝0101 1100、

計算された検証ビット値が受信した検証ビットの値と等しい場合、受信データは正しい。解析は次のとおりです。

湿度値：0011 1010（整数）=3 AH=58%RH 0000 0101（小数）=05 H=0.5%RH

=>湿度値：58%RH+0.5%RH=58.5%RH

温度値：0001 0111（整数）=17 H=23℃0000 0110（小数）=06 H=0.6℃

=>温度値23℃+0.6℃=23.6℃

◎特別説明：

温度が0℃未満の場合、温度データの8桁低い1位（すなわち最上位）は1に設定される。例：-12.3℃を1000,0011と表す

温度値：0000 1100（整数）=0 CH=12℃、1000 00011（小数）=03 H=0.3℃、1代表温度は零下

=>温度値は-（12℃+0.3℃）=-12.3℃

例2：受信された40ビットのデータは以下の通り：

検証ビット計算：0011 1010＋0000 0101＋0001 0111＋0000 0110＝0101 1100

計算された検証ビット値は受信した検証ビットの値と等しくないため、今回受信したデータは正しくなく、データは破棄され、データを再送信して受信する必要があります。

◎データタイミングチャート

ユーザホスト（マイクロプロセッサMCU）が1回開始信号を送信すると、スレーブ／サブマシン（温湿度センサSensor）が低消費電力モードから高速モードに移行し、ホスト開始信号が終了すると、センサは応答信号を送信し、40 bitのデータを送出し、1回の信号収集をトリガする。信号送信タイミングを図に示す。

データタイミングチャート注：ホストがセンサから読み込んだ温湿度データは常に前回の測定値であり、例えば2回の測定間隔が長い場合、2回連続してデータを読み、1回目のデータを捨てて、2回目に得た測定値をリアルタイム温湿度値としてください。

◎周辺機器読取ステップ

ホストとスレーブとの間の通信は、【周辺機器などのマイクロプロセッサMCUがセンサセンサーのデータを読み出すステップ】を以下のいくつかのステップで行うことができる。ステップ1：温湿度センサの電源投入後（温湿度センサの電源投入後は1秒待って不安定状態を乗り越える必要があり、その間はいかなる指令も送信できない）、環境温、湿度データをテストし、データをセンサ内に記録する。同時に、温湿度センサのDATAデータ線は引上げ抵抗によって引上げられて常にハイレベルを維持し、この時温湿度センサのDATAピンは入力状態にあり、常に外部信号を検出し、ホストの呼び出しを待つ。

ステップ2：マイクロプロセッサ（ホスト）のI/Oは出力と同時にローレベルを出力するように設定され、ローレベル保持時間は18 ms（最大30 msを超えてはならない）未満に設定され、マイクロプロセッサのI/Oは入力状態に設定される。プルアップ抵抗のプルアップレベルにより、マイクロプロセッサのI/Oである温湿度センサのDATAデータ線も高くなり、温湿度センサが回答信号を出すのを待って、送信信号は図のように：

ステップ3：

温湿度センサ（スレーブ/サブマシン）のDATAピンは、外部信号にローレベルがあることを検出し、外部信号のローレベル状態が終了するのを待ち、プルアップ待ち遅延タイミングを経過した後、温湿度センサのDATAピンは出力状態にあり、応答信号として83マイクロ秒のローレベルを出力し、続いて87マイクロ秒のハイレベル通知周辺機器に受信準備データを通知する。同時に、マイクロプロセッサのI/Oは入力状態にあり、I/Oにローレベル（温湿度センサの83マイクロ秒応答信号）があることを検出した後、87マイクロ秒のハイレベルを待った後のデータ受信、送信信号は図のように：

センサ（スレーブ／子機）応答信号概略図

ステップ4：

温湿度センサのDATAピンから40ビットデータが出力され、マイクロプロセッサはI/Oレベルの変化に基づいて40ビットデータを受信し、ビットデータ「0」のフォーマットは：54マイクロ秒の低レベルと23-27マイクロ秒の高レベル、

ビットデータ「1」のフォーマットは、54マイクロ秒のローレベルに68〜74マイクロ秒のハイレベルを加算したものである。

ビットデータ「0」、「1」情報の信号フォーマットを図に示す：

終了信号：

温湿度センサのDATAピンが40ビットデータを出力した後、ローレベル54マイクロ秒の出力を続けて入力状態に移行し、プルアップ抵抗がプルアップしたため、DATA線はそれに伴いハイレベルが持続し、バスを解放した。

このとき温湿度センサ内部で環境温湿度データを再測定し、記憶データを記録し、外部信号の到来を待つ。

注：センサーの正確な通信を保証するために、ユーザーは信号を読み取る時、厳格に下表とデータタイミング図の中のパラメータとタイミングに従って設計してください。

八、応用情報

1、作業と保存条件

提案された動作範囲を超えると、3%RHまでの一時的なドリフト信号を引き起こす可能性があります。通常のバーに戻ると、センサーはゆっくりとキャリブレーション状態に戻ります。リカバリプロセスを高速化するには、次のセクション「リカバリ処理」を参照してください。

非正常な動作条件下で長時間使用すると、製品の老化プロセスが加速します。

素子を結露や乾燥しすぎた環境、以下の環境に長期間放置することを避ける。

A 、塩霧 B 、二酸化硫黄、塩酸などの酸性または酸化ガス、

2、回復処理

限界動作条件下または化学蒸気中に置かれたセンサは、以下の処理手順により、キャリブレーション時の状態に戻すことができる。

処理手順：45℃と<10%RHの湿度条件下で2時間保持（恒温乾燥）、その後、20〜30℃及び70%RHの湿度条件下で5時間以上保持した。

3、温度影響

ガスの相対湿度は、温度に大きく依存する。そのため、湿度を測定する際には、できるだけ湿度センサーが同じ温度で動作することを保証しなければならない。熱を放出する電子部品とプリント配線板を共用する場合は、ハウジングの通気性を維持しながら、できるだけセンサを発熱する電子部品から離し、熱源の下に取り付けなければならない。熱伝導を低下させるために、センサピンはできるだけ金属接続を減少させ、センサのパッドとプリント基板の他の部分の銅、錫、金などの金属めっき層の接触面積はできるだけ最小または距離ができるだけ大きく、両者の間に隙間を残しなければならない。

4、光線の影響

太陽光に長時間さらされたり、強い紫外線にさらされたりすると、性能が低下します。

5、化学物質への曝露の影響

抵抗式湿度センサの誘導層は化学蒸気に妨害され、誘導層中の化学物質の拡散は測定値のドリフトと感度の低下を引き起こす可能性がある。純粋な環境では、汚染物質はゆっくりと放出されます。上述したリカバリ処理は、このプロセスの実装を加速させることができる。

高濃度の化学汚染はセンサー感知層の完全な損傷を招き、センサーを故障させる。

6、配線の注意事項

信号線材の品質は通信距離と通信信号品質に影響を与え、高品質シールド線の使用を推奨します。

7、注意事項

手動溶接では、最高300℃の温度条件下で3秒未満の接触時間を必要とする。

ピーク溶接温度を260℃以下にし、時間を5秒未満にします。

アルコール、洗濯板水またはその他の液体によるデバイス本体の洗浄、または液体への浸漬を禁止する。

九、重要なお知らせ

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