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應(yīng)用設(shè)計(jì)

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世強(qiáng)電訊Si7001溫濕度傳感器在家庭等數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用

世強(qiáng)電訊Si7001溫濕度傳感器在家庭等數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用

        隨著生活水平的提高,家具智能化的需求逐步顯現(xiàn),溫度、濕度等數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用也開(kāi)始顯現(xiàn)出越來(lái)越大的市場(chǎng)潛力。
        本文中,通過(guò)Silicon Labs的Si7001溫濕度傳感器,C8051F985低功耗MCU,CP2403 LCD驅(qū)動(dòng),和LCD顯示器構(gòu)建一個(gè)用于家庭等溫度、濕度數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng),該系統(tǒng)主要用于方便、及時(shí)的獲取室內(nèi)、外的溫度、濕度等數(shù)據(jù)(也可和其他傳感器集成擴(kuò)展數(shù)據(jù)采集應(yīng)用范圍)。
        家庭數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作原理
        本文使用的Si7001溫濕度傳感器,C8051F985低功耗處理器,CP2403 LCD驅(qū)動(dòng),都具有I²C通信接口,可做成模塊,只需要選用自己的LCD顯示器即可。
 
典型應(yīng)用如下:
        室內(nèi)、室外各放置2個(gè)Si7001溫濕度傳感器(以下簡(jiǎn)稱采集節(jié)點(diǎn)),定時(shí)喚醒采集溫度、濕度原始數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)Si7001內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換器,和出廠校準(zhǔn)的原始數(shù)據(jù)處理,轉(zhuǎn)換成溫、濕度最終數(shù)據(jù),經(jīng)由I²C總線傳遞到低功耗處理器C8051F985處理。C8051F985低功耗處理器決定啟用哪個(gè)采集節(jié)點(diǎn),以此降低功耗,并控制CP2403 LCD驅(qū)動(dòng),將數(shù)據(jù)最終顯示LCD顯示器上。
 


    家庭數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能
- 各節(jié)點(diǎn)功耗
①Si7001的功耗
        Si7001濕度測(cè)量周期內(nèi)典型的電流為240uA,溫度測(cè)量周期內(nèi)典型的電流為320uA,睡眠電流0.2uA,每分鐘進(jìn)行一次溫、濕度測(cè)量的平均功耗僅為1uA。
②C8051F985的功耗
        C8051F985睡眠電流10nA,工作電流150uA/MHz
③CP2403的功耗。
        睡眠電流0.02μA,工作電流<3uA。 
        以每分鐘測(cè)量一次,工作頻率4MHz進(jìn)行計(jì)算,平均功耗為不超過(guò)15uA,非常適合電池供電

- 數(shù)據(jù)采集范圍
        Si7001的溫度測(cè)量范圍是-40~85℃,在25℃時(shí)的精度是±0.5℃。推薦的濕度測(cè)量范圍是5~90%RH,在20%~80%RH條件下精度為2~3%RH。
        以家庭應(yīng)用為例:可在室外布置一個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn),用于監(jiān)控室外溫、濕度;在室內(nèi)客廳、臥室布置2個(gè)節(jié)點(diǎn),用于室內(nèi)溫、濕度測(cè)量與自動(dòng)調(diào)節(jié)。
- 擴(kuò)展性
        家庭數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般還包括:煙霧傳感器,火情報(bào)警器,防盜報(bào)警器等,通過(guò)通用的I²C總線,選用更強(qiáng)大的處理器,即可實(shí)現(xiàn)與其他傳感器的集成與擴(kuò)展,方便布置,降低成本。

     Si7001的特性:
         Si7001/2是數(shù)字相對(duì)濕度、溫度傳感器。集成了ADC,信號(hào)處理,數(shù)據(jù)校準(zhǔn),I²C接口于一身。
         Si7001/2在出廠時(shí)都經(jīng)過(guò)溫度和濕度校準(zhǔn),并將校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在NVM中,不再需要進(jìn)行軟件上校準(zhǔn)和改變。專利的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CMOS低K介質(zhì)傳感器確保SI7001/2具有良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性、對(duì)污染物很低的失真和延遲。
         Si7001/2具有的低功耗,高精度,已校準(zhǔn)和穩(wěn)定性是溫度、濕度和露點(diǎn)等寬范圍應(yīng)用的理想產(chǎn)品。適用于高精度醫(yī)療,儀器,高可靠性的汽車和工業(yè)系統(tǒng),環(huán)境傳感器,價(jià)格敏感的白色家電等。
總結(jié)
         以上簡(jiǎn)單講述了用SI7001溫濕度傳感器,C8051F985低功耗MCU處理器,CP2403 LCD控制器,LCD顯示器等構(gòu)成家庭數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和顯示控制系統(tǒng),具有功耗低,使用方便(電池供電),可擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn),非常適合家庭,庫(kù)房,病房等應(yīng)用場(chǎng)合的環(huán)境參數(shù)監(jiān)控。有關(guān)該方案的更多詳情可聯(lián)系Silicon Labs授權(quán)代理商世強(qiáng)電訊。

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