溫濕度單總線模組MHT04

1.    簡介

溫濕度單總線模組MHT04是數字單總線輸出的工業級溫濕度一體采集模組，采用防塵防水透氣的鉑金疊層濕敏探頭結合高精度電容調理芯片MDC04架構，輸出支持數字單總線，可長距離串聯多個節點，可抗熏蒸、化學氣體干擾，適用于糧情監控，有化學氣體腐蝕、粉塵、易結露惡劣環境的溫濕度監控。

MHT04主要基于MDC04電容傳感芯片對電容型高精度濕敏傳感頭進行電容采集。每個模組出廠前均進行了溫度、濕度校準系數，并將校準系數存入芯片EEPROM，上位機基于擬合系數來補償濕度數據。模組基于MDC04單總線接口通信，只需要VDD、GND 和背面的單總線DQ數字三個引腳與上位機接線，外圍電路比較簡單，僅需配置一個上拉電阻即可實現長線纜、多節點采集。

                  
                                                                                  MHT04板載資源介紹

主要性能

溫度測量
   - 典型精度：±0.3℃@0~+50℃
   - 分辨率：0.004℃
   - 可配置高精度：±0.1℃~±0.3℃（默認版本 ±0.3℃精度）
   - 測量范圍：-55℃~+125℃

濕度測量
   - 典型精度：±2.0%RH@30~70%RH
   - 濕度分辨率：0.01% RH
   - 測量范圍：0~100% RH
數字單總線接口，支持100米通信距離，128個節點串聯組網
抗電磁環境干擾，通信系統包含數據傳輸判錯機制

模組尺寸： 
無外殼：21.8±0.3*5.1±0.1*1.7±0.2 mm（長*寬*厚）
帶白色外殼：24.7±0.3*7.0±0.1*3.9±0.1mm（長*寬*厚）

無外殼與帶白色外殼模組尺寸

平均功耗：8.2mA@3V

工作電壓范圍：2.0V~5.5V

2    溫濕度讀取與校準補償

MHT04基于單總線協議與主設備進行通信，單總線時序介紹請參照敏源傳感溫度傳感芯片MY18E20驅動例程。
MDC04是電容調理芯片，無法直接轉換濕度值。MHT04模組出廠經過校準后，已將校準系數寫入MDC04內部存儲空間EEPROM內，需要用戶將校準系數從芯片內讀出，并結合當前測量到的電容值進行濕度轉換。
MHT04涉及指令如下表所示（MDC04實際支持功能較多，在此只介紹MHT04模組驅動相關功能）。

表1：所需指令介紹

指令1：讀取當前溫度/電容值（Read_Scrpad 0xBE）

表2：溫度/電容存儲寄存器介紹

其中溫度數據是兩個字節有符號數，最小比特lsb 對應 1/256℃，電容數據也是兩個字節，分辨率 0.001pf。

溫度結果T= (Temp_H<<8|Temp_L)/256.0+40.0  (℃)

電容結果   

其中C_D = Cap_H<<8|Cap_L

Cr： 電容系數，為15.462pf

Co： 電容偏置， 可以 0~103.5pf 范圍變化

指令2：讀取濕度校準系數（Read_Scrpad_Ext 0xDD）

表3：校準系數寄存器讀取定義

這里HumA、HumB 為電容到RH濕度計算的斜率、偏置補償系數，為無符號數。最后計算處相對濕度RH， 單位為100%，公式如下：

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

具體轉換方式詳見應用例程。

3.    濕敏精度

3.1 濕度電容特征參數

                           注：Ta=25℃ ,除非特別注明。

3.2 濕度特征曲線

針對不同濕敏電容探頭特性差異，模組出廠前會針對每個模組的特性曲線多點濕度校準系數擬合，擬合結果如下圖所示。

3.3 校準后濕度精度

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4.    注意事項

1）、濕敏電容外部裝配感濕外殼，請盡量保持濕敏探頭部分的潔凈，請勿刮蹭、用手觸摸或玷污等，以保證濕度測量準確性。

2）、對于長距離、多節點采集的應用建議參考我司單總線應用例程調節最佳時序裕度。

5、溫濕度探頭

MHT04可按如下尺寸配置溫濕度探頭。

長度：68MM±1          外徑：16.8MM±0.1

內孔：7.8MM±0.1        外孔：12.6MM±0.2

整體圖

細節圖