Humidity Sensor gesucht für interne Referenzspannung 2,56V

[demmy]

Hi zusammen,

ich suche noch ein Bauteil.

Und zwar habe ich an meinem µC noch einen Analogeingang frei. Ich nutze für den ADC die interne Referenzspannung von 2,56. Dafür suche ich einen geeigneten Feuchtesensor.

Gefunden habe ich folgenden Sensor von TDK. Dieser liefert ein Ausgangssignal von 0V - 1V für 0%rf-95%rf. Nur leider ist der nicht leicht zu bekommen.

Hier das Datenblatt dazu:
http://product.tdk.com/en/catalog/datasheets/eb111_chs.pdf

Kennt jemand eine Alternative, die ich für meinen Zweck anwenden kann?

Ich habe evtl. an den HIH-5030 gedacht. Ich habe nur noch nicht die maximale Ausgangsspannung im Datenblatt gefunden!?

http://sensing.honeywell.com/honeywell-sensing-hih5030-5031%20series-product-sheet-009050-2-en.pdf?name=HIH-5030-001
Wäre der geeignet, oder doch besser ein anderer?

Ich hoffe Ihr könnt mir nochmal Helfen?

Viele Grüße

[Besserwessi]

Die Spannung am Ausgang des Sensors ist in den Datenblättern in den Kurven. Von den Daten passt der Honywell Sensor etwas besser - die Spannung geht bis etwas über 2,5 V. Da verliert man ggf. ein kleines bisschen am oberen Rand (z.B. über 97% RH).

[demmy]

mhh aber ist das denn nicht schlecht wenn man eine Spannung höher als die Referenzspannung am Analogeingan anlegt? Geht der nicht kaputt davon?

Was ich noch nicht ganz verstanden habe, ist das mit der Betriebsspannung. Laut Datenblatt kann der HIH-5030 auch an 5V betrieben ?werden!? Ändert sich dann auch die maximale Ausgangsspannung oder bleibt diese gleich?

Gibt es noch weitere Alternativen zu diesen Sensoren?

[simi7]

Laut Datenblatt kann der HIH-5030 auch an 5V betrieben ?werden!? Ändert sich dann auch die maximale Ausgangsspannung oder bleibt diese gleich?

Das sollte doch kein Problem sein, probier es aus. Falls die Spannung höher als deine Referenzspannung wird, nimmst du einen Spannungsteiler.

[Peter(TOO)]

Hallo,

Und zwar habe ich an meinem µC noch einen Analogeingang frei. Ich nutze für den ADC die interne Referenzspannung von 2,56. Dafür suche ich einen geeigneten Feuchtesensor.

Wenn der Sensor eine zu hohe Spannung liefert, ist das doch kein Problem.
Mit zwei Widerständen (Spannungsteiler) kann das passend gemacht werden.

MfG Peter(TOO)

[Besserwessi]

Für den ADC im µC ist es kein Problem, wenn die Spannung höher als die Ref. Spannung ist. Man bekommt dann halt den maximalen Wert (z.B. 1023) als Ergebins. Ein Problem wird es erst, wenn die Spannung höher als die Versorgungsspannung (ggf. plus ca. 0,3 V) wird - dann muss am was dagegen tun, als mindestes den Strom begrenzen.

[demmy]

Ok, also ich nehme mal an das mit dem Spannungsteiler ist so gemeint:

29170

Welches Verhältnis der Widerstände wäre sinnvoll, R1 = R2? Und welche höhe sollten die Widerstände haben?

Die Genauigkeit des Sensors bleibt aber auch mit Spannungsteiler erhalten oder? Sowie auch die Auflösung, also z.B. 10mV/%rH ?

[Besserwessi]

Der Spannungsteiler reduziert schon die Skalierung. Es bleiben also nicht xx mV/% RH. Für den ersten Sensor mit 10 mV /%rH braucht man den Teiler aber auch definitiv nicht, denn da gibt es nur 1 V am Ausgang. Für den HIH5030 hat etwa 25 mV/%rH (bei 5 v Versorgung ggf. auch mehr). Wenn es mehr werden wäre die Reduzierte Spannung angebracht - genau dafür sollt der Teiler ja auch.

Teil Widerstandsverhältnis sollte entsprechend der gewünschten Signalreduktion sein. Also eher R1 < R2, da der Sensor kaum mehr als 5 V ausgeben wird. Die Widestände dürfen halt nicht zu klein sein um den Senso nicht zu sehr zu belasten. Andererseits sollten die auch nicht zu groß sein, weil der ADC nicht zu hochohmig angesprochen werden sollte. Wie groß der maximale Wert sein darf hängt von µC ab - beim AVR wären etwa 10-15 K für R1 passend. Mit einem Kondensator (z.B. 100 n) am ADC Eingang dürfen die Widerstände auch größer werden - so schnell ist der Sensor ja nicht.

Der bessere Weg wäre aber vermutlich die Spannung für den Sensor auf z.B. 3,3 V zu reduzieren, der wird dann auch nicht so warm und damit wohl genauer.

[demmy]

Also aktuell würde ich jetzt eher zu folgendem Sensor tendieren.

http://www.farnell.com/datasheets/1685535.pdf

Dieser ist leicht zu beschaffen, für eine Versorgungsspannung von 5V ausgelegt und hat eine maximale analoge Ausgangsspannung von etwas über 4V, was der einfacheren Berechnung halber mit einem Spannungsteiler von R1 = R2 zu halbieren wäre. Oder sehe ich das falsch?

Nur was ich nicht ganz verstehe, warum ist bei keinem Sensor explizit die maximale analoge Ausgangsspannung oder die exakte Auflösung angegeben? Mit was soll ich denn dann den Analogwert in die Raumfeuchte umrechnen? Bei Temperatursensoren ist das immer logisch, hier kann ich nur an den Diagrammen abschätzen was herauskommen muss. Oder gibt es da einen anderen Weg?

[Peter(TOO)]

Hallo,

Nur was ich nicht ganz verstehe, warum ist bei keinem Sensor explizit die maximale analoge Ausgangsspannung oder die exakte Auflösung angegeben? Mit was soll ich denn dann den Analogwert in die Raumfeuchte umrechnen? Bei Temperatursensoren ist das immer logisch, hier kann ich nur an den Diagrammen abschätzen was herauskommen muss. Oder gibt es da einen anderen Weg?

Also bei deiner vorigen Wahl:
http://sensing.honeywell.com/honeywell-sensing-hih5030-5031%20series-product-sheet-009050-2-en.pdf?name=HIH-5030-001
steht unter
Voltage output

VOUT=(VSUPPLY)(0.00636(sensor RH) + 0.1515), typical at 25 C

Wenn man jetzt die Formel etwas auseinander pflückt erhält man:
(VSUPPLY)(0.00636) V/%rH

Bei 0%rH ist die Ausgangsspannung (VSUPPLY)(0.1515)
Dies gilt als typischer Wert bei 25°C

Wenn man auch noch die Temperatur hat, kann man den rH-Wert noch etwas weiter korrigieren:
True RH = (Sensor RH)/(1.0546 – 0.00216T), T in ºC

Du musst also aus der gemessenen Spannung am ADC zuerst zurückrechnen, welchen Wert (sensor RH) hat
Dann kannst du mit der zweiten Formel und der aktuellen Temperatur noch den Temperatur-Fehler korrigieren.

Beim HIH-4000 sind die Konstanten etwas anders.

MfG Peter(TOO)

[demmy]

Ok, soweit komm ich mit.

Aber wie um Himmels willen kommt man von der Formel: VOUT=(VSUPPLY)(0.00636(sensor RH) + 0.1515)
drauf das (VSUPPLY)(0.00636) V/%rH ???

Wenn ich jetzt das V/%rH habe, kann ich mir über die anliegende Spannung das "%rH ungenau" berechnen. Aber wie rechne ich jetzt die Ausgangsspannung bei 0%rH mit ein?

Kann man denn nicht einfach die Formel nach SensorRH umstellen?
Etwa so:

SensorRh = ((Vout / Vsupply) - 0,1515) / 0,00636

und bei einem Spannungsteiler von 1/1 müsste man doch einfach nur die berechnete Spannung am ADC mal 2 nehmen um den richtigen Wert zu erhalten oder?

[Peter(TOO)]

Hallo,

Aber wie um Himmels willen kommt man von der Formel: VOUT=(VSUPPLY)(0.00636(sensor RH) + 0.1515)
drauf das (VSUPPLY)(0.00636) V/%rH ???

Ausmultiplizieren:
Vout =(Vs)(0.00636(X) + 0.1515)
Vout = Vs*0.00636*X + Vs*0.1515

Der zweite Term ist konstant, also ein Offset.
Wenn ich jetzt das V/%rH habe, kann ich mir über die anliegende Spannung das "%rH ungenau" berechnen. Aber wie rechne ich jetzt die Ausgangsspannung bei 0%rH mit ein?



und bei einem Spannungsteiler von 1/1 müsste man doch einfach nur die berechnete Spannung am ADC mal 2 nehmen um den richtigen Wert zu erhalten oder?
Wenn man über die Spannung rechnen will, JA.

MfG Peter(TOO)

[demmy]

Ahh ok, das mit dem Ausmultiplizieren und dem Offset macht natürlich Sinn.

Aber jetzt nochmal dumm gefragt, im Endeffekt muss ich ja doch die Formel wie ich es oben gemacht habe nach X umstellen!?

Gibt es noch einen anderen Weg um nicht über die Spannung zu rechnen?

[Peter(TOO)]

Ahh ok, das mit dem Ausmultiplizieren und dem Offset macht natürlich Sinn.

Aber jetzt nochmal dumm gefragt, im Endeffekt muss ich ja doch die Formel wie ich es oben gemacht habe nach X umstellen!?

Gibt es noch einen anderen Weg um nicht über die Spannung zu rechnen?

Klar musst du nach umstellen, wenn due das so rechne willst.

Über die Spannung zu rechnen ist doof.
Die meisten µC haben keine FPU, also benötigen FP-Berechnungen viel Zeit und die Bibliotheken brauchen auch noch Speicherplatz.
Zudem liefert den ADC irgendwelche Integer von 0...1023.
Dies jetzt in Volt umzurechnen macht nicht wirklich Sinn. Zumal das Endresultat wieder ein Integer im Bereich 0..100% ist.

Die 0.1515 kann man, ohne FP zu benutzen mit einem Bruch annähern.

Also
((x*1000)/6601)
1000/601 = 0.15492198

Du kannst jetzt selbst noch bessere Paarungen für den Bruch suchen.

Eine andere Möglichkeit ist über eine Tabelle.
Da der Sensor sowieso nicht so wahnsinnig genau ist sollte eine Tabelle mit etwa 11 Einträgen reichen.
Also die ADC-Werte für 0, 10, 20 ..... 90 und 100%rF
Die Zwischenwerte kannst du dann linear interpolieren.

MfG Peter(TOO)

[demmy]

Ok, danke schon mal soweit.


1000/601 = 0.15492198

Ist aber nicht das Ergebnis dieser Annäherung auch eine Gleitpunktberechnung?

Wenn ich jetzt die maximale Ausgangsspannung für einen HIH-4000 bei theoretischen 100%rH wissen möchte, muss ich das auch über die Formel: VOUT=(VSUPPLY)(0.0062(sensor RH) + 0.16) berechnen?

Dann würde folgendes herauskommen: VOUTmax = 5V*((0,0062*100)+0,16) = 3,9V
Das deckt sich auch mit dem Graf im Datenblatt.

Soll ich jetzt eher einen Spannungsteiler mit R1=R2=10K oder R1=R2=15K verwenden? Oder doch lieber eine andere Teilung um den kompletten Messbereich von 2,59V des ADC besser auszunutzen? Denn bei einer Teilung von 1:1 würden ja im Maximalfall nur 1,95V anliegen.

[demmy]

mhh, mag niemand mehr was dazu sagen?

Gruß