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小体积温湿度模块HTU21/SHT21评测

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更新日期:  2016-8-25 14:28:04
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   应用简介:

小体积的温湿度一体数字输出模块应用广泛,近日小编拿到HTU21以及SHT21的样品。将两种产品做了详细的评测。


首先介绍两款产品:

1)HTU21D是由法国著名的传感器制造商Humirel公司推出的一款性能优良的产品 2) SHT21是由瑞士Sensirion的系列推出的一款性能优良的产品。从对比结果来看两款产品是有力的竞争对手。本测评着重从性价比、性能、功耗等方面做出对比,供工程师参考。


1HTU21D的特点。

基于法国Humirel公司高性能的湿度感应元件制成,新一代HTU21D温度和湿度传感器在尺寸与智能方面建立了新的标准:它嵌入了适于回流焊的双列扁平无引脚DFN 封装, 底面3x3mm,高度1.1mm。传感器输出经过标定的数字信号,标准 I2C格式。多样化的输出方式,宽的工作电压范围,同时具有很高的温度精度和湿度精度。HTU21系列模块专为低功耗小体积应用设计,具有良好的品质、快的响应速度、抗干扰能力强、性价比高等优点,微小的体积(3x3mm)、极低的功耗,使HTU21D成为各类应用的首选。

 

2HTU21SHT21传感器的重要参数对比:

型号

HTU21D 

SHT21

原产地

法国

瑞士

供电电压

1.5V—3.6V

2.1V—3.6V

湿度测量范围

0—100%RH

0—100%RH

温度测量范围

-40℃—125℃

-40℃—125℃

最大消耗功率

2.7uW

3.2uW

通信方式

I2C

I2C

湿度精度范围(10%RH to 95%RH)

HTU21D  ±2%RH

SHT21 ±2%RH
SHT20 ±3.5%RH

湿度迟滞

±1%RH

±1%RH

测量时间

50ms

50ms

年漂移量

0.5%RH/yr

0.5%RH/yr

响应时间

5 s

8 s

 

从以上图表对比中可以看出:

HTU21D和SHT21虽然大致参数上相似,不过HTU21D略有一些优势:更宽的供电电压范围(1.5V—3.6V),比SHT21更低的功耗(2.7uW),HTU21D拥有±2%RH的湿度精度高于瑞士的SHT20(±3.5%RH),等同于SHT21(±2%RH),但是价格方面比起SHT21更加的便宜,5S的响应时间也更加的快速,是用于你生产的不二选择。

 

3. HTU21D尺寸如下:

1) 传感器尺寸:

注:尺寸单位均为mm,公差为±0.1mm,传感器底部已经接地处理。

 

2) 传感器电极后面和尺寸图

推荐的HTU21D的footprint,单位:mm



4HTU21DSHT21外观和引脚方面对比

外观尺寸以及脚位分布和定义上,HTU21D和SHT21是完全一样,可以直接实现pin to pin替换,如下图:

          HTU21D                            SHT21



5HTU21DSHT21软件方面:

HTU21DSHT21同为I2C接口数字输出,拥有相同的启动和停止信号时序:


·启动信号

启动传输,发送一位数据时,包括DATA线在SCK线高电平期间一个向低电平的跳变。



·停止信号

终止传输,停止发送数据时,包括DATA线在SCK线高电平期间一个向高电平的跳变。



HTU21DSHT21拥有相同的命令列表:


HTU21D和SHT21两者实际使用的都是四个管脚,电源和电源地、I2C通讯的两个端口。输出的都是数字量:14位的温度值和12位的湿度值,也可以通过用户寄存器修改为12位温度和8位湿度。
因此HTU21D和瑞士的SHT20、SHT21软件协议方面完全兼容,可以互相替换。



6HTU21D温湿度传感器实际测量效果展示:

1)使用原厂提供四位一体温湿度演示Demo进行测试,搭配上位机软件实施数据记录:


四位一体温湿度演示Demo



上位机记录软件


从以上图中可以看出,4只HTU21D产品一致性很好,从曲线图也可看出,记录数据曲线一直持平,说明HTU21D稳定性良好。



2)使用自制带板HTU21搭配1602LCD显示,与瑞士高精度Rotronic手持表数据对比。

为了方便客户测试使用,法国原厂推出已焊接好带小PCB板的HTU21PCBA:



带板HTU21PCBA搭配1602LCD显示,与瑞士高精度Rotronic手持表数据对比效果图




总结:HTU21D可以和瑞士的SHT20、SHT21实现完全兼容,硬件管脚上可以实现Pin to Pin,无需修改电路板。软件程序方面也和瑞士的SHT20、SHT21相同,可以实现兼容替换,无需做出任何修改。同时HTU21D比起瑞士SHT20、SHT21有着很好的价格优势,极具性价比,是您降低生产成本的不二选择。