ultimo aggiornamento 8 giugno 2010

SHT11 SENSIRION- SENSORE DIGITALE DI UMIDITA’ E TEMPERATURA

Il modulo sensore SMD SHT11 prodotto dalla Sensirion è unico nel suo genere e dalle dimensioni ridottissime, fornisce un segnale digitale calibrato per umidità e temperatura, consentendo, grazie alla completa calibrazione interna e all’uscita digitale, elevata integrabilità nei sistemi ed eccellente stabilità a lungo termine.

Datasheet del sensore

Caratteristiche del sensore
Tensione di alimentazione :	2,4– 5,5 Vdc
Potenza assorbita	80uW @ 12bit, 3V, 1 misura/s
Campo lettura umidità	0 – 100% RH
Campo lettura temperatura	-40 – +125°C
RH response time	8 sec (tau63%)
Output:	digitale (2-wire interface)

Caratteristiche tecniche: I due elementi sensorici, il convertitore A/D, la calibrazione e l’interfaccia digitale sono integrati, grazie alla tecnologia leader nel mondo CMOSens® (fusione di CMOS e sensorica), su un unico chip.   Il piccolissimo modulo sensore, che vediamo nella foto, ha dimensioni ridottissime.

e fornisce un segnale digitale completamente calibrato per umidità relativa (+/- 3.5% RH) e temperatura (+/- 0,5°C a 20°C)
Grazie all’interfaccia digitale 2-Wire il sensore SHT11 può essere connesso direttamente a un microcontrollore, ciò significa: una più semplice integrazione nei sistemi.

Ulteriori vantaggi, per esempio per i produttori di trasmettitori, sono il tempo di risposta molto breve di 4 secondi e l’ampio intervallo delle temperature di esercizio, da–40° a 120°C.
Grazie alla sua adeguatezza per applicazioni Low-Power (sino a 1 microW!) il sensore SHT11 apre a campi di applicazione completamente nuovi per dispositivi a batteria o beni di consumo.

Un pò di teoria, cos'è l'umidità?

L'umidità è la misura della quantità di vapore acqueo presente nell'atmosfera (o in generale in una massa d'aria).

Umidità assoluta è la quantità di vapore acqueo espressa in grammi contenuta in un metro cubo d'aria. L'umidità assoluta aumenta all'aumentare della temperatura, l'umidità di saturazione aumenta più che proporzionalmente quindi l'umidità relativa tende a scendere. Quando un abbassamento di temperatura porta a far coincidere l'umidità assoluta con quella di saturazione si ha una condensazione del vapore acqueo e il valore termico prende il nome di temperatura di rugiada.
In corrispondenza di questo valore se si ha una superficie fredda si ha la rugiada (brina a valori sotto lo zero), se la condensazione riguarda uno strato sopra il suolo si ha la nebbia.
È un valore poco apprezzabile e per questo si preferisce l'utilizzo dell'umidità specifica.
L'umidità assoluta può essere espressa in termini di peso di acqua per volume di atmosfera o in pressione parziale relativa del vapore rispetto gli altri componenti atmosferici (kg/m³ o Pa).
Umidità specifica, è il rapporto della massa del vapore acqueo e la massa d'aria umida, valore che varia seconda della pressione e della temperatura.

Umidità relativa invece è un valore molto importante e facilmente misurabile, che indica il rapporto percentuale tra la quantità di vapore contenuto da una massa d'aria e la quantità massima (cioè a saturazione) che il volume d'aria può contenere nelle stesse condizioni di temperatura e pressione. Alla temperatura di rugiada l'umidità relativa è per definizione del 100%. L'umidità relativa è un parametro dato dal rapporto tra umidità assoluta e l'umidità di saturazione. È svincolato dalla temperatura e dà l'idea del tasso di saturazione del vapore atmosferico, e delle ripercussioni sui fenomeni evapotraspirativi delle colture. Il deficit di saturazione è dato dalla differenza tra umidità assoluta e umidità di saturazione.
Esempio: se una massa d'aria ha una temperatura propria, ad esempio, di 15 °C con una quantità di umidità relativa pari al 50%, affinché tale umidità possa raggiungere il 100% (saturazione) a pressione costante, e, magari depositarsi (condensazione) sarà necessario abbassare la temperatura della massa d'aria, ad esempio, di 5 °C, portarla cioè da 15 °C a 10 °C

La quantità di vapore che può essere contenuta da una massa d'aria decresce al diminuire della temperatura e diventa quasi nulla a -40° (Questo valore coincide nelle scale Celsius e Fahrenheit).

Il quantitativo massimo di umidità contenibile per volume dipende dalla temperatura; si intende per umidità di saturazione o tensione di saturazione il quantitativo massimo di vapore acqueo contenibile a quella temperatura (equilibrio tra molecole che evaporano e molecole che condensano). In situazioni reali la saturazione è influenzata anche dalle caratteristiche dell'acqua evaporante (fase, sostanze disciolte e loro carica, forma della superficie evaporante). Si definisce per questo una temperatura di saturazione adiabatica.

Modulo Parallax #28018 Sensirion SHT11.

Quello visibile sotto è il modulo realizzato dalla Parallax Inc. Il sensore SH11 in questo caso è saldato su un piccolo stampato dalle dimensioni di un integrato a 8 pin (11 x 12.5 mm).  Sullo stampato sono presenti anche 2 resistenze SMD necessarie al suo funzionamento.

Schema elettrico del modulo Parallax

Downloads & Risorse Documentazione del Kit Sensirion  (.pdf) Documentatione e Codici sorgente Sensirion SHT1x  (.zip) Data Sheet Sensirion SHT1x  (.pdf) Articolo "Telerilevamento ambientale" N&V  #91 (.pdf) Codice "Telerilevamento ambientale"  #91 (.zip)