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  • HDC2010 低功耗湿度和温度数字传感器

    • ZHCSGL3D July   2017  – February 2021 HDC2010

      PRODUCTION DATA  

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  • HDC2010 低功耗湿度和温度数字传感器
  1. 1 特性
  2. 2 应用
  3. 3 说明
  4. 4 修订历史记录
  5. 5 引脚配置和功能
  6. 6 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 额定值
    3. 6.3 建议运行条件
    4. 6.4 热信息
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 I2C 接口时序要求
    7. 6.7 I2C 接口电气特征
    8. 6.8 典型特性
  7. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1 睡眠模式功耗
      2. 7.3.2 测量模式：按需触发与自动测量
      3. 7.3.3 加热器
      4. 7.3.4 中断说明
        1. 7.3.4.1 DRDY
      5. 7.3.5 阈值中断
        1. 7.3.5.1 温度高
        2. 7.3.5.2 温度低
        3. 7.3.5.3 湿度高
        4. 7.3.5.4 湿度低
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 睡眠模式与测量模式
    5. 7.5 编程
      1. 7.5.1 I2C 串行总线地址配置
      2. 7.5.2 I2C 接口
      3. 7.5.3 串行总线地址
      4. 7.5.4 读写操作
    6. 7.6 寄存器映射
      1. 7.6.1  地址 0x00 温度 LSB
      2. 7.6.2  地址 0x01 温度 MSB
      3. 7.6.3  地址 0x02 湿度 LSB
      4. 7.6.4  地址 0x03 湿度 MSB
      5. 7.6.5  地址 0x04 中断 DRDY
      6. 7.6.6  地址 0x05 温度 MAX
      7. 7.6.7  地址 0x06 湿度 MAX
      8. 7.6.8  地址 0x07 中断配置
      9. 7.6.9  地址 0x08 温度偏移调整
      10. 7.6.10 46
      11. 7.6.11 地址 0x09 湿度偏移调整
      12. 7.6.12 48
      13. 7.6.13 地址 0x0A 温度阈值低
      14. 7.6.14 地址 0x0B 温度阈值高
      15. 7.6.15 地址 0x0C 湿度阈值低
      16. 7.6.16 地址 0x0D 湿度阈值高
      17. 7.6.17 地址 0x0E 复位和 DRDY/INT 配置寄存器
      18. 7.6.18 地址 0x0F 测量配置
      19. 7.6.19 制造商 ID 低
      20. 7.6.20 制造商 ID 高
      21. 7.6.21 器件 ID 低
      22. 7.6.22 器件 ID 高
  8. 8  应用和实现
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 设计要求
      2. 8.2.2 详细设计过程
      3. 8.2.3 应用曲线
  9. 9 电源建议
  10. 10布局
    1. 10.1 布局指南
      1. 10.1.1 HDC2010 存储和 PCB 组装指南
        1. 10.1.1.1 储存和处理
        2. 10.1.1.2 回流焊
        3. 10.1.1.3 返工
        4. 10.1.1.4 高温度和湿度暴露
        5. 10.1.1.5 烘烤/再水合程序
    2. 10.2 布局示例
  11. 11器件和文档支持
    1. 11.1 文档支持
      1. 11.1.1 相关文档
    2. 11.2 接收文档更新通知
    3. 11.3 支持资源
    4. 11.4 商标
    5. 11.5 静电放电警告
    6. 11.6 术语表
  12. 12机械、封装和可订购信息
  13. 重要声明
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DATA SHEET

HDC2010 低功耗湿度和温度数字传感器

本资源的原文使用英文撰写。 为方便起见，TI 提供了译文；由于翻译过程中可能使用了自动化工具，TI 不保证译文的准确性。 为确认准确性，请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本（控制文档）。

1 特性

  • 相对湿度范围：0% 至 100%
  • 湿度精度：±2%
  • 休眠电流：50nA
  • 平均电源电流（每秒测量 1 次）
    • 仅 RH（11 位）：300nA
    • RH（11 位）+ 温度（11 位）：550nA
  • 温度范围：
    • 工作：–40°C 至 85°C
    • 可使用：–40°C 至 125°C
  • 温度精度：典型值 ±0.2°C
  • 电源电压：1.62V 至 3.6V
  • 可编程采样率（5Hz、2Hz、1Hz、0.2Hz、0.1Hz、1/60Hz、1/120Hz）或按需触发
  • I2C 接口

2 应用

  • 智能恒温器
  • 智能家居助理
  • 冰箱
  • 冷藏运输
  • 洗衣机/烘干机
  • HVAC 系统
  • 气体检测
  • 通信设备
  • 环境标签
  • 烟雾和热量探测器
  • 喷墨打印机
  • 监控摄像头
  • CPAP 呼吸机
  • 可穿戴设备

3 说明

HDC2010 是一款采用超紧凑 WLCSP（晶圆级芯片级封装）的集成式湿度和温度传感器，能够以超低功耗提供高精度测量。HDC2010 的传感元件位于器件底部，有助于 HDC2010 抵抗粉尘、灰尘以及其他环境污染物的影响，从而更加稳定可靠。这款电容式传感器包括新的集成数字特性和用于消散冷凝和湿气的加热元件。HDC2010 数字特性包括可编程中断阈值，因此能够提供警报/系统唤醒，而无需微控制器持续对系统进行监控。同时，HDC2010 具有可编程采样间隔、低固有功耗，并且支持 1.8V 电源电压，使其非常适合电池供电系统。

HDC2010 为各种环境监测应用和物联网（IoT）（如智能恒温器、智能家居助理和可穿戴设备）提供高精度测量功能。HDC2010 还可用于为冷链运输和易腐货物的储存提供关键温度和湿度数据，以帮助确保食品和药物等产品新鲜送达。

HDC2010 经过工厂校准，温度精度为 0.2°C，相对湿度精度为 2%，并配备了加热元件，可消除冷凝和湿气，从而增加可靠性。HDC2010 支持的工作温度范围为 -40°C 至 125°C，相对湿度范围为 0% 至 100%。

器件信息(1)
器件型号 封装 封装尺寸（标称值）
HDC2010 DSBGA（6 凸点） 1.5 mm × 1.5 mm × 0.675 mm
(1) 如需了解所有可用封装，请参阅数据表末尾的可订购产品附录。
GUID-8422D9C6-6530-479F-B54D-07CEB88A762F-low.png典型应用
GUID-296B435E-52EA-4845-BAD2-F57E8073A5EA-low.gifRH 精度

4 修订历史记录

Date Letter Revision History Changes Intro HTMLC (May 2019)to RevisionD (February 2021)

  • 删除了 GND 引脚绝对最大额定值Go
  • 添加了 DRDY/INT 引脚绝对最大额定值Go
  • 将多个表脚注中的信息添加了到“建议运行条件”表Go
  • 更改了 5℃ < TA < 60℃ 的温度精度最大值 Go
  • 增加了更窄的温度范围以实现更严格的温度精度最大值 Go
  • 添加了 TEMPPSRR 参数Go
  • 向加热器 部分添加了内容Go
  • 更改了储存和处理 部分中的参考材料Go
  • 从布局示例 部分删除了 DAP（裸片连接焊盘）信息Go

Date Letter Revision History Changes Intro HTMLB (August 2018)to RevisionC (May 2019)

  • 更改了 INT_MODE 设置为 1 时 TH_STATUS 位的行为描述Go
  • 更改了 INT_MODE 设置为 0 时 TH_STATUS 位的行为描述Go
  • 更改了 INT_MODE 设置为 1 时 TL_STATUS 位的行为描述Go
  • 更改了 INT_MODE 设置为 0 时 TL_STATUS 位的行为描述Go
  • 更改了 INT_MODE 设置为 1 时 HH_STATUS 位的行为描述Go
  • 更改了 INT_MODE 设置为 0 时 HH_STATUS 位的行为描述Go
  • 更改了 INT_MODE 设置为 1 时 HL_STATUS 位的行为描述Go
  • 更改了 INT_MODE 设置为 0 时 HL_STATUS 位的行为描述Go
  • 将湿度阈值低值的单位从°C 更改为%RHGo
  • 将温度分辨率解码从8 位更改为9 位Go
  • 将湿度分辨率解码从8 位更改为9 位Go
  • 将测量配置“10”位编码从仅湿度更改为NA（对于字段 MEAS_CONFIG[1:0]）Go

Date Letter Revision History Changes Intro HTMLA (March 2018)to RevisionB (August 2018)

  • 更改了 HDC2010 详细说明 部分、应用和实施 部分、电源建议 部分和布局 部分，以便与 HDC2010 数据表保持一致Go

Date Letter Revision History Changes Intro HTML* (July 2017)to RevisionA (March 2018)

  • 将特性 列表项从自动采样率更改为可编程的采样率Go
  • 将特性 列表项从按需更改为按需触发Go
  • 将 Humidity Low 中的 HL_MASK 更改为 HL_ENABLEGo

5 引脚配置和功能

GUID-3CBEE646-99F0-4EC1-B7B7-2FBC64E8CE9D-low.gif图 5-1 WLCSP (DSBGA)6 引脚 YPA俯视图
表 5-1 引脚功能
引脚 I/O 类型(1) 说明
名称 编号
VDD A1 P 正电源电压
ADDR B1 I 地址选择引脚 – 硬接线到 VDD 或 GND。
GND：从器件地址：1000000
VDD：从器件地址：1000001
GND C1 G 接地
SDA A2 I/O I2C 的串行数据线，开漏；需要一个连接到 VDD 的上拉电阻器
SCL B2 I I2C 的串行时钟线，开漏；需要一个连接到 VDD 的上拉电阻器
DRDY/INT C2 O 数据就绪/中断。推挽式输出
(1) P=电源，G=接地，I=输入，O=输出

6 规格

6.1 绝对最大额定值

最小值 最大值 单位
VDD 对 VDD 引脚施加了电压 -0.3 3.9 V
ADDR 对 ADDR 引脚施加了电压 -0.3 3.9 V
SCL 对 SCL 引脚施加了电压 -0.3 3.9 V
SDA 对 SDA 引脚施加了电压 -0.3 3.9 V
DRDY/INT 对 DRDY/INT 引脚施加了电压 -0.3 VDD+ 0.3 V
Tstg 贮存温度 -65 150 °C

6.2 ESD 额定值

值 单位
V(ESD） 静电放电 人体放电模式（HBM），符合 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001，所有引脚(1) ±2000 V
充电器件模式（CDM），符合 JEDEC 规范 JESD22-C101，所有引脚(2) ±250
(1) JEDEC 文件 JEP155 指出：500V HBM 可实现在标准 ESD 控制流程下安全生产。
(2) JEDEC 文件 JEP157 指出：250V CDM 可实现在标准 ESD 控制流程下安全生产。

6.3 建议运行条件

在工作范围内（除非另有说明）
最小值 标称值 最大值 单位
VDD 电压电源 1.62 3.6 V
TTEMP 温度传感器 - 自然通风工作温度范围 -40 125 °C
TRH
相对湿度传感器 - 自然通风工作温度范围

 –20 70 ℃
THEATER
集成式加热器 - 自然通风工作温度范围

 –40 85 °C
RHOR 相对湿度传感器（非冷凝）(1) 20 80 %RH
(1) 推荐的湿度工作范围为 20% 至 80% RH（非冷凝），温度范围为 0°C 至 60°C。在超出这些范围的情况下长时间运行可能会使传感器读数发生变化，恢复时间很慢。

6.4 热信息

热指标(1) HDC2010 单位
DSBGA (YPA)
6 引脚
RθJA 结至环境热阻 114.8 °C/W
RθJC(top) 结至外壳（顶部）热阻 0.8 °C/W
RθJB 结至电路板热阻 35.2 °C/W
ΨJT 结至顶部特征参数 0.6 °C/W
ΨJB 结至电路板特征参数 35.4 °C/W
(1) 有关传统和新热指标的更多信息，请参阅半导体和 IC 封装热指标应用报告。

6.5 电气特性

在 TA = 30°C，VDD = 1.8V，20% ≤ RH ≤ 80% 时（除非另有说明）
参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
电气规格
VDD 电源电压 工作范围 1.62 3.6 V
IDD 电源电流 RH 测量(1) 650 890 μA
温度测量(1) 550 730
睡眠模式 0.05 0.1
每 1 秒测量 1 次时的平均值，仅 RH 或温度(1) (2) 0.3
每 1 秒测量 1 次时的平均值，RH（11 位）+ 温度（11 位）(1) (2) 0.55
每 2 秒测量 1 次时的平均值，RH（11 位）+ 温度（11 位）(1) (2) 0.3
每 10 秒测量 1 次时的平均值，RH（11 位）+ 温度（11 位）(1) (2) 0.105
启动（平均启动时间） 80
IDDHEAT 加热器(3) VDD = 3.3 V 90 mA
相对湿度传感器
RHACC 精度(4) (5) 20% ≤ RH% ≤ 80%（非冷凝），0°C ≤ TA ≤
60°C		 ±2 ±3 %RH
RHREP 可重复性(6) 14 位分辨率 ±0.1 %RH
RHHYS 迟滞(7) ±1 %RH
RHRT 响应时间(8) t63% 阶跃(9) 8 s
RHCT 转换时间(6) 9 位精度 275 µs
11 位精度 400
14 位精度 660
RHLTD 长期漂移(10) ±0.25 %RH/年
温度传感器
TEMPACC 精度(6) 5°C < TA < 60°C ±0.2 ±0.7  °C
15°C < TA < 45°C  ±0.2 ±0.4 °C
TEMPREP 可重复性(6) 14 位分辨率 ±0.1 °C
TEMPCT 转换时间(6) 9 位精度 225 µs
11 位精度 350
14 位精度 610
TEMPPSRR 电源对精度的敏感度 1.8V 至 3.3V 的 VDD 0.05 °C/V
湿度和温度
ODR 输出数据速率 可选择输出数据速率 按需
5 Hz
2
1
0.2
0.1
1/60
1/120
(1) I2C 读取/写入通信和通过 SCL 的上拉电阻电流，不包括 SDA。
(2) 转换过程中的平均电流消耗。
(3) 加热器工作范围：-40°C 至 85°C。
(4) 不包括迟滞和长期漂移。
(5) 排除灰尘、气相溶剂和其他污染物的影响，例如包装材料、粘合剂或胶带等产生的蒸汽。
(6) 此参数根据设计和/或特征指定，而未经生产测试。
(7) 迟滞值是 RH 测量值在特定 RH 点的上升和下降 RH 环境中的差异。
(8) 实际响应时间会因系统热质量和气流而异。
(9) 在环境湿度发生阶跃变化后，相对湿度输出变化占总相对湿度变化 63% 的时间。
(10) 在典型条件（30°C 和 20% 至 50% RH）下因老化效应而产生的漂移。该值可能会受到灰尘、蒸发的溶剂、除气胶带、粘合剂、包装材料等的影响。

 
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