本文是群友購(gòu)買的一款風(fēng)管式溫濕度傳感器的電路拆解分析,產(chǎn)品用途是測(cè)量環(huán)境溫濕度,例如機(jī)房,倉(cāng)庫(kù),車間等。產(chǎn)品圖如下:
商家也是很開門見山,把PCB也透明出來(lái)給消費(fèi)者看,下圖是商家給的參數(shù),供電電壓為12~24V,可以看到測(cè)量參數(shù)溫度精度為±1℃,濕度精度為±3.5%RH,輸出電流為0.01%精度。
通過(guò)上圖商家給的電路圖可以看到,電路使用的是溫濕度一體的傳感器,型號(hào)為SHT30,其具備±3%RH的濕度精度,以及±0.3℃的溫度范圍。通訊協(xié)議為IIC協(xié)議。收到拆解的電路還是和商家的圖有些許差別,多個(gè)撥碼開關(guān)切換量程的設(shè)計(jì)。
然后是4~20mA輸出部分,其采用的是兩路Howland電流源,一路指示溫度輸出,一路指示濕度輸出。運(yùn)算放大器采用的是的LM3904(判斷不出廠家,翻了3peak和潤(rùn)石的感覺參數(shù)差別不大),軌到軌輸出運(yùn)放(非軌到軌輸入),其主要參數(shù)如下所示,Vos典型值為±1mV,輸入失調(diào)電流Ios也很小,寬壓輸入3~36V。批量?jī)r(jià)格大概0.25元,還是很不錯(cuò)的運(yùn)放。
然后電路圖群友抄了一下,電路圖和我之前在另一個(gè)產(chǎn)品抄的也幾乎一樣,也是采用PWM輸出二階濾波然后運(yùn)放跟隨后Howland輸出。其中R15是精密電阻,精度為0.1%,其精度直接決定mA輸出的電流精度,電路圖大致如下所示:
使用Howland電流源的好處就體現(xiàn)出來(lái)了,負(fù)載可以與電路板共地,這樣電路板就只需要4根線出去,VCC,GND,溫度mA輸出,濕度mA輸出。四根線,也就是商家所說(shuō)的紅線VCC,綠線GND,黃線溫℃,藍(lán)線%RH。之前我抄到的Howland電流源電路圖如下,也供大家一同參考,我抄的這款有一個(gè)值得學(xué)習(xí)的地方就是他的基準(zhǔn)源和反相器的處理,可以讓PWM濾波得到的電壓值更為精準(zhǔn):
然后是電路使用的LDO是南京微盟的ME6203,最大輸入電壓為40V,也很適合本電路12~24V的應(yīng)用了。批量大概是0.26元,也是相當(dāng)?shù)奈锩纼r(jià)廉。
然后最后是一個(gè)關(guān)于Howland的文檔,是坤元半導(dǎo)體寫的,也是寫的很好的文章,包括誤差分析以及噪聲分析,由于篇幅有限,本文不一一貼出,感興趣可以獲取PDF。