Гигрометр HMZ-333B

Еще один пост из серии «а вдруг кому пригодится».
Как-то по долгу службы понадобилось мне знать влажность воздуха. Быстрое гугление по украинским магазинам показало что влажность можно определять двумя способами: точно, но дорого и недорого, но не точно. И, конечно же, был выбран вариант — для начала «не точно и относительно не дорого», а потом посмотрим. Под описание хорошо подходила деталька HMZ333, которую я и взял в количестве двух штук.
Макет гигрометра, действующий :)В общем виде, состав конструкции для работы с гигрометром был следующим:
Основной деталью конструкции является гигрометр HMZ-333B, который состоит из емкостного датчика влажности HCZ-H6A (по другим данным HCZ-H8A :)) со схемой преобразования емкость-напряжение. Напряжение измеряется встроенным АЦП и пересчитывается согласно таблицам из даташита в значение влажности, которое выводится на семи-сегментный индикатор.
 
Модуль гигрометра обладает такими характеристиками:
 
 
  • диапазон рабочих температур: 0...+60°С
  • диапазон рабочих значений влажности: 20...90%RH
  • точность измерения влажности: +/-5%RH
  • цена (в Украине): 3,0-4,0$

Значения влажности и соответствующие им напряжению на выходе датчика HMZ-333BS (t = 25°C)
Данный гигрометр не имеет встроенного термодатчика, потому при написании программы для обработки напряжения от него я использовал ряд данных для температуры +25°С, просто потому что мне так захотелось :). В даташите же приведены несколько рядов (для температур от +10°С до +40°С), с шагом в 5°С.
Зависимость «влажность-напряжение» несколько нелинейна, потому для несложного пересчета напряжения на выходе датчика в значение относительной влажности хорошо бы свести эту кривую в линию. После чего, по уравнению описывающему эту линию можно будет пересчитывать напряжение в относительную влажность.
Получаем уравнение пересчета
В данном случае я использовал простейшую линейную аппроксимацию и получил такую картинку (см. выше) и уравнение (см. ниже):
y = 30,89x — 1,99
где y — значение относительной влажности (RH), а x — напряжение на выходе датчика (Vadc).

Попробуем рассчитать влажность для напряжения 2,0В:
y = 30,89x2,0 — 1,99 => y = 59,79%
или, учитывая собственную точность датчика в +/-5%, y = 60+/-5%, что не так уж и далеко от исходных значений приведенных на графике.
Собственно, из-за невысокой точности датчика дробные части коэффициентов в уравнении не интересны, потому умножим их на 10 и получим следующее уравнение:
RH = 309Vadc — 20,
по которому и будем рассчитывать значение RHx10.

Собственно это все подробности. Все остальное просто:
  • меряем напряжение на ножке 5 порта С,
  • пересчитываем по формуле как это показано выше (очень желательно одновременно измерять температуру и делать коррекцию)
  • выводим значение влажности на дисплей
Схему приводить не буду (хотя если очень нужно, то конечно нарисую и догружу в пост), она есть в проекте протеуса. Рисунок платы тоже не покажу так как он разведен проводками на задней части макетки. Скажу только, что резисторы висят на линиях ведущих к сегментам индикатора и они (резисторы) 300 омные.
И, в завершение, видео как это все вместе работает.

Файлы: Проект CodeVision и симуляция в Proteus. В Proteus конечно же нет модели HMZ-333B, потому вместо него у меня стоит потенциометр на 1 кОм.
P.S. К сожаления поверить свои датчики не получается, все никак не найду психрометра, а собирать его пока лень :)
  • +4
  • 10 мая 2012, 01:54
  • dievgen
  • 1
Файлы в топике: Hygrometer.ZIP

Комментарии (10)

RSS свернуть / развернуть
Вообще, форма у линии такая, что ее можно было бы весьма неплохо аппроксимировать каким-нить 4-точечным сплайном (Катмулл-Ром, например, весьма прост — укладывается буквально в строчку кода). Правда, подозреваю температурные колебания характеристики и погрешность больше, чем разница между этой кривой и прямой)
Сколько, кстати говоря, этот «недорогой» датчик стоит? А то цены на SHT21 убийственны)
0
  • avatar
  • Vga
  • 10 мая 2012, 02:34
да, я думал про более точное аппроксимирование, но +/-5% к точности как-то не добавили желания. Наверное стоило на графике поставить точки с доверительными диапазонами, оно было бы нагляднее.
У нас (Украина), такое чудо враждебной техники стоит 3,78$ (вот у этих ребят electronlab.com.ua)
0
int(30,89x10)=309, а не 310
0
да, спасибо. как-то я очень уж смело округлил :)
0
Гигрометр HMZ-333B Очень интересная разработка. Хочу собрать такой для инкубатора. Но только измерить мало. Я думаю надо добавить функцию управления в схему. Для автоматизации управления влажностью.
Обращаюсь к автору. Есть такая разработка? Я думаю, что просто программу надо переписать, а я в этом ни бум-бум.
0
А чёйта рабочий диапазон от -20°С? В доке на гигрометр от 0 написано.
У меня была идея психрометр сделать, но руки так и не дошли.
0
да, что-то я приукрасил немного :)
поправил текст
0
перепутал диапазоны температур хранения и рабочих.
0
Немного не в тему, но хочу немного в общих чертах написать про датчики влажности, с которыми имел дело.
HCH-1000 ёмкостной. Ведёт себя очень непредсказуемо от партии к партии, температурный коэффициент на минусе не указан и похоже меняет знак. При влажности более 90% сильно падает внутреннее сопротивление(на последней партии не сильно падало), появляется утечка, если на входе есть постоянная составляющая напряжения, то выходит из строя с появлением чёрных точек.
HIH-4000 выход по напряжению. Если откаллибровать и подобрать температурный коэффициент, то достаточно хорошо работает, в три процента укладывается если повезёт. Но если заморозить ниже допустимых значений, то зависимость меняется. Тоже ощущается зависимость от партии, есть заброс вверх при больших влажностях. У тех, что я для себя покупал, зависимость напряжения от влажности абсолютно не совпала с данными из комплектного листочка каллибровки.
HS1101LF ёмкостные. Обещают быть достаточно точными, а главное имеют ничтожную температурную зависимость и широкий диапазон температур. Много их не изучал, но пробные замеры RLC-метром не выявили проблем. Единственное вроде реагируют медленнее. До цифровых пока не доходил.
А вообще влажность достаточно сложная штука. В метеорологии измеряется по воде(и на минусе), в холодильной технике по льду. А если про датчик влажности по точке росы(льда) начать говорить, то там вообще всё достаточно сложно получается.
0
отчего же «не в тему», очень даже в тему.
Как раз не спеша выбираю датчики влажности для домашней метеостанции, смотрел и в сторону hih1000 и в сторону hih4000. В итоге остановился на hih5330, у которого точность и воспроизводимость несколько хуже чем у 4000, зато цена почти в три раза ниже.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.