Sensirion SHT40-AD1B SMD Nem ve Sıcaklık Sensörü

Yüksek Hassasiyetli Çevresel Ölçümlerde Yeni Nesil Dijital Sensör Teknolojisi

İsviçre merkezli Sensirion AG, MEMS tabanlı çevresel sensör teknolojileri alanında dünyanın en saygın üreticilerinden biridir. 1998 yılından bu yana geliştirdiği yüksek hassasiyetli sensör çözümleri; otomotiv, medikal, endüstriyel otomasyon, HVAC, akıllı bina sistemleri ve IoT uygulamalarında milyonlarca cihazda kullanılmaktadır. Sensirion’un geliştirdiği SHT40-AD1B, şirketin dördüncü nesil (4th Generation) dijital nem ve sıcaklık sensör ailesinin giriş seviyesi modeli olmasına rağmen, sunduğu doğruluk, enerji verimliliği ve uzun dönem kararlılığı ile profesyonel tasarımlar için ideal bir çözümdür.

---

Genel Bakış

SHT40-AD1B, aynı silikon çip üzerinde hem bağıl nem (Relative Humidity) hem de ortam sıcaklığını ölçebilen, tamamen dijital çıkış veren, fabrikada kalibre edilmiş bir SMD sensördür.

Sensör;

• Kapasitif nem algılama elemanı
• Hassas bant aralıklı sıcaklık sensörü
• 16-bit ADC
• Dijital sinyal işleme devresi
• Kalibrasyon hafızası
• I²C haberleşme arabirimi

tek bir CMOS çip üzerinde entegre edilmiştir.

Bu yapı sayesinde analog sinyal kayıpları oluşmaz ve her sensör fabrikadan bireysel olarak kalibre edilmiş şekilde çıkmaktadır. Kullanıcı tarafından herhangi bir kalibrasyon yapılmasına gerek yoktur.

---

Patentli CMOSens® Teknolojisi

Sensirion’un en önemli teknolojik avantajlarından biri CMOSens® platformudur.

CMOSens teknolojisinde;

• MEMS sensör elemanı
• CMOS elektronik devresi
• Say %95–100 RH seviyelerinde çalışan uygulamalarda bu özellik büyük avantaj sağlamaktadır. lerinde en önemli konulardan biri uzun yıllar boyunca doğruluğun korunabilmesidir IoT sistemlerinde güvenilir sonuçlarlerinden biridir. Tek çip üzerinde entegre edilen CMOSens® teknolojisi, fabrika kalibrasyonu ve I²C dijital haberleşme altyapısı sayesinde tasarım sürecini kolaylaştırırken, güvenilir çevresel ölçümler sunar. IoT cihazlarından HVAC sistemlerine, akıllı binalardan medikal ekipmanlara, tarım otomasyonundan veri kayıt sistemlerine kadar geniş bir kullanım alanına sahip olan SHT40-AD1B; yüksek performans, düşük enerji tüketimi ve uzun ömürlü çalışma özelliklerini bir arada sunarak profesyonel elektronik tasarımlar için güçlü ve güvenilir bir sensörısal sinyal işleme
• Kalibrasyon belleği

aynı silikon yapı üzerinde üretilmektedir.

Bu teknoloji sayesinde;

• Ölçüm hassasiyeti yükselir.
• Gürültü seviyesi azalır.
• Üretim toleransları minimum seviyeye iner.
• Sensörler arasında ölçüm farklılığı oldukça düşüktür.
• Uzun yıllar boyunca doğruluk korunur.

Bu nedenle Sensirion sensörleri birçok uluslararası laboratuvar ve endüstriyel üretici tarafından referans sensör olarak tercih edilmektedir.

---

Teknik Özellikler

Nem Ölçümü

• Ölçüm aralığı: 0 … 100 %RH
• Tipik doğruluk: ±1.8 %RH
• Çözünürlük: 16 Bit
• Tekrarlanabilirlik: oldukça yüksektir.
• Hızlı tepki süresi sayesinde ani nem değişimlerini kısa sürede algılar.

---

Sıcaklık Ölçümü

• Ölçüm aralığı:
  -40°C … +125°C

• Tipik doğruluk:
  ±0.2°C

• Yüksek doğruluk sayesinde kalibrasyon gerektiren uygulamalarda güvenle kullanılabilir.

---

Çok Düşük Güç Tüketimi

SHT40-AD1B’nin en dikkat çekici özelliklerinden biri ultra düşük enerji tüketimidir.

Elektriksel özellikleri:

• Besleme gerilimi:
  1.08V – 3.6V

• Bekleme akımı:
  80 nA

• Ortalama akım tüketimi:
  0.4 µA (1 ölçüm/sn)

• Ölçüm sırasında:
  yaklaşık 320 µA

Bu kadar düşük enerji tüketimi sayesinde;

• yıllarca pil ile çalışan cihazlar,
• kablosuz sensör ağları,
• BLE cihazları,
• LoRaWAN sensörleri,
• Zigbee sensörleri,

gibi uygulamalarda oldukça uzun pil ömrü elde edilmektedir.

---

Son Derece Küçük Boyut

SHT40-AD1B;

1.5 × 1.5 × 0.5 mm

ölçülerindeki DFN paket içerisinde sunulmaktadır.

Bu boyut sayesinde;

• akıllı saatler
• giyilebilir cihazlar
• taşınabilir ölçüm cihazları
• mini PCB tasarımları

için mükemmel bir çözüm sunmaktadır.

---

Dijital I²C Haberleşme

SHT40 yalnızca dijital haberleşme kullanır.

Desteklediği protokol:

I²C Fast Mode Plus

Avantajları:

• Analog ADC ihtiyacı yoktur.
• EMC etkileri minimumdur.
• Haberleşme güvenilirdir.
• CRC doğrulaması sayesinde veri bütünlüğü korunur.
• Arduino
• STM32
• ESP32
• Raspberry Pi
• PIC
• AVR
• NXP
• Renesas
• TI MSP430

gibi hemen hemen tüm mikrodenetleyiciler ile doğrudan kullanılabilir.

---

Dahili Heater (Isıtıcı)

SHT40-AD1B içerisinde mikro ölçekte çalışan programlanabilir bir ısıtıcı bulunmaktadır.

Bu sistem;

• sensör üzerinde oluşabilecek yoğuşmayı giderir,
• yüksek nem ortamlarında oluşabilecek su damlacıklarını uzaklaştırır,
• sensör yüzeyini kurutur,
• kirlenmeyi azaltır,
• uzun süreli kullanımda doğruluğun korunmasına yardımcı olur.

Özellikle sürekli %95–100 RH seviyelerinde çalışan uygulamalarda bu özellik büyük avantaj sağlamaktadır.

---

Fabrika Kalibrasyonu

Her bir sensör;

---

Fabrika Kalibrasyonu

• fabrikada tek tek ölçülür,
• dijital olarak kalibre edilir,
• kalibrasyon katsayıları sensör hafızasına kaydedilir.

Dolayısıyla kullanıcı;

• offset ayarı,
• sıcaklık kalibrasyonu,
• nem kalibrasyonu

yapmak zorunda değildir.

Bu durum seri üretimde ciddi zaman kazancı sağlamaktadır.

---

Uzun Süreli Kararlılık

Nem sensörlerinde en önemli konulardan biri uzun yıllar boyunca doğruluğun korunabilmesidir.

Sensirion’un geliştirdiği yeni nesil polimer nem algılama katmanı sayesinde;

• düşük yaşlanma etkisi,
• düşük drift,
• yüksek tekrar edilebilirlik,

elde edilmektedir.

Bu nedenle veri kayıt cihazları ve uzun süre çalışan IoT sistemlerinde güvenilir sonuçlar verir.

---

Kullanım Alanları

SHT40-AD1B çok geniş bir uygulama yelpazesinde kullanılmaktadır.

IoT (Nesnelerin İnterneti)

• Akıllı ev sistemleri
• Kablosuz sensör düğümleri
• Zigbee sensörleri
• LoRaWAN cihazları
• Wi-Fi sensör modülleri

---

HVAC Sistemleri

• Klima sistemleri
• Havalandırma cihazları
• Nem kontrol sistemleri
• Isı geri kazanım cihazları
• Akıllı termostatlar

---

İç Hava Kalitesi İzleme

• Ofis ortamları
• Akıllı binalar
• Okullar
• Hastaneler
• AVM’ler
• Toplantı salonları

---

Meteorolojik Ölçüm Sistemleri

• Mini hava istasyonları
• Çevresel veri toplama sistemleri
• Tarımsal meteoroloji cihazları

---

Tarım ve Seracılık

• Sera otomasyonu
• Topraksız tarım
• Bitki gelişim odaları
• Sulama otomasyonu
• İklim kontrol sistemleri

---

Soğuk Zincir Takibi

İlaç ve gıda taşımacılığında;

• depo sıcaklığı
• nem kontrolü
• taşıma kutuları
• medikal buzdolapları

için kullanılmaktadır.

---

Medikal Cihazlar

• İnkübatörler
• Solunum cihazları
• Sterilizasyon sistemleri
• Laboratuvar cihazları
• Numune saklama sistemleri

---

Endüstriyel Otomasyon

• PLC sistemleri
• Endüstriyel veri toplama üniteleri
• Makine kabinleri
• Elektrik panoları
• Üretim hatları

---

Tüketici Elektroniği

• Akıllı saatler
• Hava kalitesi monitörleri
• Akıllı hoparlörler
• Ev otomasyon cihazları
• Dijital termometreler
• Nem göstergeleri

---

Veri Kayıt Sistemleri (Data Logger)

Uzun süreli sıcaklık ve nem takibi gereken;

• laboratuvarlar
• müzeler
• arşiv odaları
• ilaç depoları
• gıda depoları

gibi ortamlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

---

SHT40-AD1B’nin Başlıca Avantajları

• İsviçre üretimi yüksek kalite
  4. nesil CMOSens® teknolojisi
• Fabrika kalibrasyonlu
• ±1.8 %RH nem doğruluğu
• ±0.2 °C sıcaklık doğruluğu
• 16 bit dijital çözünürlük
• Ultra düşük güç tüketimi
• 80 nA bekleme akımı
• I²C Fast Mode Plus desteği
• CRC veri doğrulama
• Dahili programlanabilir ısıtıcı
• -40 °C ile +125 °C çalışma aralığı
• 0–100 %RH ölçüm aralığı
• 1.5 × 1.5 mm ultra kompakt DFN paket
• Uzun dönem ölçüm kararlılığı
• Seri üretime uygun SMD yapı
• JEDEC JESD47 güvenilirlik standardına uygun tasarım.

---

Sonuç

Sensirion SHT40-AD1B, kompakt boyutları, düşük güç tüketimi, yüksek ölçüm hassasiyeti ve uzun süreli kararlılığı sayesinde günümüz elektronik tasarımlarında öne çıkan dijital nem ve sıcaklık sensörlerinden biridir. Tek çip üzerinde entegre edilen CMOSens® teknolojisi, fabrika kalibrasyonu ve I²C dijital haberleşme altyapısı sayesinde tasarım sürecini kolaylaştırırken, güvenilir çevresel ölçümler sunar. IoT cihazlarından HVAC sistemlerine, akıllı binalardan medikal ekipmanlara, tarım otomasyonundan veri kayıt sistemlerine kadar geniş bir kullanım alanına sahip olan SHT40-AD1B; yüksek performans, düşük enerji tüketimi ve uzun ömürlü çalışma özelliklerini bir arada sunarak profesyonel elektronik tasarımlar için güçlü ve güvenilir bir sensör çözümü oluşturmaktadır.