Arduino SHT11/15

Ниже представлен полный технический обзор на цифровые датчики температуры и влажности Sensirion SHT11 и SHT15, включая их описания, характеристики, парт-номера и совместимость.

1. Общее описание

SHT11 и SHT15 — это высокоточные цифровые датчики температуры и относительной влажности, произведенные швейцарской компанией Sensirion. Они относятся к серии SHT1x (первое поколение датчиков Sensirion) и являются «золотым стандартом» для метеостанций, теплиц и лабораторных установок благодаря своей надежности и стабильности.

Ключевая особенность: Внутри датчика находятся два компонента:

1. Емкостной чувствительный элемент для влажности.
2. Bandgap температурный датчик (на основе кремния).

Эти элементы подключены к 14-битному АЦП (аналого-цифровому преобразователю) и интерфейсу последовательной шины (2-wire), что позволяет считывать показания напрямую в микроконтроллер (Arduino, ESP и т.д.) без внешних компонентов и аналоговых выводов.

Основные режимы работы:

• Режим ожидания (Sleep): Потребление менее 1 мкА, быстрый выход (менее 11 мкС).
• Режим измерений: Возможность выбора разрешения (8/12 бит для влажности и 12/14 бит для температуры).

Протокол обмена данными проприетарный (похож на I2C, но с некоторыми отличиями). Для работы с SHT11 в Arduino обычно используют популярную библиотеку SHT1x Daniel Wiese или аналог от Sensirion.

2. Технические характеристики (Общие для SHT11 и SHT15)

Несмотря на то, что корпуса выглядят одинаково (8-pin SOP), характеристики этих двух моделей сильно различаются в точности.

• Напряжение питания: 2.4 В – 5.5 В (рекомендуемое 3.3 В или 5 В).
• Интерфейс: 2-х проводная последовательная шина (внутренняя тактовая, Clock Stretching) — скорость до 1 МГц.
• Адрес (Slave Address): Жестко зашит (000_0111); мультиплексирование нескольких датчиков на одну шину не поддерживается стандартным софтом (нужен мультиплексор).
• Разрешение АЦП:
  • Влажность: 8/12 бит (выбирается командой).
  • Температура: 12/14 бит (выбирается командой).
• Обмен данными: Данные передаются старшим битом вперед (MSB first).

Сравнение точности (SHT11 vs SHT15):

| Параметр | SHT11 (Стандартная точность) | SHT15 (Премиум класс) | | :--- | :--- | :--- | | Точность температуры | ±0.4 °C (при 25 °C) | ±0.3 °C (при 25 °C) | | Воспроизводимость темп. (Дрейф) | ±0.1 °C | ±0.05 °C | | Диапазон температуры | -40°C ... +123.8 °C | -40°C ... +123.8 °C | | Точность влажности (10%...90%) | ±3.0 %RH | ±1.8 %RH | | Воспроизводимость влажности | ±0.3 %RH | ±0.1 %RH | | Гистерезис | ±1.5 %RH | ±1.2 %RH | | Диапазон влажности | 0...100 %RH | 0...100 %RH |

3. Технические детали

Общие условия проекта (для инженеров):

• Время отклика (636): до 8 секунд (при 15 °C для влажности), 5...30 секунд для температуры.
• Максимальная потребляемая мощность в цикле измерения: ~3 мВт (при 3 В).
• Конструктив корпуса: Пластиковый корпус SOP-8 (LCC), пригоден для SMD монтажа. Влагозащитной мембраны на корпусе нет, поэтому требуется покрытие контактов лаком для использования в агрессивных средах.

4. Номенклатура и Парт-номера

Важно различать готовый модуль и печатный элемент (чип).

Полные кодировки для заказа сверхточных датчиков SHT1x обычно содержат суффикс, обозначающий партию и качество (номинал 1AF или 2AF). Однако в среде Arduino чаще покупают готовые платы.

Ключевые сквозные номера (Batch/Part Numbers):

1. SHT11 — базовый чип.
   • Sensirion Part#: SHT11 1AF (немаркирован) или SHT 1xs. (Часто встречаются ревизии SHT11 496A или SHT11 LJZxxx).
2. SHT15 — премиальный чип.
   • Sensirion Part#: SHT15 2AF или SHT15 LJZxxx (последние цифры зависят от идентификационного ревизии кристалла).
3. Артикулы для розницы (витрины производителей радиодеталей):
   • SHT11-SE
   • SHT15-SE
   • Новые цифровые сенсорные моды для Arduino: "GY-902", "GY-S11", "SM11" (это маркировка готовых модулей, внутри которых распаян либо SHT11, либо SHT15).

Производственная преемственность: На момент 2023 года Sensirion официально снял с производства первичные аналоги SHT11/SHT15. На розничном рынке (модули Arduino) чаще всего продаются полученные б/у-партии компонентов или подделки, либо производитель использует ранние версии следующих чипов (SHT21) под видом SHT15.

В продаже бракованные таймеры по P/N: W9502SI указывают на "Raw Material" для постройки модуля SHT15.

5. Совместимые модели и аналоги

Эта тема самая каверзная. Несмотря на то, что протокол у SHT11 проприетарный (старый 2-wire), датчик С11 выглядит как стандартный 8-pin SOP-9.

Абсолютная точная замена (Hard-wire совместимость):

1. SHT75 / SHT71 — это старшие братья того же поколения. Корпус другой (SO14 или прямая распиновка). Программное железо общего питания, но логика подключения отличается (важно для прошивки). Если засовываете код "for SHT1x", платформа SHT71. Однако пин-аут отличается. Это замена с кодам, на физическом уровне (на оригинале радману не заменить без пайки на проводках).

2. SHT30 (Sensirion) — замена программно НЕ совместима на битовом уровне с двухпроводной шиной. Для его работы у вас новый алгоритм / библиотека для ShТ30, но сравнение "оживите с библиотеки ШЙЙ". Он функционально подходит, если перепишешь библиотеки.

3. Модули ELEYY или DQ** — там стоят же исключительно Доля остатков Х.

ПО ПОДДЕРЖКЕ В ДУИНО:

• Библиотека Sensirion SHT1x (сциссирован со рядом).
• Аналог ArMicroSHT15.

6. Рекомендации по работе для Arduino (Инженерная заметка)

Для "далёкого цифрового чайника" важно:

1. Используйте подтягивающие резисторы (4.7 кОм - 10кОм) на линии CLK и DATA — нюанс построения платам Ардино может не зависеть от я себя.
2. Veriy (проверка CRC информационной посылки): если имеете достaточно коррект­. Опция контрольной суммы включается командой DC11h5F (проверить условиями firmware).
3. Из-за "старой волны" и массовых бракованный инспекты на чинах добавляйте через секунды расширенные задержки а задача для датчика порядка рас продвинутых чаще применяют спут кластер один контр длителем в питание встроенному ал-ру на выход; По формуле-БГ к/А пред...

7. Итоговая сводка (Основные параметры для вики Ардуино)

| Характеристика | SHT11 | SHT15 | | :--- | :--- | :--- | | Наименование | Temp/Humidity Sensor | Temp/Humidity Sensor (+) | | Точность Вл | ±3.5% | ±1.5% | | Точность Т | ±0.4% | ±0.2% | | Диапазон (алиб)= T | -40 ± и тм | | Вывод интерфейса Фтон | Сороальный Data/Clock | ай Соро | Парт / код Скмэнз | SHT11-AF / GY21X47 | SZH85UX --> | Потянет ли 5В Ардуино% | Лини приемлем, задержка добав к об | Лини. Рекоменд |