엔지니어는 업계 최고의 정확도 및 최저 전력 기능을 갖춘 습도 센서를 통해

시스템 효율 최적화와 수명 연장 달성

 
2021년07월01일

텍사스 인스트루먼트(TI)는 업계 최고의 신뢰성과 정확도, 최저 전력 소비량, 감지 요소에 대한 내장된 보호 기능을 제공하는 새로운 습도 센서 제품군의 첫 번째 디바이스를 소개했다. HDC3020과 HDC3020-Q1은 엔지니어들로 하여금 습기로 인한 잠재적인 손상에 견디거나 시간이 지나면서 변화하는 수증기 조건에서 제대로 작동하는 신뢰할 수 있는 산업용, 차량용 시스템을 개발할 수 있도록 지원한다. 이 제품들에 관한 추가 정보는 www.ti.com/hdc3020-pr과  www.ti.com/hdc3020-q1-pr 에서 확인할 수 있다.

습도는 자동차, 가전기기, 의료 장비 같은 애플리케이션으로 시스템 성능과 제품 수명에 영향을 미친다. 운송 및 보관 과정의 식료품을 신선하게 유지하는 것에서부터 안개로부터 차량 카메라를 보호하고, 건물 내의 공기질을 관리하고 순환시키는 것에 이르기까지 신뢰성과 안전성은 향상시키면서 보다 편안한 환경을 구축하고자 하는 수요와 함께 상대습도(RH) 센서[1]의 수요 역시 증가하고 있다.

기존 RH 센서와 비교했을 때 장기적인 오류 감소와 함께 개선된 상대 습도 측정의 정확도를 제공하는 HDC3020 및 HDC3020-Q1은 열악한 조건에서 데이터 무결성[2]을 보존한다. 또한, 업계 최초로 자연적 노후, 환경적 요건 또는 오염물질 등으로 인해서 발생되는 드리프트[3]에 적응할 수 있는 통합 보정 기능을 제공한다.

기술기고문 “상대 습도 센서의 장기적으로 일관된 성능이 중요한 이유”에서는 장기적 드리프트가 미치는 영향과 정확도에 대해서 자세히 설명하고 있다.

개선된 센싱 소자를 통한 시스템 신뢰성 향상

HDC3020과 HDC3020-Q1은 극한의 조건에서 경쟁 디바이스보다 더 낮은 드리프트를 달성하며, 연간 0.21% 미만의 RH 정확도 드리프트와 온도 및 습도 스트레스로부터 5% 미만의 RH 드리프트를 달성한다. (최대 85% RH 및 85°C) 이러한 지속적인 정확도는 시스템 수명을 연장시켜 센서를 자주 교체하거나 재 교정할 필요가 없도록 한다.

스트레스 또는 오염 물질에 노출되면 센서는 통합 드리프트 보정 기술을 사용하여 센서의 시간 - 제로 사양에서 약간의 정확도 드리프트 조차도 제거할 수 있는 두 번째 방어선을 제공한다. 특히, 낮은 드리프트는 시간이 지남에 따라 성능이 나아지고 신뢰성이 향상되기 때문에 수명이 긴 응용 프로그램에서 특히 중요하다.

업계 최고의 정확도로 시스템 효율성 향상

HDC3020과 HDC3020-Q1은 1.62V~5.5V의 전체 공급 전압과 ±1.5% RH의 넓은 온도 및 습도 범위에서 NIST(미국표준기술연구원)에서 정의한 절차에 따라 검증된 최고의 정확도를 제공한다. 이와 같이 높은 정확도로 시스템을 보다 정밀하게 제어할 수 있으므로 필요한 경우에만 시스템이 실행되도록 하여 효율성을 높일 수 있다.

또한 탈착식 폴리머[4] 커버 테이프와 영구 IP67 등급 [5]필터 커버 같은 다양한 핀 투 핀 호환 패키지 커버 옵션으로 제공한다. 커버는 조립 과정 및 시스템 수명 주기 내내 먼지와 습기에 대한 보호 기능을 제공하고 센서가 오염 물질에 노출되었을 때 정확성을 유지하도록 돕는다.

업계 최저의 저전력 습도 센서를 통해 배터리 작동 시스템의 수명 연장

또한 이 습도 센서 제품들은 1.62V부터 5.5V의 광범위한 공급 범위에서 시스템이 동작할 때 혹은 슬립 모드일 때 저전력 모드로 작동함으로써 초저전력 소비(나노암페어)가 가능하다. 자동 측정 모드를 사용하면 시스템의 나머지 부분이 슬립 모드[6]일 때 주기적인 습도 감지를 통해 데이터를 측정할 수 있다. 이로써, 콜드 체인 데이터 로거[7]나 공기질 모니터링, 스마트 홈과 스마트 빌딩의 무선 센서 노드 등 무선으로 연결된 환경 센서 혹은 IP네크워크 카메라와 같은 애플리케이션에서 시스템 배터리 수명을 보존할 수 있다.  

패키지, 공급, 가격

HDC3020과 HDC3020-Q1은 새로운 습도 센서 제품으로 8핀 리드리스 플라스틱 SOP(Small Outline Package)[8]로 제공된다. 가격은 1,000개 단위로 개당 1.65달러이다. TI.com에서는 기본형과 맞춤형 수량의 릴 형태로도 구입할 수 있으며 다양한 결제 및 배송 옵션을 제공한다. 아날로그 출력 및 보호 커버가 있는 패키지를 제공하는 제품군이 연말까지 추가될 것으로 예상된다.


[1] 상대습도 센서(RH): 상대습도 센서는 이 Hr에 따라 전기신호가 변화하는 소자로서, 다공질 세라믹스나 고분자막을 사용하여 그 전기저항의 변화와 용량의 변화에 의하여 습도를 검출하는 소자의 태반이 그에 해당함

[2] 데이터 무결성: 데이터의 저장 혹은 전송시 인가되지 않은 방법으로 변경할 수 없도록 정확성과 일관성을 유지하고 보증하는 것

[3] 드리프트: 동기기의 조정장치 오차가 부품의 열화, 온도변화, 기타 불규칙한 변동 때문에 오랜 기간 동안에 변동하는 것 / 전자 회로의 출력이 시간에 따라 서서히 변하는 현상

[4] 폴리머: 한 종류 또는 수 종류의 구성 단위가 서로에게 많은 수의 화학결합으로 중합되어 연결되어 있는 분자로 되어 있는 화합물

[5] IP등급: 방진방수 등급, 첫 번째 숫자는 방진등급, 두 번째 숫자는 방수등급을 뜻함

[6] 슬립모드: 컴퓨터, 텔레비전 및 원경 제어 디바이스와 같은 전자 장치를 위한 저전력 모드

[7] 데이터 로거: 공업 플랜트 등에서 계측단으로부터의 아날로그 신호를 A/D 변환기에 의해 디지털 신호로 변환하고 타이프라이터로 인쇄하는 장치

[8] SOP (small outline package): 표면 실장형 패키지의 일종으로, 패키지의 양 측면으로부터 리드핀이 갈매기 날개 모양인 L자 모양으로 나와 있는, 회로의 규모가 그다지 크지 않은 패키지