온·습도: ETH-01D(Digital)

저전력으로 사용 가능한 I2C 디지털 출력의 온·습도 센서 모듈
Feb 22, 2024
온·습도: ETH-01D(Digital)

notion image

특징

  • 저전력으로 사용 가능한 I2C 디지털 출력의 온·습도 센서 모듈
  • 가격 대비 빠른 온 습도 측정 응답시간, 우수한 안정성, 높은 정확성(보정 시스템 내장)
  • 1.27mm의 작은 헤더 핀이 부착되어 공간이 제한된 애플리케이션에 설치 용이
  • 장기적 안정성 및 신뢰성(센서 내부 알고리즘은 정확한 반복 측정을 가능 하게함)

어플리케이션

  • 기상 관측
  • 데이터로거
  • 가전제품
  • 냉난방 공조 시스템
  • 자동차습도계
  • 의료자동화기기

제품 사양

항목
내용
측정 범위
온도: -40 ~ 125℃<br><br>습도: 0 ~100%RH
습도 정확성(@ 25°C)
±3.8%RH (20 to 80%RH), ±5.0%RH(Other Range)
온도 정확성
±0.3°C (0 to 70°C), ±0.5°C (Other Range)
전원 전압
최소 1.8V 평균:3.3V 최대:5.5V
전원 전류
Typ: 24.4㎂(14bit 분해능 기준)
절전 상태 전류
Typ: 0.6㎂(-40~80℃기준)
보관 온도
-40 ~ 150°C
응답 시간
34msec < 온 습도
센서 치수
L x W x H (14.5mm x 8mm x 3.8mm)
통신 프로토콜
I2C
헤더 핀 크기
1.27mm

제품 크기 및 핀 특성

notion image
온·습도 정확도 허용 오차 범위
  • 온도 0~70°C 범위에서 ETH-01D의 온도의 정확도는 일반적으로 ±0.3°C , 최대 ±0.5°C 오차 허용
  • 온도 0~-40°C 범위를 제외한 나머지 범위에서는 정확도 허용 오차 범위가 증가합니다.(최대 2°C)
notion image
  • 습도 20~80%RH 범위에서 ETH-01D의 습도의 정확도는 일반적으로 3.5% RH , 최대 RH오차 허용
  • 습도 20~80%RH 범위를 제외한 나머지 범위에서는 정확도 허용 오차 범위가 증가함 최대 RH오차 허용
notion image

통신 프로토콜

온·습도 읽기

notion image
i2c Address는 0x44(7bit), Write bit는 0, Read bit는 1
Don’t care는 측정 데이터에 포함하지 않으며 사용하지 않음.
Step 1. 온·습도 데이터 요청
  • Device에서 i2c Address(0x44)를 ETH-01D로 전송
notion image
Step 2-1. 습도 데이터 응답
  • 데이터 중 상위 1byte 15,14번째 데이터는 Don’t care
  • 습도 값 = (습도 데이터 13~0번째)/(2^14-1)*100
Ex) 습도 데이터 2byte = 0x4ec0
  • Data 상위 1Byte : 13~8번째 데이터: 0x4e & 0x3f(Don’t care 데이터 버림) = 0xe00 = 3584
  • Data 상위 1Byte + Data 하위 1Byte = 0xe00+0xc0 = 0xec0 = 3,776
  • 습도 값 = 23.04 %RH
notion image
Step 2-2. 온도 데이터 응답
  • 데이터 중 하위 1byte 0,1번째 데이터는 Don’t care
  • 온도 값 =(온도 데이터 15~2번째 데이터)/(2^14-1)*165-40
EX) 온도 데이터 2byte = 0x66ed
  • Data 상위 1Byte : 0x6600
  • Data 하위 1Byte 7~2번째 데이터 = 0xed & 0xfc(Don’t care 데이터 버림) = 0xec
  • Data 상위 1Byte + Data 하위 1Byte = 0x6600 +0xec = 0x66ec
  • Data 상위 1Byte + Data 하위 7~2번째 데이터 = 0x66ec >>2(Don’t care bit 수만큼 이동) = 19BB = 6587
  • 온도 = 26.34°C
notion image
 

온·습도 Resolution 읽기 및 쓰기

ETH-01D 비휘발성 메모리에 온·습도 Resolution, ID가 저장 되어있음
  • 분해능(Resolution): 측정값의 변화에 감응하는 정도
  • 분해능(Resolution)의 초기값은 14
  • 분해능(Resolution)는 8, 10, 12, 14 나누어짐
  • 분해능(Resolution) register bits는 총 16bit임
  • 분해능(Resolution)를 변경하려면 분해능(Resolution) register bits의 11번째와 10번째 bits를 변경 해야함.
  • 분해능(Resolution)이 높을수록 정밀한 값이 표시됨.
  • 분해능(Resolution) (bits)가 증가할수록 측정시간, 응답시간이 증가함.
  • 분해능(Resolution) (bits)가 증가할수록 전력 소모량이 증가함.
notion image
분해능(Resolution) (bits) 변경에 따른 소비 전력 변화
  • Ex) VDD: 3.3V, 14bits resolution = 3.3V_24.4µA = 80.52µW
  • Ex) VDD: 3.3V, 8bits resolution = 3.3V_1.5µA = 4.95µW
  • 80.52µW - 4.95µW = 75.57µW
notion image
Step 1. ETH-01D I2C command 전송
Device에서 command(i2c Address(0x44),0xa0,0x00,0x00)를 ETH-01D로 전송
notion image
Step 2. 온·습도 Resolution 요청 Command
Device에서 Command ((i2c Address(0x44)), 0x06(습도), 0x00, 0x00)를 ETH-01D로 보낸 뒤 120 μs 기다림(습도 Resolution을 요청 Command)
온도 Resolution을 요청 Command는 Register Address 0x06을 0x11으로 변경 해야함
notion image
notion image
Step 3. 온·습도 Resolution 응답
온·습도 Resolution Register bits값 [15:0]을 읽음
notion image
Step 4. 온·습도 Resolution 쓰기 Command
Register 비트 [15:12],[9:0]은 변경하지 않고 [11:10]만 변경할 온습도 Resolution으로 변경
Register 비트 [15:12],[9:0]은 변경하지 않으려면 Resolution 읽기를 먼저 수행해야함
Device에서 Command ((i2c Address(0x44)), 0x46, 0xAC, 0x5A)를 ETH-01D로 전송(습도 Resolu-tion 14)
온도에 Resolution을 읽기위해서는 Register Address 0x46을 0x51으로 변경 해야함
notion image
notion image
notion image
 

Sensor ID 읽기

Step 1. ETH-01D I2C command 전송
  • Device에서 command(i2c Address(0x44),0xa0,0x00,0x00)를 ETH-01D로 전송
notion image
Step 2. 상위 Sensor ID 요청 Command
  • Device에서 Command((i2c Address+Write bit),0x1E(ID 상위 바이트), 0x00, 0x00)를 ETH-01D로 전송 후 120 μs 기다림
notion image
상위 Sensor ID 응답
  • Sensor ID 상위 바이트(16bit)를 읽음
notion image
Step 3. 하위 Sensor ID 요청 Command
  • Device에서 Command ((i2c Address+Write bit),0x1F(ID 하위 바이트), 0x00, 0x00)를 ETH-01D로 전송 후 120 μs 기다림
notion image
하위 Sensor ID 응답
  • Device에서 Command ((i2c Address+Write bit),0x1F(ID 하위 바이트), 0x00, 0x00)를 ETH-01D로 전송 후 120 μs 기다림
notion image
 

Address 읽기 및 쓰기

Step 0. ETH-01D I2C command 전송
  • Device에서 Command ((i2c Address+Write bit),0xA0, 0x00, 0x00)를 ETH-01D로 전송
notion image
Sensor Address 요청 Command
  • Device에서 Command ((i2c Address+Write bit),0x1C, 0x00, 0x00)를 ETH-01D로 전송
notion image
Step 2. Address 응답
  • ETH-01D에서 상태 값과 Address 값 응답(3byte)
notion image
Step 3. Sensor Address 쓰기 Command
  • Device에서 Command ((i2c Address+Write bit),0x5C, Register Value[15:8], 변경할 address[7:0]) 를 ETH-01D로 전송
  • 변경할 address[7:0] : Register value [6:0] 만 변경
notion image

아두이노 연동 예제 코드

아두이노 연결

notion image

온·습도 읽기 예제 코드

#include <Arduino.h> #include <Wire.h> #define slave_address 0x44 #define Sensor_power_port 6 // Arduino uno, Arduino mkr 1010, esp32 // #define Sensor_power_port 16 // esp8266 #define Power_enable digitalWrite(Sensor_power_port, HIGH) #define Power_disable digitalWrite(Sensor_power_port, LOW) void setup() { Wire.begin();// arduino uno, Arduino mkr 1010 //Wire.begin(7,8,5000); //esp32 //Wire.begin(4,5,5000); //esp8266 Serial.begin(9600); pinMode(Sensor_power_port, OUTPUT); Power_enable; } void loop() { int HumidH; int HumidL; int TemperH; int TemperL; Wire.beginTransmission(slave_address); Wire.endTransmission(); delay(34); Wire.requestFrom(slave_address, 4); if(Wire.available()) { HumidH = Wire.read(); HumidL = Wire.read(); TemperH = Wire.read(); TemperL = Wire.read(); HumidH = HumidH & 0x3f; // Don't care bit mask // *********** Humidity & Temperature calculation code changed *************************** double RealH = (double)((HumidH * 256 ) + HumidL ) * 100/16383; double RealT = (double)(((TemperH * 256) + TemperL)/4) * 165/16383 - 40; Serial.print("T : "); Serial.print(RealT, 2); Serial.print(" , "); Serial.print("RH : "); Serial.println(RealH, 2); delay(1000); } }
notion image

온·습도 Resolution 읽기 및 쓰기 예제 코드

#include <Wire.h> #define slave_address 0x44 #define Sensor_power_port 6 // Arduino uno, Arduino mkr 1010, esp32 // #define Sensor_power_port 16 // esp8266 #define Power_enable digitalWrite(Sensor_power_port, HIGH) #define Power_disable digitalWrite(Sensor_power_port, LOW) #define Humidity_Resolution_read_command Wire.write(0x06) //Humidity Sensor Resolution – Read Register (bits [11:10]) #define Temperature_Resolution_read_command Wire.write(0x11) //Temperature Sensor Resolution – Read Register (bits [11:10]) #define Humidity_Resolution_write_command Wire.write(0x46) //Humidity Sensor Resolution – Write Register (bits [11:10]) #define Temperature_Resolution_write_command Wire.write(0x51) //Temperature Sensor Resolution – Write Register (bits [11:10]) void setup() { Wire.begin();// arduino uno, Arduino mkr 1010 //Wire.begin(7,8,5000); //esp32 //Wire.begin(4,5,5000); //esp8266 Serial.begin(9600); pinMode(Sensor_power_port, OUTPUT); } void loop() { int Status; int RegisterValueHigh; int RegisterValueLow; //===Module Power Reset=== Power_disable; //전원 끔 delay(1); Power_enable; delay(2); //10msec 이내에 신호 전송되어야함 // Step 1. ETH-01D I2C command 전송 //프로그래밍 모드로 들어가기 위한 명령, 명령어 처리 시까지 120usec 시간이 소요됨. Wire.beginTransmission(slave_address); Wire.write(0xA0); Wire.write(0x00); Wire.write(0x00); Wire.endTransmission(); delayMicroseconds(120); //Step 2. 온습도 Resolution 요청 Command Wire.beginTransmission(slave_address); Humidity_Resolution_read_command; Wire.write(0x00); Wire.write(0x00); Wire.endTransmission(); delay(1); //Step 3. 온습도 Resolution 응답 Wire.requestFrom(slave_address, 3); if (Wire.available()) { Status = Wire.read(); RegisterValueHigh = Wire.read(); RegisterValueLow = Wire.read(); Serial.print(Status, HEX); Serial.print(" "); Serial.print(RegisterValueHigh,HEX); Serial.print(" "); Serial.print(RegisterValueLow, HEX); Serial.println(" <= Read the register contents"); } //Step 4. 온습도 Resolution 쓰기 Command, 데이터 기록시간은 14msec가 필요함 Wire.beginTransmission(slave_address); Humidity_Resolution_write_command; Wire.write(0xC); // Sensor Resolution Change high bit Serial.print("Write 0xC "); Serial.println(" <= Write the register contents"); Wire.write(0x12); // Sensor Resolution low bit Wire.endTransmission(); delay(14); //Step 5. 프로그래밍 모드에서 일반 모드로 전환 Wire.beginTransmission(slave_address); Wire.write(0x80); Wire.write(0x00); Wire.write(0x00); Wire.endTransmission(); delay(1000); }
notion image
 

Sensor ID 읽기 예제 코드

#include <Wire.h> #define slave_address 0x44 #define Sensor_power_port 6 // Arduino uno, Arduino mkr 1010, esp32 //#define Sensor_power_port 16 //esp8266 #define Power_enable digitalWrite(Sensor_power_port, HIGH) #define Power_disable digitalWrite(Sensor_power_port, LOW) void setup() { Wire.begin(); // Arduino uno, Arduino mkr 1010 // Wire.begin(7,8,5000); //esp32 // Wire.begin(4,5,5000); //esp8266 Serial.begin(9600); pinMode(Sensor_power_port, OUTPUT); } void loop() { int Status; int RegisterValueHigh; int RegisterValueLow; //===Module Power Reset=== Power_disable; delay(1); Power_enable; delay(2); //10msec 이내에 신호 전송되어야함 // 레지스터 주소 쓰기=== //프로그래밍 모드로 들어가기 위한 명령, 명령어 처리 시까지 120usec 시간이 소요됨. Wire.beginTransmission(slave_address); Wire.write(0xA0); Wire.write(0x00); Wire.write(0x00); Wire.endTransmission(); delayMicroseconds(120); //Sensor 상위 id 요청 Wire.beginTransmission(slave_address); Wire.write(0x1E); Wire.write(0x00); Wire.write(0x00); Wire.endTransmission(); delay(1); //Sensor 상위 id 응답 Wire.requestFrom(slave_address, 3); if (Wire.available()) { Status = Wire.read(); RegisterValueHigh = Wire.read(); RegisterValueLow = Wire.read(); Serial.print(" Sensor id_high: "); Serial.print(Status, HEX); // status success = 0x81 Serial.print(" "); Serial.print(RegisterValueHigh, HEX); Serial.print(" "); Serial.println(RegisterValueLow, HEX); } //Sensor 하위 id 요청 Wire.beginTransmission(slave_address); Wire.write(0x1F); Wire.write(0x00); Wire.write(0x00); Wire.endTransmission(); delay(1); //Sensor 하위 id 응답 Wire.requestFrom(slave_address, 3); if (Wire.available()) { Status = Wire.read(); RegisterValueHigh = Wire.read(); RegisterValueLow = Wire.read(); Serial.print(" Sensor id_low: "); Serial.print(Status, HEX); // status success = 0x81 Serial.print(" "); Serial.print(RegisterValueHigh, HEX); Serial.print(" "); Serial.println(RegisterValueLow, HEX); } // 프로그래밍 모드에서 일반 모드로 전환 Wire.beginTransmission(slave_address); Wire.write(0x80); Wire.write(0x00); Wire.write(0x00); Wire.endTransmission(); delay(1000); }
notion image

Address 읽기 및 쓰기 예제 코드

#include <Wire.h> #define slave_address 0x44 #define change_slave_address 0x44 // <- This address is subject to change #define Sensor_power_port 6 // Arduino uno, Arduino mkr 1010, esp32 // #define Sensor_power_port 16 // esp8266 #define Power_enable digitalWrite(Sensor_power_port, HIGH) #define Power_disable digitalWrite(Sensor_power_port, LOW) #define Address_read_command Wire.write(0x1C) #define Address_write_command Wire.write(0x5C) void setup() { Wire.begin();// arduino uno, Arduino mkr 1010 //Wire.begin(7,8,5000); //esp32 //Wire.begin(4,5,5000); //esp8266 Serial.begin(9600); pinMode(Sensor_power_port, OUTPUT); } void loop() { int Status; int RegisterValueHigh; int RegisterValueLow; //===Module Power Reset=== Power_disable; //전원 끔 delay(1); Power_enable; delay(2); //10msec 이내에 신호 전송되어야함 // Step 1. ETH-01D I2C command 전송 //프로그래밍 모드로 들어가기 위한 명령, 명령어 처리 시까지 120usec 시간이 소요됨. Wire.beginTransmission(slave_address); Wire.write(0xA0); Wire.write(0x00); Wire.write(0x00); Wire.endTransmission(); delayMicroseconds(120); //Step 2. 온습도 Address 요청 Command Wire.beginTransmission(slave_address); Address_read_command; Wire.write(0x00); Wire.write(0x00); Wire.endTransmission(); delay(1); //Step 3. 온습도 Address 응답 ex)81 00 44 Wire.requestFrom(slave_address, 3); if (Wire.available()) { Status = Wire.read(); RegisterValueHigh = Wire.read(); RegisterValueLow = Wire.read(); Serial.print(Status, HEX); // 0x81 = status succes Serial.print(" "); Serial.print(RegisterValueHigh,HEX); Serial.print(" "); Serial.print(RegisterValueLow, HEX); Serial.println(" <= Read the register contents"); } // adress 읽은 뒤 [6:0] 비트만 변경 #if 0 // adress 읽은 뒤 #if 0 -> #if 1 //Step 4. 온습도 Address 쓰기 Command, 데이터 기록시간은 14msec가 필요함 Wire.beginTransmission(slave_address); Address_write_command; Wire.write(0x00); Wire.write(change_slave_address); // 변경 할 address write Wire.endTransmission(); delay(14); Serial.print(change_slave_address, HEX); Serial.println(" <= Write the register contents"); #endif //Step 5. 프로그래밍 모드에서 일반 모드로 전환 Wire.beginTransmission(slave_address); Wire.write(0x80); Wire.write(0x00); Wire.write(0x00); Wire.endTransmission(); delay(1000); }
notion image
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Share article
Subscribe Newsletter
Stay connected for the latest news and insights.
RSSPowered by inblog