Temperatur-Messtechnik Winziger Chip misst Temperatur und relative Feuchte

Bislang in dieser Mini-Form noch nicht realisiert: ein sehr stromsparender Single-Chip-Miniatur-Sensor für Temperatur und relative Feuchtigkeit.
Bislang in dieser Mini-Form noch nicht realisiert: ein sehr stromsparender Single-Chip-Miniatur-Sensor für Temperatur und relative Feuchtigkeit.

Von Silicon Labs kommt ein völlig neuer Single-Chip-Sensor unter der Bezeichnung Si7005 heraus, der in der Lage ist, bei minimaler Stromaufnahme sowohl Temperatur wie auch relative Luftfeuchtigkeit zu bestimmen.

Traditionelle technische Ansätze, die relative Luftfeuchte zu messen, basieren entweder auf diskreten ohmschen oder kapazitiven Sensoren, auf Hybrid-Komponenten und Multi-Chip-Modulen. Das ganze war in den konventionellen Ansätzen meist verbunden mit einer hohen Stromaufnahme, so dass die zugehörigen Designs recht wenig Einzug beispielsweise in hoch miniaturisierte batteriebetriebene Geräte, wie zum Beispiel Smartphones, gefunden haben.

Aus physikalischer Sicht ist die Messung der relativen Luftfeuchte insgesamt ein recht komplexer Vorgang, denn dazu muss sowohl ein Messwert für die absolute Luftfeuchtigkeit wie auch für die Temperatur vorhanden sein, um daraus die relative Luftfeuchtigkeit zu bestimmen. Dass dies Silicon Labs nun in einer Single-Chip-Lösung gelungen ist, stellt durchaus eine beachtenswerte Innovation dar, zumal der neue Baustein Si7005, der im 4 x 4 mm QFN-Gehäuse gefertigt wird, auch noch sehr Energie sparend arbeitet: Laut Datenblatt kommt der Baustein mit zwei Mikroampere durchschnittlicher Stromaufnahme aus, wenn eine Messung pro Minute durchgeführt werden muss.

Die Erfassung der Temperatur erfolgt über eine spezielle Bandgap-Referenz- Schaltung direkt auf dem Chip; die absolute Luftfeuchtigkeit wird durch Messung der Kapazitätsänderung einer Kondensatorstruktur mit einem Low-K-Dielektrikum ermittelt. Die gesamte Sensor-Struktur ist robust ausgeführt, alle Messwerte gelangen nach A/D-Umsetzung an ein I2C-Interface.

Der Preis für den Sensor liegt (in Volumen-Stückzahlen) bei 3,64 US-Dollar. Evaluierungs-Boards sowie weiteres Design-Zubehör ist ebenfalls verfügbar.