湿敏电阻CM-R / HR202应用原理图 IO输出交流 AD采样

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在学校里学习时，测量温湿度多用DHT22模块，因为这模块容易上手。但是这个模块很贵，且各DHT22模块温湿度数值不统一还容易坏：手上的几个DHT22湿度误差最大能到20%，温度也会差个1~2℃，且有个别久放之后读到的湿度一直是99%。性价比太低。
用热敏电阻和湿敏电阻测量温湿度是个值得研究的方案。
热敏电阻测温实现起来不难，难在湿敏电阻的使用经验分享是少之又少，花了不少功夫去查资料、研究。

【该文章的方案仅实现了用电阻测量温湿度，不考虑精度】

一、IO测电阻法

数据手册提供的这张电路图，其测量湿敏电阻阻值的过程简单来说就是：
1、所有IO设为输出，拉低，将电容余电放尽；
2、检测电平IO和湿敏电阻IO设为输入，10K电阻IO设为输出并拉高，同时开始计时。电容充电中；
3、检测电平IO变为高电平时（检测电平IO有上升沿中断功能更好），停止计时，记录下这个时间T1；
4、重复1、2、3的步骤，只是步骤2的通过10K电阻充电改为通过湿敏电阻充电，记录下充电时间T2；
5、根据关系式T1 / 10K = T2 / R湿敏，计算出湿敏电阻阻值，查表得到湿度值。

（充放电都确保电流流经湿敏电阻，满足交流的要求应该能大大延长湿敏电阻寿命）

【参考资料】

官方电路图

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上述方法我未实践过，只实践过下面这个：采用IO模拟交流输出，AD采样的方法。【参考资料】

二、AD测电阻

DEMO板原理图

DEMO板

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/*** @brief  产生1KHz交流方波* @note   固定电阻端和湿敏电阻端IO此高彼低产生交流方波* @param  None* @retval None* @author PWH * @ CSDN Tyrion.Mon* @date   2021/2*/
void humd_create_1KHzAndStartAdc(void)
{static uint32_t time = 0;static uint8_t flag = 1;if ((time2_cnt - time) > 0)  //time2_cnt每250us加1{time = time2_cnt;if (flag == 1)  //1KHz开始，固定电阻端拉高，湿敏电阻端拉低{flag = 2;SENSOR_HUMID_10K_GPIO->ODR |= (uint8_t)SENSOR_HUMID_10K_PIN;SENSOR_HUMID_RH_GPIO->ODR &= (uint8_t)(~SENSOR_HUMID_RH_PIN);return;}else if (flag == 2) //高电平二分之一处采样{flag = 3;if (humdHasStart == 1){/* Clear the ADC1 channels */ADC1->CSR &= (uint8_t)(~ADC1_CSR_CH);/* Select the ADC1 channel */ADC1->CSR |= (uint8_t)(ADC1_CHANNEL_3);ADC1->CR1 |= ADC1_CR1_ADON;humdHasStart = 2;}return;}else if (flag == 3)   //翻转，固定电阻端拉低，湿敏电阻端拉高{flag = 4;SENSOR_HUMID_RH_GPIO->ODR |= (uint8_t)SENSOR_HUMID_RH_PIN;SENSOR_HUMID_10K_GPIO->ODR &= (uint8_t)(~SENSOR_HUMID_10K_PIN);return;}else if (flag == 4){flag = 1;return;}}
}

产生1KHz方波

95%时的1KHz方波

60%左右湿度的1KHz方波

根据电路设计和湿度-阻值表算出各温湿度下的ADC值。CM-R和HR202的曲线较为相似，据说C5-M3可被CM-R替代【HR202手册】【CM-R手册】

Excel计算出AD值 .


/* 各温度下20% 25% 30% 。。。95%对应的ADC值（10位AD） */
@ CSDN Tyrion.Mon
uint16_t const humd_adc[11][16] =
{/* 0℃ */1023, 1023, 1022, 1020, 1016, 1009, 997, 972, 937, 881, 810, 713, 630, 531, 438, 350,/* 5℃ */1023, 1022, 1021, 1019, 1014, 1003, 986, 955, 915, 850, 785, 658, 564, 470, 350, 271,/* 10℃ */1023, 1022, 1020, 1016, 1009,  994, 970, 935, 889, 823, 739, 622, 512, 421, 332, 259,/* 15℃ */1022, 1021, 1019, 1014, 1004,  986, 955, 912, 853, 777, 682, 568, 461, 391, 307, 236,/* 20℃ */1022, 1020, 1018, 1012,  999,  976, 936, 883, 815, 726, 622, 522, 428, 332, 259, 198,/* 25℃ */1021, 1019, 1016, 1008,  990,  960, 911, 850, 774, 682, 600, 470, 379, 287, 224, 170,/* 30℃ */1021, 1018, 1014, 1004,  987,  953, 899, 834, 750, 630, 536, 435, 345, 265, 198, 156,/* 35℃ */1020, 1017, 1012, 1000,  982,  945, 883, 801, 713, 590, 490, 387, 307, 224, 163, 133,/* 40℃ */1019, 1014, 1008,  993,  971,  919, 856, 768, 664, 552, 435, 350, 265, 191, 141, 109,/* 45℃ */1018, 1012, 1006,  986,  950,  896, 823, 722, 617, 498, 387, 297, 224, 163, 125,  93,/* 50℃ */1016, 1009, 1000,  972,  938,  868, 785, 670, 566, 448, 336, 254, 211, 141, 109,  84
};

制表 . . .


/*** @brief  计算并查表得出湿度值* @note* @param  None* @retval None* @author PWH* @ CSDN Tyrion.Mon* @date   2021/2*/
uint16_t humd_get(void)
{uint16_t adcVal = 0;int8_t i = 0;uint16_t tempVal = 0;uint8_t row = 0;adcVal = humd_getAdcValue();    //当前湿度ADC值if (!adcVal)                  {return 0xffff;             //AD转换未完成}tempVal = temp_get_static(); //当前温度值(为实际温度的10倍)if (tempVal & 0x8000)         //温度为负{row = 0;}else{row = tempVal / 10 / 5;}if (row > 10){return 0xffff;}for (i = 15; i > -1; i--){if (adcVal <= humd_adc[row][i]){return (20 + i * 5) * 10;}}return 0xffff;
}

查表

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测试结果

在这个温湿度下测试结果很理想，和DHT22的数值很接近：温度误差1℃内，湿度5%内。

【电路设计上切记远离热源，尤其是LDO等电源芯片】

（上面的描述已经很全了，我整理的文件并不比上面多多少，酌情下载）
【硬软、文档】