B107AA-R6 HDC2010
Bu teknik doküman B107AA R6 için hazırlanmış olup yeni yapılacak olan tasarımlara kaynak niteliğindedir.
T/H Sensörü (HDC2010)
Kart üzerinde ortam sıcaklık / nem ölçümü için Texas Instruments HDC2010 kullanılmıştır (U16, DSBGA‑6 paket). Bu sensör, I2C katmanına bağlı düşük güç bir çevresel ölçüm elemanıdır.
Bu katmanın sahadaki asıl değeri; enerji/akım/gerilim gibi metrikleri yorumlarken çevresel bağlam sağlamasıdır. Özellikle kutu içi ısınma, kondenzasyon, korozyon riski ve yalıtım kaçakları gibi sorunların ayrıştırılmasında sıcaklık/nem verisi kritik ipucu verir.
HDC2010’un I2C adresi ADDR pininin seviyesine bağlıdır.
Bu tasarımda ADDR = GND bağlandığı için:
- 7-bit I2C adresi: 0x40
R6 Revizyon Notu: INT Kaldırıldı
R5 tasarımında HDC2010’un interrupt hattı (INT_ENV) kullanıma açıktı. R6’da bu hat komple kaldırılmıştır.
R6 yaklaşımı:
- Eşik/interrupt yerine MCU tarafında periyodik polling ile ölçüm yapılır.
- INT pinine bağlı pull-up/RC gibi elemanlar kullanılmaz (DNP / kaldırıldı).
Bu kararın gerekçesi basit: çevresel ölçüm bu cihazda “olay yakalama”dan çok telemetri bağlamı için var. Olay bazlı interrupt; hem sahada gereksiz karmaşıklık hem de yanlış tetikleme/EMI riski oluşturuyordu.
Donanım Uygulaması (B107AA R5/R6)
HDC2010, genel I2C hattına paralel bağlanır.
Pin Bağlantı Özeti
| Pin | Net / Bağlantı | Kritik not |
|---|---|---|
| VDD | 3V3 | Yakına 100nF decoupling |
| GND | GND | - |
| SDA | I2C_Comm / SDA | Open-drain → pull-up gerekir |
| SCL | I2C_Comm / SCL | Open-drain → pull-up gerekir |
| ADDR | GND | 7-bit adres 0x40 |
| INT | NC (kullanılmıyor) | R6: INT kaldırıldı |
I2C hattının pull-up dirençleri ve test point’ler (TP-SDA/TP-SCL) I2C_Comm/Block sayfalarında merkezi olarak ele alınmıştır. Bu sayfa sadece HDC2010’un katılımını tanımlar.
Decoupling
VDD pinine yakın 100nF / 0402 X7R bypass kondansatörü önerilir. Amaç; I2C burst sırasında ve besleme transientlerinde sensörün kararlı çalışmasıdır.
Yerleşim
Sıcaklık/nem ölçümünde “doğruluk” çoğu zaman elektronik hassasiyetten çok mekanik yerleşime bağlıdır.
- Sensör, regülatörler/indüktörler/modem gibi ısı kaynaklarına çok yakınsa, ölçtüğün değer “ortam” değil kutu içi sıcaklık olur.
- Nem sensörü hava ile “temas” etmezse (tam kapalı kutu, hiç hava alışverişi yok), nem değeri dış ortamı temsil etmez.
Bu nedenle ürünleşmede iki seçenek net tanımlanmalıdır:
- Kutu içi izleme: Sensör içeride kalır → kondenzasyon/ısı birikimi/tamper etkisi gibi iç ortam izlenir.
- Dış ortam izleme: Kutuda sensör hizasında bir hava penceresi + membran (su girişini azaltan) tasarlanır.
Hangi amaç hedefleniyorsa dokümanda netleştirmek gerekir; aksi halde “sensör var ama veri anlamsız” hissi oluşur.
Firmware Entegrasyonu (R6 önerilen)
R6’da interrupt olmadığı için entegrasyon sadeleşir. En pratik akış:
- Periyodik ölçüm tetikle (ör. her 15 dk / 1 saat)
- Sensörü ölçüme al (one-shot veya periyodik mod)
- Ölçüm sonucu register’larını oku
- Telemetri paketine T/H değerlerini ekle
Ölçüm periyodu seçimi için sahada şu yaklaşım yeterlidir:
- Kutu içi izleme hedefleniyorsa: 10–15 dk
- Dış ortam bağlamı isteniyorsa: 30–60 dk
Çevresel sensör, güç bütçesi açısından kritik bir blok değildir; fakat gereksiz sık ölçüm, sistemin genel enerji tüketimini artırır. Bu yüzden periyot “ihtiyaç kadar” seçilmelidir.
Komponent Seçimi
Seçilen Komponentler
Aşağıdaki seçimler, bu sayfanın işlevini minimum BOM ile sağlayacak şekilde yapılmıştır.
- U: TI HDC2010 (DSBGA‑6)
- C: 100nF, 6.3V, X7R, 0402 (VDD decoupling)
Alternatifler
| Alternatif | Artı | Eksi | Prototip (1–10) | Pilot (100) | Seri (1k+) |
|---|---|---|---|---|---|
| Sensirion SHTC3 | Çok iyi ekosistem, stabil ölçüm | Maliyet artabilir | $1.50 | $1.05 | $0.80 |
| Sensirion SHT30/SHT31 | Yaygın, iyi doğruluk | Paket/boyut değişebilir | $2.20 | $1.60 | $1.20 |
| TI HDC1080 | Benzer aile, kolay bulunur | Boyut ve akım profili farklı | $1.20 | $0.90 | $0.70 |
| Aosong AHT20 sınıfı | Ucuz ve yaygın | Üretici/lot tutarlılığı değişken olabilir | $0.80 | $0.55 | $0.40 |
Not: Bu fiyatlar tahmini aralıklardır ve paket tipi, tedarikçi, stok ve adetlere göre değişir.
Tahmini Maliyet (BOM)
Aşağıdaki maliyetler tahmini olup tedarikçi, stok ve adetlere göre değişebilir.
| Kalem | Adet | Seçilen | Prototip (1–10) | Pilot (100) | Seri (1k+) |
|---|---|---|---|---|---|
| T/H sensör | 1 | HDC2010 | $1.10 | $0.80 | $0.60 |
| Decoupling | 1 | 100nF 0402 X7R | $0.01 | $0.005 | $0.003 |
| Toplam | $1.11 | $0.805 | $0.603 |
Bu sayfanın maliyetini esasen sensör entegresi belirler. R6’da INT hattının kaldırılması ile hem BOM sadeleşir hem de sahada “yanlış tetikleme / gereksiz debug” riski düşer.