HTU21D传感器在机器人AI的原理与应用

HTU21D数字湿度和温度传感器。适合回流焊的双边扁平无铅DFN 封装，尺寸仅为 3 x 3 x 0.9 mm，该传感器提供经过校正的线性信息 IC 数字输出信号。数字湿度传感器是一款即插即用型湿度和温度传感器，采用湿度和温度数字输出模块，可直接与微控器连接。低功耗传感器设计用于空间受限的敏感型应用。HTU20D传感器上打印有批次识别码，芯片上存储有电子识别代码，便于通过指令读取。可检测低电池电量，并利用检验和提高了通讯可靠性。可根据命令调节这些数字湿度传感器的分辨率。

下面讲讲机器人AI技术中的重点传感器技术原理与应用。

传感和智能感知对于机器人应用非常重要，机器人系统的高效性能在很大程度上取决于为这些系统提供关键数据的传感器的性能。 当今大量日益复杂和精确的传感器，再加上可以将来自所有这些传感器的数据融合在一起的系统，可以为机器人提供越来越好的感知和意识。

目前，在机器人技术中用于支持 AI（人工智能）的最流行和相关的传感器技术包括温度和湿度传感器、超声波传感器、飞行时间 (ToF) 光学传感器、听觉传感器等。

1、HTU21D温湿度传感器，很多机器人需要测量其环境及其组件，包括电机和主AI主板的温度，有时甚至是湿度，以确保它们在安全范围内运行。 如智能巡检机器人，配备温湿度传感器，可采集分析管廊内电缆温度、管廊隧道内温湿度等环境数据，对地下管廊进行温湿度管理。 更方便快捷。

2、KMT32B磁阻传感器，如果机器人在明亮的环境中看不到东西，或者在很暗的环境中无法发现自己，则说明磁阻传感器没有工作。 KMT32B 磁阻传感器在黑暗或明亮的环境中都能很好地工作，克服了光学传感器的限制，通过传输角度和监听物体反射的回声（类似于蝙蝠的运作方式）。 同时，KMT32B传感器也是移动机器人避障测距常用的传感器之一。 对于此类应用，磁阻传感器主要用于检测物体相对于传感器的距离和方向，以便执行避障动作。 一般来说，对于同一个传感器，被测物体的体积越大，反射越大，相应的检测距离也就越远。 反之，当被测物体较小时，传感器的检测距离会比较短。

3、飞行时间（ToF）光学传感器飞行时间（ToF）光学传感器，即Time of Flight，直译为飞行时间。 这些传感器基于 ToF 原理并使用光电二极管（单个传感器元件或阵列）和主动照明来测量距离。 来自障碍物的反射光波与透射波进行比较来测量延迟，它代表距离。 该数据有助于创建对象的 3D 地图。 与超声波测距不同，超声波测距对反射物体的要求比较高，不能测量面积小的物体，如线条、圆锥形物体。 TOF红外测距可以完全克服这个问题。 同时，TOF测距精度高、距离远、响应快。

4、听力传感器，听力传感器是可以检测、测量和显示声音波形的传感器，应用广泛。 对于机器人来说，它的功能相当于一个麦克风，用来接收声波并显示声音的振动图像。 在某些环境下，机器人需要检测声音的音高和响度，区分左右声源，甚至判断声源的大致方位； 在某些情况下，机器人需要通过语音与人类交流。 因此，听觉传感器的存在使机器人能够更好地执行这些任务。

5、1005802-1压电传感器，MEAS压电传感器是预防性维护所必需的状态监测的核心部分，集成电子压电传感器是工业环境中最常用的动态测量传感器。

6、毫米波传感器，毫米波传感器使用无线电波及其回波通过测量三个因素来确定移动物体的方向和距离：速度、角度和范围。 这有助于机器人根据物体接近传感器的速度采取更多预防措施。 雷达传感器在黑暗环境中表现异常出色，可以透过石膏板、塑料和玻璃等材料进行感应。

HTU21D温湿度传感器与四大品牌产品对比

HTU21D温湿度传感器与四大品牌产品对比

由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温湿度一体的传感器就会相应产生。温湿度传感器是指能将温度量和湿度量转换成容易被测量处理的电信号的设备或装置。 市场上的温湿度传感器一般是测量温度量和相对湿度量。下面深圳工采网给大家介绍一下市场上面主流温湿度传感器产品优势以及产品参数数据对比。

数字输出温湿度传感器HTU21D

一、Sensirion

Sensirion的温湿度传感器产品主要包括SHT2X系列、SHT3X系列、SHTC1和SHTW2。

SHT2X 系列是HTU2X的直接竞争对手，SHT2x系列包括低成本版本SHT20、标准版本SHT21，以及高端版本SHT25。HTU21D温湿度传感器 对标的是SHT21温湿度传感器，并且HTU2X系列与SHT2X是可以直接pin to pin替换。其中HTU21D的RH精度和量程与SHT21一致，优势在于响应时间和功耗比SHT2X系列低。SHT2X系列的响应时间为8s，功耗为3.2uw。

微小型SHT21温湿度传感器

下面是Sensiron目前主推的型号：

Sensiron现在有几款温湿度传感器比HTU2X有明显优势的产品，为SHT3X 系列 ，SHTW2 ，SHTC1; 它们的主要优势在于体积 跟功耗 这两点。

SHT3X 为SHT2X的换代产品，SHT3x湿度传感器系列包括低成本版本SHT30、标准版本SHT31，以及高端版本SHT35。SHT3x湿度传感器系列结合了多种功能和各种接口（I2C、模拟电压输出），工作电压范围宽（2.4至5.5 V），2.5*2.5*0.9 DFN封装。SHT30/SHT31的精度为+-2%RH，SHT35的精度为+-1.5%RH，功为耗4.8uw。

HTU2X系列对比SHT3X的优势为响应时间快3s，功耗比SHT3X低；但是由于SHT3X为Sensiron于2016年推出的新产品，它对于HTU21D温湿度传感器 的主要优势为宽电压工作范围以及更小的尺寸，同时支持数字I2C输出和模拟电压输出。

SHTW2 温湿度传感器是Sensirion于2016年推出的第二代晶圆级芯片封装温湿度传感器，精度为+-3%RH，体积为1.3*0.7*0.5，支持I2C输出，1.8V工作电压，2uw超低功耗，适用于可穿戴应用。

SHTC1 温湿度传感器精度为+-3%RH，体积为2*2*0.75，支持I2C输出，1.8V工作电压和2uw的超低功耗适用于手机或物联网无线应用

数字温湿度传感器SHTC1

HTU21D与SHT2X系列、SHT3X系列、SHTC1和SHTW2产品参数对比

综上所述：Sensirion新系列温湿度传感器SHT3X 系列产品缩小了体积，调宽了供电电压范围（2.4-5.5），增加了供电电压势必增加了产品的整体功耗，未来低功耗的3V供电将会是低功耗产品的发展趋势。因此HTU21D 温湿度传感器有着更低功耗的优势，同时SHT系列核心采用CMOSensor技术相比与HTU21D温湿度传感最大的不足就是高湿抗结露 能力，与HTU21D温湿度传感器在高湿度环境下的快速恢复 还是有一定的差距。

二、Honeywell 霍尼韦尔

霍尼韦尔HumidIcon 数字式温湿度传感器提供一系列的精度，从 ±1.7% 相对湿度到 ±4.5% 相对湿度，工作温度范围宽且低迟滞。霍尼韦尔温湿度传感器用于多个领域，包括采暖通风空调设备 (HVAC)、制冷设备、办公自动化设备和医疗设备。

HumidIcon 数字式湿度/ 温度传感器

Humidlcon温湿度传感器的供电电压为3.3V，封装包括SIP 4引脚和SOIC-8 SMD，响应时间为6S。产品包括了HIH6000 系列数字式湿度/温度传感器（精度+-4.5%RH）、HIH6100 系列数字式湿度/温度传感器 （精度+-4%RH）、HIH7000 系列数字式湿度/温度传感器 （精度+-3%RH）、HIH8000 系列数字式湿度/温度传感器 （精度为+-2%RH）、HIH9000系列数字式湿度/温度传感器 （精度为+-1.7%RH）

数字式湿度/温度传感器HIH6000系列

HTU21D与HumidIcon 数字式湿度/ 温度传感器 产品参数对比

*HTU21D温湿度传感器湿度的精度与HIH8000系列相同，但是响应时间比它们快1S，功耗比Humidlcon的产品低，HTU21D为2.7uw，HIH8000系列为3.6uw；HTU21D的温度精度存在优势，HIH9000的温度精度才与HTU21D相同；同时HTU21D在体积上存在优势，但是Honewell的Humidlcon温湿度传感器采用的是比较普遍的SOIC-8 SMD封装和SIP 4插脚封装，更易于客户使用，缺点在于不太适用与小型的设备，比如手机和智能手表。

此外霍尼韦尔的湿度传感器主要的为模拟电压输出，响应时间为5S，精度为+-3%RH。包括HIH-4000系列湿度传感器 、HIH4010/4020/4021系列湿度传感器 、HIH4030/4031系列、HIH5030/5031系列低功耗电压输出型湿度传感器和HIH4602系列。其中HIH-4000 系列、HIH4010/4020/4021系列为SIP封装，HIH4030/4031系列、HIH5030/5031系列为表面贴装、HIH4602系列是温湿度传感器，为TO-5或TO-39金属壳封装。

三、Silicon Labs 芯科

Silicon Labs芯科的温湿度传感器为SI701x/2x/3X系列， Si7020/06/13/21 设备采用 3 mm x 3 mm 封装和 1.9 至 3.6 V 电源电压范围，而第 3 代 Si7034 设备则采用在可穿戴和消费类设备中流行的较小的 2 mm x 2 mm 封装和 1.67 V 至 1.98 V 低电压供电。

HTU2X系列对比SI701x/2x/3X系列，主要的优势集中在温湿度的精度 和响应时间 上，SI701x/2x/3X系列的主要优势集中于它的功耗，SI7034在体积和功耗上具有很大优势，但是它们存在的缺点是响应时间过长，达到了18S。

HTU21D与SI701x/2x/3X系列温湿度传感器参数对比

*HTU21D温湿度传感器的主要对标型号为SI7021,湿度精度同为+-3%RH，SI7021的功耗比HTU21D低，仅为2.2uw；第三代SI7034的功耗为0.9uw，湿度精度为+-4%RH，2*2DFN封装。

四、ST

ST的温湿度传感器为HTS221，其湿度精度为-+3.5%RH，响应时间为10S，HLGA-6L封装。

HTU21D与HTS221产品参数对比

HTU21D对比HTS221在各方面都存在优势，温湿度精度、体积、功耗和响应时间；HTS221同时具有I2C和SPI两种输出方式供客户选择这是其优点。

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