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Datasheet File OCR Text: |
this is information on a product in full production. august 2016 docid026333 rev 4 1/33 hts221 capacitive digital sensor for relative humidity and temperature datasheet - production data features ? 0 to 100% relative humidity range ? supply voltage: 1.7 to 3.6 v ? low power consumption: 2 a @ 1 hz odr ? selectable odr from 1 hz to 12.5 hz ? high rh sensitivity: 0.004% rh/lsb ? humidity accuracy: 3.5% rh, 20 to +80% rh ? temperature accuracy: 0.5 c,15 to +40 c ? embedded 16-bit adc ? 16-bit humidity and temperature output data ? spi and i2c interfaces ? factory calibrated ? tiny 2 x 2 x 0.9 mm package ? ecopack ? compliant applications ? air conditioning, heating and ventilation ? air humidifiers ? refrigerators ? wearable devices ? smart home automation ? industrial automation ? respiratory equipment ? asset and goods tracking description the hts221 is an ultra-compact sensor for relative humidity and temperature. it includes a sensing element and a mixed signal asic to provide the measurement information through digital serial interfaces. the sensing element consists of a polymer dielectric planar capacitor structure capable of detecting relative humidity variations and is manufactured using a dedicated st process. the hts221 is available in a small top-holed cap land grid array (hlga) package guaranteed to operate over a temperature range from -40 c to +120 c. hlga-6l (2 x 2 x 0.9 mm) table 1. device summary order code temperature range [c] package packing HTS221TR -40 to +120 hlga-6l tape and reel www.st.com
contents hts221 2/33 docid026333 rev 4 contents 1 hts221 block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1 pin information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2 sensor parameters and electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.1 communication interface characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.1.1 spi - serial peripheral interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.1.2 i2c - control interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2 absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3 functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.1 ic interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.2 factory calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 4 application hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 4.1 soldering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 5 digital interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 5.1 i 2 c serial interface (cs = high or unconnected cs) . . . . . . . . . . . . . . . 14 5.1.1 i2c operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 5.2 spi bus interface (cs = low) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 5.2.1 spi write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 5.2.2 spi read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6 register mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 7 register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 7.1 who_am_i (0fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 7.2 av_conf (10h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 7.3 ctrl_reg1 (20h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 7.4 ctrl_reg2 (21h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 7.5 ctrl_reg3 (22h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 7.6 status_reg (27h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 7.7 humidity_out_l (28h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 docid026333 rev 4 3/33 hts221 contents 33 7.8 humidity_out_h (29h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 7.9 temp_out_l (2ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 7.10 temp_out_h (2bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 8 humidity and temperature data conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 9 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 9.1 hlga-6l package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 9.2 hlga-6l packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 10 revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 list of tables hts221 4/33 docid026333 rev 4 list of tables table 1. device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 table 2. pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 table 3. humidity and temperature parameter specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 table 4. electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 table 5. spi slave timing values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 table 6. i2c slave timing values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 table 7. absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 table 8. serial interface pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 table 9. serial interface pin description i 2 c terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 table 10. sad + read/write patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 table 11. transfer when master is writing one byte to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 table 12. transfer when master is writing multiple bytes to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 table 13. transfer when master is receiving (reading) one byte of data from slave . . . . . . . . . . . . . 16 table 14. transfer when master is receiving (reading) multiple bytes of data from slave . . . . . . . . . 16 table 15. register address map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 table 16. humidity and temperature average configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 table 17. output data rate configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 table 18. typical power consumption with heater on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 table 19. decoding the coefficients in the sensor flash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 table 20. hlga-6l (2 x 2 x 0.9 mm) mechanical data outer dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 table 21. reel dimensions for carrier tape of hlga-6l package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 table 22. document revision history. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 docid026333 rev 4 5/33 hts221 list of figures 33 list of figures figure 1. hts221 block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 figure 2. pin configuration (bottom view). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 figure 3. spi slave timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 figure 5. hts221 electrical connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 figure 6. spi write protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 figure 7. multiple byte spi write protocol (2-byte example). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 figure 8. spi read protocol in 3-wires mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 figure 9. step 1: linear interpolation to convert lsb to c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 figure 10. step 2: linear interpolation to convert lsb to rh% . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 figure 11. hlga-6l (2 x 2 x 0.9 mm) package outline and mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 figure 12. carrier tape information for hlga-6l package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 figure 13. hlga-6l package orientation in carrier tape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 figure 14. reel information for carrier tape of hlga-6l package. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 hts221 block diagram hts221 6/33 docid026333 rev 4 1 hts221 block diagram figure 1. hts221 block diagram 1.1 pin information figure 2. pin configuration (bottom view) + x p l g l w \ & |