RUBICON engineering center

Компактный датчик влажности (SHT31, HTU21)

Синонимы: SHT31, SHT30, HTU21D, компактный гигрометр, Sensirion SHT3x
Миниатюрный интегральный датчик относительной влажности и температуры на базе чипов Sensirion SHT3x или TE Connectivity HTU21. Применяется в бытовой автоматике, умных домах, системах IoT, портативной измерительной технике. Интерфейс I2C.

Компактные датчики влажности на чипах Sensirion SHT3x (SHT30, SHT31, SHT35) и TE Connectivity HTU21D — массовое решение для измерения влажности в компактных устройствах. Используются в миллиардах устройств по всему миру.

Технические характеристики SHT31

  • Диапазон влажности — 0-100% RH
  • Погрешность — ±2% RH (типовая), ±1,5% RH (SHT35)
  • Диапазон температуры — -40..+125°C
  • Погрешность температуры — ±0,3°C
  • Интерфейс — I2C (2 провода + питание)
  • Питание — 2,15-5,5 В, ток 1,5 мА
  • Размер чипа — 2,5×2,5×0,9 мм
  • Время отклика — 8 секунд (0-63%)
  • Долговременный дрейф — < 0,25% RH / год

Характеристики HTU21D

  • Диапазон влажности — 0-100% RH
  • Погрешность — ±2% RH
  • Диапазон температуры — -40..+125°C
  • Интерфейс — I2C
  • Размер — 3×3×0,9 мм

Применение

Бытовая автоматика

  • Умные термостаты (Nest, Ecobee)
  • Увлажнители и осушители с автоматикой
  • Климат-контроль холодильников
  • Беспроводные датчики для умного дома (Xiaomi, Aqara)

Промышленная автоматика

  • Контроль микроклимата в серверных (не критичных)
  • Теплицы с автоматикой орошения
  • Хранилища овощей и фруктов
  • Инкубаторы (нужна защита от конденсата)

IoT и портативные устройства

  • Метеостанции
  • Автомобильные бортовые системы
  • Промышленные измерительные приборы (анемометры, газоанализаторы)
  • Электронные гигрометры

Защита от конденсата

Критическая проблема — при переходе из холодного помещения в тёплое или при высокой влажности на чипе образуется конденсат, искажающий показания. Решения:

  • Защитная мембрана — PTFE (Teflon) мембрана над чипом, пропускает молекулы воды, но блокирует капли
  • Нагрев чипа — встроенный нагреватель SHT31 (включается периодически для испарения конденсата)
  • Контроль точки росы — программный, предотвращение конденсата

Отличия от промышленных датчиков

  • Цена — чип SHT31 стоит $3-5 (vs $100-300 за промышленный)
  • Долговечность — 5-10 лет (vs 20+ лет промышленных S+S)
  • Точность — ±2% RH (vs ±1% RH промышленных высокоточных)
  • Для критичных применений — не подходит (нет метрологической поверки)

Для автоматики инженерных систем в коммерческих зданиях (BMS) — используются промышленные S+S Hygrasgard, RGP RH. SHT31/HTU21 — для бытовых и IoT применений.

Частые вопросы

  • Можно ли использовать SHT31 в системе автоматики ПВУ?
    Для некоммерческой автоматики (контроль, не учёт) — можно. SHT31 выдаёт 4-20 мА через модуль преобразования I2C→аналог (Arduino, ESP32 + ЦАП). Погрешность ±2% достаточна для управления рекуперацией или увлажнителем. Для коммерческого учёта или высокоточных применений — только промышленные RGP, S+S с метрологическим сертификатом.
  • Как защитить SHT31 от конденсата?
    Три решения: 1) защитная PTFE мембрана (готовые модули Adafruit, SparkFun); 2) программное использование встроенного нагревателя SHT31 при высокой влажности; 3) расчёт точки росы и предотвращение попадания датчика в неё. Для IoT применений обычно комбинация 1+2.

Источники

  1. Sensirion SHT3x — Datasheet — Sensirion AG
Автор: Sergey
Опубликовано: 28.10.2026
Обновлено: 27.10.2026
Компактный датчик влажности SHT31, HTU21 — для IoT и умного дома | РУБИКОН