任务介绍
本次选择的任务是做一款温度采集板,设计一款传感器采集板,能采集温度(或其他环境参数)并将数据通过数字接口输出,为后续控制系统提供数据源。基本要求:
- 至少包含一种温度传感器(数字或模拟)
- 提供数字通信接口(I2C/SPI/1-Wire/ADC,至少一种)供MCU读取数据
- 板载信号调理电路(如ADC参考电压、滤波电容等) - 使用数字传感器(如DS18B20、BME280)方案时可省略此项
- 支持3.3V或5V供电
- 提供标准接口,方便与MCU开发板连接
我们本次选择的芯片是STS40,该款芯片是专用的温度传感器,完全满足本次任务的要求。
模块介绍
本次设计的模块主要基于STS40进行设计,STS4L-AD1B-R3是Sensirion公司推出的一款超低功耗、高精度数字温度传感器,采用I²C接口,通信速度高达1MHz,默认I²C地址为0x2A(7位地址)。该传感器测量范围为-40°C至+125°C,在5°C至60°C范围内典型精度为±0.2°C,整体精度达±0.4°C,温度分辨率为16位。其单次测量典型电流仅0.4µA(1次测量/秒),待机电流3.4µA,工作电压范围1.08V至3.6V,非常适合电池供电的低功耗应用。传感器采用4引脚DFN-4-EP封装(1.5mm×1.5mm×0.5mm),支持表面贴装技术(SMT),具备CRC校验功能确保通信可靠性,并可设置温度阈值实现报警功能。其小尺寸、高精度和低功耗特性使其广泛应用于可穿戴设备、智能家居、工业控制及医疗电子等领域。
STS4L-AD1B-R3芯片DigiKey链接:https://www.digikey.cn/zh/products/detail/sensirion-ag/STS4L-AD1B-R3/24818507
原理图和PCB模块介绍

原理图
PCB
本次的设计采用的是插针连接的方式,基本上把引脚和状态引脚引出来了,模块比较小巧,我们参考了一些经典设计,留有4个定位孔用于安装固定,同时支持Qwiic接口。
3D效果图
模块主要性能指标和管脚定义
主要性能指标
核心芯片 | STS40 |
输出接口 | 排针+Qwiic |
通信功能 | IIC |
板卡尺寸 | 25*20 |
供电电压 | 3.3V |
管脚定义
通信接口:
管脚属性 | 管脚名 | 管脚编号 |
P | GND | 1 |
P | VCC | 2 |
I/O | SDA | 3 |
I/O | SCL | 4 |
心得体会
本次参与项目的开发实际上有很多优秀的参考设计可以参考,也希望可以学习这个优秀设计的内容,进而锻炼自己的硬件设计能力和PCB的绘制能力,通过不断的模块化的设计可以尽可能多的接触更多的新器件,在了解其基本特性的前提下,学习使用他们,这是一次非常不错的机会,加油!