Pro třetí pokračování série o inteligentních senzorech teploty jsem vybral zajímavé zástupce z nabídky firmy Microchip. Jistě každý technik už slyšel o mikrokontrolérech PIC, ale v Microchip produkuje i mnoho dalších integrovaných obvodů pro napájecí obvody, zesilovače, a tedy i senzory teploty. Vybrat lze z různých typů s analogovým, logickým nebo digitálním výstupem a s jednovodičovým nebo vícevodičovým připojením. Mezi nejjednodušší teploměry patří ty s logickým výstupem, které pracují jako termostaty, jejichž výstup se mění vždy po překročení komparativní hraniční teploty.

Použití inteligentních teplotních senzorů

• Počítačová technika, servery, pracovní stanice, harddisk jednotky, PC periferie
• Měření teploty v mobilních aplikacích
• Regulace topení a vytápění
• Měření teploty vnitřního i venkovního prostoru
• Kontrola a detekce přehřátí či podchlazení
• Testování zařízení
• Klimatizace
• Teplotní ochrana zařízení a součástek
• Funkce termostatu
• Řízení větráků, detekce překročení mezních teplot sytému nebo prostoru

TC1046 - Very simple Temperature-to-Voltage Converter

Provedení: Obvod TC1O46 je jednoduchý analogový teplotní senzor s lineárním převodní charakteristikou. Napěťový výstup je v rozsahu 174 mV při -40°C, 424 mV při 0°C, 580 mV při +25°C a 1205 mV a při +125°C. Výhodou velmi jednoduchého senzoru bez dalších zvláštních funkcí je velmi nízká spotřeba. Proto je velmi vhodný pro malá bateriově napájená zařízení.

Hlavní vlastnosti:

• Napájení: 2.7 až 4.4 V
• Spotřeba: typ. 35 µA
• Měřící teplotní rozsah: -40°C až +125°C
• Přesnost: typicky ±0.5°C (0°C až +125°C), ± 1.0°C (-40°C až 0°C)
• Výstup: analogový, převodní konstanta 6.25 mV/°C s offsetem 580 mV při 25°C (424 mV při 0°C)
• Výstupní rozhraní: jednovodičové, zatížení výstupu až 100 µA
• Pouzdro: 3pin SOT-23B (ekvivalent k JEDEC TO-236)
• Další: nic

Katalogový list obvodu TO1046 (10 stran - 415kB)

MCP9700/9701 - Low-Power Linear Active Thermistor IC

Provedení: MCP9700 a MCP9701 jsou tzv. integrované lineární aktivní termistory s analogovým výstupem. Celý senzor je koncipován jako levný senzor teploty, proto dosahuje jen průměrných hodnot přesnosti měření. Výstup VOUT je optimalizovaný pro přímé napojení na A/D převodník s rozlišením 8 bitů (1°C/bit).

Hlavní vlastnosti:

• Napájení: 2.3 V až 5.5 V (MCP9700), 3.1(MCP9701)
• Spotřeba: max. 12µA
• Měřící teplotní rozsah: -40°C až +125°C (MCP9700), -10°C až +125°C (MCP9701)
• Přesnost: max. 4°C (pro 0°C až +70°C), max. 6°C (jinde)
• Výstup: analogový, převodní konstanta 10 mV/°C s offsetem 500 mV při 0°C (MCP9700), převodní konstanta 19.5 mV/°C s offsetem 400 mV při 0°C (MCP9701)
• Výstupní rozhraní: jednovodičové s možností zatížení zátěží se velkou kapacitou, zatížení až 100 µA
• Pouzdro: 5pin SC70-5
• Další: výstup je optimalizovaný pro přímé napojení na A/D převodník s rozlišením 8 bitů (1°C/bit), ESD ochrana 4 kV

Katalogový list obvodu MCP9700/9701 (18 stran - 303kB)

TC620/TC621 - Dual Trip Point Temperature Sensors

Provedení: Senzory TC620 a TC621 jsou teplotní termostaty, které překlápějí svoje logické výstupy LOW LIMIT a HIGH LIMIT při překročení nebo poklesu teploty přes hodnoty dané externími rezistory. Senzor TC620 má teplotní termistorový snímač již integrovaný na chipu, zatímco senzor TC621 obsahuje vstup/rozhraní pro externí termistor.

Hlavní vlastnosti:

• Napájení: 2.7V až 4.5V nebo 4.5V až 18V (dle typu, resp. pouzdra)
• Spotřeba: max. 300 nebo 600 µA (dle typu, resp. pouzdra)
• Měřící teplotní rozsah: 0°C až +70°C, -40°C až +85°C, -40°C až +125°C (dle typu, resp. pouzdra)
• Přesnost: typ. ±1°C, ±5°C
• Výstup: překlápění logického výstupu dle hodnoty teploty nastavené externím rezistorem (RTRIP = 0.5997 x T 2.1312), hystereze 2°C
• Výstupní rozhraní: logický napěťový jednovodičový výstup
• Pouzdro: TO-220 nebo standardní 8pin PDIP a SOIC

Katalogový list obvodu TC620/621 (14 stran - 462kB)

TC622/TC624 - Low Cost Single Trip Point Temperature Sensor

Provedení: Externím odporem programovatelný teplotní senzor/termostat, který překlápí logické výstupy OUT a negovaný OUT po překročení teploty rozhodovací úrovně. Hystereze je pevná 2°C. Teplotní snímač je integrován přímo na chipu senzoru.

Hlavní vlastnosti:

• Napájení: 2.7V až 4.5V nebo 4.5V až 18V (dle typu, resp. pouzdra)
• Spotřeba: max. 300 nebo 600 µA (dle typu, resp. pouzdra)
• Měřící teplotní rozsah: 0°C až +70°C, -40°C až +85°C, -40°C až +125°C (dle typu, resp. pouzdra)
• Přesnost: typ. ±1°C, max. ±5°C
• Výstup: překlápění logického výstupu dle hodnoty teploty nastavené externím rezistorem (RTRIP = 0.5997 x T 2.1312), hystereze 2°C
• Výstupní rozhraní: 2x logický napěťový výstup
• Pouzdro: TO-220 nebo standardní 8pin PDIP a SOIC
  
  
  
  

Katalogový list obvodu TC622/624 (14 stran - 460kB)

TC72 - Digital Temperature Sensor with SPI™ Interface

Provedení: Číslicový senzor teploty se snímačem na bázi PN přechodu. Výstup je kompatibilní se standardem sběrnice SPI a obsahuje rychlým 10bitovým A/D převodník integrovaným na chipu senzoru. Výběr konkrétního senzoru z více senzorů na sběrnici lze použít vývod CE. Každý senzor obsahuje unikátní číslo, tzv. Manufacturer ID, kterým je možné po sběrnici identifikovat každý senzor.

Hlavní vlastnosti:

• Napájení: 2.65V až 5.5V
• Spotřeba: max. 400 µA (1 µA v shutdown módu)
• Měřící teplotní rozsah: -55°C to +125°C
• Přesnost: ±2°C (-40°C až +85°C), ±3°C (-55°C to +125°C)
• Rozlišení: 0.25 °C (10bitů)
• Výstupy: 10bit. A/D převodník sigma-delta, rychlost převodu 200 ms
• Výstupní rozhraní: třívodičová sériová sběrnice kompatibilní s SPI (vodiče SDI, SDO, SCK) + výběrový signál CE
• Pouzdro: 8pin. MSOP nebo DFN
• Další: One-Shot Conversion mód = jednorázové změření teploty

Katalogový list obvodu TC72 (24 stran - 442kB)

TCN75 - 2 Wire Serial Temperature Sensor and Thermal Monitor

Provedení: TCN75 je integrovaný inteligentní senzor teploty se sériovým rozhraním a INT/CMPTR výstupem pracující jako komparátor. Ten překlápí, když měřená teplota přesáhne hodnotu uloženou ve vnitřním registru senzoru. Stejně tak lze nastavit hysterezi zpětného překlopení při poklesu teploty. Zapojení vývodů A0 až A1 pak určuje adresu senzoru. Tak lze na jedné sběrnici provozovat až 8 senzorů.

Hlavní vlastnosti:

• Napájení: 2.7 až 5.5V
• Spotřeba: max. 1 mA (1 µA v shutdown módu)
• Měřící teplotní rozsah: -55°C to +125°C
• Přesnost: max. ±3°C (v celém rozsahu)
• Rozlišení: 0.5°C (9 bitů)
• Výstupy: 9bitový A/D převodník sigma-delta, rychlost převodu 55 ms
• Výstupní rozhraní: dvouvodičová sběrnice (vývody SDA, SCL)
• Pouzdro: 8pin. MSOP a SOIC
• Další:

Katalogový list obvodu TCN75 (18 stran - 480kB)

MCP9800/1/2/3 - 2-Wire High-Accuracy Temperature Sensor

Provedení: Řadu obvodů MCP980x tvoří inteligentní senzory teploty s integrovaným teplotním snímačem typu band-gap a číslicovým výstupem a komunikací po sběrnicích I2C nebo SMBus (dle typu). Dle zvoleného pouzdra mají senzory nastavitelnou 3bitovou adresu (8vývodové) nebo pevnou adresu napevno zadanou uvnitř na chipu (5vývodové pouzdro).

Hlavní vlastnosti:

• Napájení: 2.7V až 5.5V
• Spotřeba: max. 400 µA ( max. 1 µA v shutdown módu)
• Měřící teplotní rozsah: -55°C až +125°C
• Přesnost: ±0.5°C (+25°C), ±1°C (-10°C až +85°C), ±2°C (-10°C až +125°C), ±3°C (-55°C až +125°C)
• Rozlišení: max. 0.0625°C (12 bitů)
• Výstupy: 9, 10, 11, nebo 12bitový A/D převodník sigma-delta (nastavitelné rozlišení), rychlost převodu 30 ms až 240 ms (9 až 12bitový výstup)
• Výstupní rozhraní: Dvouvodičová sběrnice kompatibilní s I2C (MCP9800/01) a SMBus (MCP9802/03), ALERT výstup
• Pouzdro: 5pin. SOT-23 (MCP9800/02) nebo 8pin. MSOP a SOIC (MCP9801/03)
• Další: One-shot mód = jednorázové změření teploty i v když je obvod v shutdown módu, ALERT výstup = výstup komparátoru, který porovnává měřenou teplotu se zadanou

Katalogový list obvodu MCP980x (30 stran - 490kB)

Závěr

Nabídka firmy Microchip sice není tak rozsáhlá jako například firmy Maxim/Dallas, ale obsahuje zajímavé senzory teploty s vlastnostmi, které né vždy najdeme u konkurence. Navíc pro většinu běžných aplikací lze zde najít alespoň jeden vyhovující senzor. Nejzajímavější jsou pak, dle mého názoru, integrované "termostaty" (obvody TC620 až TC622). Zvláště senzor TC621 s připojitelným externím snímačem typu termistor se až tak často nevyskytuje. Běžnější je externí snímač teploty v provedení PN přechodu diody nebo tranzistoru. Microchip tedy nabízí hlavně jednoduché senzory teploty. Naopak složité senzory s mnoha funkcemi najdeme v nabídce firmy Analog Devices. O těch lze již opravdu tvrdit, že jsou "inteligentní". O těch však příště, v dalším pokračování série článků o inteligentních senzorech teploty na stránkách serveru automatizace.hw.cz.

DOWNLOAD & Odkazy

• Domovské stránky firmy Microchip - www.microchip.com
• Domovská stránka distributora pro ČR, Microrisc s.r.o. - www.microrisc.cz
  
  
• Katalogový list obvodu TO1046 (10 stran - 415kB)
• Katalogový list obvodu MCP9700/9701 (18 stran - 303kB)
• Katalogový list obvodu TC620/621 (14 stran - 462kB)
• Katalogový list obvodu TC622/624 (14 stran - 460kB)
• Katalogový list obvodu TC72 (24 stran - 442kB)
• Katalogový list obvodu TCN75 (18 stran - 480kB)
• Katalogový list obvodu MCP980x (30 stran - 490kB)
  
  
• článek o inteligentních senzorech teploty od různých výrobců na stránkách HW serveru - automatizace.hw.cz
• článek o inteligentních senzorech teploty Dallas na stránkách automatizace.hw.cz
• článek o inteligentním senzoru teploty SMT160-30 na stránkách HW serveru
• Další články týkající se senzorů na serveru automatizace.HW.cz