Jste zde

Tlakový senzor s digitálním výstupem

Jan Robenek, 9. Červen 2009 - 7:15

Proč si komplikovat návrh přídavným A/D převodníkem, když může být přímo vestavěn již v samotném senzoru tlaku? Jediným zásadním rozhodnutím tak zůstane volba mezi komunikačním rozhraním SPI nebo I2C.

Ve Freescale představili další ze svých populárních tlakových senzorů, nyní nově obohacený o jednoduchý digitální výstup. S použitou technologií MEMS (micro-electromechanical systems) nabízí digitální senzor MPL115A vysokou přesnost měření, umocněnou minimální vlastní spotřebou a miniaturním provedením samotné součástky. Vedle optimalizačního vyhodnocení velikosti atmosférického tlaku v mechanikách pevných disků nebo výškoměrech najde obvod uplatnění i při absolutním měření tlaku v meteostanicích nebo přístrojích pracujících s vakuem. Zkrátka nepříjde ani přenosná lékařská elektronika nebo vše okolo respirátorů. MPL115A tak dokáže vhodně pokrýt neustále rostoucí požadavky na bezpečnost a jištění nejrůznějších přístrojů nebo rovnou celých systémů. Měření okolního tlaku, doplněné např. bezdrátovým dálkovým dohledem, může v tomto ohledu docela dobře vytvořit další významnou dimenzi.

Freescale má s výrobou senzorů třicetileté zkušenosti

MPL115A se svým okolím komunikuje digitálně, prostřednictvím volitelného rozhraní I2C (inter-integrated circuit) nebo SPI (serial peripheral interface) s možností přímého propojení na MCU. Taková architektura se bude výrazně odlišovat od většiny ostatních senzorů tlaku, např. dříve popisovaného MP3V5050, využívajících analogové signály s nutností použít MCU se zabudovaným A/D převodníkem nebo dokonce další samotnou součástku.

Použité zapouzdření typu LGA o rozměrech 3 x 5 x 1.2 mm vhodně nahrává miniaturním přenosným zařízením s vysokou hustotou integrace. Bateriově nebo ještě lépe solárně vyživované aplikace budou zase těžit z malého proudového odběru 1 μA ve sleep módu nebo 5 μA při aktivním měření, což může ve srovnání s obdobnými produkty činit až stonásobnou úsporu. Udržet spotřebu v přísných mezích konkrétní aplikace pomáhají speciální provozní módy a následné přepínání mezi nimi. Tak například energeticky úsporný režim standby byl rovnou nastaven jako výchozí, zatímco ten aktivní se vyskytuje pouze během měření, tj. před návratem zpět k režimu snížené spotřeby. Do malého pouzdra se kromě samotného čidla ještě vešel teplotní senzor s A/D převodníkem, ROM (read-only memory) pro uložení koeficientů a jednoduché I2C, resp. také SPI slave rozhraní.

Schéma zapojení senzoru tlaku s rozhraním SPI

Základní vlastnosti MPL115A:

Volba digitálního výstupu
- MPL115A1T1 pro SPI aplikace
- MPL115A2T1 pro I2C aplikace
Nízkoprofilové kovové pouzdro LGA o rozměrech 3 x 5 x 1.2 mm
Minimální proudový odběr
- 1 μA pro sleep mode
- 5 μA pro aktivní režim s jedním měřením za sekundu
Dostupnost teplotních a tlakových koeficientů pro teplotní kompenzaci
Vhodná konverze tlaku v jednotkách kPa (kiloPascal)
Rozsah měření absolutního tlaku 50 až 115 kPa
- Přesnost 1 kPa
Provozní rozsah teplot -40 ºC až 105 ºC
Napájení 2.4 až 5.5 V

Dostupnost a cena:

Seznámení s MPL115A umožňují vývojové kity KITMPL115A1SPI pro SPI protokol nebo KITMPL115A2I2C pro I2C protokol. Cena byla stanovena na $15. Samotný senzor MPL115A1T1 pro SPI aplikace nebo MPL115A2T1 pro rozhraní I2C je dostupný za doporučenou cenu $4.25 při odběru 10 000 ks.