Датчики температуры семейства TsicTM от компании ZMD

№ 9’2007
В статье рассказывается о микросхемах компании ZMD (www.zmd.de) серии TSic, представляющих собой недорогие, высокоточные температурные датчики уровня системы на чипе (SoC) cо встроенным цифровым ядром и перепрограммируемой памятью EEPROM, полностью протестированные и калиброванные при их производстве. Основным преимуществом устройств семейства TSic является высокая точность (до 0,05 °C) в сочетании с быстрым временем срабатывания, долговременной стабильностью, малым энергопотреблением и простотой применения.

В статье рассказывается о микросхемах компании ZMD (www.zmd.de) серии TSic, представляющих собой недорогие, высокоточные температурные датчики уровня системы на чипе (SoC) cо встроенным цифровым ядром и перепрограммируемой памятью EEPROM, полностью протестированные и калиброванные при их производстве. Основным преимуществом устройств семейства TSic является высокая точность (до 0,05 °C) в сочетании с быстрым временем срабатывания, долговременной стабильностью, малым энергопотреблением и простотой применения.

Серия ИС датчиков TSic специально спроектирована для построения эффективных в стоимостном отношении устройств измерения температуры с высокими рабочими характеристиками. Сфера применения этих датчиков достаточно широка — это системы автоматизации зданий, автомобильная промышленность, общая индустрия, бытовая техника, устройства с малым энергопотреблением или переносные мобильные устройства.

Микросхемы выполнены по оригинальной CMOS технологии со смешиванием сигнала и представляют собой так называемую систему на чипе (System-on-Chip, или SoC). В состав микросхем входят: источник опорного напряжения с выходом, пропорциональным температуре PTAT (proportional-to-absolute-temperature), прецизионный АЦП с низким потреблением и цифровой сигнальный процессор (DSP) с энергонезависимой памятью EEPROM. В датчиках реализован метод цифровой коррекции значений выходного сигнала в зависимости от температуры.

Серия TSic включает микросхемы как с аналоговым выходным сигналом напряжения, так и с цифровым интерфейсом. Возможны два варианта аналогового сигнала: стандартный выход от 0 до 1 В при напряжении питания от 3,0 до 5,5 В и ратиометрический (диапазон выходного напряжения находится в пределах от 10 до ~90% напряжения питания). Цифровой интерфейс является однопроводным и работает согласно протоколу ZACwire, в соответствии с которым температура кодируется 11 разрядами выходного кода.

Большинство ИС датчиков (за исключением серии TSic506) предназначено для проведения измерений в диапазоне температур от –50 до +150 °С. По классу точности, в зависимости от измеряемого температурного диапазона, микросхемы серии TSic разделены на несколько групп (табл. 1). Внутри группы датчики полностью взаимозаменяемы, либо допускают замену на микросхемы более высокого класса точности.

Таблица 1. Температурный диапазон и точность микросхем серии TSic
Температурный диапазон и точность микросхем серии TSic

Микросхемы серии TSic работают при напряжении от 3,0 до 5,5 В в диапазоне температур от –50 до +150 °С. Номинальный потребляемый ток (без нагрузки) составляет порядка 45 мкА, что подходит для многих переносимых устройств. Следует отметить, что все микросхемы на заводе калибруются при напряжении питания 5 В. При питании микросхем напряжением от 3,5 до 4,5 В точность будет уменьшаться. В таблице 2 приведены значения выходных сигналов микросхем серии TSic с аналоговым и цифровым выходом в зависимости от температуры.

Таблица 2. Значения выходного сигнала микросхем серии TSicTM
Значения выходного сигнала микросхем серии TSicTM

Для микросхем с цифровым выходом значение температуры можно рассчитать по формулам:

Микросхемы серии TSic выпускаются в корпусах SOP8, TO92 и COF (Chip-on-Flex) (табл. 3). Корпус COF имеет размеры 0,7×3,5×30 мм. Благодаря низкой теплоемкости датчик имеет высокое быстродействие. COF-корпус в сочетании с 4-контактным адаптером можно использовать для SMT монтажа.

Таблица 3. Наименование и внешний вид датчиков в корпусе COF
Наименование и внешний вид датчиков в корпусе COF

Протокол ZACwire для TSic

Протокол ZACwire представляет собой однопроводной протокол обмена. Кодирование битов в нем осуществляется подобно коду Манчестера. Так как тактовая информация заложена в самом передаваемом сигнале, это позволяет протоколу быть нечувствительным к скорости обмена между двумя конечными устройствами.

TSic передает однобайтные пакеты (рис. 1). Эти пакеты состоят из стартового бита, восьми бит данных и бита четности. Номинальная скорость передачи 8 кГц (125 мкс). В исходном состоянии сигнал имеет высокий уровень. Когда начинается передача, генерируется стартовый бит, за ним следуют 8 бит данных (старший разряд первым, младший — последним). Пакет заканчивается битом четности.

Передающий пакет ZACwire
Рис. 1. Передающий пакет ZACwire

TSic обеспечивает получение данных о температуре с 11-битным разрешением. Эти данные не могут быть сформированы в один пакет. Поэтому передача температурных данных из TSic состоит из двух пакетов (рис. 2). Первый пакет содержит 3 старших бита температурной информации, а второй — оставшиеся восемь. Существует один бит высокого уровня (стоп-бит) между концом первого пакета и стартом второго пакета.

Полный пакет ZACwire
Рис. 2. Полный пакет ZACwire

Кодирование битов осуществляется следующим образом (рис. 3). Стартовый бит всегда больше или равен 50% длительности периода бита (125 мкс при номинальной частоте передачи в 8 кГц). Уровень логической «1» фиксируется при условии, что длительность нахождения импульса в состоянии логической «1» в течение одного периода больше или равна 75% длительности этого периода. Соответственно, логический «0» фиксируется при длительности импульса, большей или равной 25% длительности периода. Длительность стоп-бита всегда равна 1/2 длительности битового периода. Он имеет высокий уровень и всегда стоит в пакете между байтами.

Принцип кодирования битов
Рис. 3. Принцип кодирования битов

Осциллограмма передачи простого пакета данных 96Hex по протоколу ZACwire показана на рис. 4. Бит четности равен нулю.

Осциллограмма передачи пакета по протоколу ZACwire
Рис. 4. Осциллограмма передачи пакета по протоколу ZACwire

Сопряжение микросхем серии TSic с цифровыми устройствами

Микросхемы TSic автоматически генерируют пакеты выходных данных с программируемой частотой порядка 10 Гц (время ответа 0,1 с). Чтение пакета данных, передаваемых по интерфейсу данных ZACwire, происходит следующим образом. При поступлении стартового импульса по падающему фронту измеряется время до перехода импульса в высокое состояние. Это время называется временем стробирования (Tstrobe). Далее, по каждому падающему фронту после задержки времени, равной Tstrobe, происходит выборка (чтение) состояния сигнала ZACwire. Рекомендуется частоту дискретизации сигнала для измерения Tstrobe устанавливать 16-кратной номинальной скорости передачи. Номинальная скорость передачи равна 8 кГц, поэтому частота дискретизации должна быть, как минимум, 128 кГц.

Для соединения сигнала ZACwire с микроконтроллером лучше использовать вход с возможностью работы по прерыванию по падающему фронту. Бит четности необходимо использовать при наличии сильных помех при длине линии передачи более 2 м. При отсутствии помех бит четности можно игнорировать.

Если система не допускает возможности работы по прерыванию, то микроконтроллер должен инициировать процесс чтения температурных данных. Это можно реализовать путем подачи напряжения питания на микросхему TSic с выхода микроконтроллера. Тогда после подачи напряжения эта микросхема в течение примерно 65–85 мс передаст первый пакет температурных данных. Преимущество этого метода подачи напряжения на микросхему заключается в том, что на время ожидания (в режиме power down) можно уменьшить среднеквадратический ток потребления с номинального значения в 45 мкА до нуля.

Микросхема TSic — это аналогово-цифровая микросхема со смешиванием сигнала, поэтому она имеет лучшие характеристики при работе от источника питания с низким шумом. При питании от микроконтроллера будет присутствовать цифровой шум. Поэтому при включении ИС через порт микроконтроллера целесообразно использовать простой RC-фильтр (рис. 5).

Схема питания микросхем от микроконтроллера
Рис. 5. Схема питания микросхем от микроконтроллера

Для оценки и тестирования микросхем серии TSic компания ZMD предлагает отладочный набор TSic LABkit (рис. 6). К компьютеру он подключается посредством USB-кабеля. Его программное обеспечение позволяет отображать на дисплее компьютера сигналы с выходов четырех датчиков температуры с возможностью записи в текстовый файл (минимального, максимального и среднего значений), а также дальнейшего импорта в другие приложения, например Excel.

Отладочный набор TSic LABkit™
Рис. 6. Отладочный набор TSic LABkit™

Информация, представленная в статье, иллюстрирует простоту достижения результатов при измерении температуры с ИС датчиков серии TSic — как в процессе разработки, так и при эксплуатации этих устройств в составе различных пользовательских модулей. Более подробную информацию можно почерпнуть на сайте производителя www.zmd.de.

xosotin chelseathông tin chuyển nhượngcâu lạc bộ bóng đá arsenalbóng đá atalantabundesligacầu thủ haalandUEFAevertonxosofutebol ao vivofutemaxmulticanaisonbetbóng đá world cupbóng đá inter milantin juventusbenzemala ligaclb leicester cityMUman citymessi lionelsalahnapolineymarpsgronaldoserie atottenhamvalenciaAS ROMALeverkusenac milanmbappenapolinewcastleaston villaliverpoolfa cupreal madridpremier leagueAjaxbao bong da247EPLbarcelonabournemouthaff cupasean footballbên lề sân cỏbáo bóng đá mớibóng đá cúp thế giớitin bóng đá ViệtUEFAbáo bóng đá việt namHuyền thoại bóng đágiải ngoại hạng anhSeagametap chi bong da the gioitin bong da lutrận đấu hôm nayviệt nam bóng đátin nong bong daBóng đá nữthể thao 7m24h bóng đábóng đá hôm naythe thao ngoai hang anhtin nhanh bóng đáphòng thay đồ bóng đábóng đá phủikèo nhà cái onbetbóng đá lu 2thông tin phòng thay đồthe thao vuaapp đánh lô đềdudoanxosoxổ số giải đặc biệthôm nay xổ sốkèo đẹp hôm nayketquaxosokq xskqxsmnsoi cầu ba miềnsoi cau thong kesxkt hôm naythế giới xổ sốxổ số 24hxo.soxoso3mienxo so ba mienxoso dac bietxosodientoanxổ số dự đoánvé số chiều xổxoso ket quaxosokienthietxoso kq hôm nayxoso ktxổ số megaxổ số mới nhất hôm nayxoso truc tiepxoso ViệtSX3MIENxs dự đoánxs mien bac hom nayxs miên namxsmientrungxsmn thu 7con số may mắn hôm nayKQXS 3 miền Bắc Trung Nam Nhanhdự đoán xổ số 3 miềndò vé sốdu doan xo so hom nayket qua xo xoket qua xo so.vntrúng thưởng xo sokq xoso trực tiếpket qua xskqxs 247số miền nams0x0 mienbacxosobamien hôm naysố đẹp hôm naysố đẹp trực tuyếnnuôi số đẹpxo so hom quaxoso ketquaxstruc tiep hom nayxổ số kiến thiết trực tiếpxổ số kq hôm nayso xo kq trực tuyenkết quả xổ số miền bắc trực tiếpxo so miền namxổ số miền nam trực tiếptrực tiếp xổ số hôm nayket wa xsKQ XOSOxoso onlinexo so truc tiep hom nayxsttso mien bac trong ngàyKQXS3Msố so mien bacdu doan xo so onlinedu doan cau loxổ số kenokqxs vnKQXOSOKQXS hôm naytrực tiếp kết quả xổ số ba miềncap lo dep nhat hom naysoi cầu chuẩn hôm nayso ket qua xo soXem kết quả xổ số nhanh nhấtSX3MIENXSMB chủ nhậtKQXSMNkết quả mở giải trực tuyếnGiờ vàng chốt số OnlineĐánh Đề Con Gìdò số miền namdò vé số hôm nayso mo so debach thủ lô đẹp nhất hôm naycầu đề hôm naykết quả xổ số kiến thiết toàn quốccau dep 88xsmb rong bach kimket qua xs 2023dự đoán xổ số hàng ngàyBạch thủ đề miền BắcSoi Cầu MB thần tàisoi cau vip 247soi cầu tốtsoi cầu miễn phísoi cau mb vipxsmb hom nayxs vietlottxsmn hôm naycầu lô đẹpthống kê lô kép xổ số miền Bắcquay thử xsmnxổ số thần tàiQuay thử XSMTxổ số chiều nayxo so mien nam hom nayweb đánh lô đề trực tuyến uy tínKQXS hôm nayxsmb ngày hôm nayXSMT chủ nhậtxổ số Power 6/55KQXS A trúng roycao thủ chốt sốbảng xổ số đặc biệtsoi cầu 247 vipsoi cầu wap 666Soi cầu miễn phí 888 VIPSoi Cau Chuan MBđộc thủ desố miền bắcthần tài cho sốKết quả xổ số thần tàiXem trực tiếp xổ sốXIN SỐ THẦN TÀI THỔ ĐỊACầu lô số đẹplô đẹp vip 24hsoi cầu miễn phí 888xổ số kiến thiết chiều nayXSMN thứ 7 hàng tuầnKết quả Xổ số Hồ Chí Minhnhà cái xổ số Việt NamXổ Số Đại PhátXổ số mới nhất Hôm Nayso xo mb hom nayxxmb88quay thu mbXo so Minh ChinhXS Minh Ngọc trực tiếp hôm nayXSMN 88XSTDxs than taixổ số UY TIN NHẤTxs vietlott 88SOI CẦU SIÊU CHUẨNSoiCauVietlô đẹp hôm nay vipket qua so xo hom naykqxsmb 30 ngàydự đoán xổ số 3 miềnSoi cầu 3 càng chuẩn xácbạch thủ lônuoi lo chuanbắt lô chuẩn theo ngàykq xo-solô 3 càngnuôi lô đề siêu vipcầu Lô Xiên XSMBđề về bao nhiêuSoi cầu x3xổ số kiến thiết ngày hôm nayquay thử xsmttruc tiep kết quả sxmntrực tiếp miền bắckết quả xổ số chấm vnbảng xs đặc biệt năm 2023soi cau xsmbxổ số hà nội hôm naysxmtxsmt hôm nayxs truc tiep mbketqua xo so onlinekqxs onlinexo số hôm nayXS3MTin xs hôm nayxsmn thu2XSMN hom nayxổ số miền bắc trực tiếp hôm naySO XOxsmbsxmn hôm nay188betlink188 xo sosoi cầu vip 88lô tô việtsoi lô việtXS247xs ba miềnchốt lô đẹp nhất hôm naychốt số xsmbCHƠI LÔ TÔsoi cau mn hom naychốt lô chuẩndu doan sxmtdự đoán xổ số onlinerồng bạch kim chốt 3 càng miễn phí hôm naythống kê lô gan miền bắcdàn đề lôCầu Kèo Đặc Biệtchốt cầu may mắnkết quả xổ số miền bắc hômSoi cầu vàng 777thẻ bài onlinedu doan mn 888soi cầu miền nam vipsoi cầu mt vipdàn de hôm nay7 cao thủ chốt sốsoi cau mien phi 7777 cao thủ chốt số nức tiếng3 càng miền bắcrồng bạch kim 777dàn de bất bạion newsddxsmn188betw88w88789bettf88sin88suvipsunwintf88five8812betsv88vn88Top 10 nhà cái uy tínsky88iwinlucky88nhacaisin88oxbetm88vn88w88789betiwinf8betrio66rio66lucky88oxbetvn88188bet789betMay-88five88one88sin88bk88xbetoxbetMU88188BETSV88RIO66ONBET88188betM88M88SV88Jun-68Jun-88one88iwinv9betw388OXBETw388w388onbetonbetonbetonbet88onbet88onbet88onbet88onbetonbetonbetonbetqh88mu88Nhà cái uy tínpog79vp777vp777vipbetvipbetuk88uk88typhu88typhu88tk88tk88sm66sm66me88me888live8live8livesm66me88win798livesm66me88win79pog79pog79vp777vp777uk88uk88tk88tk88luck8luck8kingbet86kingbet86k188k188hr99hr99123b8xbetvnvipbetsv66zbettaisunwin-vntyphu88vn138vwinvwinvi68ee881xbetrio66zbetvn138i9betvipfi88clubcf68onbet88ee88typhu88onbetonbetkhuyenmai12bet-moblie12betmoblietaimienphi247vi68clupcf68clupvipbeti9betqh88onb123onbefsoi cầunổ hũbắn cáđá gàđá gàgame bàicasinosoi cầuxóc đĩagame bàigiải mã giấc mơbầu cuaslot gamecasinonổ hủdàn đềBắn cácasinodàn đềnổ hũtài xỉuslot gamecasinobắn cáđá gàgame bàithể thaogame bàisoi cầukqsssoi cầucờ tướngbắn cágame bàixóc đĩaAG百家乐AG百家乐AG真人AG真人爱游戏华体会华体会im体育kok体育开云体育开云体育开云体育乐鱼体育乐鱼体育欧宝体育ob体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育开云体育开云体育棋牌棋牌沙巴体育买球平台新葡京娱乐开云体育mu88qh88

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *