8-kanałowy termometr z I2C

8-kanałowy termometr z I2C
Pobierz PDF Download icon
Czasem jest konieczny pomiar temperatury w kilku niezależnych punktach urządzenia. Oczywiście, dostępne są termometry z interfejsem 1-Wire czy I2C ułatwiające realizację małej sieci niezależnych termometrów, jednak ich koszt nie jest pomijalny. Przedstawiony układ używa jako czujników ?najzwyklejszych? tranzystorów krzemowych, w wyniku czego nawet kilka kanałów pomiarowych kosztuje niewiele i może być zbudowane z elementów zalegających w szufladzie.

W module zastosowano gotowe rozwiązanie oparte o układ EMC1428 firmy Microchip. Jest on kompletnym przetwornikiem 8-kanałowym, obsługujących 7 czujników kanałów zewnętrznych i jeden czujnik wbudowany w strukturę układu. Każdy z nich ma obwód obróbki sygnału, dzięki któremu z rejestrów danych można oczytać temperaturę w stopniach Celsiusa. Odczyt jest możliwy z rozdzielczością 0,125°C z dokładnością ±2% w zakresie temperatury –40…+127°C, przy konwersji wykonywanej 4 razy na sekundę średni pobór prądu jest mniejszy niż 1,2 mA. Układ ma wbudowany komparator, współpracujący z pierwszym kanałem (DP/N1), umożliwiający sprzętowe generowanie sygnału alarmowego (SYS_SHDN) po przekroczeniu ustalanej zewnętrznym rezystorem temperatury progowej (z zakresu 65…127°C). Sygnał może służyć do wyłączenia systemu, po przekroczeniu ustalonej temperatury (>65’C). Dostępny jest także sygnał ALERT, który w zależności od konfiguracji może pełnić funkcję przerwania lub alarmu po przekroczeniu zadanej temperatury, niezależnie dla każdego kanału. Układ automatycznie wykrywa najwyższą temperaturę i wskazuje kanał pomiarowy, ułatwia to konstrukcję wszelkiego rodzaju termostatów i układów sterowania chłodzeniem. Wyjścia alarmowe mają strukturę OD. Interfejsem komunikacyjnym jest I2C/SMBus. Układ wymaga zasilania 3,3 V, wyprowadzenie I2C oraz alarmów tolerują 5 V. Dzięki wykorzystaniu antyrównoległego połączenia elementów pomiarowych w kanałach 2…7 możliwe było zmniejszenie liczby wyprowadzeń i umieszczenie układu w obudowie QFN16.

Możliwe sposoby podłączenia czujników do EMC1428 prezentuje nota katalogowa firmy Microchip.

Schemat ideowy termometru pokazano na rysunku 1. Rozwiązanie jest banalne – poza U1 (EMC1428) zawiera jedynie kondensator filtrujący zasilanie C1, rezystory podciągające magistralę RP1 (z możliwością odłączenia zworą PU), diodę PWR sygnalizująca załączenie zasilania. Sygnały zasilania, alarmów i magistrali wyprowadzone są złączem I2C. Czujniki temperatury są dołączone do złącz TH1, 2/3, 4/5, 6/7. Rezystor R1 programuje próg zadziałania komparatora alarmu SYS_SDN (SSDN). Kilka typowych wartości progowych przedstawia tabela 1.

Schemat montażowy termometru pokazano na rysunku 2. Przed uruchomieniem należy ustalić wymaganą wartość rezystora R1. Sam montaż nie wymaga opisu.

Konfiguracja i odczyt EMC1428 odbywa się pod adresem 1001100 magistrali I2C. Sekwencję zapisu, odczytu pokazano na rysunkach 3 i 4. Szczegółowa mapa rejestrów dostępna jest w dokumentacji, w artykule opisany jest tylko minimalny zestaw niezbędny do pomiaru temperatury (tabela 2). Pierwszym odczytywanym rejestrem jest 0xFD, w którym jest przechowywana jest wartość 29h identyfikująca EMC1428. Prawidłowy odczyt rejestru może być uznany za detekcję układu na I2C. W rejestrach 0xFE (0x5D), 0xFF (0x01) przechowywane są odpowiednio ID producenta i wersja układu. Każdy odczyt temperatury 11-bitów + znak zajmuje dwa rejestry, należy zwrócić uwagę, że nie wszystkie zajmują kolejne adresy.

Adam Tatuś, EP

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
styczeń 2017
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik lipiec 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio lipiec 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje lipiec 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna lipiec 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich czerwiec 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów