Cyfrowy termometr/termostat I²C zgodny z Grove

01 sierpnia 2025

Prezentowany moduł oparty jest na cyfrowym termometrze I²C PCT2075D firmy NXP. Układ ten pracuje w zakresie temperatur od –25°C do 100°C, z dokładnością ±1°C przy 25°C i jest zgodny zarówno pod względem wyprowadzeń, jak i obsługi programowej, z serią przemysłowych termometrów LM75x. Cechą szczególną PCT2075D jest rozszerzona adresacja, umożliwiająca użycie nawet 27 układów na jednej magistrali I²C.

Podstawowe parametry:

moduł na bazie scalonego termometru PCT2075D,
zgodność układu wyprowadzeń i kompatybilność programowa z termometrami z serii LM75x,
dokładność: ±1°C przy 25°C,
rozszerzona adresacja (do 27 układów na wspólnej szynie I²C),
napięcie zasilania: 2,7...5,5 V,
pobór prądu: 0,5 mA,
wyjście termostatowe o obciążalności do 24 mA @ 5 V,
wybór adresu za pomocą zworek lutowniczych.

Budowa wewnętrzna PCT2075D została pokazana na rysunku 1, zaś schemat ideowy modułu – na rysunku 2.

Rysunek 1. Struktura wewnętrzna PCT2075D (za notą NXP)

Rysunek 2. Schemat ideowy modułu

Płytka zasilana jest napięciem 2,7...5,5 V poprzez złącze I²C, do którego doprowadzone są również linie sygnałowe magistrali I²C. Układ U1 typu PCT2075D oprócz przetwarzania temperatury, oferuje funkcję termostatu z wyjściem OS, wyprowadzonym na złącze IO. Aby zapobiec podgrzewaniu struktury układu U1 prądem wyjściowym linii OS, co prowadziłoby do zmniejszenia dokładności pomiaru temperatury, płytkę wyposażono w dodatkowy bufor separujący U2, którego sygnał wyjściowy ALM również doprowadzono do złącza IO.

Wyjście OS U1 (typu otwarty dren) podciągnięte jest do dodatniej szyny zasilania poprzez rezystor R3 i może zostać użyte do monitorowania stanu termostatu, np. przez procesor. Wyjście ALM służy natomiast do sterowania obciążeniem przez transoptor lub przekaźnik SSR, a jego obciążalność to 24 mA przy napięciu 5 V (maksymalny szczytowy prąd 50 mA). Zwory A0, A1, A2 służą do adresacji U1 zgodnie z tabelą 1. Kompatybilność z termometrami z serii LM75x zapewnia pierwsze 8 adresów w zakresie: 0x48...0x4F.

Termometr zmontowany jest na niewielkiej, dwustronnej płytce drukowanej, zgodnej formatem z Grove. Rozmieszczenie elementów pokazano na rysunku 3, a zmontowany moduł – na fotografii tytułowej. Montaż jest oczywisty i nie wymaga opisu.

Rysunek 3. Rozmieszczenie elementów

Sprawdzenie działania modułu najprościej wykonać jest przy użyciu Arduino lub Raspberry Pi i dowolnej biblioteki obsługującej termometr LM75x. Moduł wymaga zasilania w zakresie 2,7...5,5 V, pobór prądu podczas pracy jest mniejszy niż 0,5 mA. Po konfiguracji adresacji zworami A2...A0 moduł jest gotowy do pracy.

Ze względu na zgodność z rodziną LM75x, płytka umożliwia montaż każdego kompatybilnego termometru w obudowie TSSOP8, np. LM75B, SE95DP, TCN75A czy TMP1075D.

Adam Tatuś, EP

Wykaz elementów:

Rezystory: (SMD 0603, 5%)