Czujnik zamrożenia z interfejsem Grove

Czujnik zamrożenia z interfejsem Grove

Minimoduł czujnika zamrożenia znajduje zastosowanie w aplikacjach, w których potrzebna jest sygnalizacja spadku temperatury do wartości poniżej kilku stopni Celsjusza, przy której rośnie ryzyko zamrożenia instalacji wodnej, wystąpienia kondensacji lub oblodzenia powierzchni. Moduł bazuje na układzie ADT6402 – przetworniku temperatury zawierającym wbudowany komparator z histerezą.

Podstawowe parametry:
  • detekcja spadku temperatury poniżej 5°C i wzrostu powyżej 7°C,
  • sygnalizacja spadku temperatury stanem niskim na wyjściu,
  • napięcie zasilania: 2,7...5 V,
  • wbudowany bufor wyjściowy,
  • złącze zgodne ze standardem Grove.

Budowę wewnętrzną ADT6402 pokazano na rysunku 1. Sygnał z wbudowanego przetwornika temperatury przetwarzany jest na wartość cyfrową i porównywany w komparatorze z wartościami ustawionymi za pomocą wyprowadzeń S0...S2. W zależności od potrzeb możliwe jest wybranie kilku progów temperatury i dwóch progów histerezy zadziałania. Na wyjściu układu, po spełnieniu warunków zadziałania, pojawia się stan wysoki. W modelu wybrano sygnalizację spadku temperatury poniżej 5°C z histerezą 2°C, co pozwala na wcześniejsze ostrzeżenie przed ryzykiem zamrożenia.

Rysunek 1. Budowa wewnętrzna ADT6402

Schemat ideowy modułu pokazano na rysunku 2. Oprócz układu ADT6402 na płytce znajduje się jedynie bufor wyjściowy w postaci inwertera U2 typu LVC1G06. Zastosowanie negatora z wyjściem typu otwarty dren, oprócz separacji obciążenia od U1 (które mogłoby wpływać na dokładność pomiaru temperatury), umożliwia także równoległe łączenie kilku czujników umieszczonych w różnych miejscach monitorowanego obszaru. Zasilanie (2,7...5 V), sygnał wyjściowy (TFRO) oraz bezpośredni sygnał z wyjścia z czujnika (TFR) doprowadzone są do złącza FRS w standardzie Grove.

Rysunek 2. Schemat czujnika zamrożenia

Moduł zmontowano na dwustronnej płytce drukowanej. Rozmieszczenie elementów widać na rysunkach 3a i 3b – sposób montażu jest klasyczny i nie wymaga dokładniejszego opisu. Elementy płytki należy zabezpieczyć lakierem izolacyjnym (np. Plastic 70), aby uchronić je przed wpływem wilgoci. Gotowy moduł pokazano na fotografii tytułowej.

Rysunek 3. Rozmieszczenie elementów na PCB: a) strona TOP, b) strona BOTTOM

Uruchomienie czujnika polega na umieszczeniu go w komorze klimatycznej i sprawdzeniu reakcji na spadek temperatury poniżej 5°C (co powinno załączyć sygnalizację – stan niski na linii TFRO) oraz na wzrost powyżej 7°C, który powinien wyłączyć sygnalizację (stan wysoki na TFRO). Dostęp do komory jest jednak rzadkością, więc w celu sprawdzenia działania układu można posiłkować się zamrażarką i termometrem.

Adam Tatuś, EP

Wykaz elementów:
Rezystory:
Kondensatory:
  • C1: 100 nF (0603, 10 V, X7R)
Półprzewodniki:
  • U1: ADT6402SRJZ (SOT-23-6)
  • U2: 74LVC1G06DCK (SC70-5)
Pozostałe:
  • FRS: złącze Grove proste
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik styczeń 2026

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio styczeń - luty 2026

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka, Podzespoły, Aplikacje listopad - grudzień 2025

Automatyka, Podzespoły, Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna grudzień 2025

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich styczeń 2026

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów