Увлекаетесь созданием конструкций на базе микроконтроллеров или любите возиться с Arduino? Тогда эта статья для вас, а предметом разговора будет бесконтактный цифровой датчик температуры - микросхема MLX90614.
Общая информация
Микросхема MLX90614 представляет собой бесконтактный цифровой инфракрасный датчик температуры с интерфейсом I2C. Диапазон измерения составляет -40 ~ 85 °C для окружающей среды и -70 ~ 382.2 °C для объекта. Благодаря 17-тиразрядному АЦП достигается высокая точность и разрешение измерения. Встроенный оптический фильтр отсекает видимое ближнее инфракрасное излучение, обеспечивая защиту датчика от солнечного света.
Полученные данные о температуре объекта сохраняются во внутренней памяти микросхемы, откуда их можно считать по двухпроводной двунаправленной шине с протоколом SMBus или через 10-разрядный ШИМ-выход .
Важно! В стандартной комплектации микросхема сконфигурирована для передачи данных по ШИМ-каналу, диапазон измеряемых температур — от -20 до 120 °C. При необходимости пользователь может изменить диапазон и протокол обмена самостоятельно без нарушения заводской калибровки.
Благодаря возможности настройки адреса каждого чипа к одной шине может быть параллельно подключено до 127 устройств в роли ведущих. Питается микросхема в зависимости от исполнения напряжением 3 или 5 В. Есть режим энергосбережения и постоянной передачи данных о температуре в режиме реального времени.
В зависимости от характеристик микросхема маркируется следующим образом:
MLX90614XYZ, где
- X — напряжение питания и точность: А — 5 В; В — 3 В; С — зарезервировано; D — медицинская точность, 3 В.
- Y — количество термоэлементов: А — один; B — два.
- Z — параметры пакета передачи: A — стандартный;B — зарезервировано; C - 35 ° FOV.
Расположение и назначение выводов
Микросхема MLX90614 выпускается в корпусе типа SF (TO-39) с четырьмя выводами и окном на торце. Расположение и назначение выводов следующее:
- 1 — VSS. Общий. Соединен с металлическим корпусом.
- 2 — SCL/VZ. Тактовый вывод для протокола двухпроводной связи.
- 3 — PWM / SDA. Вход/выход в режиме ШИМ-передачи. В режиме SMBus автоматически настраивается как NMO с открытым стоком.
- 4 — VDD. Питание.
Электрические характеристики для версии с питанием 5 В:
- Напряжение питания — 4.5-6 В.
- Ток потребления при отсутствии передачи — 1 мА.
- Ток потребления в режиме программирования — 1.5 мА.
- Уровень управляющего напряжения — 2.7-3.3 В.
- Диапазон измерения температуры: для окружающей среды — -4°...+85 °C; для объекта — -70...+382.2 °C.
- Точность измерения — 0.5 °C.
- Шаг измерения — 0.02 °C.
- Разрядность при ШИМ-передаче — 10 бит.
- Период вывода по ШИМ (заводская установка) — 1.024 мс.
- Высокий уровень выходного сигнала — VDD-0.2 В.
- Низкий уровень выходного сигнала — VSS+0.2 В.
- Высокий уровень входного сигнала — 1.8-2.2 В.
- Низкий уровень входного сигнала — 0.7-1.3 В.
- Адрес устройства (заводские настройки) — 5Ah.
- Срок хранения данных в энергонезависимой памяти — 10 лет.
- Количество циклов перезаписи — 100 000.
- Режим энергосбережения — не поддерживается.
Электрические характеристики для версии с питанием 3 В:
- Напряжение питания — 2.4-3.6 В.
- Ток потребления при отсутствии передачи — 1 мА.
- Ток потребления в режиме программирования — 1.5 мА.
- Уровень управляющего напряжения — 1.6-2.1 В.
- Разрядность при ШИМ-передаче — 10 бит.
- Диапазон измерения температуры: для окружающей среды - -4...+85 °C; для объекта - -70...+382.2 °C.
- Точность измерения — 0.5°C.
- Шаг измерения — 0.02 °C.
- Период вывода по ШИМ (заводская установка) — 1.024 мс.
- Высокий уровень выходного сигнала — VDD-0.25 В.
- Низкий уровень выходного сигнала — VSS+0.25 В.
- Высокий уровень входного сигнала — 1.6-2.4 В.
- Низкий уровень входного сигнала — 0.7-1.3 В.
- Адрес устройства (заводские настройки) — 5Ah.
- Срок хранения данных в энергонезависимой памяти — 10 лет.
- Количество циклов перезаписи — 100 000.
- Ток потребления в режиме энергосбережения — 2.5 мкА.
Схема подключения
Производитель рекомендует следующие схемы подключения MLX90614:
Важно! Для сохранения возможности работы по протоколу SMBus, к примеру, для перенастройки чипа, вывод SCL должен быть подтянут к VDD с помощью резистора, как показано на рисунке ниже.
При необходимости путем записи в энергонезависимую память микросхема может быть сконфигурирована для использования в режиме термодатчика:
Благодаря встроенному стабилитрону чип можно запитать повышенным напряжением, добавив в схему пару дополнительных элементов:
Думается, приведенной информации вполне достаточно для оценки возможностей микросхемы. Ну а тем, кто решит заняться использованием этого термометра вплотную, придется более детально изучить даташит на MLX90614, предоставленный производителем.