Преимущества цифровых датчиков температуры со встроенной EEPROM

Тенденции современного мира - увеличивать объем продукции для потребителей при одновременном снижении ее стоимости. В данной статье мы рассмотрим, насколько важно применять EEPROM совместно с датчиками температуры, а также приведем несколько примеров того, как настроить EEPROM для записи показаний температуры.
1539
В избранное

Существует простой, эффективный и экономичный способ точного измерения температуры конечного продукта или устройства, а также записи значений и слежения за способом его эксплуатации.

Тенденции современного мира - увеличивать объем продукции для потребителей при одновременном снижении ее стоимости. В данной статье мы рассмотрим, насколько важно применять EEPROM совместно с датчиками температуры, а также приведем несколько примеров того, как настроить EEPROM для записи показаний температуры.

Цифровые датчики температуры с интерфейсом I2C представляют собой кремниевые интегральные схемы, количество продаж которых с момента их появления на рынке более 20 лет назад исчисляется миллиардами. Данные микросхемы являются популярным решением для мониторинга температуры в самых разнообразных устройствах и системах. Они помогают разработчикам измерять температуру устройств в реальном времени и успешно реагировать на ее экстремальные значения.

При этом цифровые датчики температуры измеряют собственную температуру и преобразуют ее в цифровые значения, которые могут быть легко считаны через стандартный протокол I2C. Они позволяют получать измеренный результат в цифровом виде, а в иных случаях нуждаются в дополнительных внешних компонентах наподобие аналого-цифровых преобразователей или цепей обработки сигналов.

Большинство современных моделей цифровых датчиков температуры имеют заводскую калибровку, обеспечивающую заданную точность в определенном температурном диапазоне. Вполне реально встретить на рынке датчики с максимальной погрешностью ±1 oC в диапазоне температур от -40oC до 125oC.

Однако, температурный датчик со встроенной EEPROM, позволяющей сразу записывать критически важные данные для дальнейшего анализа и улучшения конечного продукта, пока воспринимается как редкость. EEPROM представляет собой массив энергонезависимой памяти для хранения пользовательских данных. Каждая из ячеек  EEPROM может быть перезаписана до миллиона раз, что делает данный тип памяти привлекательным для приложений с частой перезаписью данных.

Почему важно использовать встроенную EEPROM?

Для этого есть три причины.

Во-первых – встроенная память позволяет записывать критически важные данные в непосредственной близости от датчика температуры. Примером таких критических данных могут служить значения пиковых температурных воздействий, которым подвергался конечный продукт и которые могли привести (или привели) к остановке или сбоям в работе системы, регистрация температуры, даты/времени, количества сбоев, продолжительности работы и многих других условий, которых в дальнейшем необходимо избегать.

Анализ статистики и причин отказов продукта позволит в следующих версиях улучшить его характеристики. Это становится возможным при чтении встроенной памяти и просмотре временного лога воздействия критических температур на продукт. Просмотренные данные позволят судить о том, не превышены ли граничные значения условий эксплуатации, предусмотренные гарантийными обязательствами, что, возможно, даст основания отклонить претензии клиента по причине нарушения им условий эксплуатации. В этих случаях температурный датчик со встроенной памятью можно сравнить с черным ящиком самолета. Записанные данные также позволят разобраться в причинах выхода температуры за рамки рабочих режимов – возможно, причиной явились неправильная компоновка компонентов на печатной плате, неверный выбор номиналов или дефекты сборки.

Был ли продукт «разогнан» или произошло постороннее вмешательство иного рода? Появляется возможность отследить влияние того или иного фактора на поведение продукта и попытаться воспроизвести события, предшествующие отказу и повлекшие за собой возврат продукта. Сохраненные данные могут помочь определить основную причину отказа продукта, а также могут стать основанием к отказу возврата оплаты по причине нарушения пользователем гарантийных условий. Наличие встроенного хранилища памяти также поможет свести к минимуму фальсификацию данных, и определить, оправданы ли претензии по гарантии.

Вторая причина заключается в том, чтобы понять, как потребители пользуются конечным устройством, используют ли они все его возможности. Возможно, у продукта есть новые функции или специальные возможности, и вы хотите узнать, действительно ли они востребованы клиентами. Как это можно сделать за счет простой последовательной записи?

К примеру, это может быть реализовано в виде простой двухбайтовой структуры в EEPROM с предварительной договоренностью о назначении этих байтов. Первый байт может хранить значение, инкрементируемое каждый раз, когда функция продукта была задействована. Второй байт хранит отметку времени, показывающую, когда функция была задействована. Таким образом мы получаем информацию, как, когда, и при каких условиях была задействована та или иная функция, и какие функции изделия совсем не востребованы. Эти данные имели бы гораздо большую ценность, чем результаты опросов клиентов, или информация по тестовой группе пользователей.

Третья причина применения встроенной памяти – хранение критически важных данных заводской конфигурации и параметров системы. В память записывается информация о том, как и в каких условиях проходило тестирование конечного продукта с указанной версией программного обеспечения. Можно будет получить объективную информацию об условиях тестирования, настройках и типах тестирующего оборудования в случае возврата товара потребителем. Кроме того, встроенная память может использоваться для хранения важных данных конфигурации системы, которые помогают воспроизвести правильную процедуру процесса включения питания и инициализации системы. Последующие обновления продукта могут быть выполнены путем простой замены предыдущих данных конфигурации. .

Датчики температуры с интерфейсом I2C и интегрированной EEPROM, такие как AT30TSE758A  от компании Microchip, позволяют производителям использовать все три возможности, описанные выше. Прецизионные устройства мониторинга температуры, аналогичные представленному на рисунке 1, содержат в одном миниатюрном корпусе цифровой датчик температуры с программируемым сигналом выхода за пороговые уровни, набор энергонезависимых регистров конфигурации и 8 кбит EEPROM. Указанные возможности позволяют применять данные устройства для самых разных задач, прямо или косвенно связанных с регистрацией температуры.

Структурная схема цифрового датчика температуры Microchip со встроенной EEPROM (AT30TSE758A)

Рис.1. Структурная схема цифрового датчика температуры Microchip со встроенной EEPROM (AT30TSE758A)

Упомянутый температурный датчик может измерять температуру в диапазоне от -55oC до +125oC и имеет погрешность 0,5 oC в диапазоне 0…+85oC. Результаты измерений температуры сохраняются в одном из внутренних регистров, доступном для чтения по шине I2C.

Еще одним способом повышения эффективности управления тепловым режимом системы является использование в температурном датчике энергонезависимых регистров. Они позволят устройствам сохранять и восстанавливать конфигурацию и температурные пороги даже после процедуры выключения-включения питания. Эта возможность исключает необходимость перенастройки датчика после каждого включения питания, что позволяет ему работать более автономно, не полагаясь на хост-контроллер, и упрощает последовательность инициализации всей системы при включении питания.

Заключение

Датчики, подобные AT30TSE758A, позволят вывести мониторинг температуры в конечных устройствах на новый уровень. Становится возможным не только оперативное отслеживание, но и изучение истории изменения температуры при работе устройства – выявление случаев выхода за допустимые границы эксплуатации, анализ  режима работы компонентов.

Журнал: www.planetanalog.com
Производитель: Microchip Technology Inc.
Наименование
Производитель
Описание Корпус/
Изображение
Цена, руб. Наличие
AT30TSE758A-MA8M-T
AT30TSE758A-MA8M-T
Microchip Technology Inc.
Арт.: 1906350 ИНФО PDF AN RD
Доступно: 248 шт. от 25 шт. от 263,43
Выбрать
условия
поставки
Board Mount Temperature Sensors 1-ch TmpSnsr NV Reg I2C 1.7V-5.5V 1MHz
AT30TSE758A-MA8M-T от 25 шт. от 263,43
248 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AT30TSE758A-SS8M-B
AT30TSE758A-SS8M-B
Microchip Technology Inc.
Арт.: 1906351 ИНФО PDF AN RD
Доступно: 290 шт. от 7 шт. от 224,61
Выбрать
условия
поставки
Board Mount Temperature Sensors 1-ch TmpSnsr NV Reg I2C 1.7V-5.5V 1MHz
AT30TSE758A-SS8M-B от 7 шт. от 224,61
290 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AT30TSE758A-SS8M-T
AT30TSE758A-SS8M-T
Microchip Technology Inc.
Арт.: 1906352 ИНФО PDF AN RD
Доступно: 558 шт. от 4000 шт. от 117,08
Выбрать
условия
поставки
2-wire I?C™/SMBus Compatible Interface Single 1.7V to 5.5V Supply Integrated Nonvolatile Registers Integrated 8Kbit Serial EEPROM User Selectable 9- to 12-Bit Resolution ±0.5°C Accuracy from 0°C to +85°C (typical) 8 SOIC 3.90mm(.150in)
AT30TSE758A-SS8M-T от 4000 шт. от 117,08
558 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AT30TSE758A-XM8M-B
AT30TSE758A-XM8M-B
Microchip Technology Inc.
Арт.: 1906353 ИНФО PDF AN RD
Доступно: 434 шт. от 10 шт. от 150,53
Выбрать
условия
поставки
Board Mount Temperature Sensors 1-ch TmpSnsr NV Reg I2C 1.7V-5.5V 1MHz
AT30TSE758A-XM8M-B от 10 шт. от 150,53
434 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AT30TSE758A-XM8M-T
AT30TSE758A-XM8M-T
Microchip Technology Inc.
Арт.: 1906354 ИНФО PDF AN RD
Доступно: 244 шт. от 6 шт. от 267,12
Выбрать
условия
поставки
Board Mount Temperature Sensors 1-ch TmpSnsr NV Reg I2C 1.7V-5.5V 1MHz
AT30TSE758A-XM8M-T от 6 шт. от 267,12
244 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки

Сравнение позиций

  • ()