Zaloguj się
Wszystkie
4 kwietnia 2023
235
Układ MCP960X/L0X/RL0X
Poprzednio omówiliśmy propozycje front-endów przygotowanych przez inżynierów z firm Analog Devices oraz Maxim. Microchip także nie pozostał w tyle za konkurencją i opracował własną serię zaawansowanych kondycjonerów termoparowych o oznaczeniu podstawowym MCP9600/MCP9601. Na linię produktów składają się wersje MCP9600/L00/RL00 oraz MCP9601/L01/RL01. Pierwsza grupa obejmuje trzy układy podstawowe, różniące się dokładnością (odpowiednio: 0,5°C/±1,5°C, 2,0°C/±4,0°C oraz 4,0°C/±8,0°C1), zaś druga – front-endy wzbogacone o obwody przeznaczone do wykrywania awarii w obwodzie czujnika. Podobnie jak w przypadku omówionych poprzednio front-endów MAX31856 oraz MAX31850, rodzina MCP960X/L0X/RL0X także obsługuje szeroki zakres różnych typów termopar (K, J, T, N, S, E, B oraz R).
Schemat blokowy, obejmujący obydwie podgrupy układów MCP9600/1, został pokazany na rysunku 1. 18-bitowy przetwornik ADC typu delta-sigma odpowiada za digitalizację napięć termoelektrycznych, zaś wyniki przetwarzania są poddawane cyfrowej korekcji zgodnie z fabrycznie ustalonym zestawem współczynników odpowiednich dla wybranego przez użytkownika (za pomocą bitów 4...7 w rejestrze konfiguracyjnym czujnika o adresie 0x05) typu termopary. Dodatkowo układ sprawdza, czy napięcie zmierzone za pomocą ADC mieści się w dopuszczalnym przedziale, przewidzianym dla danego rodzaju sensora – jeżeli tak, rdzeń cyfrowy front-endu oblicza różnicę temperatury pomiędzy złączem „gorącym” a „zimnym”, zaś w przeciwnym wypadku wystawia odpowiednią flagę alarmową w rejestrze statusu.
Wynik pomiaru – podobnie jak w przypadku większości front-endów temperaturowych – jest odnoszony do temperatury otoczenia mierzonej przez wbudowany sensor temperatury. W przypadku rodziny MCP9600/01 mamy do czynienia z czujnikiem o rozdzielczości ustawianej programowo na wartość 0,25°C lub 0,0625°C.
Warto dodać, że jeszcze przed zsumowaniem temperatury otoczenia („zimnego końca”) oraz różnicy ΔT, wyliczonej na podstawie napięcia termopary, słowa wyjściowe ADC są poddawane filtracji cyfrowej za pomocą filtru IIR pierwszego rzędu o siedmiu konfigurowalnych poziomach uśredniania (układ korzysta z algorytmu wykładniczej średniej ruchomej, ang. EMA). Choć tego typu filtr z powodzeniem można byłoby zrealizować już po stronie oprogramowania nadrzędnego procesora, to w tym przypadku zabieg filtracji i to na tak wczesnym etapie toru przetwarzania sygnału ma konkretne znaczenie praktyczne. Producent zastosował bowiem rozbudowany blok czterech jednakowych kanałów alarmowych, wyposażonych w osobne rejestry nastawy progu alarmowego i histerezy oraz rejestry konfiguracyjne, pozwalające na ustalenie sposobu działania wyjść alarmowych (tryb przerwania lub komparatora), stanu aktywnego (niski lub wysoki), zbocza sygnału (czyli kierunku wykrywanych zmian – wzrost lub spadek temperatury), a także umożliwiające wybór temperatury, która ma być monitorowana (złącze „gorące” lub „zimne”).
W trybie komparatora wyjście pozostaje w stanie aktywnym, dopóki sygnał nie powróci do dopuszczalnego przedziału temperatury – czyli dokładnie tak, jak ma to miejsce w przypadku typowego termostatu. Z kolei funkcja przerwania powoduje, że wyjście jest sterowane w sposób przypominający obsługę flag w mikrokontrolerze – linia jest ustawiana w stan aktywny po wykryciu (zależnie od ustawień) spadku lub wzrostu temperatury, zaś po wyzerowaniu przerwania (poprzez zapisanie logicznej jedynki do odpowiedniego bitu w rejestrze konfiguracyjnym kanału alarmowego) – powraca do stanu spoczynkowego.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
