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LTC2990 - monitoraggio di temperatura, tensione e corrente con I2C

LTC2990 - monitoraggio di temperatura, tensione e corrente con I2C

LTC2990 di Linear Technology è un dispositivo per il monitoraggio della temperatura e della tensione tramite interfaccia I2C per sistemi con alimentazione a 3V o 5V. L'affidabilità e la sicurezza di molti dispositivi di bassa potenza è garantita oggi dalla presenza di appositi circuiti integrati di monitoraggio come l'LTC2990.

I circuiti di monitoraggio tradizionali sono basati su convertitori analogico-digitali (ADC), e prevedono l'utilizzo di un sensore, un preamplificatore a basso rumore, un riferimento di precisione, e una interfaccia digitale per la comunicazione. Ne risulta un circuito piuttosto complesso, con un elevato rischio di inaccuratezza se progettato non attentamente. L'LTC2990, per contro, rappresenta una soluzione per il monitoraggio ad elevata integrazione, che include un convertitore analogico-digitale a 14 bit, un riferimento di tensione con una precisione di 10ppm per °C, ed un'interfaccia digitale di tipo I2C.

Il componente LTC2990 è in grado di offrire una risoluzione sulla misura di tensione inferiore al millivolt, ed un'accuratezza sulla misura di temperatura interna pari a ±1°C (l'accuratezza sale a ±0.5°C nel caso di misura di temperatura remota).

L'LTC2990 dispone di un sistema completamente configurabile per il monitoraggio della temperatura e della tensione tale da non compromettere in alcun modo l'accuratezza della misura. Le applicazioni relative a questo tipo di componente sono numerose, e tra queste ricordiamo il monitoraggio della tensione di alimentazione e la misura della temperatura con diodi remoti, particolarmente utilizzate nei sistemi industriali e nei calcolatori, dove il controllo delle temperature è un fattore cruciale per massimizzare le prestazioni.

Il componente consente di configurare 4 ingressi di tensione single-ended in modo tale da misurare una qualunque combinazione di temperatura interna, temperatura remota, tensione remota, e tensione interna VCC, con misure sia di tipo singolo (single-shot) che ripetitivo.

Quando viene impiegato per il calcolo della temperatura tramite le misure differenziali di tensioni con diodi o transistor, l'LTC2990consente anche di eseguire la cancellazione dell'errore dovuto alla resistenza serie del sensore. L'accuratezza del componente deriva dalla media dei campioni forniti dal convertitore analogico-digitale a 14-bit, mentre il numero di componenti esterni richiesto e l'area occupata dal componente sono ridotti al minimo grazie alla presenza del riferimento di tensione interno da 10ppm.

Inoltre, l'interfaccia seriale di comunicazione di tipo I2C agevola notevolmente la fase di configurazione e consente di rileggere i valori dei registri di controllo, di stato, e dati. L'interfaccia I2C supporta inoltre sia la modalità standard mode (velocità pari a 100 kbps) che quella fast mode (velocità fino a 400 kbps).
L'LTC2990 è disponibile in entrambe le versioni commerciale ed industriale, con range di temperatura, rispettivamente, pari a 0°C - 70°C e -40°C - 85°C, mentre il package è un MSOP 10-pin conforme alla normativa RoHS.

Nell'immagine seguente è mostrata una tipica applicazione dell'LTC2990, nella quale vengono misurate due differenti tensioni (2.5V e 5V), una corrente (ILOAD), una temperatura interna (TINTERNAL) ed una temperatura esterna, o remota (TREMOTE). In questo particolare tipo di applicazione, la temperatura remota viene misurata tramite l'impiego di un transistor collegato tra i piedini V3 e V4 (può andare bene ad esempio un transistor NPN per piccoli segnali come l'MMBT3904). Possono comunque essere utilizzati altri tipi di transistor, e una lista dei modelli esplicitamente raccomandati da Linear come sensori di temperatura è riportata nel datasheet del componente (si veda la Tabella 10 del datasheet). La misura della temperatura tramite diodi esterni viene ottenuta dall'LTC2990 eseguendo delle misure differenziali della tensione presente sul diodo esterno (i pin V1 e V3 vengono utilizzati come sorgenti di corrente, in questo caso)

Quest'altra immagine, invece, mostra l'andamento dell'errore relativo alla misura di temperatura remota (TREMOTE) al variare della temperatura ambiente (TAMB). Come si vede dal grafico, l'errore si mantiene praticamente costante (la linea è quasi orizzontale) e con valore estremamente ridotto (compreso tra 0 e 0.5 °C).

LTC2990 - caratteristiche

Le principali caratteristiche dell'LTC2990 si possono pertanto riassumere come nel seguito:

  • misura di tensione, corrente, e temperatura
  • possibilità di selezionare la scala di temperatura (Celsius oppure Kelvin)
  • possibilità di misurare fino a 2 temperature remote (con diodi o transistor)
  • accuratezza pari a ±1°C, con risoluzione di 0.06°C
  • sensore interno di temperatura con accuratezza pari a ±2°C
  • misura di tensione e corrente tramite ADC con risoluzione di 14-bit
  • misura di tensione sull'ingresso VCC (Supply Voltage) nel range da 2.9V a 5.5V
  • 4 distinti indirizzi I2C selezionabili tramite i pin ADR0 e ADR1 (gli indirizzi possibili sono: 98hex, 9Ahex, 9Chex, 9Ehex)
  • riferimento di tensione interno con errore massimo di 10ppm per °C
  • package MSOP a 10-pin RoHS compliant

 

LTC2990 - applicazioni

Per quanto concerne invece le applicazioni dell'LTC2990, le principali sono le seguenti:

  • misura della temperatura
  • misura della tensione
  • misura della corrente
  • acquisizione dati remota
  • misurazione ambientale
  • circuiti di protezione per motori elettrici
  • circuiti di allarme temperatura ventole/filtri aria
  • circuiti di monitoraggio tensione batterie
  • circuiti per la misurazione dei livelli nei serbatoi
  • strumenti indicatori della direzione del vento

Per una lista completa delle possibili applicazioni di questo interessante componente (complete dei corrispondenti schemi elettrici) si rimanda al datasheet dello stesso, scaricabile liberamente dal sito Linear Technology.

 

 

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ritratto di Franco 59

Interessante Slovati. Anche

Interessante Slovati. Anche se non ho ben chiaro come gestire la compensazione utlizzando un monitoraggio di temperatura remoto, in questo caso i2c.

ritratto di slovati

T remota

La temperatura remota viene determinata dal componente tramite misure successive (fornendo in uscita valori di corrente via via differenti) della tensione presente sui pin corrispondenti. Tale valore viene convertito dall'ADC interno ed in questo modo si esegue la compensazione (cioè la cancellazione dell'errore di misura) della resistenza in serie del sensore. La stessa Linear Technology specifica che si tratta di tecniche "proprietarie", quindi algoritmi sviluppati da Linear stessa. La sensibilità è elevatissima, si parla di 275 µV per ogni °C.

 

 

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