Pod
slovem termostat si asi každý nejdříve představí nějakou krabičku s přepínacím
konstaktem a nějakým „točítkem“ pro nastavení spínací hodnoty. Tedy alepoň já
určitě. Ale termostat se spínaným výstupem může být i v podobě miniaturní integrované
součástky. Typickým příkladem jsou teplotní přepínače společnosti Texas Instruments
řady TMP3xx.
Hardwarově programovatelný termostat TMP300
TMP300 je nízkopříkonovž teplotní přepínač (termostat) s binárním CMOS výstupem navržený hlavně jako teplotní ochrany různých elektronických zařízení. Umožňuje pomocí externě připojeného rezistoru nastavit přepínací bod a až dvě úrovně hystereze 5 a 10°C. Při použití potenciometru, nejlépe víceotáčkového, tak lze snadno vytvořit i docela přesně nastavitelný termostat. To samé lze však s použitím D/A převodíku provádět i elektronicky. Dále je však k dispozici i analogový výstup VTEMP, který lze použít nejen pro účely testování nebo smyčky automatické teplotní kompenzace, ale i pro měřící účely. Jeho převodní konstanta je 10 mV/°C při přesnosti měření +/- 2 °C. I spínaný výstup detekuje teplotu s přesností +/- 2 °C v širokém rozsahu -40 až 125°C (±1°C okolo 25°C). K napájení přitom postačí pouze stejnosměrné napětí v širokém rozsahu 1,8 až 18 V.
Pouzdro a vnitřní zapojení integrovaného termostatu TMP300 se spínaným MOSFET tranzistorem i analogovým výstupem VTEMP. Odpor RSET určuje spínací teplotu.
Přehled základních parametrů
|
Použití vývodu VTEMP jako analogového výstupu, který je zde oddělený zesilovačem OPA335 |
Spínací teplotu lze ovládat nejen rezistorem, ale i elektronicky s pomocí D/A převodníku (vlevo) a chyba napříč rozsahem (vpravo)
Termostaty řady TMP302x
Na
rozdíl od verze TMP300 není řada integrovaných termostatů TMP302 volně programovatelná
na libovolnou spínací teplotní úroveň, ale existuje jako řada typů, které mají
definovanou základní spínací hodnotu. Tu však lze přivedením binární úrovně
log.1 na jeden ze dvou programovacích vstupů posunout o 5, 10 nebo 15°C směrem
nahoru.
K dispozici jsou tak následující verze:
- TMP302A – spínací teplota: 50, 55, 60 nebo 65°C
- TMP302B – spínací teplota: 70, 75, 80 nebo 85°C
- TMP302C - spínací teplota: 90, 95, 100 nebo 105°C
- TMP302D – spínací teplota: 110, 115, 120 nebo 125°C
Nevýhodou je tak sice nemožnost nastavit přesně požadovanou spínací úroveň, ale na druhou stranu zde odpadá použití téměr jakýchkoliv dalších externích součástek. Podobně jako spínací úroveň lze nastavit i hysterezi v hodnotě 5 nebo 10°C. Významným kladem proti typu TMP 300 je nepřesnost spínacího bodu pouze max. 0,2 °C ve všech možných hodnotách rozsahu, tedy +40°C až +125°C. A to jejiž velmi dobrá hodnota. Napájení je pak nízkonapěťové, ale nemá takový rozsah jako u TMP300. Konkrétně 1,4 V až 3,6 V. Spínaný výstup OUT je realizován spínacím MOSFET tranzistorem s otevřených kolektorem (drainem) , takže na výstup je nutné připojit pull-up rezistor o hodnotě min. 10 kOhmů. Rychlost odezvy snímače na změnu teploty pak výrobce definuje jako 250 ms.
Rozložení přesnosti jednotlivých vyrobených obvodů TMP302 (vlevo) a zapojení pinů pouzdra (vpravo). Na grafu rozložení je patrné, že s dost velkou pravděpodobností bude většina tersmostatů, které se Vám dostanou do ruky, budou pracovat s přesností na 0,1 °C.
Přehled základních parametrů
|
Rychlost reakce / změny teploty v termostatu po ponoření z pokojové teploty do 100°C kapaliny (vlevo) a vzduchu (vpravo) |
Antonín Vojáček
DOWNLOAD & Odkazy
- Domovská stránka společnosti Texas Instruments - www.ti.com
- Datasheet k obvodu TMP300 (anglicky) - tmp300.pdf
- Datasheet k obvodům TMP302x (anglicky) - tmp302a.pdf
- Více nejen o měření teploty, ale i dalších veličin najdete v sekci "Měření a regulace" na serveru automatizace.hw.cz
