Use el sensor de temperatura LMT86 con MCP3008 ADC

Actualmente estoy trabajando en un pequeño proyecto usando LMT86 y MCP3008 como sensor de temperatura para Raspberry Pi. El esquema es muy simple:

Esquema para conectar LMT86 a MCP3008

Así que un par de preguntas que tengo:

  1. La hoja de datos de MCP3008 , "6.4 Consideraciones de diseño" menciona que la potencia de 3,3 V proviene del pin Raspberry Pi GPIO 3V3. ¿Es necesario utilizar C1para filtrar posibles ruidos? ¿O Raspberry Pi podría garantizar que el pin 3V3 esté libre de ruido?

  2. La hoja de datos LMT86 , "8.4.3 Cargas capacitivas" establece que

    Sin ninguna precaución, el LMT86 puede manejar una carga capacitiva menor o igual a 1100 pF, como se muestra en la Figura 11.

    Y dado que el capacitor de muestra del MCP3008 es de solo 20 pF ( página 4 ), debería estar bien sin usar una resistencia entre LMT86 OUT y MCP3008 CH0. ¿Lo leí correctamente?

  3. Con respecto C2a 9.2.1.1 Requisitos de diseño dijo que

    Cuando el ADC carga la tapa de muestreo, requiere una carga instantánea desde la salida de la fuente analógica, como el sensor de temperatura LMT86 y muchos amplificadores operacionales. Este requisito se cumple fácilmente mediante la adición de un condensador, CFILTER.

    Y la página 3 dijo que el "Tiempo de muestra de entrada analógica" es de 1,5 reloj, y la página 4 dijo que la "Frecuencia de reloj" máxima es de 1,35 MHz. Usando una fórmula que se encuentra aquí : (R_on + R_out) * C_sample < 1 / resolution * T_sample, donde:

    • R_on = 1000Ω( página 4 , "Resistencia del interruptor"),
    • C_sample = 20pF( página 4 , "Condensador de muestra"),
    • resolución = 10 bits,
    • T_sample= 1/1,35 MHz (el reloj SPI real es solo 0,1 MHz con el adafruit_blinkacontrolador),
    • Aunque no encontré el número correcto de R_out, al probar sabía que el pin LMT86 OUT generalmente tiene alrededor de 1 ~ 2 V en mi caso de uso, y la corriente de salida máxima es 7 mA ( página 5 ), así que supongo que R_outes un par de cientos a un kilo ohmios. LlevarR_out = 1kΩ

    luego (R_on + R_out) * C_sample = (1000 + 1000) * 20e-12 = 4e-8, y 1 / 100 * T_sample = 0.1 * 1.35e-6 = 13.5e-8, por lo que la fórmula se mantiene incluso con la frecuencia de reloj máxima que admite MCP3008.

    Entonces mi pregunta es, ¿esto significa que C2es innecesario?

    Mis pruebas mostraron que usar o no usar C2produce el mismo resultado.

Respuestas (1)

  1. Sí, es necesario, por lo general, no desea discutir con las sugerencias de la hoja de datos, están ahí para hacer que el dispositivo funcione de acuerdo con lo prometido. Estos dispositivos consumen corriente en tragos en función del reloj en el que operan, y cualquier cableado que agregue hará que el ruido de voltaje sea más alto en los chips a menos que se usen condensadores. Además, Raspberry Pi tiene una fuente de alimentación conmutada, por lo que será extremadamente ruidosa. Prepárese con espacio para condensadores adicionales y tal vez algunas opciones de filtrado.

  2. El sensor puede impulsar una carga capacitiva de 1100 pF que está conectada todo el tiempo. La entrada del ADC es un capacitor de 20 pF que se encenderá y apagará periódicamente en la salida del sensor para cargar y muestrear el voltaje. La hoja de datos de LMT86 advierte específicamente sobre la conexión de ADC de capacitancia conmutada. Sin embargo, como el interruptor de entrada ADC tiene una resistencia de aproximadamente 1 kohm, debería funcionar directamente. Pero no está de más dibujar una resistencia adicional de 0 ohmios allí si necesita cambiarla por algo más grande.

  3. Puede ser innecesario. Pero puede dejar un lugar para un condensador en caso de que sea necesario. Si el LMT86 tenía una impedancia de salida muy alta, necesitará un condensador. Por ejemplo, los cálculos aproximados serían que cargar 20 pF para que el voltaje no caiga más de la mitad del paso de 10 bits es tomar 20pF y multiplicar con 2 ^ 11 y tiene alrededor de 47 nF.

¡Gracias por sus excelentes respuestas! ¡Seguiré tus sugerencias en mi diseño!
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