Verwenden Sie den Temperatursensor LMT86 mit dem ADC MCP3008

Ich arbeite derzeit an einem kleinen Projekt mit LMT86 und MCP3008 als Temperatursensor für Raspberry Pi. Der Schaltplan ist sehr einfach:

Schema zum Anschluss von LMT86 an MCP3008

Also ein paar Fragen, die ich habe:

  1. Das MCP3008-Datenblatt „6.4 Layout Considerations“ erwähnt, dass die 3,3-V-Stromversorgung vom Raspberry Pi GPIO 3V3-Pin kommt. Ist es notwendig, C1potenzielle Geräusche zu filtern? Oder könnte Raspberry Pi garantieren, dass der 3V3-Pin rauschfrei ist?

  2. Das LMT86-Datenblatt "8.4.3 Kapazitive Lasten" besagt dies

    Ohne Vorkehrungen kann der LMT86 eine kapazitive Last kleiner oder gleich 1100 pF treiben, wie in Abbildung 11 gezeigt.

    Und da der Probenkondensator des MCP3008 nur 20 pF beträgt ( Seite 4 ), sollte es in Ordnung sein, ohne einen Widerstand zwischen LMT86 OUT und MCP3008 CH0 zu verwenden. Habe ich es richtig gelesen?

  3. Zu C2, 9.2.1.1 Design Requirements sagte das

    Wenn der ADC die Abtastkappe auflädt, benötigt er eine sofortige Ladung vom Ausgang der analogen Quelle wie dem LMT86-Temperatursensor und vielen Operationsverstärkern. Diese Anforderung wird leicht durch Hinzufügen eines Kondensators, CFILTER, erfüllt.

    Und Seite 3 sagte, dass die „Analog Input Sample Time“ 1,5 Takte beträgt, und Seite 4 sagte, dass die maximale „Taktfrequenz“ 1,35 MHz beträgt. Verwenden Sie eine Formel, die Sie hier finden : (R_on + R_out) * C_sample < 1 / resolution * T_sample, wobei:

    • R_on = 1000Ω( Seite 4 , "Widerstand schalten"),
    • C_sample = 20pF( Seite 4 , "Probenkondensator"),
    • Auflösung = 10bit,
    • T_sample= 1 / 1,35 MHz (der tatsächliche SPI-Takt beträgt mit dem adafruit_blinkaTreiber nur 0,1 MHz),
    • Obwohl ich nicht die richtige Anzahl von gefunden habe R_out, wusste ich durch Tests, dass der LMT86-OUT-Pin in meinem Anwendungsfall im Allgemeinen etwa 1 bis 2 V hat und der maximale Ausgangsstrom 7 mA beträgt ( Seite 5 ), also schätze ich, R_outsind es ein paar hundert bis ein Kilo Ohm. NehmenR_out = 1kΩ

    dann (R_on + R_out) * C_sample = (1000 + 1000) * 20e-12 = 4e-8, und 1 / 100 * T_sample = 0.1 * 1.35e-6 = 13.5e-8, also gilt die Formel auch mit der maximalen Taktfrequenz, die der MCP3008 unterstützt.

    Also meine Frage ist, bedeutet das C2unnötig?

    Meine Tests haben gezeigt, dass die Verwendung oder Nichtverwendung C2zum gleichen Ergebnis führt.

Antworten (1)

  1. Ja, es ist erforderlich, normalerweise möchten Sie nicht mit Datenblattvorschlägen streiten, sie sind dazu da, damit das Gerät die versprochene Leistung erbringt. Diese Geräte verbrauchen Strom in Schlucken, basierend auf dem Takt, mit dem sie arbeiten, und jede Verdrahtung, die Sie hinzufügen, erhöht das Spannungsrauschen an den Chips, es sei denn, es werden Kondensatoren verwendet. Außerdem hat Raspberry Pi ein Schaltnetzteil, so dass es extrem laut sein wird. Bereiten Sie Platz für zusätzliche Kondensatoren und möglicherweise einige Filteroptionen vor.

  2. Der Sensor kann eine ständig angeschlossene kapazitive Last von 1100 pF treiben. Der ADC-Eingang ist ein 20-pF-Kondensator, der zum Aufladen zum Abtasten der Spannung periodisch zum Sensorausgang ein- und ausgeschaltet wird. Das LMT86-Datenblatt warnt ausdrücklich vor dem Anschluss von Schaltkapazitäts-ADCs. Da der ADC-Eingangsschalter jedoch einen Widerstand von etwa 1 kOhm hat, sollte er direkt funktionieren. Aber es schadet nicht, dort einen zusätzlichen 0-Ohm-Widerstand zu ziehen, wenn Sie ihn auf etwas Größeres ändern müssen.

  3. Es kann unnötig sein. Aber Sie können einen Platz für einen Kondensator lassen, falls es nötig sein sollte. Wenn der LMT86 eine sehr hohe Ausgangsimpedanz hat, benötigt er einen Kondensator. Grobe Berechnungen wären beispielsweise, dass zum Laden von 20 pF, damit die Spannung nicht um mehr als die Hälfte des 10-Bit-Schritts abfällt, 20 pF genommen und mit 2 ^ 11 multipliziert werden, und Sie haben ungefähr 47 nF.

Vielen Dank für eure tollen Antworten! Ich werde Ihre Vorschläge in meinem Design befolgen!
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