اطلاعات عمومی
- نام تراشه: TMP116
- سازنده: تگزاس اینسترومنتس (Texas Instruments)
- مهمترین ویژگی کلیدی: TMP116 – سنسور دما، حداکثر دقت 0.2± درجه سانتیگراد، رزولوشن 16 بیتی و رابط I²C
- دسته بندی عملکردی: سنسور دما
- توضیحات فنی کوتاه: TMP116 یک سنسور دمای دیجیتال با دقت بالا است. این سنسور عملکرد اصلی اندازهگیری دمای الکتریکی را با حداکثر دقت 0.2± درجه سانتیگراد در محدوده 40- تا 100+ درجه سانتیگراد و رزولوشن 16 بیتی انجام میدهد و خوانشهای دیجیتال دما را از طریق رابط I²C برای نظارت در سطح سیستم ارائه میدهد.
فلسفه طراحی
TMP116 برای پاسخگویی به نیاز فزاینده برای اندازهگیریهای دقیق و قابل اعتماد دما در طیف وسیعی از کاربردها توسعه یافته است. این سنسور شکاف فنی برای سنجش دمای بسیار دقیق با قابلیت ردیابی NIST و یک رابط دیجیتال ساده را پر میکند و طراحان را قادر میسازد تا بدون نیاز به کالیبراسیون گسترده یا طراحی پیچیده بخش آنالوگ جلویی (analog front-end)، عملکرد سیستمی قوی را محقق سازند، ضمن اینکه مصرف توان پایینی را برای دستگاههای باتریدار حفظ میکند.
توضیحات کلی
TMP116 یک سنسور دمای دیجیتال با دقت بالا و توان مصرفی کم است. این سنسور یک مبدل آنالوگ به دیجیتال 16 بیتی را برای تبدیل دقیق دمای محیط به یک مقدار دیجیتال در یک محدوده دمایی عملیاتی گسترده، یکپارچه میکند. این قطعه دادههای ضروری نظارت حرارتی را فراهم میکند و خوانشهای دیجیتال دما را از طریق رابط I²C خود به یک میکروکنترلر میزبان برای کنترل سیستم و جمعآوری دادهها ارسال میکند.
کاربردها
- ابزار دقیق پزشکی
- نظارت محیطی
- گرههای لبهای IoT
- ردیابی دارایی
- کنترل فرآیندهای صنعتی
- زنجیره سرد
- مواد غذایی و نوشیدنی
ویژگیهای کلیدی
- دقت بالا: حداکثر 0.1± درجه سانتیگراد از 20- تا 50+ درجه سانتیگراد
- محدوده دمای عملیاتی وسیع: 55- تا 125+ درجه سانتیگراد
- مصرف توان پایین: 3.5 میکروآمپر (معمولی) جریان عملیاتی
- رزولوشن 16 بیتی (0.0078125 درجه سانتیگراد)
- رابط سازگار با I²C و SMBus
- قابلیت ردیابی NIST
- عملکرد هشدار قابل برنامهریزی
- رجیستر آفست دما برای کالیبراسیون سیستم
- حالت تبدیل یک باره (One-Shot Conversion)
- موجود در پکیجهای 6 پین WSON و 8 پین VSSOP
مزایا
- دقت اندازهگیری بالا در محدوده دمایی وسیع.
- افزایش عمر باتری به دلیل مصرف توان کم در حالتهای عملیاتی و خاموش.
- طراحی ساده سیستم با حداقل نیاز به قطعات خارجی.
- سازگاری با پروتکلهای ارتباطی سریال استاندارد (I²C، SMBus).
- عملکرد قابل اعتماد و انطباق با مقررات به دلیل قابلیت ردیابی NIST.
- حالتهای عملیاتی انعطافپذیر امکان بهینهسازی برای توان و زمان اندازهگیری را فراهم میکنند.
محدودیتها
- برای پیکربندی و تفسیر دادههای دمای دیجیتال به یک میکروکنترلر خارجی نیاز دارد.
- عمدتاً برای سنجش دما طراحی شده است؛ سنسورهای دیگر را یکپارچه نمیکند.
- مشخصات دقت به محدوده دمای عملیاتی خاص وابسته است.
- رابط دیجیتال نیازمند پیادهسازی صحیح پروتکل توسط سیستم میزبان است.
Key Technical Specifications
| Specification | Value |
|---|---|
| Supply Voltage | 1.62 V to 5.5 V |
| Current Consumption | Operating: 3.5 µA (Typical), Shutdown: 200 nA (Typical) |
| Accuracy | ±0.2°C Maximum (–40°C to +100°C) |
| Resolution | 16-bit (0.0078125°C) |
| Operating Temp Range | –55°C to +125°C |
| Interface | I²C, SMBus |
| Package Type | 6-pin WSON, 8-pin VSSOP |
معماری داخلی
معماری داخلی TMP116 شامل یک هسته سنسور دمای دقیق است که انرژی حرارتی را به یک سیگنال آنالوگ تبدیل میکند. این سیگنال آنالوگ سپس توسط یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) سیگما-دلتا 16 بیتی برای تبدیل دیجیتال با رزولوشن بالا پردازش میشود. یک واحد پردازش دیجیتال عملیات سنسور را مدیریت میکند، از جمله یک عملکرد هشدار قابل برنامهریزی، یک رجیستر آفست دما برای کالیبراسیون سیستم و یک حافظه غیرفرار برای ذخیره پیکربندی. ارتباط با یک میزبان خارجی از طریق رابط سریال I²C/SMBus تسهیل میشود، در حالی که یک واحد مدیریت توان یکپارچه مصرف انرژی را بهینه میکند.
سوالات فنی متداول
- س: برای دستیابی به دقت مشخص شده TMP116 در یک سیستم چه اقداماتی باید انجام شود؟
ج: برای دستیابی به دقت مشخص شده، رعایت شیوههای صحیح طراحی PCB، مانند به حداقل رساندن گرادیانهای حرارتی و قرار دادن سنسور دور از منابع حرارتی، حیاتی است. استفاده از رجیستر آفست دما میتواند خطاهای سطح سیستم را جبران کند، و اطمینان از اینکه دستگاه در محدوده دمایی دقت مشخص شده خود (مثلاً 40- تا 100+ درجه سانتیگراد برای دقت 0.2± درجه سانتیگراد) کار میکند، مهم است. - س: چگونه میتوان مصرف توان پایین TMP116 را در کاربردهای باتریدار بهینه کرد؟
ج: TMP116 دارای جریان عملیاتی پایین و جریان خاموش بسیار پایین است. برای کاربردهای باتریدار، استفاده از حالت تبدیل یک باره (one-shot conversion) به دستگاه این امکان را میدهد که یک تبدیل را انجام داده و سپس به طور خودکار وارد حالت خاموشی کم مصرف شود، که با مصرف توان فقط در طول اندازهگیریهای فعال، به طور قابل توجهی میانگین مصرف جریان را کاهش میدهد. - س: آیا کالیبراسیون خارجی برای TMP116 مورد نیاز است؟
ج: TMP116 در کارخانه کالیبره شده است و قابلیت ردیابی NIST را ارائه میدهد، که نیاز به کالیبراسیون پیچیده توسط کاربر نهایی را برای بسیاری از کاربردها از بین میبرد. با این حال، یک رجیستر آفست دمای یکپارچه امکان کالیبراسیون در سطح سیستم را برای جبران هرگونه گرادیان حرارتی یا آفست ناشی از محیط کاربرد خاص فراهم میکند. - س: حداکثر محدوده دمای عملیاتی برای TMP116 چقدر است و دقت چگونه در این محدوده تغییر میکند؟
ج: TMP116 دارای محدوده دمای عملیاتی 55- تا 125+ درجه سانتیگراد است. دقت در این محدوده متفاوت است: حداکثر 0.1± درجه سانتیگراد از 20- تا 50+ درجه سانتیگراد، حداکثر 0.2± درجه سانتیگراد از 40- تا 100+ درجه سانتیگراد و حداکثر 0.3± درجه سانتیگراد از 55- تا 125+ درجه سانتیگراد.
قطعات مشابه / جایگزین
- TMP117: تگزاس اینسترومنتس – سنسور دمای دیجیتال با دقت بالاتر را ارائه میدهد.
- TMP112: تگزاس اینسترومنتس – سنجش دمای دیجیتال با مصرف توان کمتر را ارائه میدهد.
- TMP1075: تگزاس اینسترومنتس – سنسور دمای دیجیتال با سازگاری LM75/TMP75.
- TMP102: تگزاس اینسترومنتس – یک راه حل سادهتر سنسور دمای دیجیتال را ارائه میدهد.
جدول منابع
| Resource Type | Official Manufacturer Link |
|---|---|
| Datasheet | TMP116 High-Accuracy, Low-Power, Digital Temperature Sensor datasheet (SBDS226E) |
| Product Page | TMP116 product page |
| Application Notes | I²C Bus Pullup Resistor Calculation |
این بخش برای معرفی آیسیهای مهم و پرکاربرد، با هدف آشنایی بیشتر طراحان و علاقهمندان به الکترونیک تهیه شده است. لطفاً توجه داشته باشید که همه قطعات ارائه شده در اینجا لزوماً بخشی از سبد محصولات ما نیستند؛ با این حال، در صورت نیاز، میتوانید درخواست تامین قطعه را با ما در orders@gebrabit.com در میان بگذارید.