Em seu Application Note TB3016, de 2009, que pode ser acessado no site da Microchip que descreve o modo de se usar a CTMU (Timer Charge Measurement Unit) das últimas gerações do PIC24F e PIC18F para a medida de temperaturas. Neste artigo resumimos como isso pode ser feito, já que a informação completa do Application Note pode ser obtida no endereço abaixo.
A CTMU, usa uma fonte de corrente constante que permite calcular tanto mudanças de capacitância como diferenças de tempos entre eventos. A mesma fonte de corrente constante pode também ser usada para medir temperaturas aplicando-se um princípio básico da física dos semicondutores.
Com isso é possível usar um diodo comum ou mesmo a junção de um transistor em lugar de um termistor ou outro sensor caro de temperatura para medir temperaturas com boa precisão, conforme mostra a tabela abaixo de linearidades.
Princípio de Funcionamento
Conforme mostra a fórmula abaixo, a tensão numa junção PN é altamente dependente da temperatura.
Nesta fórmula k é constante de Boltzmannn, q a carga do elétron e T a temperatura absoluta da junção. IF é a corrente aplicada à junção e Is a corrente de saturação do diodo. Como k e q são constantes, e Is fixa para a junção temos que a tensão Vf varia com a temperatura.
Desta forma, utilizando uma fonte de corrente constante que fixe If numa junção é possível medir sua temperatura através de Vf.
Implementação
Na figura 1 temos um diagrama de blocos que nos dá uma idéia de como é possível fazer a implementação de um recurso de medida de temperatura num PIC.
Assim, o que é preciso fazer é ligar a uma junção PN (que pode ser dos componentes da tabela) uma fonte de corrente constante, conforme mostra a figura 2.
Para realizar uma medida, o multiplexador é configurado para selecionar o pino conectado ao diodo. A fonte de corrente constante da CTMU é então ligada e uma conversão A/D é realizada no canal.
Como mostrado no diagrama do circuito equivalente, o diodo é alimentado pela CTMU com If; A tensão resultante Vf na junção (diodo) é então medida pelo ADC.
Na figura 3 temos as curvas de respostas de alguns dispositivos testados usados como sensores.
Mais detalhes sobres esta implementação podem ser obtidos na documentação indicada da Microchip.
