Interfaceando o MSP430 com o TMP100 - Sensor de Temperatura (COM042)

No Application Note SLAA151, a Texas Instruments (www.ti.com) descreve uma aplicação em que o interfaceamento de um sensor de temperatura TMP100 com um MSP430 resulta num termômetro capaz de medir temperaturas, alimentado por bateria de 3 V com 10 anos de autonomia. O circuito desse aplicativo é mostrado na figura 1.

 

Circuito do projeto.
Circuito do projeto.

 

Muitos sistemas exigem algum tipo de implementação de medida ou sensoriamento de temperatura. Uma exigência de muitos desses aplicativos é o baixo consumo, de modo a estender a durabilidade da bateria.

Uma opção moderna é a que faz uso de sensores integrados como o TMP100 que pode ser interfaceado com um microcontrolador de ultra-baixo consumo como o MSP430.

No aplicativo descrito pela Texas Instruments, o sistema é projetado para operar com o mínimo de consumo de forma constante, mostrando num display a temperatura em tempo real.

Quando operando no modo one-shot, o TMP100 vai ao modo shutdown depois que cada conversão é completada consumindo uma corrente típica de 0,1 uA entre as conversões.

Acoplado ao MSP430 cujo consumo é de apenas 0,5 uA no modo stand-by de baixa potência (LPm3), e em conjunto com o LCD estático de 3,5 dígitos, o conjunto todo consome uma corrente média de apenas 2,45 uA.

A alimentação para o sistema é fornecida por uma bateria lítio de 3 v tipo CR-2032 especificada para ter uma capacidade de 220 mA-hora. Com a corrente total do sistema, de 2,45 uA, o tempo previsto para sua duração será de 10,25 anos.

Para se obter essa autonomia também foram tomadas precauções com o software do MSP430 que deve ter um mínimo de ciclos ativos de clock. Para detalhes desse software o leitor pode consultar o Application Note original.

A interface entre o MSP430 e o TMP100 é mostrada no diagrama, exigindo um mínimo de conexões e componentes. Um capacitor de 0,1 µF faz o desacoplamento da fonte. Um resistor de 68k serve como pull-up na entrada de reset (RST) e um cristal de 32,768 kHz fornece a fonte de clock para a entrada de clock SCL.

A apresentação da temperatura é fornecida por um LCD de 3 1/2 dígitos estático que é excitado diretamente pelo circuito embutido para essa finalidade no MSP430. O MSP430F413 indicado nessa aplicação pode excitar até 24 segmentos tendo 4 saídas comandando com isso um total de 96 segmentos possíveis. Se bem que seja usado esse dispositivo da série MSP430 outros também podem ser empregados, dependendo da aplicação.

 

Resumindo

Se bem que a medida de temperatura ou seu monitoramento possa ser feito de diversas maneiras, o uso de um TMP100 oferece muitas vantagens pela sua comunicação I2C com o microcontrolador. Com isso, pode-se obter portabilidade, baixo consumo e outras características vantajosas em determinados tipos de aplicações.

Com o uso de um microcontrolador da série MSP430 isso é possível, conforme demos como exemplo nesse artigo, baseado diretamente em Application Note da Texas. Nele descreve-se um sensor de temperatura que pode medir continuamente a temperatura mostrando-a num display de cristal líquido com autonomia de 10 anos para uma simples bateria de 3 V.

 

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