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Novosense – NST1002: hochpräziser digitaler 2-Pin Temperatursensor

 

Novosense - NST1002: Digitaler TemperatursensorBei der Auswahl eines Temperatursensors für eine Anwendung kann es verlockend sein, sich für eine kostengünstige Option zu entscheiden, die die grundlegenden Anforderungen des zu entwickelnden Produkts erfüllt. Es lohnt sich jedoch zu bedenken, dass die Investition in einen hochwertigen Sensor die Qualität des Endprodukts entscheidend beeinflussen kann. Einige digitale Standardsensoren bieten zwar eine für die Funktionalität des Geräts akzeptable Genauigkeit, sind aber möglicherweise auf bestimmte Temperaturbereiche beschränkt und verbrauchen im Vergleich zu anderen auf dem Markt erhältlichen Optionen erheblich mehr Strom. Folglich sind Lebensdauer und Qualität des Produkts mitunter erheblich beeinträchtigt.


Thermistor oder digitaler Temperatursensor?


Es gibt viele Arten von Temperatursensoren, und die Auswahl des am besten geeigneten Sensors hängt in erster Linie von der Anwendung ab. Einerseits werden Thermistoren weithin in medizinischen und industriellen Anwendungen eingesetzt, andererseits haben sie einige Nachteile, die bei ihrer Verwendung beachtet werden müssen. Erstens sind sie anfällig für Fehler durch Eigenerwärmung, die zu ungenauen Temperaturmessungen führen (sofern sie nicht richtig berücksichtigt werden). Zweitens weist ihre Widerstandsänderung in Abhängigkeit von der Temperatur unter Umständen eine erhebliche Nichtlinearität auf, was die genaue Interpretation von Temperaturmessungen über einen großen Temperaturbereich erheblich erschwert. Schließlich erfordern NTC-Thermistoren eine Abschirmung der Versorgungsleitungen, damit Störungen und Rauschanteile, die sich negativ auf die Genauigkeit der Temperaturmessungen nachteilig auswirken, vermieden werden.

Wie NTC-Thermistoren sind auch digitale Temperatursensoren für verschiedene Anwendungen in Industrie und Medizin interessant. Diese Sensoren bieten mehrere Vorteile, darunter Genauigkeit, Stabilität und Benutzerfreundlichkeit, da Standardkommunikationsprotokolle verwendet werden können. Im Gegensatz zu NTC-Thermistoren bieten einige digitale Temperatursensoren eine bessere Genauigkeit und höhere Auflösung, wie z. B. der NST1002 von Novosense. Seine hohe Genauigkeit kann über einen Temperaturbereich von -50°C bis 150°C (+/-0.7°C max @3.3V) beibehalten werden, und sein 15-Bit-ADC bietet Auflösungen von bis zu 0,0078125°C. Ein weiterer bemerkenswerter Vorteil dieses Temperatursensors ist unter anderem seine One-Wire-Schnittstelle, die einen direkten Anschluss an den GPIO der MCU ermöglicht, was das Hardware-Design vereinfacht.

Kann der NST1002 als Ersatz für NTC-Thermistoren verwendet werden?


Die Antwort lautet: Ja! Der NST1002 kann als digitaler Zweidraht-Temperaturfühler in neuen Designs oder als Ersatz für NTC-Thermistoren verwendet werden (kleine pinkompatible 2-Pin Bauform) und eignet sich daher für verschiedene Anwendungen, darunter Automobil-, Industrie- und Haushaltsgeräte. Aufgrund seines niedrigen Betriebsstroms ist er auch eine ideale Lösung für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch, wie z. B. drahtlose IoT-Sensorknoten. Der NST1002 ist in DFN-2L- und TO-92S-2L-Gehäusen erhältlich und verfügt über ein Pinout mit DQ und GND, wobei DQ sowohl als Stromversorgung als auch als digitaler IO fungiert.


 

 

 

 

 

One-Wire-Kommunikation


Typische Anwendungen


  • 1-Pin GPIO-Verwendung: In dieser Anwendung wird nur ein GPIO benötigt, um die GPIO-Ressourcen des Systems zu schonen. Der NST1002 zieht den GPIO zur Datenübertragen nach LOW.
  • Mehrpunkt-Temperaturerfassung: Alle NST1002-Knoten in dieser Konfiguration verwenden GPIO0 als DQ-Zählport und haben denselben Pull-up-Widerstand. Über die anderen GPIOs lassen sich die einzelnen NST1002 aktivieren um an bestimmten Stellen die Temperatur sequenziell zu ermitteln.
  • Verwendung von zwei GPIOs für Null-Stromverbrauch im Standby-Modus: Der DQ-Pin ist mit GPIO2 verbunden und über einen Pull-up-Widerstand (Rpu) mit GPIO1 verknüpft. GPIO1 wird auf HIGH gesetzt und liefert über den Pull-up-Widerstand Rpu Strom als VDD. GPIO2 dient als One-Wire-Kommunikationspin zum Abrufen von Temperaturdaten. Wenn die Temperaturberechnung abgeschlossen ist und GPIO1 auf LOW gesetzt wird, ist der Stromverbrauch im Standby-Modus null.


Wussten Sie, dass das NST1002 auf für CGM-Messungen verwendet werden kann?


Der NST1002 eignet sich für die Erfassung von Echtzeitschwankungen der Umgebungstemperatur oder der Körperoberflächentemperatur. Er kann seinen Algorithmus anpassen, um die Genauigkeit der Glukoseüberwachung auf der Grundlage dieser Veränderungen zu verbessern. In dieser Situation können Sie das NST1002 in der Nähe der Hautoberfläche positionieren, um hochpräzise Messungen der Körperoberflächentemperatur zu erhalten, was zu einer effizienteren Datenerfassung führt.


Merkmale


  • Betriebstemperaturbereich: -50°C bis 150°C
  • Hohe Genauigkeit über -50°C bis 150°C

DFN-2L:

     0°C~85°C: ±0,1°C (typisch) ±0,25°C(max.)

     -40°C ~125°C: ±0,5°C (max.)

     -40°C ~150°C: ±0,5°C (max.)@3,3V

TO-92S-2L:

     0°C~85°C: ±0,2°C (typisch)

     -20°C ~85°C: ±0,35°C (max.)

     -40°C ~125°C: ±0,7°C (max.)

     -40°C ~125°C: ±0,7°C (max.) @3,3V

  • Hohe Auflösung: 0,0078125°C (1 LSB)
  • Schnelle Temperatursprungantwort: Silikonöl τ63% = 0,27 Sekunden (DFN2L)
  • Einzelne Temperaturumwandlungszeit: 32ms
  • Ultra-niedriger Stromverbrauch: 30µA (30ms Conversion), 5.4µA (Idle), keine Leistungsaufnahme im Standby
  • Versorgungsspannungsbereich: 1,7V bis 5,5V
  • Digitaler Ausgang mit einem Busprotokoll, ohne AD-Wandleranschluss
  • Unterstützung einer vereinfachten Temperaturmesslösung mit zwei Pins
  • DFN2L ultrakleines Gehäuse, mit der gleichen Größe wie 0603 Widerstand

Anwendungen

  • Amperemeter
  • Messung der Temperatur des Gaszählers
  • Intelligentes Schließwerkzeug
  • Haushaltsgeräte
  • Blutzuckermessgerät

  • Digitaler Temperaturfühler
  • Intelligente Wearables
  • Industrielles Internet der Dinge
  • Erkennung der Batterietemperatur

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