THC1-2 1-Wire датчик температуры/влажности
THC1-2 это небольшого размера плата(15*50мм) с установленными датчиком температура -влажность HTS221 и микроконтроллером STM32 от STMicroelectronics, а так же microUSB разъемом, RGB светодиодом и необходимыми дополнительными компонентами.
Микроконтроллер измеряет и обрабатывает сигналы от первичных датчиков, плюс управляет 4-мя многофункциональными линиями и индикацией.
Линии могут быть настроены как: 1-wire, ШИМ, дискретный вход, дискретный выход со срабатыванием по предустановленным порогам и временным задержкам.
Модуль можно использовать как цифровой датчик 1-wire, аналогично широко используемому датчику температуры DS18B20.
Кроме температуры, THC1-2 измеряет еще влажность, а также температуру от внешнего датчика PT1000.
Формат всех значений датчиков полностью копирует формат, принятый в DS18B20.
Разрешающая способность для температур 1/16 градуса, для влажности 1/16%.
Также модуль может выдавать пропорциональный ШИМ сигнал от всех трех датчиков с частотой до 10кГц(настраивается). Причем можно задать нижний и верхний пороги интересующего диапазона датчика, и микроконтроллер растянет ШИМ по указанному диапазону.
В дополнение к функциям датчика, модуль может управлять линиями, аналогично режиму термостата у DS18B20. Только в модуле линий четыре, плюс большой выбор параметров для каждой линии индивидуально. Линии доступны и для простого чтения / записи логических уровней через 1-wire / USB.
Все параметры доступны через 1-wire, командами из набора команд DS18B20.
Кроме этого, есть более удобный метод настройки параметров – при помощи компьютера через microUSB разъем и бесплатную сервисную программу.
Устанавливается функция каждой линии, тип выхода, полярность, частота/длительность срабатывания, величина параметра, дельта. Выбранные параметры сохраняются в энергонезависимой памяти.
К одной из линий можно подключить переменный резистор(резистор подстройки), регулировка которым будет вносить смещение +- на выбранный параметр в заданных пределах.
Для работы с модулем через USB не требуется установка драйверов, сервисная программа не требует инсталляции.
При работе с термодатчиком PT1000, диапазон измеряемых температур определяется типом выбранного датчика и может иметь пределы от -200 до +1000 градусов.
Одно из применений модуля - мост PT1000 – 1-wire или PT1000 – ШИМ.
Для создания законченного устройства управления температурами / влажностью, достаточно подать питание +3.3 … + 5.5В и подключить к выходной линии(ям) модуля через резистор оптопару / оптотриак для управления мощными ключами / пускателями.
Видео
Файлы
Краткие характеристики
Микроконтроллер | STM32L0 |
Датчик температуры HTS221 | -40…+120 Град. |
Разрешающая способность HTS221 | 1/16 Град. |
Датчик влажности HTS221 | 0…100 % |
Разрешающая способность HTS221 | 1/16 % |
Более подробные характеристики HTS221: | https://www.st.com/resource/en/datasheet/hts221.pdf |
Вход датчика PT1000 | -200 … +1000 Град. |
(диапазон ограничен характеристиками самого датчика) | |
Разрешающая способность PT1000 | 1/16 Град. |
Номинал сопротивления резистора подстройки | 300 Ом … 100кОм |
Рекомендуемое сопротивление резистора подстройки | 10 кОм |
Светодиод индикации режимов и состояний линий | RGB |
Настройка времени индикации одного состояния | 0.2 – 5 с |
Количество универсальный линий | 4 |
Тип выхода | потенциальный 0 / +3.0В или «открытый сток» |
Максимальная частота в режиме ШИМ | 10 кГц |
Глубина ШИМ | 1600 |
Период медленного ШИМ | 1 - 6500 с |
Запрет изменения выхода | 0 – 6500 с |
Максимальный выходной ток управляющей линии | +- 15мА |
Рекомендуемый ток управляющей линии | 5мА |
Рекомендуемый тип выхода линии | «открытый сток» |
Максимальный диапазон потенциалов всех линий, включая питание относительно потенциала 0V | 0 … +5.5В |
Защита линий L1-L4 и питания | IEC 61000-4-2 level 4: |
– 15 kV (air discharge) | |
– 8 kV (contact discharge) | |
Питание | +3.3 … +5.5В |
Типичный ток потребления | 6 мА |
Подключение к компьютеру | microUSB |
Установка всех параметров через | USB , 1-wire |
Family code 1-wire | задается, по умолчанию 0x28 |
Поддерживаемые команды 1-wire | 0xCC «Skip ROM» |
0x33 «READ ROM» | |
0xF0 «SEARCH ROM» | |
0x55 «MATCH ROM» | |
0x44 «Conversion» | |
0xBE «Read Scratchpad» | |
0x4B «Write Scratchpad» | |
0x48 «Copy Scratchpad» | |
0xB8 «Recall EE to Scratchpad» |
Питается от 5 В - microUSB разъем или через клемму.
Имеет 4 канала, каждый из которых может быть настроен как:
- (PP) Push-Pull выход 0 В / 3 В
- (OD) Open-Drain выход (открытый коллектор), коммутирует на GND
При этом каждый выход может работать в четырех режимах:
- (F_T) Управление по встроенному датчику температуры с настраиваемым гистерезисом
- (F_PT) Управление по выносному датчику температуры с настраиваемым гистерезисом
- (F_H) Управление по встроенному датчику влажности с настраиваемым гистерезисом
- (F_PWM_T) Управление по встроенному датчику температуры с PWM (ШИМ) регулированием, с настраиваемой полосой пропорциональности и периодом регулирования
- (F_PWM_PT) Управление по выносному датчику температуры с PWM (ШИМ) регулированием, с настраиваемой полосой пропорциональности и периодом регулирования
- (F_PWM_H) Управление по встроенному датчику влажности с PWM (ШИМ) регулированием, с настраиваемой полосой пропорциональности и периодом регулирования
Кроме того:
- у L1 есть специальный режим - (1-WIRE) работа в качестве 1-Wire Slave устройства
- у L4 есть специальный режим - (PT1000) работа в качестве измерителя выносного датчика температуры Pt1000
- у L4 есть специальный режим - (F_R_ADJ) работа в качестве входа под потенциометр регулирования сдвига уставок других входов +5…-5 градусов.
Настройки
Считывать показания с него и настраивать этот модуль можно через USB кабель через компьютер, где запускается специальная программа.
Кроме того, все то же самое можно опрашивать/настраивать и по цифровой шине 1-Wire.
У модуля есть индикация - многоцветный светодиод.
Модуль периодически выдает 4 вспышки светодиодом, при этом каждая вспышка показывает состояние соответствующего канала L1…L4.
- Красный - идет нагрев/увлажнение
- Зеленый - показания находятся в допустимом диапазоне регулирования
- Сиреневый - используется PWM управление в допустимом диапазоне регулирования
- Синий - идет охлаждение/осушение
- Выключено - канал не задействован в управлении
- Тусклый голубой - разделитель между вспышками
Для любого выхода задается:
- Режим работы (см. выше)
- Push-Pull / Open-Drain
- Инверсия сигнала любого выхода.
- Частота ШИМ/PWM: 0.0001 с (10 кГц) …. 1 час / Минимальное время переключения, для управления по гистерезису
- Верхний и нижний пороги регулирования.
Электрические характеристики
Питание +3.3 … +5.5В, но в связке с THO1-1 от 4.75 до 5.5
Потребление не более 5 мА без светодиодов, + еще примерно столько же со светодиодами (индикацию можно отключать через настройки).
Выходы: максимальные токи до 10 мА каждый, но нужно учитывать схемотехнику тепла.
Напряжение выхода в режиме Push-Pull 0 или +3.0В, ток до 10 мА, но все тепло выделяется прямо на процессоре.
Максимальное напряжение в режиме Open-Drain +5.5В. Токи 10 мА каждый, тепла практически нет совсем. Именно этот режим рекомендуется для использования с THO1-1.
Защита ESD на всех 4 линиях и питании.
На линиях USB защиты нет.