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Neste episódio de nossa série de vídeos SMARTER WITH SENSORS (MAIS INTELIGENTE COM SENSORES), nosso especialista em sensores técnicos apresentará o sensor de temperatura digital TSYS03. Assista a este vídeo curto para saber sobre as aplicações de alcance onde o TSYS03 é usado, detalhes técnicos, como o sensor de temperatura digital funciona e muito mais.
Introdução:
Bem-vindo aos primeiros vídeos "Smarter with Sensors" (Mais inteligente com sensores), meu nome é Devin Brock, gerente de conhecimento e treinamento de produtos de Soluções de Sensores da TE Connectivity.
1) A demanda por sensores digitais está crescendo
Por que é uma tendência?
O mercado global de sensores está preparado para um crescimento explosivo em um futuro próximo. De acordo com o Market Research Future (MRFR), o mercado global de sensores deve crescer para cerca de $266,27 bilhões até o final de 2023, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR pronunciada "cag-er") de 11,6% durante o período de previsão de 2017-2023. A previsão para sensores digitais varia até certo ponto, mas geralmente se espera que cresça mais rápido do que o mercado global de sensores e o dobro da taxa do mercado industrial global.
2) Comparação da tecnologia
Por que digital?
Então, por que os sensores digitais estão crescendo em popularidade? Há uma variedade de vantagens que os sensores digitais e, especificamente, os sensores de temperatura digital, têm sobre suas contrapartes analógicas. Em primeiro lugar, do ponto de vista da precisão, a precisão total do sistema para sensores analógicos de temperatura, como os termistores NTC e RTDs, inclui não apenas os erros associados ao sensor em si, mas também deve incluir erros associados aos circuitos usados para ler o sensor, incluindo resistores pull-up, conversores e amplificadores de A a D e outros. Para um sensor digital, a precisão do sistema é a precisão do sensor à medida que o sensor retorna um único valor para sua leitura. Em seguida, olhando para o uso de energia, a maioria dos sensores analógicos estão sempre "ON" (ligados) e o divisor de tensão ou circuito de corrente constante está sempre tirando uma quantidade significativa de energia do sistema. Um sensor digital, por outro lado, é tipicamente de baixa potência e a maioria pode ser colocada em um modo de descanso e só vai "acordar" conforme necessário para gerar uma leitura, conservando ainda mais a energia no sistema tornando-os ideais para aplicações alimentadas por bateria. Os sensores digitais também oferecem melhor confiabilidade dos dados, pois os dados digitais são válidos ou nulos e a maioria dos sensores tem recursos de autodiagnóstico para aumentar ainda mais a confiabilidade dos dados. A qualidade dos dados dos sensores analógicos, por outro lado, é suscetível ao ruído do circuito e à conversão de A em D, e a confiabilidade pode degradar ao longo do tempo devido ao contato e à resistência ao chumbo, bem como ao desvio do elemento de detecção. Do ponto de vista da integração, os sensores analógicos requerem circuitos externos extensos, tabelas de pesquisa e validação do sistema, enquanto os sensores digitais fornecem dados com uma simples chamada de E/S e uma conversão de dados simples. Finalmente, do ponto de vista de custo/precisão, os sensores analógicos requerem circuitos externos, uma fonte de tensão estável e um conversor de qualidade de A a D, a fim de obter leituras precisas. O custo e as precisão geral do sistema para sensores analógicos tem permanecido relativamente estáveis com melhorias incrementais. Os sensores de temperatura digital, por outro lado, têm visto uma melhora significativa na precisão nos últimos anos e seu custo diminuiu drasticamente à medida que o campo de sensores digitais continuou a evoluir
3) Aplicação da série TSYS de sensores de temperatura digital
3.1 Sistemas HVACR
Há uma gama de aplicações para as quais o TSYS03 é bem adequado, incluindo sistemas HVACR. Esses sistemas exigem dados precisos de temperatura, a fim de garantir um ambiente confortável para as pessoas em casas e locais de trabalho. O TSY03 é ideal, pois fornece dados precisos de temperatura sem necessidade de calibração e fornece operação de plug and play verdadeira, pois se conecta diretamente ao barramento I2C com um simples conjunto de comandos que simplifica a programação
3.2 Sistemas de Saúde
Sensores de temperatura digital como o TSYS03 também podem desempenhar um papel fundamental em uma série de aplicações na área da saúde. Seu pequeno tamanho e alta precisão fornecem informações críticas de temperatura em uma variedade de aplicações médicas. O TSYS03 fornece dados em um formato digital direto e combina um elemento de detecção de temperatura junto com o conversor de A a D, amplificador e circuitos de interface que permitem conexão direta com um barramento I2C
3.3 Dispositivos móveis
Outra aplicação que é bem adequada para o TSYS03 é para dispositivos móveis e acessórios de condicionamento físico. O tamanho reduzido do TSYS03 minimiza o espaço da placa e seu baixo consumo de energia e a capacidade de utilizar a operação do modo de suspensão o torna ideal para aplicativos alimentados por bateria e em qualquer lugar, onde o uso de energia é importante
3.4 Estações meteorológicas
Estações meteorológicas, tanto comerciais quanto residenciais, são outras áreas onde o TSYS03 pode ser utilizado. Sua ampla faixa de temperatura de operação de -40 °C a +125 °C e alta precisão o tornam bem adequado para aplicações externas e de custo crítico
3.5 Sistemas Comfort Automotivos
Os sistemas comfort automotivos são outra área de aplicação onde o TSYS03 é bem adequado. A faixa de temperatura de operação se encaixa nas necessidades da indústria automotiva e seu pequeno tamanho permite que ela seja integrada em espaços apertados e responda rapidamente às mudanças de temperatura
4) Descrição do produto
A série TSYS03 da TE Connectivity de sensores de temperatura digital foram projetados para fornecer medições de temperatura muito precisas em um pacote de montagem de superfície TDFN8 ou ultrapequeno XDFN6 com requisitos de energia muito baixos. Estes sensores são calibrados de fábrica e estão disponíveis com uma saída digital I2C e operam em uma ampla faixa de temperatura de -40 °C a +125 °C. Eles trabalham em uma ampla faixa de tensão e um endereço I2C programável permite que vários sensores TSYS03 operem no mesmo barramento I2C. 16 bits de resolução e uma precisão de ±0,5 °C tornam este sensor ideal para uma ampla gama de aplicações
5) Como funciona
O TSYS03 é um sensor de temperatura totalmente digital em um pacote TDFN8 em miniatura com dimensões de 2,5 x 2,5 x 0,75 mm, ou um pacote XDFN6 ainda menor com dimensões de 1,5 x 1,5 x 0,38 mm.
Aqui está o modo de funcionamento...
6) Resumo
Os sensores de temperatura digital fornecem uma série de vantagens sobre outras tecnologias de detecção de temperatura, incluindo uma interface simplificada, melhor precisão geral do sistema, baixa operação de energia e preços competitivos. O pequeno tamanho desse sensor de temperatura digital permite um tempo de resposta térmica mais rápido, que se converte em leituras de temperatura aceleradas. O TSYS03, com seu design ASIC melhorado e tamanho reduzido do pacote, permite uma relação preço-desempenho excepcional.
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