LMP91000/002 – аналоговый front end для электрохимических датчиков
LMP91000/LMP91002 – это программируемые AFE для электрохимических датчиков. На них можно реализовать законченный сигнальный тракт от датчика до микроконтроллера. Возможность программирования обеспечивает совместимость с большинством электрохимических датчиков, таких, как трехвыводные датчики токсических газов и двухвыводные датчики гальванических элементов Galvanic cell sensors (LMP91000), или несмещенные электрохимические датчики газа (LMP91002). LMP91000/LMP91002 поддерживают датчики с чувствительностью 0,5…9500 нА/ppm и позволяют эффективно преобразовывать ток в диапазоне 5…750 мкА.
Подстройка смещения (LMP91000) и коэффициента усиления трансимпендансного усилителя (TIA) осуществляется через I2C-интерфейс, используемый также для диагностики датчика. Микросхемы имеют встроенный датчик температуры, выходной сигнал которого (вывод VOUT) можно использовать для дополнительной корректировки сигнала или для наблюдения за температурным режимом.
Микросхемы оптимизированы для экономичных приложений и могут работать при напряжении источника питания 2,7…5,25 В (LMP91000) или 2,7…3,6 В (LMP91002), при потребляемом токе меньше 10 мкА. Дальнейшее уменьшение потребляемой мощности возможно при отключении TIA-усилителя и закорачивании образцового и рабочего электрода внутренним ключом. В таблице 3 приведены типовые характеристики LMP91000/LMP91002 при TA = 25°C.
Таблица 3. Типовые характеристики LMP91000/LMP91002 при TA = 25°C
| Параметр | LMP91000 | LMP91002 |
| Напряжение питания, В | 2,7…5,25 | 2,7…3,6 |
| Потребляемый ток, мкА | <10 | |
| Ток ячейки, мкА | >10 | |
| Ток смещения опорного электрода (85°C), пА (max) | ||
| Output drive current перевести. ХС, мкА | ||
| Полнофункциональная схема для | Химических датчиков | Несмещенных датчиков газа |
| Программирование напряжения смещения | + | – |
| Программируемый Кусил TIA, кОм | 2,75…350 | |
| Источник втекающего и вытекающего тока | + | – |
| Цифровой интерфейс | I2C-совместимый | |
| Рабочая температура, °C | -40…85 | -40…85 |
| Тип корпуса | 14 pin LLP | |
| Основные области применения | Химическая идентификация | Газовые детекторы |
| Электрометры |
На рисунке 8 изображена внутренняя архитектура и типовая схема применения LMP91000.
Рис. 8. Внутренняя архитектура и типовая схема включения LMP91000
Библиотека для микроконтроллера MSP430
Микросхема LMP91000 программируемого AFE применяется в экономичных химических датчиках и оптимальна для использования совместно с MSP430-микроконтроллерами. LMP91000 разработана для трехвыводных газовых датчиков и двухвыводных датчиков гальванических элементов. Она имеет I2C-порт (slave), через который может подключаться к MSP430. LMP91000 генерирует выходное напряжение, пропорциональное току через ячейку, и идеальна для обнаружения изменений концентрации газа, основанного на изменении тока через рабочий электрод. Библиотека LMP91000 MSP430 Code Library позволяет абстрагироваться от аппаратных особенностей и начать быструю разработку конечных приложений на базе LMP91000.
На рисунке 9 изображена структурная схема библиотеки LMP91000 MSP430 Code Library.
Рис. 9. Структурная схема библиотеки LMP91000 MSP430 Code Library
Комплект разработчика
Оценочная плата для LMP91000 (LMP91000SDEVAL) может использоваться как отдельно, так и в составе оценочной платформы SensorAFE eval platform. Она позволяет конфигурировать LMP91000 через I2C-интерфейс и проверять совместимость с реальными газовыми датчиками (3-выводными токовыми и 2-выводными гальваническими ячейками).
На рисунке 10 приведен внешний вид LMP91000SDEVAL.
Рис. 10. Внешний вид LMP91000SDEVAL