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Los sensores digitales de temperatura con memoria EEPROM integrada pueden ayudar a enfriar su sistema cuando el ambiente se caldea

Si le dijera que existe una manera sencilla y económica de medir la temperatura de su producto con precisión, además de registrar y hacer un seguimiento del uso que hacen sus clientes del producto a lo largo de su vida útil, ¿le interesaría conocer más detalles? Seguro que sí. En la actualidad es fundamental aumentar el valor operativo de su producto para los clientes y proteger su inversión. En este artículo explicaré el valor significativo y la importancia que tiene el uso de la EEPROM integrada en sensores de la temperatura local con salida digital (protocolo I2C), además de ofrecer ejemplos sobre la configuración de una sencilla secuencia a escribir en la EEPROM para obtener posibles soluciones de diseño, entre otras cosas.

Introducción

Los sensores digitales de temperatura I2C son circuitos integrados (CI) basados en silicio de los cuales se han vendido miles de millones de unidades de su llegada al mercado hace más de 20 años. Desde entonces, los sensores digitales de temperatura I2C se han convertido en una solución muy popular para supervisión térmica en innumerables productos y sistemas electrónicos. Han ayudado a los diseñadores de sistemas a medir y controlar las temperaturas de sus productos en tiempo real y a reaccionar efectivamente a cualquier incumplimiento de los límites de la temperatura, tanto inferiores como superiores.

Desde un punto de vista de alto nivel, los sensores digitales de temperatura I2C constituyen una solución completa de supervisión de temperatura que mide su propia temperatura interna y a continuación convierte la temperatura en un valor digital que se puede leer fácilmente por medio de un protocolo estándar de comunicación I2C. Estos sensores proporcionan datos digitalizados de temperatura, eliminando así la necesidad de componentes externos como convertidores A/D o componentes para postproceso de datos. Puede que le interese saber que un sensor digital de temperatura viene calibrado de fábrica para cumplir los requisitos de temperatura bien definidos en un determinado rango de temperatura. No es extraño hoy en día que varios suministradores ofrezcan una precisión máxima de ± 1°C (o mejor) en amplio rango de temperatura como -40°C a 125°C.

Sin embargo, lo que es poco común es integrar la memoria EEPROM en el sensor de temperatura de manera que los usuarios puedan almacenar datos críticos de cada aplicación para mejorar la robustez de sus productos finales. La memoria EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read-Only Memory) es una matriz de memorias no volátiles de diferentes tamaños y especializadas para almacenamiento de datos del usuario. Una de las características más destacables de la EEPROM es que se puede escribir más de un millón de veces en cada byte de memoria, por lo resulta perfecta para transacciones con cambios de datos a alta frecuencia y prácticamente para todo tipo de productos y aplicaciones.

¿Por qué es importante utilizar la memoria EEPROM integrada?

Existen tres motivos importantes. El primero es que el uso de una memoria integrada ofrece la capacidad de guardar datos críticos del sensor de temperatura a nivel local. Algunos ejemplos de datos críticos son registrar temperaturas extremas del producto final que puedan provocar interrupciones o averías, guardar temperaturas, fecha/hora, contar fallos, duración del tiempo de funcionamiento y otras muchas situaciones que nos gustaría evitar. Pensemos en las consecuencias favorable que puede tener para su producto en el futuro contar con la posibilidad de revisar y estudiar las devoluciones por avería del producto de su cliente, simplemente leyendo la memoria integrada en el sensor de temperatura para acceder a información como el número de veces que un producto ha alcanzado una temperatura crítica, así como la fecha y la hora en que ha ocurrido.

Estos datos por sí solos podrían indicar si su cliente ha utilizado el producto constantemente en un entorno con una temperatura adversa, lo cual puede anular la garantía o cualquier reclamación relacionada con ésta debido a un uso indebido por parte del cliente. La memoria integrada se podría considerar prácticamente como el registrador de datos de un accidente que se encuentra instalado en los coches y aviones actuales. Los datos almacenados podrían ayudar a introducir mejoras en el desarrollo de nuevos productos y/o a introducir mejoras en el desarrollo que pudieran relacionar incumplimientos de la temperatura almacenada y quizás una selección equivocada del componente que ha provocado una degradación de sus prestaciones con el paso del tiempo.

¿Su producto se ha conectado a un reloj demasiado rápido o se ha utilizado indebidamente? Piense en las consecuencias del proceso de análisis de su producto cuando su cliente devuelva su producto para analizar el fallo. Los datos almacenados podrían ayudar a determinar el origen del fallo del producto y también podría invalidar el retorno si los datos almacenados indican un uso indebido por parte del cliente que afecte a su responsabilidad sobre el producto. Disponer de la información almacenada en la memoria integrada también minimiza la manipulación de los datos y los datos almacenados ayudan a determinar si las reclamaciones sobre la garantía están justificadas. La segunda razón es que la memoria integrada ofrece la capacidad de efectuar un seguimiento de las funciones que utilizan sus clientes finales para determinar si los clientes recurren a ellas o no. Es posible que desee saber si los clientes utilizan o no unas funciones nuevas o concretas. ¿Cómo podría hacerlo o implementarlo escribiendo una sola secuencia? Se podría implementar simplemente, por ejemplo, dedicando dos bytes de la EEPROM a almacenar dos valores diferentes e interrelacionados y conocer con antelación que en esas ubicaciones de la memoria se almacena una determinada función del producto. La primera ubicación del byte podría almacenar el valor incrementado cada vez que se utiliza una función.

La segunda ubicación de un byte se podría usar como registro de fecha y hora para saber la última vez que se recurrió a una función. Qué valioso sería disponer de datos en tiempo real acerca del uso por parte de sus clientes para saber si y cuando han utilizado lo que usted creía que era una función muy relevante, y averiguar que apenas se ha recurrido a tal función. ¡Estos resultados serían mucho más valiosos que un estudio elaborados entre los clientes o en un grupo de sondeo! El tercer motivo para utilizar memoria integrada es el almacenamiento de datos críticos de fábrica, ajustes de configuración del sistema y datos paramétricos. La memoria integrada se puede emplear para almacenar información primordial sobre las pruebas realizadas en fábrica y pueden conducir a una revisión de tales pruebas. La configuración de las pruebas y la colocación de los equipos, junto con sus datos paramétricos, serían de ayuda para las devoluciones de productos por parte del cliente al proporcionar información objetiva sobre las pruebas del producto realizadas en fábrica.

Además, la memoria integrada se podría utilizar para almacenar datos críticos sobra la configuración del sistema que ayuden a poner en marcha el proceso para configurar el sistema o producto. Las futuras actualizaciones del producto se podrían llevar a cabo simplemente reprogramando los datos previos de configuración mediante una sencilla operación de programación. Un sensor de temperatura I2C con EEPROM integrada como el AT30TSE758A de Microchip permite que los fabricantes aprovechen las tres ventajas principales antes citadas. Los dispositivos de supervisión precisa de la temperatura, como el mostrado en la Figura 1, combinan un sensor digital de temperatura de alta precisión, alarmas programables de alta y baja temperatura, registros no volátiles integrados y una EEPROM de 8 Kbit en un solo encapsulado compacto. Estas funciones hacen que resulte práctico para una gran variedad de aplicaciones que exigen la medida de la temperatura local como parte integral de la función y/o la fiabilidad del sistema.

La Figura 1 muestra un diagrama básico de la arquitectura de estos productos. El sensor de temperatura mostrado puede medir temperaturas en todo el rango de -55°C a +125°C y su precisión típica es de hasta ±0,5°C entre 0°C y +85°C. Los resultados de las medidas digitales de temperatura se almacenan en uno de los registros internos, que se puede leer en todo momento a través del interface serie I2C del dispositivo. Otra manera de maximizar la gestión térmica del sistema consiste en utilizar un sensor de temperatura con registros no volátiles. Permiten que los dispositivos almacenen y conserven los ajustes de la configuración y de los límites de temperatura incluso después de conectar y desconectar el dispositivo. Esta función acaba con la necesidad de reconfigurar el dispositivo tras cada puesta en marcha, lo cual permite a su vez que el dispositivo sea autónomo y que no dependa de un controlador principal, lo cual agiliza la configuración del dispositivo tras el proceso de inicialización.

Conclusión

Afortunadamente ahora ya conoce mejor la importancia que tiene usar una memoria EEPROM integrada que complemente sus trabajos sobre gestión térmica y proporcione una valiosa información para el diseño en su conjunto. Productos como el AT30TS758A permiten que los diseñadores esquiven los obstáculos térmicos de su diseño y logren éxitos con rapidez.



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