Teplotní čidlo pro základní desku | Kapitola 2

LM75/78

Jedním z prvních obvodů pro monitoring na základních deskách byl obvod LM78 s integrovaným teplotním čidlem od firmy National Semiconductor spolu s teplotním čidlem LM75 pro sběrnicí I2C. (ten ale na dnešních deskách nenajdete)

Vlastnosti:

• měření 5 kladných a 2 záporných napětí 8 bit ADC převodníkem +/-1%
• 3 vstupy pro měření otáček ventilátorů s podporou 1, 2, 3 a 4 pulsů na otáčku, měřící rozlišení je 8 bitů s přesností +/-10%
• integrované teplotní čidlo s rozlišením 8 bitů (1 bit na 1°C) s přesností +/-3°C (pouze chyba převodu, ne čidla)
• možnost rozšíření až o 8 externích teplotních čidel LM75 na I2C sběrnici
• hlídání překročení min. a max. hodnot (nastavitelné)

http://www.national.com/ds/LM/LM78.pdf

LM87

Toto je další z řady obvodů od National Semiconductor (LM80, LM81), který má další funkce jako DAC převodník pro řízení otáček ventilátorů. (stejný případ jako LM75/78, na dnešních deskách nenajdete)

Vlastnosti:

• měření 8 napětí 8 bit ADC (delta-sigma) převodníkem +/-2%
• 2 vstupy pro měření otáček ventilátorů s podporou 1, 2, 3 a 4 pulsů na otáčku, měřící rozlišení je 8 bitů s přesností +/-10%
• integrované teplotní čidlo s rozlišením 8 bitů (1 bit na 1°C) s přesností +/-3°C (pouze chyba převodu, ne čidla)
• připojení 2 externích teplotních diod (ekvivalent 2N3904, PII integrováno), měření s rozlišením 8 bitů (1 bit na 1°C) s přesností +/-4°C (pouze chyba převodu, ne čidla)
• hlídání překročení min. a max. hodnot (nastavitelné)
• jeden 8 bit DAC převodník pro řízení otáček ventilátoru napětím (tepelně ztrátová metoda)

i Zdroj: PCTuning.cz

Pro interpretaci výsledků měření teploty termální diodou, kdy chyba měření je +/-3°C a tolerance diody +/-1% při 25°C (298°K), vychází celková tolerance měření +/-6°C.
Dále je nutno vzít ohled na dokonalost přenosu tepla v měřeném místě na termální diodu, a tedy jakou teplotu měří. To se týká zejména umístnění teplotní diody v patici procesoru (ne intregované diody v procesoru).

http://www.national.com/ds/LM/LM87.pdf

Winbond W83782D

Tento čip je mnohem vyspělejší s více vstupy a funkcemi. (Winbond je jeden z nejběžnějších a nejčastějších měřících obvodů na dnešních deskách)

Vlastnosti:

• měření 9 napětí 8 bit ADC (delta-sigma) převodníkem +/-1%
• 3 vstupy pro měření otáček ventilátorů s podporou 1-128 pulsů na otáčku, měřící rozlišení je 8 bitů s přesností +/-10%
• připojení 3 externích teplotních diod (ekvivalent 2N3904, PII integrováno) nebo termistorů NTC 10kOhmů, měření s rozlišením 8 bitů (1 bit na 1°C) s přesností +/-3°C (pouze chyba převodu, ne čidla) pro čidlo 1 a 9 bitů pro čidla 2 a 3 (1 bit na 0,5°C)
• hlídání překročení min. a max. hodnot (nastavitelné)
• až 4 PWM (pulsně-šírková modulace) výstupy pro řízení rychlosti otáček ventilátorů (tepelně bezztrátová metoda), rozlišení 8 bitů

i Zdroj: PCTuning.cz

Pro zachování možnosti měřit otáčky musí být obvod řízení otáček ventilátoru vybaven filtračním kondenzátorem (viz obrázek).

http://www.winbond.com/PDF/sheet/W83782D.pdf

Závěr

Měření teplot

Používané rozlišení 8 bitů by bylo vyhovující, ale rozlišení změna o 1bit - 1°C je málo.
Ještě horší to je s absolutní přesností měření, chyba odměru je +/-3°C a včetně chyby čidla +/-6°C. Hodnoty jsou tedy jen informativní.

Měření napětí

ADC převodníky s rozlišením 8 bitů používají sigma-delta převod a jejich doba odměru je v řádech jednotek až desítek milisekund, měří se tedy střední hodnota a krátkodobé poklesy nemohou být zaznamenány.
Informace je užitečná pro zjištění poškozeného nebo přetíženého zdroje.

Měření otáček

Pro měření se používá 8 bitový čítač, který čítá frekvenci 22,5kHz po dobu x pulsů (počet pulsů od větráku na 1 otáčku). Přesnost je +/-10%, ale pro detekci točícího se ventilátoru to je dostatečné.

Řízení otáček

Začíná převládat použití bezztrátového řízení pomocí PWM modulace, je jen škoda, že výrobci základních desek vždy nevyužijí všech dostupných vývodů (pokud vůbec).