НТЛ ЭлИн > iButton Data Loggers >Апории >A.3 Какова история появления устройства ГИГРОХРОН (DS1923)?

A.3 Какова история появления устройства ГИГРОХРОН (DS1923)?

В конце 2000 года Dallas Semiconductor Corp. выпустила в свободную продажу новое изделие DSHS01K или Humidity Sensors Kit for Experimenters. Это была оценочная плата миниатюрных размеров, предназначенная для организации микросистемы измерения температуры, относительной влажности и внешней освещенности. DSHS01K была построена на базе тогда еще только появившейся микросхемы менеджмента автономных источников энергии типа DS2438Z и реализовывала все достоинства этого компонента с 1-Wire-интерфейсом для получения корректного значения относительной влажности. Так, один из узлов АЦП, встроенных в DS2438Z, был использован для преобразования сигнала от миниатюрного чувствительного элемента HIH-3610 фирмы Honeywell, а интегрированный в корпус этого компонента термометр позволял определять температуру окружающей среды. Второй узел АЦП DS2438Z обеспечивал контроль фототока, генерируемого отдельным полупроводниковым датчиком освещенности типа OP954 производства Optek Technology, Inc. По показаниям датчиков температуры и освещенности можно было выполнять коррекцию дополнительной погрешности значений относительной влажности, получаемых от HIH-3610, добиваясь результата с точностью не хуже 3%RH в диапазоне от 30%RH до 85%RH.
Успех этого решения позволил Dallas Semiconductor Corp. уже марте 2001 года объявить о начале работ над созданием устройства под названием Hygro iButton или DS-ADI-401, упакованного в корпус F5 can несколько модернизированной конструкции, который предназначался для получения мгновенных значений относительной влажности окружающей среды. Такой подход выглядел логично, учитывая наличие в составе линейки устройств семейства iButton цифрового термометра DS1920. Устройство DS-ADI-401 предназначалось для преобразования и передачи по 1-Wire-интерфейсу оцифрованных значений температуры и относительной влажности в диапазоне от 1%RH до 100%RH с точностью не хуже ±4% RH. Возможность получения значений температуры окружающей среды позволяла программно корректировать показания бескорпусного интегрального чувствительного элемента типа HIH-3610 от фирмы Honeywell, выполняющего непосредственное преобразование относительной влажности в электрический сигнал, в составе конструкции DS-ADI-401. Интересно, что для разработки этого устройства между подразделением iButton Dallas Semiconductor Corp. и подразделением "Sensing & Control" компании Honeywell было заключено специальное соглашение, действующее по сегодняшний день. Поставки первых испытательных образцов нового устройства под традиционной маркой ES ожидались уже в середине апреля 2001 года, тогда же новому устройству с 1-Wire-интерфейсом для контроля влажности и температуры Hygro iButton в составе семейства iButton было даже присвоено собственное обозначение - DS1910-F5.
Однако к февралю 2002 года работы над устройством DS1910 или ADI-400 были полностью свёрнуты. И это было резонно для того момента, особенно на фоне непрерывно снижающегося объёма продаж подобного по функциям защищённого устройства-датчика температуры DS1920, по сравнению с постоянно прогрессирующим увеличением рынка уже регулярно поставляемых с 2000 года температурных логгеров DS1921. Тогда же компания Dallas Semiconductor, которая оказалась к тому времени уже в составе корпорации Maxim Integrated Products, ускоренными темпами начала реализовывать новый многообещающий проект, а именно - разработку полномасштабного высокоэффективного iButton-логгера температуры и относительной влажности с обозначением DS1922. Речь в этом случае шла даже не о каком-то дублировании функций уже ставших популярными в мире устройств ТЕРМОХРОН (DS1921) применительно к контролю влажности, а о создании принципиально нового семейства устройств, которые имели бы совершенно иную оригинальную архитектуру и намного более широкие функциональные возможности. Изначально новое семейство должно было состоять из трех "таблеток" iButton различного назначения, однако, имеющих общую внутреннюю организацию: DS1922L-F5 - температурный логгер для диапазона -40°C…+85°C, DS1922H-F5 - логгер температуры и относительной влажности для диапазона -40°C…+85°C, DS1922T-F5 - температурный логгер для диапазона -20°C…+105°C.
Каждое из устройств будущего семейства должно было позволять регистрировать и сохранять во встроенной энергонезависимой памяти с общим объемом 8Кбайт температурные значения, получаемые от встроенного температурного сенсора, с погрешностью 1°C и с разрешением 8 или 10 разрядов. При этом в первом случае минимальное значение фиксируемой температуры должно было составлять 0,5°C, а во втором — 0,125°C. В этом же сегменте памяти предполагалось сохранять и значения относительной влажности, регистрируемые благодаря наличию в составе устройства DS1922H-F5 встроенного интегрального датчика HIH-3610 (ориентировочная величина погрешности предполагалась на уровне 3%), получаемые с аналогичными возможностями по разрешению (8 или 10 разрядов). При этом встроенный узел часов реального времени должен был обеспечить регистрацию данных с интервалом от 10 секунд до 45,5 часов.
По сравнению с архитектурой устройств DS1921, в новых регистраторах разработчики отказывались от механизмов и ресурсов, обеспечивающих сохранение гистограммы и истории выходов контролируемых величин за предварительно заданные пределы. Однако предполагалось оставить возможность энергонезависимого хранения вводимой пользователем произвольной информации объемом в 512 байт в отдельном сегменте дополнительной памяти устройства, а также сохранить функцию выбора интервала задержки старта регистрации, устанавливаемую на стадии подготовки логгеров к рабочей сессии (до ~31 года). Планировалось также снабдить новые логгеры специальными возможностями, обеспечивающими защиту доступа к содержимому массива собранных данных и регистрам предустановок. Кроме того, был выделен специальный отдел памяти, предназначенный для хранения калибровочных констант, используемых при коррекции показаний измерительных каналов.
защищённый регистратор DS1922 любой модификации должен был размещаться в "таблеточном" корпусе F5 can. Однако корпус для модификации DS1922H-F5 предполагалось снабдить специальными прорезями на фланце для свободного доступа воздушной среды к датчику влажности. Кроме того, вес DS1922H получался в полтора раза большим, чем вес стандартного устройства iButton (5 г, против 3,3 г, стандартных для корпусов F5 can).
В развитие достоинств будущего семейства устройств сбора данных с 1‑Wire‑интерфейсом Maxim Integrated Products Inc. планировала также выпускать две версии логгеров аналогичной архитектуры в стандартных для микросхем 24-выводных пластиковых корпусах SOIC с обозначениями: DS1922S на диапазон регистрируемых температур -40°C…+85°C и DS1922ST на диапазон регистрируемых температур -20°C…+105°C. Каждый из этих компонентов должен был содержать кристалл без встроенных сенсора влажности и узла АЦП, используемого для контроля внешнего сигнала. Однако при этом предполагалось оснастить их специальными выводами для подключения по последовательному SPI-интерфейсу внешнего интегрального АЦП. Последнее обстоятельство обеспечивало бы разработчикам возможность самостоятельного построения на базе набора микросхем, основой которых являлись бы устройства DS1922S и DS1922ST с 1‑Wire‑интерфейсом, законченных высокоэффективных логгеров любых физических величин, обслуживающих самые различные типы чувствительных элементов. Начало поставок предварительных версий инженерных образцов новых устройств планировалось на первый квартал 2003 года, однако реально началось лишь год спустя в апреле 2004 года. Насколько при этом изменилась архитектура и основные эксплуатационные характеристики новых регистраторов iButton, можно судить, сравнив представленное выше описание с параметрами устройств DS1922L/T/E, DS1923, DS1925L, реально поставляемых в настоящее время нынешним поставщиком - компанией Analog Devices.