【温度センサーIC+PICマイコンの設計】-1:温度センサーICの出力信号をマイコンに取り入れる(ハード編)

エレキ設計

ー本記事で、使用している支援ソフトは、以下です。ー
※TINA-TIは、Texas Instruments および DesignSoft, Inc.の商標です。
※PICマイコンは、マイクロチップ・テクノロジー(Microchip Technology)社の
マイクロコントローラ製品です。
“MPLAB X IDE”のバージョンは、V6.05です。

この記事でわかること

本記事では、”温度センサーIC+PICマイコン”の設計-1の解説です。
具体的な内容は、以下です。
(ハード設計部が中心です。一部ソフト設計が有ります。)

  • 設計仕様決め
  • 回路図、回路の説明
  • 次掲載のソフト設計仕様

目的

温度センサーICとマイコンを使い温度測定を行います。

温度測定仕様

  • 測定温度範囲:0℃~80℃
  • 温度センサーとマイコン電源:単一乾電池電圧2個、(約 DC 3.25V)
  • 10秒タイマー使用後に温度測定を行います。(正確な、10秒毎の温度測定では有りません。)

回路図と部品表 ハード設計

回路図

下記に、温度センサーIC回路図を示します。

図-1:温度センサーICの温度をマイコンに取り入れ

TINAーTIの回路図入力方法は、ここを参照
(TINA-TIシステムは、無料で使用できる設計ツールです。2026/02/24 現在)

部品の説明

LM61:温度センサーIC、Ti製。
PICマイコン:PIC16F1938は、マイコロチップ社のマイコン、10ビットA/D変換モジュールを内蔵しています。
V1:1.5V 乾電池2個直列接続(DC 3.25V)
C1:1uF コンデンサー Voutラインのノイズ取り( データシート参照しました。)
R1:1KΩ を Vpp/”MCLR”/RB3端子をプルアップ”ハイ”レベルに固定
(内部にプルアップ抵抗の接続が有りますが、外部でも同様にプルアップします。本ピンは、PICマイコン内にプログラムをフラッシュメモリーに書き込む時の制御ピンです。通常時は、プルアップで安定した状態するための、更なる誤書き防止策です。)

部品表

下記に、部品表を示します。

表-1:部品表

部品名メーカー名型式個数電力
PICマイコンマイクロチップ・
テクノロジー社
PIC16F193815mW
(3.3V 16MHz)
温度センサーICTiLM611125uA
(25℃)
乾電池単一形23.25V
抵抗器 1kΩ1
コンデンサー
1uF
A23101

回路の動作説明

温度センサーICのアナログ電圧(Vout出力)線は、50cmです。前投稿”【温度センサーIC】ー2 温度センサーICの出力電圧測定”のリード線と同じ長さとしました。
温度センサーICからのアナログ電圧(温度値)出力VoutをAN0(2ピン)端子に接続、PICマイコンに内蔵している10ビットA/D変換を使い、デジタルデータに変換をします。
PICマイコン内蔵の10ビットA/D変換用Vref(基準電圧)は、マイコン内の電圧を使用するためPICマイコン外からの供給回路を無しとしました。
Vout信号ラインには、ノイズ対策用に1uFのコンデンサー接続(データシートを参照しています)。

PICマイコン ソフト設計

ソフト開発支援ツール

PICマイコン専用の開発支援ツールを使用します。
ハード:PICKIT-4( 2026.2.24現在、マイコロチップ社は、PICKIT-5をリリースしています。)
ソフト:MPLAB X IDEとMPLAB XC8
(A/D変換・タイマーモジュールは、MCC機能を使い自動生成してプログラム作成の効率化を図ります。)

ソフト開発支援ツールの具体的な操作については、ここを参照

ソフト設計

要点(仕様):

  1. システムクロックは、PICマイコン内の発振器を16MHzを選択
  2. 2ピンをアナログ入力AN0設定
  3. マイコン内10ビットA/D変換の設定
  4. Vref( 基準電圧 )は、マイコン内部を使用するため、FVRの設定が必要
  5. 10秒タイマーで時間管理、割り込み使用
    (温度観測タイミングが、正確に10秒ごとではありません。)
  6. 温度電圧値から温度を計算します。計算式の解説は、ここを参照
  7. 温度表示は、有りません。マイコン内で確認します。

以降のソフト設計については、”【温度センサーIC+PICマイコンの設計】-2 温度センサーICの出力信号をマイコンに取り入れる(ソフト編)” 作成中

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