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「マイクロプレッシャー」基板実装形圧力センサ MPRシリーズ

製品カタログ

MPRシリーズは、超小型ピエゾ抵抗シリコン圧力センサです。

搭載された特定用途向け集積回路(ASIC)を使用し、測定された圧力のオフセット値、温度の影響による誤差、および非線形性について、指定温度範囲で校正および補償を行います。この製品は、生産ロットの大きな医療機器(家庭向け医療機器及び院内使用向け機器)、および家電製品の用途要件を満たすように設計されています。

◆パッケージ接地面積、5mm × 5mm [0.20 インチ×0.20 インチ]
◆温度補償回路内臓、校正済み
◆±40 mbar~±2.5 bar | ±4kPa~± 250kPa | ±0.6 psi~±30psi
◆24 ビットデジタル I2C または SPI 出力
◆低電力消費(通常 10mW 未満)
◆ステンレス圧力ポート
◆医療および食品グレードの接液材質対応(オプション)
◆様々な液体メディアに対応

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このカタログについて

ドキュメント名 「マイクロプレッシャー」基板実装形圧力センサ MPRシリーズ
ドキュメント種別 製品カタログ
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このカタログの内容

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「マイクロプレッシャー」基板実装形圧力センサ 32332628 MPRシリーズ:小型、高精度、温度補償あり/増幅回路なし A版 データシート 特徴 • パッケージ接地面積、5mm × 5mm [0.20 インチ×0.20 イ ンチ] • 温度補償回路内臓、校正済み • ±40 mbar~±2.5 bar | ±4kPa~± 250kPa | ±0.6 psi~±30 psi • 24 ビットデジタル I2C または SPI 出力 • 低電力消費(通常 10mW 未満)、 • ステンレス圧力ポート • 医療および食品グレードの接液材質対応(オプション) • 様々な液体メディアに対応 • 絶対圧タイプ及びゲージ圧タイプに対応 • オートゼロ後のトータルエラーバンド:±1.5%FSS • 補償温度範囲:0°C~50°C [32ºF~122ºF] 概要 • REACH および RoHS 適合 MPRシリーズは、超小型ピエゾ抵抗シリコン圧力センサです。 • IPC/JEDEC J-STD-020D.1 湿度感度レベル 1 搭載された特定用途向け集積回路(ASIC)を使用し、測定さ れた圧力のオフセット値、温度の影響による誤差、および非 差別化 線形性について、指定温度範囲で校正および補償を行います。 • 様々なアプリケーションのニーズと課題に対応した、豊 この製品は、生産ロットの大きな医療機器(家庭向け医療機 富なオプション 器及び院内使用向け機器)、および家電製品の用途要件を満た • デジタル出力により、容易な実装およびシステムレベル すように設計されています。 の接続性を可能にします。 • トータルエラーバンド(総合精度):補償温度範囲におい お客様への価値 て、真のパフォーマンスを発揮します。全てのセンサを • プリント基板上の占有面積が小さく、採用機器のデザイ テストし較正する必要性が減るので、製造コストを低減 ン自由度が大幅に改善されます。 することができます。センサ精度が向上し、パーツごと • 圧力範囲が広く、幅広いアプリケーションに採用が可能 の誤差が非常に少ないため、互いのセンサに互換性があ です。 ります。(図 1 を参照。) • コスト効率が高く、採用機器の価格競争力アップに貢献 可能です。 潜在用途 • IPC/JEDEC J-STD-020D.1 湿度感度レベル 1 の要件に合 • 一般家庭用医療機器:非侵襲性血圧モニタ、陰圧閉鎖療 致している為、はんだリフローによる取付けおよび/また 法、搾乳器、携帯用酸素濃縮機、気流モニタ、CPAP、 は修理の際に発生する、温度および機械的損傷を低減す 水タンク、および医療用ウェアラブル機器 ることができます。指定保管条件下であれば、フロアラ • 院内向け医療機器:侵襲性血圧モニタ、外来血圧測定 イフは無制限です(保管を簡素化し、スクラップを低減 • 工業用機器:エアブレーキシステム、ガスメータおよび します)。リフロー前の焼成時間を長くする必要がありま 水道メータ せん。リフロー直後に必要な冷却時間が短いため、無駄 • 家電製品:コーヒーマシン、加湿器、空気ベッド、洗濯 のない生産が可能です。 機、食器洗浄器、炊飯器 • 消費電力が少ないため、システムの電源要件を軽減し、 バッテリ寿命を延長することができます。 ポートフォリオ MPRシリーズは、医療用途から、工業用途、および一般家庭用 機器まで、幅広い用途に利用可能な、基板実装形圧力センサで す。 センシング & IoT
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「マイクロプレッシャー」基板実装形圧力センサ、MPRシリーズ 目次 一般仕様 ................................................................................................................................................................................. 3-4 製品型式名および注文方法 ....................................................................................................................................................... 5 圧力範囲仕様: ±40mbar~±2.5bar.......................................................................................................................................................... 6 ±4kPa~±250kPa ........................................................................................................................................................... 7 ±6psi~±30psi ................................................................................................................................................................. 8 1.0 一般情報: 1.1 起動タイミング ...................................................................................................................................................... 9 1.2 電源供給要件 ......................................................................................................................................................... 9 1.3 I2Cおよび SPI基準回路 ........................................................................................................................................ 9 2.0 I2C通信: 2.1 I2C序論 ................................................................................................................................................................ 10 2.2 I2Cデータ転送 ..................................................................................................................................................... 10 2.3 I2Cセンサアドレス .............................................................................................................................................. 10 2.4 I2C圧力測定 ......................................................................................................................................................... 10 2.5 I2Cステータスバイト .......................................................................................................................................... 11 2.6 I2C通信ステップ .................................................................................................................................................. 11 2.7 I2Cタイミングおよびレベルパラメータ .............................................................................................................. 12 3.0 SPI通信: 3.1 SPI序論 ............................................................................................................................................................... 12 3.2 SPIデータ転送 .................................................................................................................................................... 13 3.3 SPI圧力測定 ........................................................................................................................................................ 13 3.4 SPIステータスバイト .......................................................................................................................................... 14 3.5 SPI通信ステップ ................................................................................................................................................. 14 3.6 SPIタイミングおよびレベルパラメータ ............................................................................................................. 15 4.0 MPRシリーズデジタル出力圧力計算 .......................................................................................................................... 16 製品寸法 .................................................................................................................................................................................. 17 ピン配列および機能 ................................................................................................................................................................ 18 推奨 PCBパッドレイアウト ................................................................................................................................................... 18 製品テープおよびリール寸法 .................................................................................................................................................. 19 追加情報 ....................................................................................................................................................................... 裏ページ 2 sensing.honeywell.com
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「マイクロプレッシャー」基板実装型圧力センサ、MPRシリーズ 【図 1】MPRシリーズの TEBコンポーネント トータルエラーバンド (TEB)とは、精度とは異なり、センサ に発生しうる全ての誤差を考慮し、その誤差範囲を仕様とし て規定している値です。 その為、センサに起こりうる最大誤 差を予め考慮することが可能で、採用機器の性能アップ、開 エラーソース 発時間の大幅な削減に非常に有効な値です。 オフセット フルスケールスパン その為、ハネウェルでは、データシート内にトータルエラー 圧力の非直線性 バンドを記載しておりますので、お客様の機器開発、機器の 精度 トータル 圧力ヒステリシス 性能アップ、製品差別化において、お役立て下さい。 BFSL エラー 圧力の非再現性 また、TEB仕様を使用していない他社センサとの性能比較を バンド オフセットへの熱効果 容易に行えるよう、精度仕様も記載しておりますので、そち スパンへの熱効果 らもご参照下さい。 温度ヒステリシス ただ、他のセンサメーカーでは TEBを使用していない場合が ございますが、その場合は、特定のパラメータを除外してい る場合があり、個別のエラーが重なった場合には、TEBに大 きく影響がございますので、機器開発時には、TEBを考慮さ れることを、お勧めいたします。 【表 1】絶対最大定格 1 特性 最小 最大 単位 供給電圧 (V -0.3 3.6 Vdc supply) いずれかのピンへの電圧 -0.3 Vsupply + 0.3 V ESD(静電気放電)感受性(人体モデル) — 2 kV 保管温度 -40 [-40] 85 [185] °C [°F] はんだピークリフロー温度および時間 250°C (482°F)で、最大 15s 1 絶対最大定格は、デバイスが損傷することがなく耐えられる極限です。 【表 2】環境仕様 特性 パラメータ 湿度: すべての外部表面 相対湿度 0%~95%、結露なきこと 液体メディアオプション(S、F、L)の内部表面 相対湿度 0%~100%、結露あり 乾燥ガスオプション(N)の内部表面 相対湿度 0%~95%、結露なきこと 振動 15g、10Hz~2Hz 衝撃 100g、6ms期間 はんだリフロー J-STD-020-D.1 湿度感度レベル 1(温度 30°C/相対湿度 85%以下で保 管した場合の保管期間は無制限) 【表 3】接液部材質 構成要素 非ゲルバージョン ゲル保護バージョン ポートおよびカバー 304ステンレス鋼 304ステンレス鋼 基板 FR4 — 接着剤 エポキシ ゲル 電子部品 シリコン、ガラス、銅、金 — センシング & IoT 3
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「マイクロプレッシャー」基板実装形圧力センサ、MPRシリーズ 【表 4】センサ圧力タイプ 圧力タイプ 説明 絶対圧 出力は、加えられた圧力と内部真空基準圧との差に比例します。 ゲージ圧 出力は、加えられた圧力と大気圧(周囲圧力)との差に比例します。 【表 5】動作仕様 特性 最小 代表的 最大 単位 供給電圧 (V 1,2supply): 3.0 3.3 3.6 Vdc 3.3Vdcでの供給電流: スタンバイモード — 0.0005 — mA アクティブモード — 1.7 — 消費電力 — 10 — mW 動作温度範囲 3 -40 [-40] — 85 [185] °C [°F] 補償温度範囲 4 0 [32] — 50 [122] °C [°F] 起動時間(電源投入からデータ準備まで) — — 0.3 ms データ転送速度 — 200 — 毎秒サンプル数 I2C / SPI電圧レベル: 低 — — 20 %Vsupply 高 80 — — MISO、SCLK、SS、MOSIのプルアップ 1 — — kΩ 顧客ゼロ後のトータルエラーバンド — — ±1.5 %FSS BFSL6 精度 5 — — ±0.25 %FSS BFSL6 解像度 13.0 — — ビット 1 センサの供給電圧比例性(デバイス出力が供給電圧に比例して増減する能力):指定動作電圧内で実現されます。 2 センサは逆接防止保護がされていません。間違った供給電圧の印加、または正しくないピンへの接地は、電気的な故障を生 じる場合があります。 3 動作温度範囲:センサが圧力に比例した出力を生成する温度範囲です。 4 補償温度範囲:センサが、指定性能制限(トータルエラーバンド)内で、圧力に比例した出力を生成する温度範囲です。 5 精度:圧力範囲にわたって測定された出力に合うベストフィットストレートライン(BFSL)からの、出力の最大偏差。圧 力非線形性、圧力ヒステリシス、および非再現性による、すべてのエラーが含まれています。 6 フルスケールスパン(FSS):圧力範囲の上限(Pmax.)および下限(Pmin.)で測定された出力信号の代数差です。(圧力範 囲は図 2を参照。) 4 sensing.honeywell.com
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「マイクロプレッシャー」基板実装型圧力センサ、MPRシリーズ 【図 2】製品型式名 例) と言う型式名は、MPR シリーズ圧力センサ、ロングポート、シリコーンゲル、絶対圧範囲 0psi~25psi、低 圧、I2C、アドレス 0x18出力タイプ、伝達関数 10%~90%を表します。 製 品シリーズ 伝達関数 A 10%~90% 圧力ポート 出力タイプ L ロング S SPI 4 I 2C、アドレス 0x48 0 I2C、アドレス 0x08 5 I2C、アドレス 0x58 1 I2C、アドレス 0x18 6 I2C、アドレス 0x68 2 I2C、アドレス 0x28 7 I2C、アドレス 0x78 S ショート 3 I2C、アドレス 0x38 8 I2C、アドレス 0x88 ゲ ル 低圧 N なし S シリコーンゲル F 食品グレードゲル L フルオロシリコーンゲ 圧力範囲、単位および基準 1 ル 絶対圧 絶対圧 絶対圧 0001BA 0bar~1bar 0100KA 0kPa~100kPa 0015PA 0psi~15psi 01.6BA 0bar~1.6bar 0160KA 0kPa~160kPa 0025PA 0psi~25psi 02.5BA 0bar~2.5bar 0250KA 0kPa~250kPa 0030PA 0psi~30psi ゲージ圧 ゲージ圧 ゲージ圧 0040MG 0mbar~40mbar 0004KG 0kPa~4kPa 0001PG 0psi~1psi 0060MG 0mbar~60mbar 0006KG 0kPa~6kPa 0005PG 0psi~5psi 0100MG 0mbar~100mbar 0010KG 0kPa~10kPa 0015PG 0psi~15psi 0160MG 0mbar~160mbar 0016KG 0kPa~16kPa 0030PG 0psi~30psi 0250MG 0mbar~250mbar 0025KG 0kPa~25kPa 0400MG 0mbar~400mbar ~ 0040KG 0kPa 40kPa N inH2O 0600MG 0mbar~600mbar 0060KG 0kPa~60kPa G MPa その他の較正単位を 0001BG 0bar~1bar 0100KG 0kPa~100kPa H HPa 指定する場合があります。 01.6BG 0bar~1.6bar 0160KG 0kPa~160kPa C CmH2O 02.5BG 0bar~2.5bar 0250KG 0kPa~250kPa Y mmHg 現在利用可能な構成オプションの一覧(登録製品型番)については、ハネウェルまたは販売代理店にお問い合わせください。 年間 25万台以上のアプリケーションについては、オプションのカスタマイズも検討させて頂きます。 センシング & IoT 5
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「マイクロプレッシャー」基板実装形圧力センサ、MPRシリーズ 【表 6】±40mbar~±2.5bar用の圧力範囲仕様 圧力範囲 圧力範囲 単位 最大圧力 1 破壊圧力 2 オートゼロ 3 (図 2を参照。) 後のトータル エラーバンド Pmin. Pmax. (%FSS) 絶対圧 0001BA 0 1 bar 4 8 ±1.5 01.6BA 0 1.6 bar 4 8 ±1.5 02.5BA 0 2.5 bar 4 8 ±1.5 ゲージ圧 0040MG 0 40 mbar 350 700 ±1.5 0060MG 0 60 mbar 350 700 ±1.5 0100MG 0 100 mbar 350 700 ±1.5 0160MG 0 160 mbar 350 700 ±1.5 0250MG 0 250 mbar 350 700 ±1.5 0400MG 0 400 mbar 4000 8000 ±1.5 0600MG 0 600 mbar 4000 8000 ±1.5 0001BG 0 1 bar 4 8 ±1.5 01.6BG 0 1.6 bar 4 8 ±1.5 02.5BG 0 2.5 bar 4 8 ±1.5 1 最大圧力:製品に対し安全に加えられる最大圧力。この圧力は作動圧力以上のため、最大圧が加わった場合は、センサが通常の 出力に戻るまでに時間がかかる場合があります。 2 破壊圧力:圧力メディアの漏出を引き起こすことなく、製品の任意のポートに適用される最大圧力です。 製品は破壊圧力を超え ると機能しなくなります。 3 オートゼロ後のトータルエラーバンド:オートゼロ操作後少なくとも 24時間の、全補償圧力範囲にわたる、理想的伝達関数か らの最大偏差です。フルスケールスパン、圧力非線形性、圧力ヒステリシス、およびスパンへの熱効果による、すべてのエラー が含まれています。 6 sensing.honeywell.com
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「マイクロプレッシャー」基板実装型圧力センサ、MPRシリーズ 【表 7】±4kPa~±250kPa用の圧力範囲仕様 圧力範囲 1 2 3 圧力範囲 単位 超過圧力 破損圧力 顧客自動ゼロ (図 2を参照。) 後のトータル エラーバンド Pmin. Pmax. (%FSS) 絶対圧 0100K A 0 100 kPa 400 800 ±1.5 0160K A 0 160 kPa 400 800 ±1.5 0250K A 0 250 kPa 400 800 ±1.5 ゲージ圧 0004KG 0 4 kPa 35 70 ±1.5 0006KG 0 6 kPa 35 70 ±1.5 0010KG 0 10 kPa 35 70 ±1.5 0016KG 0 16 kPa 35 70 ±1.5 0025KG 0 25 kPa 35 70 ±1.5 0040KG 0 40 kPa 400 800 ±1.5 0060KG 0 60 kPa 400 800 ±1.5 0100KG 0 100 kPa 400 800 ±1.5 0160KG 0 160 kPa 400 800 ±1.5 0250KG 0 250 kPa 400 800 ±1.5 1 最大圧力:製品に対し安全に加えられる最大圧力。この圧力は作動圧力以上のため、最大圧が加わった場合は、センサが通常の 出力に戻るまでに時間がかかる場合があります。 2 破壊圧力:圧力メディアの漏出を引き起こすことなく、製品の任意のポートに適用される最大圧力です。 製品は破壊圧力を超え ると機能しなくなります。 3 オートゼロ後のトータルエラーバンド:オートゼロ操作後少なくとも 24時間の、全補償圧力範囲にわたる、理想的伝達関数か らの最大偏差です。フルスケールスパン、圧力非線形性、圧力ヒステリシス、およびスパンへの熱効果による、すべてのエラー が含まれています。 センシング & IoT 7
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「マイクロプレッシャー」基板実装形圧力センサ、MPRシリーズ 【表 8】±6psi~±30psi用の圧力範囲仕様 圧力範囲 圧力範囲 単位 超過圧力 1 破損圧力 2 顧客自動ゼロ 3 (図 2を参照。) 後のトータル Pmin. Pmax. エラーバンド (%FSS) 絶対圧 0015PA 0 15 psi 60 120 ±1.5 0025PA 0 25 psi 60 120 ±1.5 0030PA 0 30 psi 60 120 ±1.5 ゲージ圧 0001PG 0 1 psi 5 10 ±1.5 0005PG 0 5 psi 60 120 ±1.5 0015PG 0 15 psi 60 120 ±1.5 0030PG 0 30 psi 60 120 ±1.5 1 最大圧力:製品に対し安全に加えられる最大圧力。この圧力は作動圧力以上のため、最大圧が加わった場合は、センサが通常の 出力に戻るまでに時間がかかる場合があります。 2 破壊圧力:圧力メディアの漏出を引き起こすことなく、製品の任意のポートに適用される最大圧力です。 製品は破壊圧力を超え ると機能しなくなります。 3 オートゼロ後のトータルエラーバンド:オートゼロ操作後少なくとも 24時間の、全補償圧力範囲にわたる、理想的伝達関数か らの最大偏差です。フルスケールスパン、圧力非線形性、圧力ヒステリシス、およびスパンへの熱効果による、すべてのエラー が含まれています。 8 sensing.honeywell.com
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「マイクロプレッシャー」基板実装型圧力センサ、MPRシリーズ 1.0 一般情報 製品寸法、ピン配列、ならびにテープおよびリール寸法は、16~18ページを参照してください。 1.1 起動タイミング 電源投入時の MPRシリーズセンサは、VDD供給が動作仕様内になってから 1ms 後、最初のコマンドを受け取ることができます。MPR シリーズセンサは、VDD 供給が動作可能状態になってから 2.5ms 後に、最初の測定を開始することができます。または、パワーオンリ セット(POR)をする代わりに、RESピンの ICリセット信号(高低)によって、リセットおよび新たな電源投入シーケンスを開始する ことができます。 1.2 電源供給要件 センサへのシステム電源が、VDD 立上がり傾斜要件(最小 VDD 立上がり傾斜は、少なくとも 10V/ms)を満たしていることを確認しま す。そうでない場合は、システム電源が安定してから、RESピンを使用して、センサをリセットから解放してください。 1.3 I2Cおよび SPI基準回路(図 3を参照。) 【図 3】I2Cおよび SPI基準回路 オプション MPRシリーズセンサ オプション µCへ オプション µCから オプ ション オプション MPRシリーズセンサ オプション µCへ オプション µCから オプ ション センシング & IoT 9
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「マイクロプレッシャー」基板実装形圧力センサ、MPRシリーズ 2.0 I2C通信 2.1 I2C序論(図 4を参照。) I2Cバスは、I2C(IC間)制御を効率的に行う、シンプルなシリアル 8ビット指向のコンピュータバスです。回路基板上の近距離にある、異なる IC間 の通信に対応します。例えばマイクロコントローラと、様々な低速周辺機器とのインターフェースです。I2Cプロトコルの詳細な仕様は、I2Cバス仕 様のバージョン 2.1(2000 年 1 月)を参照してください(出典:NXP Semiconductor ウェブサイト https://www.nxp.com/docs/en/user- guide/UM10204.pdf.) バスに接続された各デバイスは、マスタ/スレーブ関係および固有のアドレスによって、ソフトウェアによるアドレス指定が可能です。バスに接続さ れたデバイスの出力部は、オープンコレクタアーキテクチャに基づいて設計されています。このため、バス上に+VDD へのプルアップ抵抗を提供し なければなりません。SDA および SCL の両方とも双方向ラインであり、両方のライン上の容量性負荷が合致することが、システムパフォーマンス にとって重要です。また、I2C仕様にしたがって、いずれかのラインの最大許容静電容量は 400pFとし、400kHzクロック速度における信頼性の高い エッジ遷移を確実にしています。 バスがフリーの場合には、両方のラインが+VDD にプルアップされます。I2C バス上のデータは、標準モードで最大 100kbit/s、または高速モードで 最大 400kbit/sの速度で転送することができます。 【図 4】I2Cバスの構成 マスタ プルアップ抵抗 (シリアルクロックライン) (シリアルデータライン) スレーブ 1 スレーブ 2 スレーブ 3 2.2 I2Cデータ転送 MPRシリーズ I2C センサは、スレーブとして動作するように設計されており、したがってマスタデバイスからの要求にのみ対応します。マスタから のアドレスおよび読み取りビットにしたがって、MPRシリーズセンサは、最大 4バイトのデータを出力するように設計されています。最初のデータ バイトはステータスバイト(8ビット)であり、二番目から四番目のバイトは、補償圧力出力(24ビット)です。 2.3 I2Cセンサアドレス 各 MPRシリーズ I2Cセンサは、7ビットのスレーブアドレスによってバス上で参照されています。MPRシリーズのデフォルトアドレスは 24 (0x18) です。その他の利用可能な標準アドレスは下記の通りです:08 (0x08)、40 (0x28)、56 (0x38)、72 (0x48)、88 (0x58)、104 (0x68)、および 120 (0x78)。 (その他のカスタム値があります。特注スレーブアドレスに関する質問は、ハネウェル カスタマサービスにお問い合わせください。) 2.4 I2C圧力測定(表 9を参照。) 補償圧力値を読み出すために、マスタは開始条件を生成し、センサスレーブアドレス、続いて読み取りビット (1)を送信します。センサが確認応答を 生成した後、マスタは最大 4 バイトのデータを送信します。最初のデータバイトはステータスバイト(8 ビット)であり、二番目から四番目のバイ トは、補償圧力出力(24 ビット)です。マスタは、各バイトの受信を確認する必要があります。必要なデータバイト数を受信後は、否認(NACK) ビット、続いて終了ビットを送信して、通信を終了することができます。 10 sensing.honeywell.com
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「マイクロプレッシャー」基板実装型圧力センサ、MPRシリーズ 2.5 I2Cステータスバイト(表 9を参照。) 【表 9】I2Cステータスバイトの説明 ビットおよび意味 ステータス コメント 7 常時 0 — SPIモードに必要、そこではデバイスに電源が入 6 1 = デバイスは電源が入っています っていない場合、またはパワーオンリセット 電源表示 0 = デバイスは電源が入っていません (POR)にある場合には、マスタはすべてのゼロ を読み取ります。 最後のコマンドのデータが、まだ使用できな 5 デバイスはビジー状態 いことを示します。デバイスがビジー状態に1 = ビジーフラグ ある場合、何らかの新しいコマンドは処理さ れません。 4 常時 0 — 3 常時 0 — チェックサムベースの整合性チェックが合格か 2 0 = 整合性テストに合格 不合格かを示します。電源投入シーケンスの間だ メモリ整合性/エラーフラグ 1 = 整合性テストに不合格 け、メモリエラーのステータスビットが計算され ます。 1 常時 0 — 0 1 = 内部演算飽和が発生しました — 演算飽和 2.6 I2C通信手順 0x18の I2Cスレーブアドレスを持つ MRPシリーズ I2Cセンサとの通信を行うには、表 10の手順にしたがってください。 【表 10】I2C通信手順 手順 操作 注記 マスタからスレーブに SlaveAddr Command CmdData CmdData スレーブからマスタに 1 <15:8> <7:0> S 開始条件 P 終了条件 ビット書き込み A 確認 オプション 1:ステータスバイト オプション 2:デー オプション 3:EOC N 未確認 内のビジーフラグが消えるまで待 タ変換を発生させる インジケータを待ち SlaveAddr = 7-bit ちます。 ため、少なくとも ます。 5ms(~25ms)待ち ます。 出力測定コマンドは 0xA A 2 であり、その後 0x00、 SlaveAddr Status 0x00 が続きます。 ビット読み取り SlaveAddr Status SensorDat SensorDat SensorDat 3 <23:16> <15:8> <7:0> ビット読み取り センシング & IoT 11
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「マイクロプレッシャー」基板実装形圧力センサ、MPRシリーズ 2.7 I2Cタイミングおよびレベルパラメータ(図 5を参照。) 【図 5】I2Cバスタイミング図およびパラメータ 特性 略語 最小 代表的 最大 単位 SCLK クロック周波数 fSCL 100 — 400 kHz SCL エッジに対する開始条件保持時間 tHDSTA 0.1 — — μs 最小 SCLKクロック低幅 1 tLOW 0.6 — — μs 最小 SCLKクロック高幅 1 tHIGH 0.6 — — μs SCL エッジに対する開始条件設定時間 tSUSTA 0.1 — — μs SCL エッジに対する SDAのデータ保持時間 tHDDAT 0 — — μs SCL エッジに対する SDAのデータ設定時間 tSUDAT 0.1 — — μs SCL 上の終了条件設定時間 tSUSTO 0.1 — — μs 終了条件および開始条件間のバスフリー時間 tBUS 2 — — μs 出力レベル低 Outlow — 0 0.2 VDD 出力レベル高 Outhigh 0.8 1 — VDD SDAおよび SCLのプルアップ抵抗 Rp 1 — 50 kΩ 1 低幅および高幅の合計は、最小 SCLK期間と同じか、またはそれを超える必要があります。 3.0 SPI通信 3.1 SPI序論 シリアルペリフェラルインターフェース(SPI)は、1つのマスタと 1つ以上のスレーブ間の同期型シリアル通信のための、シンプルなバスシステム です。SPIは、全二重または半二重モードで行われ、同時に双方向でまたは一方向のみの、いずれかの通信の発生を許可します。マスタデバイスが、 バス上の情報伝達を開始し、クロック信号および制御信号を生成します。スレーブデバイスは、個別のスレーブ選択(SS)ラインを通してマスタに よって制御され、選択された場合のみアクティブとなります。MPRシリーズ SPIセンサは、全二重モードのみで動作し、スレーブからマスタへのデ ータ転送のみを行います。このデータ伝送は、4本の単一方向のバスラインを使用します。マスタは、SCLK、MOSI および SS を制御し、スレーブ は MISOを制御します。(図 6を参照。) 12 sensing.honeywell.com
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「マイクロプレッシャー」基板実装型圧力センサ、MPRシリーズ 【図 6】SPIバスの構成 データ伝送ライン SCLK:クロック信号 MOSI:マスタアウト/スレーブイン スレーブ MISO:マスタイン/スレーブアウト マスタ SS:スレーブ選択 1 スレーブ 2 スレーブ 3 3.2 SPIデータ転送 MPR シリーズ SPI センサとの通信を開始するには、スレーブ選択(SS)ラインのアサートを停止することから始めます。この時点で、センサはも はやアイドル状態ではなく、クロック信号を受信次第、データの送信を開始します。MPRシリーズ SPIセンサは、SPI動作に対しモード 0で設定さ れています(クロック極性は 0、クロック位相は 0です)。(図 7を参照。) 【図 7】1バイト SPIデータ転送の例 クロッキングが開始すると、MPR シリーズ SPI センサは、最大 4 バイトのデータを出力するように設計されています。最初のデータバイトはステ ータスバイト(8ビット)であり、二番目から四番目のバイトは、補償圧力出力(24ビット)です。 3.3 SPI圧力測定 補償圧力測定を読み出すために、マスタは、スレーブ選択(SS)ラインでセンサをアクティブ化した後に、必要なクロック信号を生成します。セン サは、最大 4 バイトのデータを転送します。最初のデータバイトはステータスバイト(8 ビット)であり、二番目から四番目のバイトは、補償圧力 出力(24ビット)です。マスタは、クロックを停止し、SSラインを非アクティブ化することで、通信を終了することができます。 センシング & IoT 13
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「マイクロプレッシャー」基板実装形圧力センサ、MPRシリーズ 3.4 SPIステータスバイト SPIステータスバイトには、表 11に示すビットが含まれています。 3.5 SPI通信手順 MPRシリーズ SPIセンサとの通信を行うには、表 11の手順にしたがってください。 【表 11】SPI通信手順 手順 操作 注記 マスタから NOP 以外のコ スレーブに CmdData CmdData MOSI マンド <15:8> <7:0> 1 スレーブから MISO Status Status Status マスタに MISO 上のデータは、先行するコマンドに依存します。MISO ライン上のデータを破棄しま す。 オプション 1:ステータスバ オプション 2:データ変換を オプション 3:EOCインジケ イト内のビジーフラグが消え 発生させるため、5ms未満(~ ータを待ちます。 るまで待ちます。 25ms)待ちます。 • 出力測定コマンドは 2 0xA Aであり、その後 Command 0x00、0x00 が続きま MOSI = NOP す。 • NOPコマンドは MISO Status 0xF0 です。 Command CmdData CmdData CmdData 3 MOSI = NOP 00Hex 00Hex 00Hex MISO Status SensorDat SensorDat SensorDat <24:16> <15:8> <7:0> 14 sensing.honeywell.com
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「マイクロプレッシャー」基板実装型圧力センサ、MPRシリーズ 3.6 SPIタイミングおよびレベルパラメータ(図 8を参照。) 【図 8】SPIバスタイミング図およびパラメータ 特性 略語 最小 代表的 最大 単位 SCLK クロック周波数 fSCL 50 — 800 kHz 最初のクロックエッジに対する SSドロップ tHDSS 2.5 — — μs 最小 SCLKクロック低幅 1 tLOW 0.6 — — μs 最小 SCLKクロック高幅 1 tHIGH 0.6 — — μs データ遷移に対するクロックエッジ tCLKD 0 — — μs 最後のクロックエッジに対する SSの上昇 tSUSS 0.1 — — μs SSの上昇および下降の間バスフリー時間 tBUS 2 — — μs 出力レベル低 Outlow — 0 0.2 VDD 出力レベル高 Outhigh 0.8 1 — VDD 1 低幅および高幅の合計は、最小 SCLK期間と同じか、またはそれを超える必要があります。 センシング & IoT 15
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「マイクロプレッシャー」基板実装形圧力センサ、MPRシリーズ 4.0 MPRシリーズセンサ出力圧力計算 MPRシリーズセンサの出力は、下記方程式 1に示すように、デバイスの伝達関数によって表わすことができます: 方程式 1:圧力センサの伝達関数 (
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「マイクロプレッシャー」基板実装型圧力センサ、MPRシリーズ 【図 9】製品寸法(参考用のみ:mm [in]) ロングポート 代表的 代表的 代表的 代表的 ピン 1 表示 代表的 代表的 ウェットメディア ウェットメディア ショートポート 代表的 代表的 代表的 代表的 ピン 1 表示 代表的 代表的 センシング & IoT 17
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「マイクロプレッシャー」基板実装形圧力センサ、MPRシリーズ 【表 9】ピン配列および機能 パッド 名称 説明 番号 1 SS スレーブ選択:SPIセンサの場合はチップ選択 2 MOSI/SDA マスタアウト/スレーブイン:SPIセンサの場合はデータイン;I 2Cセンサの場合はデータイン/アウ ト 3 SCLK/SCL SPIおよび I2Cセンサの場合は、クロック入力 4 VO+ ピエゾ抵抗 Wheatstone Bridge 内の VOUT+ ピン:図 1-1 で推奨されているように、VO+および VO- 間に、アンチエイリアシングフィルタを接続することができます。 5 NC2 接続なし 6 VO- ピエゾ抵抗 Wheatstone Bridge 内の VOUT- ピン:図 1-1 で推奨されているように、VO-および VO+ 間に、アンチエイリアシングフィルタを接続することができます。 7 MISO マスタイン/スレーブアウト:SPIセンサではデータ出力 8 EOC 変換終了インジケータ:測定と計算が完了し、データがクロックアウトする準備が出来た場合に、 このピンを高に設定します。 リセット:このピンを接続し、センサの安全なリセットを制御するために使用することができます。 9 RES RESはアクティブ・ロー;RESピンにおける VDD-VSS-VDD 遷移は、完全なセンサリセットにつなが ります。 10 VSS グランド基準電圧信号 11 NC1 接続なし 12 VDD 正の供給電圧 【図 10】推奨 PCBパッドレイアウト 18 sensing.honeywell.com
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「マイクロプレッシャー」基板実装型圧力センサ、MPRシリーズ 【図 11】製品テープおよびリール寸法(参考用のみ:mm) ロングポート ショートポート ロック機能(6箇所) 米国以外の場合原産国 リール REF 幅(ハブにおける) 詳細 Aを参照 MIN 詳細 A センシング & IoT 19
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追加情報 下記関連文献が弊社ウェブサイト sensing.honeywell.com 上で入手 警告 可能です。 身体の損傷 • 製品ラインガイド これらの製品は、安全装置や緊急停止装置として使用するこ • 製品レンジガイド と、または製品の不具合により身体の損傷をもたらす可能性が • 取付方法説明書 ある用途に使用することはできません。 • アプリケーション情報 • CADモデル これらの指示書に従わなかった場合、死亡または重傷を負う可 • 製品画像 能性があります。 品質保証/賠償 Honeywell は、製造した製品に材質の欠陥および仕上がり上の欠陥 警告 がないことを保証いたします。Honeywell と書面による別段の合意が 文書の誤用 ない限り、 Honeywell の標準の製品保証が適用されます。個別の保 本製品シートに記載されている情報は、参考を目的としたもので 証の詳細については、お手元の注文承諾書をご確認いただくか、ま す。製品の取り付けに際し、本書に記載されている情報を使用 たは地域の営業所にお問い合わせください。保証期間中に製品を することはできません。 Honeywell に返送された場合、Honeywell はその裁量において、欠陥 が確認された製品については無償で修理または交換いたします。上 取り付け、操作、保守に関する情報は、各製品の指示書に全て 記は買い手側に対する唯一の是正措置であり商品性もしくは適合性 記載されています。 に関する保証を含む全ての明示的または黙示的保証にかかわるも これらの指示書に従わなかった場合、死亡または重傷を負う可 のです。Honeywell は、いかなる場合であっても結果的、特殊、間接 能性があります。 的な損害について賠償責任を負わないものとします。 Honeywellは、文献または Honeywellの Webサイトを通じて製品の利 用に関するサポートを行っていますが、用途に対する製品の適合性 の判定についてはお客様責任となります。 仕様は、予告なく変更されることがあります。本書の内容につきまして は万全を期しておりますが、使用に関しては責任を負いかねますの でご了承ください。 日本ハネウェル株式会社 セーフティ & プロダクティビティ ソリューションズ センシング & IoT 〒105-0022 東京都港区海岸 1-16-1 電話:03-6730-7152 FAX:036730-7224 http://sensing.honeywell.jp 2017年 12月 Honeywell Sensing and Internet of Things 9680 Old Bailes Road Fort Mill, SC 29707 32332628-A-EN | A | 10/17 www. honeywell.com © 2017 Honeywell International Inc.著作権。不許複製・禁無断転載。