Der TDC-GP21 ist perfekt geeignet für kostengünstige Ultraschall Wärmemengenzähler. Dank integriertem Analogteil und der implementierten Zusatzfunktionen wie Präzisionstemperaturmessung, Feuerpulsgenerator, Windowing und Taktkalibration genügt ein einfacher Microcontroller (ohne A/D-Wandler) um ein komplettes System aufzubauen. Die extrem geringe Stromaufnahme garantiert die notwendige lange Lebensdauer der Batterien in solchen Anwendungen.

Die Messung ist weitgehend vom TDC-GP21 automatisiert. Der Microcontroller muss nur einen START-Befehl senden. Der TDC-GP21 feuert dann die Transducer und misst die Laufzeit der Ultraschallpulse. Er kalibriert das Ergebnis und stellt es dem Microcontroller zur Verfügung.

Der TDC-GP21 hat eine Phase-shift Funktion, die den Kalibriertakt vom Feuerpulsgenerator entkoppelt, um die notwendige Statistik für die Ergebnismittelung zu liefern.

 

 

Zudem kann der TDC-GP21 den High-speed Referenztakt selbst kalibrieren. Somit wird es möglich, günstige Kreamikresonatoren anstelle von Quarzen zu verwenden. Ein weiteres Plus im Hinblick auf eine kostengünstige Produktion.

a. Zeitmessung
32.768kHz:     kommen vom µP: 1.0 µA
4 MHz:        < 1 nA im Power-down, 130 µA wenn aktiv (@3.0 V)

TDC:        4 mA während der aktiven Zeit der High-spedd Einheit

Bei 2 Messungen pro Sekunde (mit und gegen den Fluß) ist die gesamte Stromaufnahme < 2 µA.

b. Temperaturmessung

Eine volle Messung über alle 4 Ports benötigt weniger als 2 µAs. Typischerweise wird die Temperatur alle 30 Sekunden gemessen. Der mittlere Strom beträgt daher etwa 0.08 µA. Das ist etwa 50 mal weniger als bei Lösungen ohne TDC.

c. Ruhestrom
Dank der Strom-optimierten Technologie beträgt der Ruhestrom weniger als 100 nA.

d. Gesamtstromaufnahme des Systems
Der Gesamtstrom der Messeinheit (TDC, analoger Part, Transducer) hängt vom analogen Part ab und liegt in der Größenordnung  < 2.2 µA.

Mit einem low-power µP (z.B. MSP430 Serie von TI) wird die Stromaufnahme des gesamten Gerätes bei etwa  10 bis 15 µA liegen.
Es ist daher möglich, das System mit einer Lithium-Thionylchlorid ½ AA Zelle für 10 Jahre ohne Batteriewechsel zu betreiben. Bei 6 Jahren Laufzeit kann es gar möglich sein, das System mit einer günstigen 3V CR2450 Knopfzelle zu betreiben.