SLKOR حلول تطبيق شريحة ترموبيل الأشعة تحت الحمراء الرقمية SL-W-TRS-5.5Dx

لمساعدة العملاء على تحقيق أقصى استفادة SLKORفي إطار منتجاتها، قدمت الشركة مؤخرًا شريحة الأشعة تحت الحمراء الحرارية الرقمية SL-W-TRS-5.5Dx وحلول التطبيقات المرتبطة بها، مما يوفر الدعم الفني الشامل. شنتشن SLKOR شركة مايكرو سيميكون المحدودة يأتي فريق من جامعة تسينغهوا وجامعة يونسي في كوريا الجنوبية، ويقود الشركة بمواد وعمليات ومنتجات جديدة. لقد أتقنوا في وقت مبكر تقنية أجهزة الطاقة من كربيد السيليكون من الجيل الثالث المتقدمة دوليًا. SLKOR هي شركة عالية التقنية تجمع بين تصميم المنتجات الإلكترونية وتطويرها وإنتاجها وبيعها، وتوفر منتجات وخدمات تقنية موثوقة لعملائها. مع التطور السريع، تقدم الشركة المزيد من المنتجات الجديدة لخدمة العملاء وتقديم مساهمة إيجابية لصناعة أشباه الموصلات، وتسعى جاهدة لتصبح "شركة رائدة في مجال أشباه الموصلات".

سون جاوفي (يسار) تشانغ جونجون(الوسط) والأستاذ لي جيان شيونغ من جامعة تسينغهوا

SLKORقدم مدير التسويق في شركة سون جاوفي، أن "SLKORتم تصميم جهاز قياس درجة الحرارة الرقمي بالأشعة تحت الحمراء الخاص بالعلامة التجارية لتطبيقات قياس درجة الحرارة بدون تلامس في مجالات مثل الأجهزة الطبية، والأجهزة الذكية القابلة للارتداء، والأجهزة المنزلية الذكية، ومراقبة درجة الحرارة الصناعية، وقياس درجة حرارة الجسم بدون تلامس، ومقاييس حرارة الجبهة، وبطاقات هوية الطلاب، والحراس الإلكترونيين.

تتميز شريحة SL-W-TRS-5.5Dx بمقياس حرارة رقمي بالأشعة تحت الحمراء يتم تركيبه مباشرة، وهو مصمم لقياس درجة الحرارة بدون تلامس. وهي تتضمن مستشعر مقياس حرارة مدمج وشريحة معالجة مخصصة، مما يسمح بالاتصال وقراءة البيانات عبر ناقل I2C دون مكونات خارجية إضافية. تأتي الشريحة مع خيارات أنبوب معدني قياسي بقطر 5 مم و8 مم ويمكن تشغيلها في بيئات تتراوح درجات الحرارة فيها من -40 درجة مئوية إلى 130 درجة مئوية. وهي تقيس درجات حرارة السوائل والأشياء (درجات حرارة السطح) ودرجات حرارة الجسم، مع نطاق قياس يتراوح من -40 درجة مئوية إلى 530 درجة مئوية.

موديلات سلسلة SL-W-TRS-5.5Dx هي:

SL-W-TRS-5.5D1 — مستشعر عارٍ، حزمة TO-46، مجال الرؤية (FOV) = 90 درجة

SL-W-TRS-5.5D2 — حزمة TO-46 مع أنبوب معدني بارتفاع 5 مم، مجال رؤية = 75 درجة

SL-W-TRS-5.5D3 — حزمة TO-46 مع أنبوب معدني بارتفاع 8 مم، مجال رؤية = 60 درجة

SL-W-TRS-5.5D4 — حزمة TO-46 مع أنبوب معدني مخصص مقاس 5 مم، مجال الرؤية = 75 درجة

SL-W-TRS-5.5D5 — حزمة TO-46 مع أنبوب معدني مخصص مقاس 5 مم، مجال الرؤية = 75 درجة

SL-W-TRS-5.5D6 — حزمة TO-46 مع أنبوب معدني مخصص مقاس 3.5 مم، مجال الرؤية = 75 درجة


2. Tمخطط دائرة التطبيق النموذجي

2.1 مبدأ الدائرة SL-W-TRS-5.5Dx

يحتوي جهاز SL-W-TRS-5.5Dx على أربعة دبابيس، بما في ذلك توصيلات الطاقة وناقل I2C، مع نطاق جهد إمداد مسموح به يتراوح من 2.3 إلى 3.6 فولت. يتمتع المستشعر نفسه باستهلاك منخفض للطاقة، ويكفي مكثف 0.1 ميكروفاراد بين الطاقة والأرض. إذا كان المستشعر بعيدًا عن مصدر الطاقة، فيمكن إضافة مكثف 10 ميكروفاراد لضمان طاقة مستقرة وتقليل الضوضاء.

2.2 يدعم جهاز SL-W-TRS-5.5Dx بروتوكول الاتصالات I2C للاتصالات التسلسلية. يعتمد اختيار بروتوكول الاتصال على حالة دبوس CSB. يستخدم ناقل I2C SCL وSDA كخطوط إشارة، وكلاهما متصل بـ VDDIO من خلال مقاومات السحب للحفاظ على مستوى مرتفع عندما يكون الناقل خاملاً. يمكن تكوين عنوان جهاز I2C للجهاز الرقمي عبر Chip_Address في السجل 0x92، مع عنوان عام مكون من 7 بتات هو 0x7F لاتصالات I2C (كما هو موضح في الشكل أدناه).

I 2C عنوان الجهاز العام

I 2C خصائص خط الحافلة لخطوط SDA وSCL في حافلة I2C

مخطط التوقيت I 2C

بروتوكول الاتصالات I 2C

2.3 عندما يكون SCL مرتفعًا وينتقل SDA من مرتفع إلى منخفض، فإنه يشير إلى بدء اتصال البيانات I2C. يرسل جهاز I2C الرئيسي بشكل متسلسل عنوان 7 بتات لجهاز العبد، متبوعًا بت التحكم في القراءة والكتابة لاختيار عمليات القراءة والكتابة. عند التعرف على العنوان، يولد العبد إشارة إقرار عن طريق سحب SDA إلى المستوى المنخفض أثناء دورة SCL (ACK) التاسعة. عندما يكون SCL مرتفعًا وينتقل SDA من المستوى المنخفض إلى المستوى المرتفع، فهذا يمثل نهاية اتصال بيانات I2C. يجب أن تظل البيانات على SDA مستقرة أثناء ارتفاع SCL، ولا يمكن أن تتغير إلا عندما يكون SCL منخفضًا.

3.حزمة الأنبوب المعدني TO-46 وأبعاده

3.1 تعريفات الدبوس

3.2 متطلبات التصميم الإنشائي

بالنسبة للطرازات ذات الكأس الضوئية المعدنية، إذا كان ذلك مسموحًا به من الناحية البنيوية، فقد تمتد عدسة المستشعر إلى ما بعد السطح العلوي لغلاف الجهاز. إذا كانت هناك قيود جمالية تتطلب أن يكون المكون غائرًا، فيجب أن يضمن التصميم أن الهيكل يتجنب إعاقة مجال رؤية الجهاز.

بالنسبة للمنتجات التي تتطلب استخدام شريحة المستشعر TO46 العارية بسبب احتياجات محددة، فإن مجال الرؤية المتأصل للمستشعر (FOV) يبلغ حوالي 90 درجة. نظرًا لأن أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء حساسة للغاية للضوء والحرارة، فإن درجة الحرارة المحيطة المستقرة تقلل من تداخل الضوء الضال، مما يؤدي إلى نتائج قياس أكثر دقة. بشكل عام، لا يُنصح بالقياس المباشر باستخدام المستشعر؛ هناك حاجة إلى التكامل الهيكلي لتطبيقات المنتج. يأتي المستشعر نفسه مع مرشح بصري من السيليكون، مما يضعف إشارات الأشعة تحت الحمراء ويمكن أن يؤدي إلى نتائج قياس أقل. ما لم يكن ذلك ضروريًا للغاية، لا ينبغي إضافة مرشحات إضافية.

4.1 متطلبات التصميم الحراري

تؤثر درجة الحرارة المحيطة بشكل كبير على دقة القياس، لذا من المهم إبقاء المستشعر في بيئة مستقرة لتجنب التداخل من مصادر الحرارة. لذلك، يجب وضعه بعيدًا عن المكونات المولدة للحرارة العالية. على لوحة الدوائر المطبوعة، يُنصح بتصميم فتحات حول المستشعر، ووضعه في منطقة معزولة.

4.2 مسافة القياس

تتأثر خصائص خرج المستشعر بشكل أكبر بالمسافة عند القياس من مسافة قريبة (عادةً في حدود 20 مم من عدسة المستشعر). لذلك، لقياس درجة حرارة جسم الإنسان، يُنصح بمسافة موصى بها تبلغ حوالي 2-5 سم. لقياس أشياء أخرى، يمكن تمديد المسافة طالما تم استيفاء متطلبات مجال الرؤية.

5. تصميم البرنامج

5.1 الوضع القياسي: في هذا الوضع، يتم تنفيذ تكوين I2C عبر إعدادات السجل، مما يسمح بقراءة بيانات I2C بشكل مباشر.

5.2 وضع السكون:

في وضع السكون، يُعاد استخدام خط SDA كمخرج INT، ويُعطّل I2C بينما يبقى SCL مرتفعًا. تُقارن قناة المستشعر فقط، وليس خرج مستشعر درجة الحرارة الداخلي. في وضع I2C IDLE، اضبط sleep_en = 1 و mode_en = 1 للدخول في وضع السكون، والذي يستمر من 100 مللي ثانية إلى 25.6 ثانية (8 بت). عند الاستيقاظ، يُجرى تحويل للحصول على خرج معايرة المحول التناظري الرقمي. تُجرى فحوصات مجموعة القنوات باستخدام بيانات المحول التناظري الرقمي الخام المُعايرة مقابل حد معين لتشغيل المقاطعة في حال استيفاء الشروط. يمكن تكوين السجلات لتشغيل المقاطعة عندما تتجاوز القيم الحد المحدد أو تنخفض عنه. بعد المقارنة، يعود الجهاز إلى وضع السكون. بشكل افتراضي، يبقى SDA مرتفعًا؛ عند حدوث مقاطعة، يُسحب إلى مستوى منخفض ويُعاد إلى مستوى مرتفع بعد 50 مللي ثانية. يمكن لإشارة المقاطعة هذه تنشيط وحدة التحكم الدقيقة. بمجرد اكتشاف MCU لإشارة INT، فإنه يسحب SCL إلى مستوى منخفض لمدة تزيد عن 10 مللي ثانية، ويعود إلى وضع I2C IDLE مع sleep_en = 0.

6. اعتبارات التصميم

في تصميم التطبيق، من الضروري فهم خصائص كائن القياس (سائل أو صلب أو جسم الإنسان)، ومسافة القياس، ونطاق درجة الحرارة. بناءً على بيئة التطبيق، يعد تحسين الخوارزمية أمرًا بالغ الأهمية لتعزيز دقة القياس.

تم تصميم خوارزميات الشريحة الأصلية لضمان الدقة المحددة فقط في ظل التوازن الحراري والظروف المتساوية الحرارة (حيث لا يوجد فرق في درجة الحرارة عبر حزمة المستشعر). يمكن لأي تدرج في درجة الحرارة داخل حزمة المستشعر أن يؤثر سلبًا على دقة القياس. تشمل المواقف التي يمكن أن تسبب اختلافات في درجات الحرارة المكونات المولدة للحرارة الموجودة على أو بالقرب من الجزء السفلي أو جانبي المستشعر، أو عندما يتم وضع المستشعر بالقرب من الجسم الذي يتم قياسه، مما قد يؤدي إلى تسخين موضعي للمستشعر.

إذا كانت لديك أسئلة أو متطلبات تتعلق بالمنتجات وحلول التطبيقات من SLKORلا تتردد في الاتصال بنا. نحن هنا لتقديم الدعم والمساعدة المخصصة!