SLKOR SL-S-TRS-5.5Dx डिजिटल इन्फ्रारेड थर्मोपाइल चिप समाधान

शेन्ज़ेन के मुख्य तकनीकी कार्मिक SLKOR माइक्रो सेमीकॉन कंपनी लिमिटेड दक्षिण कोरिया के त्सिंगुआ विश्वविद्यालय और योनसेई विश्वविद्यालय से हैं। वे नई सामग्रियों, नई प्रक्रियाओं और नए उत्पादों के साथ कंपनी के विकास का नेतृत्व करते हैं, और अपेक्षाकृत जल्दी अंतरराष्ट्रीय स्तर पर अग्रणी तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर सिलिकॉन कार्बाइड पावर डिवाइस प्रौद्योगिकी में महारत हासिल कर चुके हैं।

SLKOR इलेक्ट्रॉनिक घटकों के डिजाइन, विकास, उत्पादन और बिक्री को एकीकृत करने वाला एक उच्च तकनीक उद्यम है। यह ग्राहकों के लिए विश्वसनीय उत्पाद और सहायक तकनीकी सेवाएँ प्रदान करता है।SLKOR" ब्रांड धीरे-धीरे एक अंतरराष्ट्रीय स्तर पर प्रसिद्ध ब्रांड के रूप में विकसित हो गया है और दुनिया भर में 10,000 से अधिक भागीदारों के साथ मिलकर आगे बढ़ रहा है।

ग्राहकों को उत्पादों और संबंधित समाधानों की पूरी श्रृंखला उपलब्ध कराने के प्रयास में, SLKOR ने अब डिजिटल इन्फ्रारेड थर्मोपाइल गैर-संपर्क तापमान माप अनुप्रयोग डिजाइन डेमो बोर्ड के लिए उपयोग ट्यूटोरियल की एक श्रृंखला शुरू की है।

1.1 नाम: SLKOR डिजिटल इन्फ्रारेड थर्मोपाइल गैर-संपर्क तापमान माप अनुप्रयोग।

1.2 अनुप्रयोगस्मार्ट पहनने योग्य उपकरण, स्मार्ट फोन, औद्योगिक तापमान निगरानी, ​​गैर-संपर्क सतह मानव शरीर तापमान माप, बुद्धिमान तापमान संवेदन और नियंत्रण और छोटी दूरी के तापमान माप के लिए अन्य छोटे आकार के उपकरण।

1.3 चिप फ़ंक्शन:

RSI SLKOR SL-S-TRS-5.5Dx गैर-संपर्क तापमान माप अनुप्रयोगों के लिए एक सतह पर लगे डिजिटल इन्फ्रारेड थर्मोपाइल चिप है। चिप में एक NTC, एक इन्फ्रारेड थर्मोपाइल, एक सिग्नल कंडीशनिंग सर्किट और एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन ADC शामिल है। उपयोगकर्ता अन्य बाह्य उपकरणों के बिना डेटा पढ़ने के लिए I2C बस के माध्यम से सेंसर से सीधे संवाद कर सकते हैं। NTC और थर्मोपाइल से संबंधित नमूना डेटा ADC से प्राप्त किया जाता है, और फिर MCU कच्चे डेटा को उपयोगकर्ता द्वारा आवश्यक तापमान मान में परिवर्तित करता है। इसे -40°C से 130°C के तापमान वाले वातावरण में लागू किया जा सकता है, और माप तापमान सीमा व्यापक है, -40°C और 530°C के बीच।

2. विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट आरेख

2.1 सर्किट सिद्धांत:

पिन SLKOR SL-S-TRS-5.5Dx चिप में पावर सप्लाई, I2C बस और एक एड्रेस सेटिंग शामिल है। सप्लाई वोल्टेज की स्वीकार्य सीमा 2.5 - 5V है। I2C की डेटा और क्लॉक लाइनें खींची जाती हैं। ADDR पिन डिवाइस के I2C एड्रेस का सबसे कम महत्वपूर्ण बिट है। यदि दो सेंसर का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं है, तो इसे सीधे GND या VCC से जोड़ा जा सकता है। सेंसर में स्वयं बहुत कम बिजली की खपत होती है। बिजली की आपूर्ति और जमीन के बीच 0.1uF कैपेसिटर पर्याप्त है। यदि सेंसर बिजली आपूर्ति भाग से अपेक्षाकृत दूर है, तो बिजली आपूर्ति की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए अतिरिक्त 10uF कैपेसिटर पर विचार किया जा सकता है।

2.2 द SLKOR SL-W-TRS-5.5Dx चिप धारावाहिक संचार के लिए I2C संचार प्रोटोकॉल प्रदान करता है। संचार प्रोटोकॉल का चुनाव CSB स्थिति पर आधारित है। I2C बस सिग्नल लाइनों के रूप में SCL और SDA का उपयोग करती है। दोनों लाइनें पुल-अप रेसिस्टर्स के माध्यम से VDDIO से बाहरी रूप से जुड़ी हुई हैं ताकि बस के निष्क्रिय होने पर वे उच्च स्तर पर रहें। SL-S-TRS-2D5.5 का I1C चिप पता निम्न तालिका में दिखाया गया है। 7-बिट डिवाइस पते का सबसे कम महत्वपूर्ण बिट (LSB) SDO पिन द्वारा निर्धारित किया जाता है। यदि SDO VDDIO से जुड़ा है, तो 7-बिट I2C पता "1101101" है। यदि SDO GND से जुड़ा है, तो 7-बिट I2C पता "1101100" है (जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है)। 

I2C चिप पता

I2C बस लाइन की विशेषताएँ

I2C समय आरेख

I2C संचार प्रोटोकॉल

2.3 जब SCL उच्च स्तर पर होता है और SDA में एक साथ गिरती हुई धार होती है, तो यह I2C डेटा संचार की शुरुआत को चिह्नित करता है। I2C मास्टर डिवाइस स्लेव डिवाइस का पता (7 बिट) क्रम से भेजता है, और फिर दिशा नियंत्रण बिट R/W का उपयोग रीड या राइट ऑपरेशन चुनने के लिए किया जाता है। जब स्लेव डिवाइस इस पते को पहचान लेता है, तो यह एक पावती संकेत उत्पन्न करता है और नौवें SCL (ACK) चक्र के दौरान SDA को कम कर देता है। जब SCL उच्च स्तर पर होता है और SDA में एक बढ़ता हुआ किनारा होता है, तो यह I2C डेटा संचार के अंत का संकेत देता है। SCL के उच्च होने पर SDA पर प्रेषित डेटा स्थिर रहना चाहिए। केवल SCL के कम होने पर ही SDA पर प्रेषित मान बदला जा सकता है।

3.एसएमडी - 6पी, 4.7x3.8मिमी पैकेज और आयाम

3.1 पिन परिभाषा

तापमान मापन को प्रभावित करने वाले कारक

4.1 चिप स्थिरता का प्रभाव

एक ही प्रकार के थर्मोपाइल सेंसर के लिए, इसकी अपनी आउटपुट विशेषताएँ तय होती हैं। यहाँ, "विशेषताएँ" चिप के वोल्टेज आउटपुट पर पर्यावरण और वस्तु के तापमान के प्रभाव के बारे में सुसंगत "प्रवृत्ति" को संदर्भित करती हैं। अलग-अलग थर्मोपाइल सेंसर के बीच अंतर सामग्री और उत्पादन प्रक्रियाओं में निहित है। समान बाहरी परिस्थितियों में, सेंसर के पूर्ण आउटपुट पूरी तरह से समान नहीं होते हैं, लेकिन उन्हें एक दूसरे के साथ एक निरंतर बहु ​​संबंध माना जा सकता है।

4.2 दृश्य क्षेत्र (FOV) का प्रभाव

चूँकि थर्मोपाइल सेंसर चिप के अंदर स्थित होता है, इसलिए चिप पर एक खिड़की छोड़ी जाएगी, और इसके साथ सहयोग में एक इन्फ्रारेड फ़िल्टर का उपयोग प्रकाश-संचारण खिड़की के रूप में किया जाता है। सेंसर का दृश्य क्षेत्र लगभग चिप क्रॉस-सेक्शन पर थर्मोपाइल बॉडी को जोड़ने वाली रेखाओं और प्रकाश-संचारण खिड़की के दोनों किनारों के प्रतिच्छेदन द्वारा बनाए गए कोण के बराबर होता है। इन्फ्रारेड थर्मोपाइल सेंसर के लिए, चिप के दृश्य क्षेत्र के भीतर की वस्तुएँ जिनका सेंसर बॉडी से तापमान अंतर होता है, अंतिम आउटपुट को प्रभावित करेंगे। आम तौर पर, इन्फ्रारेड थर्मामीटर के अनुप्रयोग में, सेंसर को एक धातु आस्तीन के साथ स्थापित किया जाता है, और सेंसर पर इन्फ्रारेड प्रकाश को अभिसरित करने के लिए लेंस या प्रकाश-केंद्रित कप का उपयोग किया जाता है। धातु आस्तीन का कार्य सेंसर के लिए एक स्थिर पर्यावरणीय तापमान प्रदान करना और थर्मामीटर को एक निर्दिष्ट दृश्य क्षेत्र बनाने के लिए ऑप्टिकल डिज़ाइन के साथ सहयोग करना है। पर्याप्त स्थान वाले गैर-पहनने योग्य उपकरणों के लिए, डिजाइन प्रक्रिया के दौरान सेंसर के निचले हिस्से और किनारों को ग्राउंड करने और सेंसर की गर्मी क्षमता बढ़ाने, देखने के क्षेत्र को कम करने और तापमान माप दूरी का विस्तार करने के लिए एक धातु प्रकाश कप जोड़ने की सिफारिश की जाती है। यदि यह एक स्थान-बाधित पहनने योग्य उपकरण है, तो सेंसर को विशिष्ट उत्पाद रूप के अनुसार बाहरी आवरण से 2 - 3 मिमी दूर व्यवस्थित किया जा सकता है। जब देखने का क्षेत्र संतुष्ट हो जाता है, तो उद्घाटन को बेसिन के आकार में डिजाइन किया जा सकता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि साधारण दृश्य प्रकाश लेंस आम तौर पर दूर अवरक्त प्रकाश संचारित नहीं करते हैं। सेंसर खुद सील है। यदि एक समग्र सीलबंद डिज़ाइन की आवश्यकता है, तो इसे फोम के साथ या अवरक्त-संचारण सिलिकॉन फ़िल्टर (सेंसर पर समान सामग्री से बने लेंस, और चौकोर वाले की खरीद लागत कम होती है) का उपयोग करके सील किया जा सकता है। यदि तापमान माप संरचना के दृश्य क्षेत्र को बदलना आवश्यक है और संरचना में धातु की आस्तीन की अनुमति नहीं है, तो दृश्य क्षेत्र के भीतर गैर-मापी गई वस्तुओं के तापमान को ध्यान में रखना होगा। कुछ मामलों में, मुआवजे के माध्यम से वांछित तापमान माप परिणाम प्राप्त किए जा सकते हैं।

4.3 तापमान माप दूरी का प्रभाव

चूंकि अवरक्त विकिरण की तीव्रता वस्तु से दूरी के व्युत्क्रमानुपाती होती है, इसलिए माप सटीकता के लिए, आम तौर पर माथे थर्मामीटर के अनुप्रयोगों को एक निश्चित दूरी (3 - 5 सेमी) के भीतर माप की आवश्यकता होगी। खासकर जब अवरक्त सेंसर का उपयोग नज़दीकी शरीर के तापमान माप के लिए किया जाता है, क्योंकि त्वचा से दूरी बहुत करीब होती है, इसलिए दूरी कारक सेंसर आउटपुट पर बहुत प्रभाव डालता है। इसलिए, आमतौर पर विशेष अंशांकन और परीक्षण की आवश्यकता होती है।

4.4 तापमान स्थिरता का प्रभाव

चूंकि सामान्य तापमान माप और सेंसर के आउटपुट वोल्टेज का माप चरणों में पूरा होता है, इसलिए प्रत्येक रूपांतरण में लंबा समय लगता है, और सेंसर का एक निश्चित प्रतिक्रिया समय होता है। इसलिए, यदि माप प्रक्रिया के दौरान पर्यावरण का तापमान स्थिर नहीं है, तो प्राप्त तापमान और आउटपुट वोल्टेज सिंक्रनाइज़ नहीं होते हैं, जिससे माप परिणाम और वास्तविक तापमान मूल्य के बीच अंतर होगा। इसलिए, सेंसर बॉडी तापमान की स्थिरता भी विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। यदि संरचना अनुमति देती है, तो थर्मल स्थिरता को बढ़ाने के लिए सेंसर पर या उसके आसपास धातु के घटकों का उपयोग करना सबसे अच्छा है।

5. डिज़ाइन सावधानियाँ

एप्लीकेशन डिज़ाइन में, जिन मुख्य बिंदुओं को समझने की आवश्यकता है, वे हैं माप वस्तु (तरल, ठोस या मानव शरीर) की सामग्री, माप दूरी और माप तापमान सीमा। माप सटीकता में सुधार करने के लिए एप्लिकेशन वातावरण के अनुसार एल्गोरिदम अनुकूलन और विकास किया जाना चाहिए। मूल चिप एल्गोरिदम केवल यह गारंटी देता है कि सेंसर में थर्मल संतुलन और आइसोथर्मल स्थितियों (सेंसर पैकेज पर कोई तापमान अंतर नहीं है) के तहत यह सटीकता है। यदि सेंसर पैकेज पर तापमान अंतर है, तो मापी गई सटीकता प्रभावित होगी। ऐसी स्थितियाँ जो सेंसर पैकेज पर तापमान अंतर पैदा कर सकती हैं, उनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, सेंसर के नीचे या किनारे पर गर्म (या ठंडे) घटक हैं, या सेंसर मापी गई वस्तु के बहुत करीब है, और मापी गई वस्तु स्थानीय रूप से सेंसर को गर्म कर देगी।