Untuk membantu pelanggan memanfaatkan secara maksimal SLKORProduk-produknya, perusahaan baru-baru ini memperkenalkan chip termopil inframerah digital SL-W-TRS-5.5Dx dan solusi aplikasi terkaitnya, yang menawarkan dukungan teknis yang komprehensif. Tim teknis di Shenzhen SLKOR Mikro Semicon Co., Ltd. berasal dari Universitas Tsinghua dan Universitas Yonsei di Korea Selatan, memimpin perusahaan dengan material, proses, dan produk baru. Mereka telah menguasai teknologi perangkat daya silikon karbida generasi ketiga yang canggih secara internasional sejak awal. SLKOR adalah perusahaan teknologi tinggi yang memadukan desain, pengembangan, produksi, dan penjualan produk elektronik, menyediakan produk dan layanan teknis yang andal bagi para pelanggannya. Dengan perkembangan yang pesat, perusahaan ini memperkenalkan lebih banyak produk baru untuk melayani pelanggan dan memberikan kontribusi positif bagi industri semikonduktor, serta berupaya untuk menjadi "pemimpin semikonduktor."

Sun Gaofei (kiri), Zhang Junjun (tengah) dan Profesor Li Jianxiong dari Universitas Tsinghua

SLKORDirektur Pemasaran, Sun Gaofei, memperkenalkan bahwa "SLKORTermopile inframerah digital merek ini dirancang untuk aplikasi pengukuran suhu non-kontak dalam berbagai bidang seperti perangkat medis, perangkat pintar yang dapat dikenakan, peralatan rumah pintar, pemantauan suhu industri, pengukuran suhu tubuh non-kontak, termometer dahi, kartu tanda pengenal pelajar, dan penjaga elektronik.

Chip SL-W-TRS-5.5Dx dilengkapi dengan termopil inframerah digital pemasangan langsung yang dirancang untuk pengukuran suhu tanpa kontak. Chip ini mencakup sensor termopil terintegrasi dan chip pemrosesan khusus, yang memungkinkan komunikasi dan pembacaan data melalui bus I2C tanpa komponen eksternal tambahan. Chip ini dilengkapi dengan pilihan tabung logam standar berukuran 5 mm dan 8 mm dan dapat beroperasi di lingkungan bersuhu mulai dari -40°C hingga 130°C. Chip ini mengukur suhu cairan, benda (suhu permukaan), dan suhu tubuh, dengan rentang pengukuran -40°C hingga 530°C.

Model seri SL-W-TRS-5.5Dx adalah:

SL-W-TRS-5.5D1 — Sensor polos, paket TO-46, bidang pandang (FOV) = 90°

SL-W-TRS-5.5D2 — Paket TO-46 dengan tabung logam setinggi 5mm, FOV = 75°

SL-W-TRS-5.5D3 — Paket TO-46 dengan tabung logam setinggi 8mm, FOV = 60°

SL-W-TRS-5.5D4 — Paket TO-46 dengan tabung logam khusus berukuran 5mm, FOV = 75°

SL-W-TRS-5.5D5 — Paket TO-46 dengan tabung logam khusus berukuran 5mm, FOV = 75°

SL-W-TRS-5.5D6 — Paket TO-46 dengan tabung logam khusus berukuran 3.5mm, FOV = 75°


2. Tdiagram rangkaian aplikasi tipikal

2.1 Prinsip rangkaian SL-W-TRS-5.5Dx

Perangkat SL-W-TRS-5.5Dx memiliki empat pin, termasuk sambungan daya dan bus I2C, dengan rentang tegangan suplai yang diizinkan sebesar 2.3 hingga 3.6V. Sensor itu sendiri memiliki konsumsi daya yang rendah, dan kapasitor 0.1uF cukup memadai antara daya dan ground. Jika sensor terletak jauh dari catu daya, kapasitor 10uF dapat ditambahkan untuk memastikan daya yang stabil dan mengurangi gangguan.

2.2 Perangkat SL-W-TRS-5.5Dx mendukung protokol komunikasi I2C untuk komunikasi serial. Pilihan protokol komunikasi didasarkan pada status pin CSB. Bus I2C menggunakan SCL dan SDA sebagai jalur sinyal, keduanya terhubung ke VDDIO melalui resistor pull-up untuk mempertahankan level tinggi saat bus dalam keadaan diam. Alamat perangkat I2C dari perangkat digital dapat dikonfigurasi melalui Chip_Address dalam register 0x92, dengan alamat generik 7-bit 0x7F untuk komunikasi I2C (seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah).

Alamat generik perangkat I 2C

Karakteristik jalur bus dari jalur SDA dan SCL di bus I2C

Diagram Waktu I 2C

Protokol Komunikasi I 2C

2.3 Ketika SCL tinggi dan SDA beralih dari tinggi ke rendah, ini menandakan dimulainya komunikasi data I2C. Perangkat induk I2C secara berurutan mengirimkan alamat 7-bit dari perangkat slave, diikuti oleh bit kontrol R/W untuk memilih operasi baca/tulis. Setelah mengenali alamat tersebut, slave menghasilkan sinyal pengakuan dengan menarik SDA rendah selama siklus SCL (ACK) kesembilan. Ketika SCL tinggi dan SDA bertransisi dari rendah ke tinggi, hal ini menandai berakhirnya komunikasi data I2C. Data pada SDA harus tetap stabil saat SCL tinggi, dan data tersebut hanya dapat berubah saat SCL rendah.

3.Paket dan dimensi tabung logam TO-46

3.1 Definisi pin

3.2 Persyaratan desain struktural

Untuk model dengan wadah optik logam, jika secara struktural diizinkan, lensa sensor dapat memanjang melampaui permukaan atas wadah perangkat. Jika ada batasan estetika yang mengharuskan komponen tersebut disembunyikan, desain harus memastikan bahwa strukturnya tidak menghalangi bidang pandang perangkat.

Untuk produk yang memerlukan penggunaan chip sensor polos TO46 karena kebutuhan khusus, bidang pandang (FOV) bawaan sensor adalah sekitar 90 derajat. Karena sensor termopil inframerah sangat sensitif terhadap cahaya dan panas, suhu sekitar yang stabil meminimalkan gangguan cahaya liar, sehingga menghasilkan hasil pengukuran yang lebih akurat. Umumnya, pengukuran langsung dengan sensor tidak disarankan; integrasi struktural diperlukan untuk aplikasi produk. Sensor itu sendiri dilengkapi dengan filter optik silikon, yang melemahkan sinyal inframerah dan dapat menyebabkan hasil pengukuran yang lebih rendah. Kecuali benar-benar diperlukan, filter tambahan tidak boleh ditambahkan.

4.1 Persyaratan desain termal

Suhu sekitar sangat memengaruhi akurasi pengukuran, jadi penting untuk menjaga sensor di lingkungan yang stabil guna menghindari gangguan dari sumber panas. Oleh karena itu, sensor harus ditempatkan jauh dari komponen yang menghasilkan panas tinggi. Pada PCB, sebaiknya desain slot di sekeliling sensor, tempatkan di area yang terisolasi.

4.2 Jarak pengukuran

Karakteristik keluaran sensor lebih dipengaruhi oleh jarak saat mengukur pada jarak dekat (umumnya dalam jarak 20 mm dari lensa sensor). Oleh karena itu, untuk mengukur suhu tubuh manusia, jarak yang disarankan sekitar 2-5 cm. Untuk mengukur objek lain, jarak dapat diperpanjang selama persyaratan bidang pandang terpenuhi.

5. Desain program

5.1 Mode standar: Dalam mode ini, konfigurasi I2C diimplementasikan melalui pengaturan register, yang memungkinkan pembacaan data I2C langsung.

5.2 mode tidur:

Dalam Mode Tidur, jalur SDA dialihkan sebagai keluaran INT, dan I2C dinonaktifkan sementara SCL tetap tinggi. Hanya kanal sensor yang dibandingkan, bukan keluaran sensor suhu internal. Dalam mode I2C IDLE, atur sleep_en = 1 dan mode_en = 1 untuk memasuki mode tidur, berlangsung dari 100 ms hingga 25.6 d (8-bit). Setelah bangun, konversi dilakukan untuk mendapatkan keluaran kalibrasi ADC. Pemeriksaan kombinasi kanal dilakukan menggunakan data mentah ADC yang telah dikalibrasi terhadap ambang batas untuk memicu interupsi jika kondisi terpenuhi. Register dapat dikonfigurasi untuk memicu interupsi ketika nilai melebihi atau di bawah ambang batas yang ditetapkan. Setelah perbandingan, perangkat kembali tidur. Secara default, SDA tetap tinggi; ketika interupsi terjadi, SDA ditarik rendah dan kembali ke tinggi setelah 50 ms. Sinyal interupsi ini dapat membangunkan MCU. Setelah MCU mendeteksi sinyal INT, MCU menarik SCL rendah selama lebih dari 10 ms, kembali ke mode I2C IDLE dengan sleep_en = 0.

6. Pertimbangan Desain

Dalam desain aplikasi, penting untuk memahami karakteristik objek pengukuran (cairan, padatan, atau tubuh manusia), jarak pengukuran, dan rentang suhu. Berdasarkan lingkungan aplikasi, pengoptimalan algoritma sangat penting untuk meningkatkan akurasi pengukuran.

Algoritme chip asli dirancang untuk memastikan keakuratan yang ditentukan hanya dalam kondisi kesetimbangan termal dan isotermal (ketika tidak ada perbedaan suhu di seluruh paket sensor). Setiap gradien suhu dalam paket sensor dapat memengaruhi keakuratan pengukuran secara negatif. Situasi yang dapat menyebabkan perbedaan suhu meliputi komponen pembangkit panas yang terletak di atau dekat bagian bawah atau samping sensor, atau ketika sensor diposisikan sangat dekat dengan objek yang diukur, yang dapat menyebabkan pemanasan lokal pada sensor.

Jika Anda memiliki pertanyaan atau persyaratan terkait produk dan solusi aplikasi dari SLKOR, jangan ragu untuk menghubungi kami. Kami siap memberikan dukungan dan bantuan yang berdedikasi!