Personel teknis inti Shenzhen SLKOR Micro Semicon Co., Ltd. berasal dari Universitas Tsinghua dan Universitas Yonsei di Korea Selatan. Mereka memimpin pengembangan perusahaan dengan material baru, proses baru, dan produk baru, serta telah menguasai teknologi perangkat daya silikon karbida semikonduktor generasi ketiga yang terkemuka di dunia sejak awal.

SLKOR adalah perusahaan teknologi tinggi yang mengintegrasikan desain, pengembangan, produksi, dan penjualan komponen elektronik. Perusahaan ini menyediakan produk yang andal dan layanan teknis pendukung bagi pelanggan.SLKOR"Merek ini secara bertahap berkembang menjadi merek terkenal secara internasional dan tumbuh bersama lebih dari 10,000 mitra di seluruh dunia.

Dalam upaya untuk menyediakan pelanggan dengan berbagai macam produk dan solusi yang sesuai, SLKOR kini telah meluncurkan serangkaian tutorial penggunaan untuk papan demo desain aplikasi pengukuran suhu non-kontak termopil inframerah digital.

1.1 Nama: SLKOR Aplikasi Pengukuran Suhu Non-kontak Termopile Inframerah Digital.

1.2 Aplikasi: Perangkat pintar yang dapat dikenakan, telepon pintar, pemantauan suhu industri, pengukuran suhu tubuh manusia pada permukaan non-kontak, penginderaan dan pengontrol suhu cerdas, serta perangkat berukuran kecil lainnya untuk pengukuran suhu jarak pendek.

1.3 Fungsi Chip:

The SLKOR SL-S-TRS-5.5Dx adalah chip termopil inframerah digital yang dipasang di permukaan untuk aplikasi pengukuran suhu nonkontak. Chip tersebut terdiri dari NTC, termopil inframerah, rangkaian pengkondisi sinyal, dan ADC beresolusi tinggi. Pengguna dapat berkomunikasi langsung dengan sensor melalui bus I2C untuk membaca data tanpa periferal lain. Data pengambilan sampel yang sesuai dengan NTC dan termopil diperoleh dari ADC, lalu MCU mengubah data mentah menjadi nilai suhu yang dibutuhkan oleh pengguna. Chip ini dapat diaplikasikan dalam lingkungan suhu -40°C hingga 130°C, dan rentang suhu pengukuran lebih lebar, antara -40°C dan 530°C.

2. Diagram Sirkuit Aplikasi Umum

2.1 Prinsip Rangkaian :

Pin dari SLKOR Chip SL-S-TRS-5.5Dx mencakup catu daya, bus I2C, dan satu pengaturan alamat. Rentang tegangan catu yang diizinkan adalah 2.5 - 5V. Jalur data dan clock I2C ditarik ke atas. Pin ADDR adalah bit paling tidak signifikan dari alamat I2C perangkat. Jika tidak perlu menggunakan dua sensor, sensor dapat langsung dihubungkan ke GND atau VCC. Sensor itu sendiri memiliki konsumsi daya yang sangat rendah. Kapasitor 0.1uF antara catu daya dan ground sudah cukup. Jika sensor relatif jauh dari bagian catu daya, kapasitor 10uF tambahan dapat dipertimbangkan untuk memastikan stabilitas catu daya.

2.2 The SLKOR Chip SL-W-TRS-5.5Dx menyediakan protokol komunikasi I2C untuk komunikasi serial. Pemilihan protokol komunikasi didasarkan pada status CSB. Bus I2C menggunakan SCL dan SDA sebagai jalur sinyal. Kedua jalur tersebut terhubung secara eksternal ke VDDIO melalui resistor pull-up sehingga keduanya tetap berada pada level tinggi saat bus dalam keadaan diam. Alamat chip I2C SL-S-TRS-5.5D1 ditunjukkan pada tabel berikut. Bit paling tidak signifikan (LSB) dari alamat perangkat 7-bit ditentukan oleh pin SDO. Jika SDO terhubung ke VDDIO, alamat I7C 2-bit adalah "1101101". Jika SDO terhubung ke GND, alamat I7C 2-bit adalah "1101100" (seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah). 

Alamat Chip I2C

Karakteristik Jalur Bus I2C

Diagram Waktu I2C

Protokol Komunikasi I2C

2.3 Ketika SCL berada pada level tinggi dan SDA mengalami falling edge secara bersamaan, hal ini menandai dimulainya komunikasi data I2C. Perangkat master I2C mengirimkan alamat perangkat slave (7 bit) secara berurutan, kemudian bit kontrol arah R/W digunakan untuk memilih operasi baca atau tulis. Ketika perangkat slave mengenali alamat ini, perangkat tersebut akan menghasilkan sinyal konfirmasi dan menarik SDA ke posisi rendah selama siklus SCL (ACK) kesembilan. Ketika SCL berada pada level tinggi dan SDA memiliki tepi naik, hal ini menandai berakhirnya komunikasi data I2C. Data yang dikirimkan pada SDA harus tetap stabil ketika SCL tinggi. Nilai yang dikirimkan pada SDA hanya dapat diubah ketika SCL rendah.

3.SMD - 6P, 4.7x3.8mm Paket dan Dimensi

3.1 Definisi Pin

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pengukuran Suhu

4.1 Pengaruh Konsistensi Chip

Untuk jenis sensor termopil yang sama, karakteristik outputnya sendiri sudah ditetapkan. Di sini, "karakteristik" merujuk pada "tren" yang konsisten dalam bagaimana output tegangan chip dipengaruhi oleh lingkungan dan suhu objek. Perbedaan di antara masing-masing sensor termopil terletak pada bahan dan proses produksi. Di bawah kondisi eksternal yang sama, output absolut dari sensor tidak sepenuhnya identik, tetapi dapat dianggap memiliki hubungan kelipatan yang konstan satu sama lain.

4.2 Pengaruh Bidang Pandang (FOV)

Karena sensor termopil terletak di dalam chip, akan ada jendela yang tertinggal di chip, dan filter inframerah digunakan sebagai jendela pemancar cahaya yang bekerja sama dengannya. Bidang pandang sensor kira-kira sama dengan sudut yang dibentuk oleh perpotongan garis yang menghubungkan badan termopil pada penampang chip dan kedua sisi jendela pemancar cahaya. Untuk sensor termopil inframerah, objek dalam bidang pandang chip yang memiliki perbedaan suhu dari badan sensor akan memengaruhi keluaran akhir. Umumnya, dalam penerapan termometer inframerah, sensor dipasang bersama dengan selongsong logam, dan lensa atau cawan pemusat cahaya digunakan di dalam untuk menyatukan cahaya inframerah ke sensor. Fungsi selongsong logam adalah untuk menyediakan suhu lingkungan yang stabil bagi sensor dan bekerja sama dengan desain optik untuk membuat termometer memiliki bidang pandang tertentu. Untuk perangkat yang tidak dapat dikenakan dengan ruang yang cukup, disarankan untuk membumikan bagian bawah dan sisi sensor selama proses perancangan dan menambahkan wadah lampu logam untuk meningkatkan kapasitas panas sensor, mengurangi bidang pandang, dan memperpanjang jarak pengukuran suhu. Jika perangkat yang dikenakan terbatas ruangnya, sensor dapat diatur 2 - 3 mm dari casing luar sesuai dengan bentuk produk tertentu. Jika bidang pandang terpenuhi, bukaan dapat dirancang dalam bentuk cekungan. Perlu dicatat bahwa lensa cahaya tampak biasa umumnya tidak mentransmisikan cahaya inframerah jauh. Sensor itu sendiri disegel. Jika diperlukan desain tertutup secara keseluruhan, sensor dapat disegel dengan busa atau dengan menggunakan filter silikon yang mentransmisikan inframerah (lensa yang terbuat dari bahan yang sama dengan yang ada pada sensor, dan yang berbentuk persegi memiliki biaya pengadaan yang lebih rendah). Jika perlu mengubah bidang pandang struktur pengukuran suhu dan selongsong logam tidak diperbolehkan dalam struktur tersebut, suhu objek yang tidak diukur dalam bidang pandang perlu dipertimbangkan. Dalam beberapa kasus, hasil pengukuran suhu yang diinginkan dapat diperoleh melalui kompensasi.

4.3 Pengaruh Jarak Pengukuran Suhu

Karena intensitas radiasi inframerah berbanding terbalik dengan jarak dari objek, untuk akurasi pengukuran, umumnya, aplikasi termometer dahi akan memerlukan pengukuran dalam jarak tertentu (3 - 5 cm). Terutama ketika sensor inframerah digunakan untuk pengukuran suhu tubuh jarak dekat, karena jarak dari kulit sangat dekat, faktor jarak memiliki dampak besar pada output sensor. Oleh karena itu, kalibrasi dan pengujian khusus biasanya diperlukan.

4.4 Pengaruh Stabilitas Suhu

Karena pengukuran suhu umum dan pengukuran tegangan keluaran sensor diselesaikan secara bertahap, setiap konversi membutuhkan waktu lama, dan sensor memiliki waktu respons tertentu. Oleh karena itu, jika suhu lingkungan tidak stabil selama proses pengukuran, suhu yang diperoleh dan tegangan keluaran tidak sinkron, yang akan menyebabkan perbedaan antara hasil pengukuran dan nilai suhu aktual. Oleh karena itu, stabilitas suhu badan sensor juga sangat penting. Jika strukturnya memungkinkan, sebaiknya gunakan komponen logam pada atau di sekitar sensor untuk meningkatkan stabilitas termal.

5. Kewaspadaan Desain

Dalam desain aplikasi, poin-poin utama yang perlu dipahami adalah material objek pengukuran (cairan, padat, atau tubuh manusia), jarak pengukuran, dan rentang suhu pengukuran. Optimasi dan pengembangan algoritma harus dilakukan sesuai dengan lingkungan aplikasi untuk meningkatkan akurasi pengukuran. Algoritma chip asli hanya menjamin bahwa sensor memiliki akurasi ini dalam kondisi kesetimbangan termal dan kondisi isotermal (tidak ada perbedaan suhu pada paket sensor). Jika ada perbedaan suhu pada paket sensor, akurasi yang diukur akan terpengaruh. Situasi yang dapat menyebabkan perbedaan suhu pada paket sensor termasuk, misalnya, ada komponen yang lebih panas (atau lebih dingin) di bagian bawah atau samping sensor, atau sensor sangat dekat dengan objek yang diukur, dan objek yang diukur akan memanaskan sensor secara lokal.