SLKOR SL-W-TRS-5.5Dx digitale infrarood thermozuil chip toepassingsoplossingen

Om klanten te helpen het maximale uit hun SLKOR's producten, heeft het bedrijf onlangs de SL-W-TRS-5.5Dx digitale infrarood thermozuilchip en de bijbehorende applicatieoplossingen geïntroduceerd, die uitgebreide technische ondersteuning bieden. Het technische team van Shenzhen SLKOR Micro Semicon Co., Ltd. komt van Tsinghua University en Yonsei University in Zuid-Korea, en leidt het bedrijf met nieuwe materialen, processen en producten. Ze hebben zich al vroeg de internationaal geavanceerde derde generatie siliciumcarbide-vermogensapparaattechnologie eigen gemaakt. SLKOR is een hightechbedrijf dat elektronisch productontwerp, ontwikkeling, productie en verkoop integreert en betrouwbare producten en technische diensten levert aan zijn klanten. Met zijn snelle ontwikkeling introduceert het bedrijf meer nieuwe producten om klanten te bedienen en een positieve bijdrage te leveren aan de halfgeleiderindustrie, met als doel een "halfgeleiderleider" te worden.

Sun Gaofei (links), Zhang Junjun (midden) en professor Li Jianxiong van de Tsinghua Universiteit

SLKORDe marketingdirecteur van 's, Sun Gaofei, introduceerde dat de "SLKORDe digitale infraroodthermozuil van het merk is ontworpen voor contactloze temperatuurmeting in sectoren zoals medische apparatuur, slimme wearables, slimme huishoudelijke apparaten, industriële temperatuurbewaking, contactloze lichaamstemperatuurmeting, voorhoofdthermometers, studentenpassen en elektronische schildwachten.

De SL-W-TRS-5.5Dx-chip is voorzien van een direct-mount digitale infrarood thermozuil die is ontworpen voor contactloze temperatuurmeting. Het bevat een geïntegreerde thermozuilsensor en een speciale verwerkingschip, die communicatie en gegevensuitlezing via een I2C-bus mogelijk maakt zonder extra externe componenten. De chip wordt geleverd met standaard metalen buisopties van 5 mm en 8 mm en kan werken in temperatuuromgevingen van -40 °C tot 130 °C. Het meet temperaturen van vloeistoffen, objecten (oppervlaktetemperaturen) en lichaamstemperaturen, met een meetbereik van -40 °C tot 530 °C.

De modellen uit de SL-W-TRS-5.5Dx-serie zijn:

SL-W-TRS-5.5D1 — Kale sensor, TO-46-behuizing, gezichtsveld (FOV) = 90°

SL-W-TRS-5.5D2 — TO-46-behuizing met een 5 mm hoge metalen buis, FOV = 75°

SL-W-TRS-5.5D3 — TO-46-behuizing met een 8 mm hoge metalen buis, FOV = 60°

SL-W-TRS-5.5D4 — TO-46-behuizing met een 5 mm metalen buis op maat, FOV = 75°

SL-W-TRS-5.5D5 — TO-46-behuizing met een 5 mm metalen buis op maat, FOV = 75°

SL-W-TRS-5.5D6 — TO-46-behuizing met een 3.5 mm metalen buis op maat, FOV = 75°


2. TTypisch toepassingsschema

2.1 Het circuitprincipe van SL-W-TRS-5.5Dx

Het SL-W-TRS-5.5Dx-apparaat heeft vier pinnen, inclusief stroom- en I2C-busaansluitingen, met een toegestaan ​​voedingsspanningsbereik van 2.3 tot 3.6 V. De sensor zelf heeft een laag stroomverbruik en een 0.1 uF-condensator is voldoende tussen de stroom en de aarde. Als de sensor zich ver van de stroomvoorziening bevindt, kan een 10 uF-condensator worden toegevoegd om een ​​stabiele stroomvoorziening te garanderen en ruis te verminderen.

2.2 Het SL-W-TRS-5.5Dx-apparaat ondersteunt het I2C-communicatieprotocol voor seriële communicatie. De keuze van het communicatieprotocol is gebaseerd op de status van de CSB-pin. De I2C-bus gebruikt SCL en SDA als signaallijnen, beide verbonden met VDDIO via pull-up-weerstanden om een ​​hoog niveau te behouden wanneer de bus inactief is. Het I2C-apparaatadres van het digitale apparaat kan worden geconfigureerd via het Chip_Address in register 0x92, met een generiek 7-bits adres van 0x7F voor I2C-communicatie (zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding).

Ik 2C Apparaat generiek adres

I 2C De buslijnkarakteristieken van de SDA- en SCL-lijnen in de I2C-bus

I 2C Tijdsdiagram

I 2C Communicatieprotocol

2.3 Wanneer SCL hoog is en SDA van hoog naar laag gaat, is dit het signaal dat de I2C-datacommunicatie start. Het I2C-masterapparaat verzendt sequentieel het 7-bits adres van het slaveapparaat, gevolgd door de R/W-besturingsbit om lees-/schrijfbewerkingen te kiezen. Na herkenning van het adres genereert de slave een bevestigingssignaal door SDA laag te trekken tijdens de negende SCL (ACK)-cyclus. Wanneer SCL hoog is en SDA van laag naar hoog overgaat, markeert dit het einde van I2C-datacommunicatie. Gegevens op SDA moeten stabiel blijven terwijl SCL hoog is, en kunnen alleen veranderen wanneer SCL laag is.

3.TO-46 Metalen buispakket en afmetingen

3.1 Pindefinities

3.2 Structurele ontwerpvereisten

Voor modellen met een metalen optische cup, indien structureel toegestaan, mag de sensorlens voorbij het bovenoppervlak van de behuizing van het apparaat uitsteken. Als er esthetische beperkingen zijn die vereisen dat het onderdeel verzonken is, moet het ontwerp ervoor zorgen dat de structuur het gezichtsveld van het apparaat niet belemmert.

Voor producten die vanwege specifieke behoeften het gebruik van de TO46 kale sensorchip vereisen, is het inherente gezichtsveld (FOV) van de sensor ongeveer 90 graden. Omdat infrarood thermopile-sensoren zeer gevoelig zijn voor licht en warmte, minimaliseert een stabiele omgevingstemperatuur de interferentie van strooilicht, wat resulteert in nauwkeurigere meetresultaten. Over het algemeen wordt directe meting met de sensor niet aanbevolen; structurele integratie is nodig voor producttoepassingen. De sensor zelf wordt geleverd met een optisch siliciumfilter, dat infraroodsignalen verzwakt en kan leiden tot lagere meetresultaten. Tenzij absoluut noodzakelijk, mogen er geen extra filters worden toegevoegd.

4.1 Thermische ontwerpvereisten

De omgevingstemperatuur heeft een grote invloed op de meetnauwkeurigheid, dus het is belangrijk om de sensor in een stabiele omgeving te houden om interferentie van warmtebronnen te voorkomen. Daarom moet deze uit de buurt van componenten worden geplaatst die veel warmte genereren. Op de PCB is het raadzaam om sleuven rond de sensor te ontwerpen en deze in een geïsoleerd gebied te plaatsen.

4.2 Meetafstand

De outputkarakteristieken van de sensor worden meer beïnvloed door de afstand bij het meten op korte afstand (over het algemeen binnen 20 mm van de sensorlens). Daarom wordt voor het meten van de lichaamstemperatuur van de mens een aanbevolen afstand van ongeveer 2-5 cm geadviseerd. Voor het meten van andere objecten kan de afstand worden vergroot, zolang aan de vereisten voor het gezichtsveld wordt voldaan.

5. Programma ontwerp

5.1 Standaardmodus: In deze modus wordt de I2C-configuratie geïmplementeerd via registerinstellingen, waardoor I2C-gegevens direct kunnen worden uitgelezen.

5.2 slaapstand:

In de slaapstand wordt de SDA-lijn gebruikt als INT-uitgang en is I2C uitgeschakeld terwijl de SCL hoog blijft. Alleen het sensorkanaal wordt vergeleken, niet de uitgang van de interne temperatuursensor. In de I2C IDLE-modus stelt u sleep_en = 1 en mode_en = 1 in om de slaapstand in te schakelen, met een duur van 100 ms tot 25.6 s (8-bits). Na het ontwaken wordt een conversie uitgevoerd om de ADC-kalibratie-uitvoer te verkrijgen. De kanaalcombinatiecontroles worden uitgevoerd met behulp van de gekalibreerde ADC-ruwe gegevens tegen een drempelwaarde om een interrupt te activeren als aan de voorwaarden is voldaan. Registers kunnen worden geconfigureerd om de interrupt te activeren wanneer waarden de ingestelde drempelwaarde overschrijden of onderschrijden. Na de vergelijking keert het apparaat terug naar de slaapstand. Standaard blijft de SDA hoog; wanneer er een interrupt optreedt, wordt deze laag getrokken en na 50 ms weer hoog. Dit interruptsignaal kan de MCU activeren. Zodra de MCU het INT-signaal detecteert, wordt de SCL gedurende meer dan 10 ms laag gezet en keert de MCU terug naar de I2C IDLE-modus met sleep_en = 0.

6. Ontwerpoverwegingen

Bij het ontwerpen van applicaties is het essentieel om de kenmerken van het meetobject (vloeistof, vaste stof of menselijk lichaam), de meetafstand en het temperatuurbereik te begrijpen. Gebaseerd op de applicatieomgeving is algoritme-optimalisatie cruciaal om de meetnauwkeurigheid te verbeteren.

De originele chipalgoritmen zijn ontworpen om de gespecificeerde nauwkeurigheid alleen te garanderen onder thermisch evenwicht en isothermische omstandigheden (waarbij er geen temperatuurverschil is over de sensorbehuizing). Elke temperatuurgradiënt binnen de sensorbehuizing kan de meetnauwkeurigheid negatief beïnvloeden. Situaties die temperatuurverschillen kunnen veroorzaken, zijn onder andere warmtegenererende componenten die zich op of nabij de onderkant of zijkanten van de sensor bevinden, of wanneer de sensor zich heel dicht bij het te meten object bevindt, wat kan leiden tot plaatselijke verwarming van de sensor.

Als u vragen of wensen heeft met betrekking tot de producten en toepassingsoplossingen van SLKOR, neem dan gerust contact met ons op. Wij zijn er om toegewijde ondersteuning en assistentie te bieden!