Para ajudar os clientes a aproveitar ao máximo SLKORprodutos da empresa, a empresa introduziu recentemente o chip termopilha infravermelho digital SL-W-TRS-5.5Dx e suas soluções de aplicação associadas, oferecendo suporte técnico abrangente. A equipe técnica da Shenzhen SLKOR Micro Semicon Co., Ltd. vem da Universidade Tsinghua e da Universidade Yonsei na Coreia do Sul, liderando a empresa com novos materiais, processos e produtos. Eles dominaram a tecnologia de dispositivos de energia de carboneto de silício de terceira geração avançada internacionalmente desde o início. SLKOR é uma empresa de alta tecnologia que integra design, desenvolvimento, produção e vendas de produtos eletrônicos, fornecendo produtos confiáveis ​​e serviços técnicos aos seus clientes. Com rápido desenvolvimento, a empresa está introduzindo mais produtos novos para atender os clientes e fazer uma contribuição positiva para a indústria de semicondutores, se esforçando para se tornar uma "líder em semicondutores".

Sun Gaofei (esquerda), Zhang Junjun (meio) e o Professor Li Jianxiong da Universidade de Tsinghua

SLKORO diretor de marketing da, Sun Gaofei, apresentou que o "SLKOR"A termopilha infravermelha digital da marca foi projetada para aplicações de medição de temperatura sem contato em áreas como dispositivos médicos, dispositivos vestíveis inteligentes, eletrodomésticos inteligentes, monitoramento de temperatura industrial, medição de temperatura corporal sem contato, termômetros de testa, carteiras de identidade estudantis e sentinelas eletrônicas.

O chip SL-W-TRS-5.5Dx apresenta uma termopilha infravermelha digital de montagem direta projetada para medição de temperatura sem contato. Ele inclui um sensor de termopilha integrado e um chip de processamento dedicado, permitindo comunicação e leitura de dados por meio de um barramento I2C sem componentes externos adicionais. O chip vem com opções de tubo de metal padrão de 5 mm e 8 mm e pode operar em ambientes de temperatura variando de -40 °C a 130 °C. Ele mede temperaturas de líquidos, objetos (temperaturas de superfície) e temperaturas corporais, com uma faixa de medição de -40 °C a 530 °C.

Os modelos da série SL-W-TRS-5.5Dx são:

SL-W-TRS-5.5D1 — Sensor nu, pacote TO-46, campo de visão (FOV) = 90°

SL-W-TRS-5.5D2 — pacote TO-46 com tubo de metal de 5 mm de altura, FOV = 75°

SL-W-TRS-5.5D3 — pacote TO-46 com tubo de metal de 8 mm de altura, FOV = 60°

SL-W-TRS-5.5D4 — pacote TO-46 com tubo de metal personalizado de 5 mm, FOV = 75°

SL-W-TRS-5.5D5 — pacote TO-46 com tubo de metal personalizado de 5 mm, FOV = 75°

SL-W-TRS-5.5D6 — pacote TO-46 com tubo de metal personalizado de 3.5 mm, FOV = 75°


2. Tdiagrama de circuito de aplicação típica

2.1 O princípio do circuito SL-W-TRS-5.5Dx

O dispositivo SL-W-TRS-5.5Dx tem quatro pinos, incluindo conexões de energia e barramento I2C, com uma faixa de tensão de alimentação permitida de 2.3 a 3.6 V. O sensor em si tem baixo consumo de energia, e um capacitor de 0.1 uF é suficiente entre a energia e o aterramento. Se o sensor estiver localizado longe da fonte de alimentação, um capacitor de 10 uF pode ser adicionado para garantir energia estável e reduzir ruído.

2.2 O dispositivo SL-W-TRS-5.5Dx suporta o protocolo de comunicação I2C para comunicação serial. A escolha do protocolo de comunicação é baseada no estado do pino CSB. O barramento I2C usa SCL e SDA como linhas de sinal, ambos conectados ao VDDIO por meio de resistores pull-up para manter um nível alto quando o barramento está ocioso. O endereço do dispositivo I2C do dispositivo digital pode ser configurado por meio do Chip_Address no registro 0x92, com um endereço genérico de 7 bits de 0x7F para comunicação I2C (conforme mostrado na figura abaixo).

Endereço genérico do dispositivo I 2C

I 2C As características da linha de barramento das linhas SDA e SCL no barramento I2C

Diagrama de tempo I 2C

Protocolo de comunicação I 2C

2.3 Quando o SCL está alto e o SDA muda de alto para baixo, isso sinaliza o início da comunicação de dados I2C. O dispositivo mestre I2C envia sequencialmente o endereço de 7 bits do dispositivo escravo, seguido pelo bit de controle R/W para escolher operações de leitura/gravação. Ao reconhecer o endereço, o escravo gera um sinal de reconhecimento puxando SDA para baixo durante o nono ciclo SCL (ACK). Quando SCL está alto e SDA faz a transição de baixo para alto, isso marca o fim da comunicação de dados I2C. Os dados no SDA devem permanecer estáveis ​​enquanto SCL estiver alto, e só podem mudar quando SCL estiver baixo.

3.Pacote e dimensões do tubo de metal TO-46

3.1 Definições de pinos

3.2 Requisitos de projeto estrutural

Para modelos com um copo óptico de metal, se estruturalmente permitido, a lente do sensor pode se estender além da superfície superior do invólucro do dispositivo. Se houver restrições estéticas que exijam que o componente seja rebaixado, o design deve garantir que a estrutura evite obstruir o campo de visão do dispositivo.

Para produtos que exigem o uso do chip sensor TO46 bare devido a necessidades específicas, o campo de visão inerente (FOV) do sensor é de aproximadamente 90 graus. Como os sensores de termopilha infravermelhos são muito sensíveis à luz e ao calor, uma temperatura ambiente estável minimiza a interferência de luz difusa, resultando em resultados de medição mais precisos. Geralmente, a medição direta com o sensor não é recomendada; a integração estrutural é necessária para aplicações de produtos. O próprio sensor vem com um filtro óptico de silício, que atenua os sinais infravermelhos e pode levar a resultados de medição mais baixos. A menos que seja absolutamente necessário, filtros adicionais não devem ser adicionados.

4.1 Requisitos de projeto térmico

A temperatura ambiente impacta significativamente a precisão da medição, por isso é importante manter o sensor em um ambiente estável para evitar interferência de fontes de calor. Portanto, ele deve ser localizado longe de componentes que geram muito calor. No PCB, é aconselhável projetar slots ao redor do sensor, colocando-o em uma área isolada.

4.2 Distância de medição

As características de saída do sensor são mais influenciadas pela distância ao medir em alcance próximo (geralmente dentro de 20 mm da lente do sensor). Portanto, para medir a temperatura do corpo humano, uma distância recomendada de aproximadamente 2-5 cm é aconselhada. Para medir outros objetos, a distância pode ser estendida, desde que os requisitos do campo de visão sejam atendidos.

5. Projeto de programa

5.1 Modo padrão: Neste modo, a configuração I2C é implementada por meio de configurações de registro, permitindo a leitura direta de dados I2C.

5.2 modo dormir:

No modo de espera, a linha SDA é reaproveitada como uma saída INT, e o I2C é desabilitado enquanto o SCL permanece alto. Somente o canal do sensor é comparado, não a saída do sensor de temperatura interna. No modo I2C IDLE, defina sleep_en = 1 e mode_en = 1 para entrar em espera, com duração de 100 ms a 25.6 s (8 bits). Ao acordar, uma conversão é realizada para obter a saída de calibração do ADC. As verificações de combinação de canais são realizadas usando os dados brutos do ADC calibrados em relação a um limite para disparar uma interrupção se as condições forem atendidas. Os registradores podem ser configurados para disparar a interrupção quando os valores excedem ou ficam abaixo do limite definido. Após a comparação, o dispositivo retorna ao modo de espera. Por padrão, o SDA permanece alto; quando ocorre uma interrupção, ele é puxado para baixo e retorna para alto após 50 ms. Este sinal de interrupção pode despertar o MCU. Assim que o MCU detecta o sinal INT, ele coloca o SCL em nível baixo por mais de 10 ms, retornando ao modo I2C IDLE com sleep_en = 0.

6. Considerações sobre design

No design de aplicação, é essencial entender as características do objeto de medição (líquido, sólido ou corpo humano), distância de medição e faixa de temperatura. Com base no ambiente de aplicação, a otimização do algoritmo é crucial para aumentar a precisão da medição.

Os algoritmos de chip originais são projetados para garantir a precisão especificada somente sob condições de equilíbrio térmico e isotérmicas (onde não há diferença de temperatura no pacote do sensor). Qualquer gradiente de temperatura dentro do pacote do sensor pode afetar negativamente a precisão da medição. Situações que podem causar diferenças de temperatura incluem componentes geradores de calor localizados na parte inferior ou nas laterais do sensor ou perto dela, ou quando o sensor é posicionado muito próximo ao objeto que está sendo medido, o que pode levar ao aquecimento localizado do sensor.

Se você tiver dúvidas ou requisitos relacionados aos produtos e soluções de aplicação da SLKOR, sinta-se à vontade para entrar em contato conosco. Estamos aqui para fornecer suporte e assistência dedicados!