SLKOR Решения для применения цифровых инфракрасных термоэлектрических чипов SL-W-TRS-5.5Dx

Чтобы помочь клиентам извлечь максимальную пользу SLKORКомпания недавно представила цифровой инфракрасный термоэлектрический чип SL-W-TRS-5.5Dx и связанные с ним прикладные решения, предлагая комплексную техническую поддержку. Техническая группа в Shenzhen SLKOR Микро Семикон Ко., Лтд. Он пришел из Университета Цинхуа и Университета Ёнсе в Южной Корее, возглавив компанию с новыми материалами, процессами и продуктами. Они освоили передовую на международном уровне технологию силовых устройств третьего поколения из карбида кремния на ранней стадии. SLKOR является высокотехнологичным предприятием, интегрирующим проектирование, разработку, производство и продажу электронных продуктов, предоставляющим своим клиентам надежные продукты и технические услуги. Благодаря быстрому развитию компания представляет все больше новых продуктов для обслуживания клиентов и вносит позитивный вклад в полупроводниковую промышленность, стремясь стать «лидером полупроводников».

Сунь Гаофэй (слева), Чжан Цзюньцзюнь(в центре) и профессор Ли Цзяньсюн из Университета Цинхуа

SLKORДиректор по маркетингу компании Sun Gaofei заявил, что «SLKOR«Цифровой инфракрасный термоэлемент этого бренда предназначен для бесконтактного измерения температуры в таких областях, как медицинские приборы, умные носимые устройства, умная бытовая техника, промышленный температурный мониторинг, бесконтактное измерение температуры тела, лобные термометры, студенческие билеты и электронные датчики.

Чип SL-W-TRS-5.5Dx оснащен цифровым инфракрасным термоэлементом прямого монтажа, предназначенным для бесконтактного измерения температуры. Он включает в себя встроенный термоэлементный датчик и специализированный процессорный чип, что позволяет осуществлять связь и считывание данных через шину I2C без дополнительных внешних компонентов. Чип поставляется со стандартными вариантами металлической трубки 5 мм и 8 мм и может работать в температурных условиях от -40 °C до 130 °C. Он измеряет температуру жидкостей, объектов (температуру поверхности) и температуру тела с диапазоном измерений от -40 °C до 530 °C.

Модели серии SL-W-TRS-5.5Dx:

SL-W-TRS-5.5D1 — Открытый сенсор, корпус TO-46, поле зрения (FOV) = 90°

SL-W-TRS-5.5D2 — корпус TO-46 с металлической трубкой высотой 5 мм, FOV = 75°

SL-W-TRS-5.5D3 — корпус TO-46 с металлической трубкой высотой 8 мм, FOV = 60°

SL-W-TRS-5.5D4 — корпус TO-46 с металлической трубкой диаметром 5 мм, FOV = 75°

SL-W-TRS-5.5D5 — корпус TO-46 с металлической трубкой диаметром 5 мм, FOV = 75°

SL-W-TRS-5.5D6 — корпус TO-46 с металлической трубкой диаметром 3.5 мм, FOV = 75°


2. Tтипичная схема применения

2.1 Принципиальная схема SL-W-TRS-5.5Dx

Устройство SL-W-TRS-5.5Dx имеет четыре контакта, включая питание и подключение шины I2C, с допустимым диапазоном напряжения питания от 2.3 до 3.6 В. Сам датчик имеет низкое энергопотребление, а конденсатора 0.1 мкФ достаточно между питанием и землей. Если датчик расположен далеко от источника питания, можно добавить конденсатор 10 мкФ для обеспечения стабильного питания и снижения шума.

2.2 Устройство SL-W-TRS-5.5Dx поддерживает протокол связи I2C для последовательной связи. Выбор протокола связи основан на состоянии контакта CSB. Шина I2C использует SCL и SDA в качестве сигнальных линий, обе подключены к VDDIO через подтягивающие резисторы для поддержания высокого уровня, когда шина простаивает. Адрес устройства I2C цифрового устройства можно настроить через Chip_Address в регистре 0x92 с общим 7-битным адресом 0x7F для связи I2C (как показано на рисунке ниже).

I 2C Общий адрес устройства

I 2C Характеристики линий SDA и SCL в шине I2C

Временная диаграмма I 2C

Протокол связи I 2C

2.3 Когда уровень SCL высокий, а уровень SDA переходит с высокого на низкий, это сигнализирует о начале передачи данных I2C. Ведущее устройство I2C последовательно отправляет 7-битный адрес ведомого устройства, за которым следует бит управления R/W для выбора операций чтения/записи. После распознавания адреса ведомое устройство генерирует сигнал подтверждения, понижая уровень SDA во время девятого цикла SCL (ACK). Когда SCL высокий, а SDA переходит с низкого на высокий, это означает конец передачи данных I2C. Данные на SDA должны оставаться стабильными, пока SCL высокий, и они могут изменяться только тогда, когда SCL низкий.

3.Упаковка и размеры металлических труб TO-46

3.1 Определения контактов

3.2 Требования к структурному проектированию

Для моделей с металлической оптической чашкой, если это конструктивно допустимо, линза датчика может выступать за пределы верхней поверхности корпуса устройства. Если существуют эстетические ограничения, требующие утопления компонента, конструкция должна гарантировать, что структура не будет загораживать поле зрения устройства.

Для продуктов, которым требуется использование голого сенсорного чипа TO46 из-за особых потребностей, собственное поле зрения датчика (FOV) составляет приблизительно 90 градусов. Поскольку инфракрасные термобатарейные датчики очень чувствительны к свету и теплу, стабильная температура окружающей среды сводит к минимуму помехи от рассеянного света, что приводит к более точным результатам измерений. Как правило, прямое измерение с помощью датчика не рекомендуется; для приложений продукта необходима структурная интеграция. Сам датчик поставляется с кремниевым оптическим фильтром, который ослабляет инфракрасные сигналы и может привести к более низким результатам измерений. Если в этом нет крайней необходимости, не следует добавлять дополнительные фильтры.

4.1 Требования к тепловому проектированию

Температура окружающей среды существенно влияет на точность измерений, поэтому важно держать датчик в стабильной среде, чтобы избежать помех от источников тепла. Поэтому его следует располагать вдали от компонентов, выделяющих много тепла. На печатной плате рекомендуется спроектировать слоты вокруг датчика, разместив его в изолированной области.

4.2 Расстояние измерения

Выходные характеристики датчика больше зависят от расстояния при измерении на близком расстоянии (обычно в пределах 20 мм от линзы датчика). Поэтому для измерения температуры тела человека рекомендуется расстояние около 2-5 см. Для измерения других объектов расстояние может быть увеличено при условии соблюдения требований к полю зрения.

5. Дизайн программы

5.1 Стандартный режим: В этом режиме конфигурация I2C реализуется через настройки регистров, что позволяет напрямую считывать данные I2C.

5.2 Режим сна:

В спящем режиме линия SDA используется как выход INT, а линия I2C отключается, в то время как линия SCL остаётся в высоком состоянии. Сравнивается только канал датчика, а не выход внутреннего датчика температуры. В режиме I2C IDLE установите sleep_en = 1 и mode_en = 1 для перехода в спящий режим, длящийся от 100 мс до 25.6 с (8 бит). После пробуждения выполняется преобразование для получения выходного сигнала калибровки АЦП. Проверки комбинации каналов выполняются с использованием откалиброванных необработанных данных АЦП относительно порогового значения для запуска прерывания при выполнении условий. Регистры можно настроить на запуск прерывания, когда значения превышают или опускаются ниже установленного порогового значения. После сравнения устройство возвращается в спящий режим. По умолчанию линия SDA остаётся в высоком состоянии; при возникновении прерывания она переключается в низкий уровень и возвращается в высокий через 50 мс. Этот сигнал прерывания может разбудить микроконтроллер. Как только микроконтроллер обнаруживает сигнал INT, он устанавливает SCL на низкий уровень более чем на 10 мс, возвращаясь в режим I2C IDLE с sleep_en = 0.

6. Проектные требования

При разработке приложений важно понимать характеристики объекта измерения (жидкость, твердое тело или человеческое тело), ​​расстояние измерения и диапазон температур. Оптимизация алгоритма в зависимости от среды приложения имеет решающее значение для повышения точности измерений.

Оригинальные алгоритмы чипа разработаны для обеспечения указанной точности только в условиях теплового равновесия и изотермических условиях (когда нет разницы температур в корпусе датчика). Любой градиент температуры внутри корпуса датчика может отрицательно повлиять на точность измерения. Ситуации, которые могут вызвать разницу температур, включают теплогенерирующие компоненты, расположенные на нижней части или по бокам датчика или рядом с ними, или когда датчик расположен очень близко к измеряемому объекту, что может привести к локальному нагреву датчика.

Если у вас есть вопросы или требования, связанные с продуктами и прикладными решениями от SLKOR, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам. Мы здесь, чтобы оказать специализированную поддержку и помощь!