SLKOR راه حل های کاربردی تراشه حرارتی مادون قرمز دیجیتال SL-W-TRS-5.5Dx

برای کمک به مشتریان برای استفاده حداکثری از SLKORمحصولات این شرکت اخیراً تراشه حرارتی دیجیتال مادون قرمز SL-W-TRS-5.5Dx و راه حل های کاربردی مرتبط با آن را معرفی کرده است و پشتیبانی فنی جامعی را ارائه می دهد. تیم فنی در شنژن SLKOR Micro Semicon Co., Ltd. از دانشگاه Tsinghua و دانشگاه Yonsei در کره جنوبی می آید و این شرکت را با مواد، فرآیندها و محصولات جدید رهبری می کند. آن‌ها از همان ابتدا بر فناوری دستگاه قدرت کاربید سیلیکون نسل سوم پیشرفته بین‌المللی تسلط داشتند. SLKOR یک شرکت با فناوری پیشرفته است که طراحی، توسعه، تولید و فروش محصولات الکترونیکی را ادغام می کند و محصولات و خدمات فنی قابل اعتماد را به مشتریان خود ارائه می دهد. با توسعه سریع، این شرکت محصولات جدید بیشتری را برای خدمات رسانی به مشتریان و ایجاد سهم مثبت در صنعت نیمه هادی ها معرفی می کند و در تلاش برای تبدیل شدن به یک "پیشرو نیمه هادی ها" است.

سان گاوفی (سمت چپ)، ژانگ جونجون (وسط) و پروفسور Li Jianxiong از دانشگاه Tsinghua

SLKORمدیر بازاریابی، سان گاوفی، معرفی کرد که "SLKORدماسنج دیجیتال مادون قرمز این برند برای کاربردهای اندازه گیری دما بدون تماس در زمینه هایی مانند دستگاه های پزشکی، پوشیدنی های هوشمند، لوازم خانگی هوشمند، نظارت بر دمای صنعتی، اندازه گیری دمای بدن بدون تماس، دماسنج های پیشانی، کارت های شناسایی دانشجویی و نگهبان های الکترونیکی طراحی شده است.

تراشه SL-W-TRS-5.5Dx دارای یک ترموپیل مادون قرمز دیجیتال با نصب مستقیم است که برای اندازه گیری دما بدون تماس طراحی شده است. این شامل یک سنسور حرارتی یکپارچه و تراشه پردازش اختصاصی است که امکان ارتباط و خواندن داده ها را از طریق یک گذرگاه I2C بدون اجزای خارجی اضافی فراهم می کند. این تراشه دارای گزینه های استاندارد لوله فلزی 5 میلی متری و 8 میلی متری است و می تواند در محیط های دمایی از -40 درجه سانتی گراد تا 130 درجه سانتی گراد کار کند. دمای مایعات، اجسام (دمای سطح) و دمای بدن را با محدوده اندازه گیری -40 تا 530 درجه سانتی گراد اندازه گیری می کند.

مدل های سری SL-W-TRS-5.5Dx عبارتند از:

SL-W-TRS-5.5D1 — حسگر برهنه، بسته TO-46، میدان دید (FOV) = 90 درجه

SL-W-TRS-5.5D2 — بسته TO-46 با لوله فلزی 5 میلی متری، FOV = 75 درجه

SL-W-TRS-5.5D3 — بسته TO-46 با لوله فلزی 8 میلی متری، FOV = 60 درجه

SL-W-TRS-5.5D4 — بسته TO-46 با یک لوله فلزی سفارشی 5 میلی متری، FOV = 75 درجه

SL-W-TRS-5.5D5 — بسته TO-46 با یک لوله فلزی سفارشی 5 میلی متری، FOV = 75 درجه

SL-W-TRS-5.5D6 — بسته TO-46 با یک لوله فلزی سفارشی 3.5 میلی متری، FOV = 75 درجه


2. Tنمودار مدار کاربرد معمولی

2.1 اصل مدار SL-W-TRS-5.5Dx

دستگاه SL-W-TRS-5.5Dx دارای چهار پایه شامل برق و اتصالات باس I2C با محدوده ولتاژ تغذیه مجاز 2.3 تا 3.6 ولت می باشد. خود سنسور مصرف برق پایینی دارد و یک خازن 0.1uF بین برق و زمین کافی است. اگر سنسور دور از منبع تغذیه قرار دارد، می توان یک خازن 10uF اضافه کرد تا از قدرت پایدار و کاهش نویز اطمینان حاصل شود.

2.2 دستگاه SL-W-TRS-5.5Dx از پروتکل ارتباطی I2C برای ارتباط سریال پشتیبانی می کند. انتخاب پروتکل ارتباطی بر اساس وضعیت پین CSB است. گذرگاه I2C از SCL و SDA به عنوان خطوط سیگنال استفاده می کند که هر دو از طریق مقاومت های کششی به VDDIO متصل می شوند تا زمانی که گذرگاه بیکار است سطح بالایی را حفظ کنند. آدرس دستگاه I2C دستگاه دیجیتال را می توان از طریق Chip_Address در رجیستر 0x92، با یک آدرس عمومی 7 بیتی 0x7F برای ارتباط I2C پیکربندی کرد (همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است).

آدرس عمومی دستگاه I 2C

I 2C ویژگی های خط اتوبوس خطوط SDA و SCL در گذرگاه I2C

نمودار زمان بندی I 2C

پروتکل ارتباطی I 2C

2.3 هنگامی که SCL بالا است و SDA از بالا به پایین تبدیل می شود، سیگنال شروع ارتباط داده I2C را نشان می دهد. دستگاه اصلی I2C به طور متوالی آدرس 7 بیتی دستگاه برده را ارسال می کند و سپس بیت کنترلی R/W را برای انتخاب عملیات خواندن/نوشتن ارسال می کند. با شناسایی آدرس، برده با پایین کشیدن SDA در طی نهمین چرخه SCL (ACK) یک سیگنال تصدیق تولید می کند. هنگامی که SCL بالا است و SDA از پایین به بالا تبدیل می شود، پایان ارتباطات داده I2C را نشان می دهد. داده های SDA باید در زمانی که SCL بالا است ثابت بماند و تنها زمانی که SCL پایین باشد می تواند تغییر کند.

3.بسته بندی و ابعاد لوله فلزی TO-46

3.1 تعاریف پین

3.2 الزامات طراحی سازه

برای مدل‌های دارای فنجان نوری فلزی، اگر از نظر ساختاری مجاز باشد، لنز حسگر ممکن است فراتر از سطح بالایی محفظه دستگاه گسترش یابد. اگر محدودیت‌های زیبایی‌شناختی وجود داشته باشد که نیاز به فرورفتگی قطعه دارد، طراحی باید اطمینان حاصل کند که ساختار مانع از انسداد میدان دید دستگاه نمی‌شود.

برای محصولاتی که به دلیل نیازهای خاص نیاز به استفاده از تراشه حسگر برهنه TO46 دارند، میدان دید ذاتی سنسور (FOV) تقریباً 90 درجه است. از آنجایی که حسگرهای حرارتی مادون قرمز به نور و گرما بسیار حساس هستند، دمای محیط پایدار تداخل نور سرگردان را به حداقل می رساند و در نتیجه نتایج اندازه گیری دقیق تری به دست می آید. به طور کلی، اندازه گیری مستقیم با سنسور توصیه نمی شود. یکپارچگی ساختاری برای کاربردهای محصول مورد نیاز است. خود سنسور دارای یک فیلتر نوری سیلیکونی است که سیگنال‌های مادون قرمز را ضعیف می‌کند و می‌تواند منجر به نتایج اندازه‌گیری کمتر شود. به غیر از موارد ضروری، فیلترهای اضافی نباید اضافه شوند.

4.1 الزامات طراحی حرارتی

دمای محیط به طور قابل توجهی بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد، بنابراین مهم است که سنسور را در یک محیط پایدار نگه دارید تا از تداخل منابع گرما جلوگیری شود. بنابراین، باید دور از اجزای مولد حرارت بالا قرار گیرد. در PCB، توصیه می شود که شکاف هایی را در اطراف سنسور طراحی کنید و آن را در یک منطقه ایزوله قرار دهید.

4.2 اندازه گیری فاصله

ویژگی های خروجی سنسور هنگام اندازه گیری در فاصله نزدیک (معمولاً در 20 میلی متر از لنز سنسور) بیشتر تحت تأثیر فاصله قرار می گیرند. بنابراین، برای اندازه گیری دمای بدن انسان، فاصله توصیه شده تقریباً 2-5 سانتی متر توصیه می شود. برای اندازه گیری اشیاء دیگر، فاصله را می توان تا زمانی که الزامات میدان دید برآورده شود، افزایش داد.

5. طراحی برنامه

5.1 حالت استاندارد: در این حالت، پیکربندی I2C از طریق تنظیمات رجیستر اجرا می شود و امکان خواندن مستقیم داده های I2C را فراهم می کند.

5.2 حالت خواب:

در حالت خواب، خط SDA به عنوان خروجی INT مورد استفاده مجدد قرار می‌گیرد و I2C غیرفعال می‌شود در حالی که SCL بالا می‌ماند. فقط کانال حسگر مقایسه می‌شود، نه خروجی حسگر دمای داخلی. در حالت I2C IDLE، برای ورود به حالت خواب، sleep_en = 1 و mode_en = 1 را تنظیم کنید که از 100 میلی‌ثانیه تا 25.6 ثانیه (8 بیتی) طول می‌کشد. پس از بیدار شدن، تبدیلی برای به دست آوردن خروجی کالیبراسیون ADC انجام می‌شود. بررسی‌های ترکیب کانال با استفاده از داده‌های خام ADC کالیبره شده در برابر یک آستانه انجام می‌شود تا در صورت برآورده شدن شرایط، یک وقفه ایجاد شود. رجیسترها را می‌توان طوری پیکربندی کرد که وقتی مقادیر از آستانه تعیین شده بیشتر یا کمتر می‌شوند، وقفه را ایجاد کنند. پس از مقایسه، دستگاه به حالت خواب برمی‌گردد. به طور پیش‌فرض، SDA بالا می‌ماند. هنگامی که یک وقفه رخ می‌دهد، پایین کشیده می‌شود و پس از 50 میلی‌ثانیه به بالا برمی‌گردد. این سیگنال وقفه می‌تواند MCU را بیدار کند. هنگامی که MCU سیگنال INT را تشخیص می‌دهد، SCL را برای بیش از 10 میلی‌ثانیه پایین می‌کشد و با sleep_en = 2 به حالت I0C IDLE برمی‌گردد.

6. ملاحظات طراحی

در طراحی برنامه، درک ویژگی های جسم اندازه گیری (مایع، جامد یا بدن انسان)، فاصله اندازه گیری و محدوده دما ضروری است. بر اساس محیط برنامه، بهینه سازی الگوریتم برای افزایش دقت اندازه گیری بسیار مهم است.

الگوریتم های تراشه اصلی برای اطمینان از دقت مشخص فقط در شرایط تعادل حرارتی و همدما (جایی که هیچ تفاوت دما در بسته سنسور وجود ندارد) طراحی شده اند. هر گرادیان دما در بسته سنسور می تواند بر دقت اندازه گیری تأثیر منفی بگذارد. موقعیت‌هایی که می‌توانند باعث اختلاف دما شوند شامل اجزای مولد گرما هستند که در پایین یا کناره‌های حسگر قرار دارند یا زمانی که سنسور بسیار نزدیک به جسم مورد اندازه‌گیری قرار می‌گیرد که می‌تواند منجر به گرم شدن موضعی سنسور شود.

اگر سوال یا الزامات مربوط به محصولات و راه حل های کاربردی از SLKOR، لطفا با ما تماس بگیرید. ما اینجا هستیم تا پشتیبانی و کمک اختصاصی ارائه کنیم!