SLKOR SL-S-TRS-5.5Dx डिजिटल इन्फ्रारेड थर्मोपाइल चिप सोल्यूशन

शेन्झेनचे मुख्य तांत्रिक कर्मचारी SLKOR Micro Semicon Co., Ltd. दक्षिण कोरियामधील त्सिंगुआ विद्यापीठ आणि योन्सेई विद्यापीठातील आहेत. ते नवीन साहित्य, नवीन प्रक्रिया आणि नवीन उत्पादनांसह कंपनीच्या विकासाचे नेतृत्व करतात आणि आंतरराष्ट्रीय स्तरावरील आघाडीच्या तिसऱ्या पिढीतील सेमीकंडक्टर सिलिकॉन कार्बाइड पॉवर डिव्हाइस तंत्रज्ञानामध्ये तुलनेने लवकर प्रभुत्व मिळवले आहे.

SLKOR इलेक्ट्रॉनिक घटकांचे डिझाइन, विकास, उत्पादन आणि विक्री एकत्रित करणारी एक उच्च-तंत्रज्ञान संस्था आहे. हे ग्राहकांसाठी विश्वसनीय उत्पादने आणि सहाय्यक तांत्रिक सेवा प्रदान करते. "SLKOR" ब्रँड हळूहळू आंतरराष्ट्रीय ख्यातीचा ब्रँड म्हणून विकसित झाला आहे आणि जगभरातील 10,000 हून अधिक भागीदारांसह एकत्रितपणे वाढत आहे.

ग्राहकांना उत्पादनांची संपूर्ण श्रेणी आणि संबंधित उपाय प्रदान करण्याच्या प्रयत्नात, SLKOR ने आता डिजिटल इन्फ्रारेड थर्मोपाइल नॉन-संपर्क तापमान मापन अनुप्रयोग डिझाइन डेमो बोर्डसाठी वापर ट्यूटोरियलची मालिका सुरू केली आहे.

1.1 नाव: SLKOR डिजिटल इन्फ्रारेड थर्मोपाइल गैर-संपर्क तापमान मापन अनुप्रयोग.

२.२ अनुप्रयोग: स्मार्ट वेअरेबल उपकरणे, स्मार्ट फोन, औद्योगिक तापमान निरीक्षण, संपर्क नसलेल्या पृष्ठभागावरील मानवी शरीराचे तापमान मापन, बुद्धिमान तापमान संवेदन आणि नियंत्रण आणि लहान-श्रेणी तापमान मोजण्यासाठी इतर लहान-आकाराची उपकरणे.

1.3 चिप कार्य:

The SLKOR SL-S-TRS-5.5Dx ही संपर्क नसलेल्या तापमान मापन अनुप्रयोगांसाठी पृष्ठभाग-माउंट केलेली डिजिटल इन्फ्रारेड थर्मोपाइल चिप आहे. चिपमध्ये एनटीसी, इन्फ्रारेड थर्मोपाइल, सिग्नल कंडिशनिंग सर्किट आणि उच्च-रिझोल्यूशन एडीसी असते. इतर परिधींशिवाय डेटा वाचण्यासाठी वापरकर्ते I2C बसद्वारे सेन्सरशी थेट संवाद साधू शकतात. NTC आणि थर्मोपाइलशी संबंधित सॅम्पलिंग डेटा ADC कडून मिळवला जातो आणि नंतर MCU वापरकर्त्याला आवश्यक असलेल्या तापमान मूल्यामध्ये कच्चा डेटा रूपांतरित करतो. हे -40°C ते 130°C तापमानाच्या वातावरणात लागू केले जाऊ शकते आणि मापन तापमान श्रेणी -40°C आणि 530°C दरम्यान विस्तीर्ण आहे.

2. ठराविक ऍप्लिकेशन सर्किट डायग्राम

2.1 सर्किट तत्त्व:

च्या पिन SLKOR SL-S-TRS-5.5Dx चिपमध्ये वीज पुरवठा, I2C बस आणि एक पत्ता सेटिंग समाविष्ट आहे. पुरवठा व्होल्टेजची स्वीकार्य श्रेणी 2.5 - 5V आहे. I2C चा डेटा आणि घड्याळ रेषा वर खेचल्या जातात. ADDR पिन हा डिव्हाइसच्या I2C पत्त्याचा सर्वात कमी महत्त्वाचा भाग आहे. दोन सेन्सर वापरण्याची गरज नसल्यास, ते थेट GND किंवा VCC शी जोडले जाऊ शकते. सेन्सरचा स्वतःचा वीज वापर खूप कमी आहे. वीज पुरवठा आणि ग्राउंड दरम्यान एक 0.1uF कॅपेसिटर पुरेसे आहे. सेन्सर वीज पुरवठ्याच्या भागापासून तुलनेने दूर असल्यास, वीज पुरवठ्याची स्थिरता सुनिश्चित करण्यासाठी अतिरिक्त 10uF कॅपेसिटरचा विचार केला जाऊ शकतो.

2.2 द SLKOR SL-W-TRS-5.5Dx चिप सीरियल कम्युनिकेशनसाठी I2C कम्युनिकेशन प्रोटोकॉल प्रदान करते. संप्रेषण प्रोटोकॉलची निवड CSB स्थितीवर आधारित आहे. I2C बस SCL आणि SDA चा सिग्नल लाईन म्हणून वापर करते. दोन्ही ओळी VDDIO ला बाहेरून पुल-अप रेझिस्टरद्वारे जोडलेल्या आहेत जेणेकरून बस निष्क्रिय असताना त्या उच्च पातळीवर राहतील. SL-S-TRS-2D5.5 चा I1C चिप पत्ता खालील तक्त्यामध्ये दर्शविला आहे. 7-बिट डिव्हाइस ॲड्रेसचा सर्वात कमी लक्षणीय बिट (LSB) SDO पिनद्वारे निर्धारित केला जातो. SDO VDDIO शी कनेक्ट केलेले असल्यास, 7-बिट I2C पत्ता "1101101" आहे. SDO GND शी कनेक्ट केलेले असल्यास, 7-बिट I2C पत्ता "1101100" आहे (खालील चित्रात दर्शविल्याप्रमाणे). 

I2C चिप पत्ता

I2C बस लाईनची वैशिष्ट्ये

I2C टायमिंग डायग्राम

I2C कम्युनिकेशन प्रोटोकॉल

२.३ जेव्हा SCL उच्च पातळीवर असते आणि SDA मध्ये एकाच वेळी घसरण होते, तेव्हा ते I2.3C डेटा कम्युनिकेशनची सुरुवात दर्शवते. I2C मास्टर डिव्हाइस स्लेव्ह डिव्हाइसचा पत्ता (७ बिट्स) क्रमाने पाठवते आणि नंतर वाचन किंवा लेखन ऑपरेशन निवडण्यासाठी दिशा नियंत्रण बिट R/W वापरला जातो. जेव्हा स्लेव्ह डिव्हाइस हा पत्ता ओळखतो, तेव्हा ते एक पावती सिग्नल तयार करते आणि नवव्या SCL (ACK) चक्रादरम्यान SDA कमी खेचते. जेव्हा SCL उच्च पातळीवर असते आणि SDA ची धार वाढते, तेव्हा ते I7C डेटा कम्युनिकेशनचा शेवट दर्शवते. SCL उच्च असताना SDA वर प्रसारित केलेला डेटा स्थिर राहिला पाहिजे. जेव्हा SCL कमी असतो तेव्हाच SDA वर प्रसारित केलेले मूल्य बदलता येते.

3.SMD - 6P, 4.7x3.8mm पॅकेज आणि परिमाण

3.1 पिन व्याख्या

तापमान मापन प्रभावित करणारे घटक

4.1 चिप सुसंगततेचा प्रभाव

समान प्रकारच्या थर्मोपाइल सेन्सरसाठी, त्याची स्वतःची आउटपुट वैशिष्ट्ये निश्चित केली जातात. येथे, "वैशिष्ट्ये" चीपच्या व्होल्टेज आउटपुटचा पर्यावरण आणि ऑब्जेक्टच्या तापमानामुळे कसा परिणाम होतो यामधील सातत्यपूर्ण "ट्रेंड" चा संदर्भ देते. वैयक्तिक थर्मोपाइल सेन्सरमधील फरक सामग्री आणि उत्पादन प्रक्रियेत आहेत. समान बाह्य परिस्थितीत, सेन्सर्सचे निरपेक्ष आउटपुट पूर्णपणे एकसारखे नसतात, परंतु त्यांचा एकमेकांशी सतत अनेक संबंध असल्याचे मानले जाऊ शकते.

4.2 दृश्य क्षेत्राचा प्रभाव (FOV)

थर्मोपाइल सेन्सर चिपच्या आत स्थित असल्याने, चिपवर एक विंडो शिल्लक असेल आणि त्याच्या सहकार्याने एक इन्फ्रारेड फिल्टर प्रकाश-संप्रेषण विंडो म्हणून वापरला जातो. सेन्सरचे दृश्य क्षेत्र चिप क्रॉस-सेक्शनवरील थर्मोपाइल बॉडी आणि प्रकाश-संप्रेषण विंडोच्या दोन्ही बाजूंना जोडणाऱ्या रेषांच्या छेदनबिंदूद्वारे तयार केलेल्या कोनाइतकेच असते. इन्फ्रारेड थर्मोपाइल सेन्सर्ससाठी, सेन्सर बॉडीपासून तापमानात फरक असलेल्या चिपच्या दृश्याच्या क्षेत्रातील वस्तू अंतिम आउटपुटवर परिणाम करतात. सामान्यतः, इन्फ्रारेड थर्मामीटरच्या वापरामध्ये, सेन्सर मेटल स्लीव्हसह स्थापित केला जातो आणि सेन्सरवर इन्फ्रारेड प्रकाश एकत्र करण्यासाठी आत लेन्स किंवा प्रकाश-केंद्रित कप वापरले जातात. मेटल स्लीव्हचे कार्य सेन्सरसाठी एक स्थिर पर्यावरणीय तापमान प्रदान करणे आणि थर्मोमीटरला विशिष्ट दृश्य क्षेत्र बनविण्यासाठी ऑप्टिकल डिझाइनसह सहकार्य करणे आहे. पुरेशी जागा असलेल्या न घालता येण्याजोग्या उपकरणांसाठी, डिझाइन प्रक्रियेदरम्यान सेन्सरच्या तळाशी आणि बाजूंना ग्राउंड करण्याची आणि सेन्सरची उष्णता क्षमता वाढवण्यासाठी, दृश्य क्षेत्र कमी करण्यासाठी आणि तापमान वाढवण्यासाठी मेटल लाइट कप जोडण्याची शिफारस केली जाते. मापन अंतर. जर ते जागा-प्रतिबंधित घालण्यायोग्य उपकरण असेल, तर विशिष्ट उत्पादनाच्या स्वरूपानुसार सेन्सर बाह्य आवरणापासून 2 - 3 मिमी अंतरावर ठेवला जाऊ शकतो. जेव्हा दृश्याचे क्षेत्र समाधानी असते, तेव्हा उघडणे बेसिनच्या आकारात डिझाइन केले जाऊ शकते. हे लक्षात घ्यावे की सामान्य दृश्यमान प्रकाश लेन्स सामान्यतः दूरवर अवरक्त प्रकाश प्रसारित करत नाहीत. सेन्सर स्वतः सीलबंद आहे. एकंदरीत सीलबंद डिझाइनची आवश्यकता असल्यास, ते फोमने किंवा इन्फ्रारेड-ट्रांसमिटिंग सिलिकॉन फिल्टर्स वापरून सील केले जाऊ शकते (सेन्सरवर असलेल्या लेन्सच्या समान सामग्रीचे बनलेले लेन्स आणि चौकोनी लेन्सची खरेदी किंमत कमी आहे). तापमान मापन संरचनेचे दृश्य क्षेत्र बदलणे आवश्यक असल्यास आणि संरचनेत धातूच्या आस्तीनांना परवानगी नसल्यास, दृश्याच्या क्षेत्रामध्ये मोजमाप न केलेल्या वस्तूंचे तापमान विचारात घेणे आवश्यक आहे. काही प्रकरणांमध्ये, इच्छित तापमान मापन परिणाम नुकसान भरपाईद्वारे प्राप्त केले जाऊ शकतात.

4.3 तापमान मापन अंतराचा प्रभाव

इन्फ्रारेड किरणोत्सर्गाची तीव्रता वस्तूपासूनच्या अंतराच्या व्यस्त प्रमाणात असल्याने, मापन अचूकतेसाठी, सामान्यतः, कपाळाच्या थर्मामीटरच्या वापरासाठी एका विशिष्ट अंतरामध्ये (3 - 5 सेमी) मोजमाप आवश्यक असते. विशेषत: जेव्हा इन्फ्रारेड सेन्सर जवळच्या-श्रेणीतील शरीराचे तापमान मोजण्यासाठी वापरले जातात, कारण त्वचेपासूनचे अंतर अगदी जवळ असते, तेव्हा अंतर घटकाचा सेन्सर आउटपुटवर मोठा प्रभाव पडतो. म्हणून, विशेष कॅलिब्रेशन आणि चाचणी सहसा आवश्यक असते.

4.4 तापमान स्थिरतेचा प्रभाव

सामान्य तापमान मोजमाप आणि सेन्सरच्या आउटपुट व्होल्टेजचे मोजमाप चरणांमध्ये पूर्ण होत असल्याने, प्रत्येक रूपांतरणास बराच वेळ लागतो आणि सेन्सरला विशिष्ट प्रतिसाद वेळ असतो. म्हणून, मापन प्रक्रियेदरम्यान पर्यावरणीय तापमान स्थिर नसल्यास, प्राप्त तापमान आणि आउटपुट व्होल्टेज सिंक्रोनाइझ केले जात नाहीत, ज्यामुळे मापन परिणाम आणि वास्तविक तापमान मूल्य यांच्यातील फरक दिसून येतो. म्हणून, सेन्सर शरीराच्या तापमानाची स्थिरता देखील विशेषतः महत्वाची आहे. जर रचना परवानगी देत ​​असेल, तर थर्मल स्थिरता वाढवण्यासाठी सेन्सरवर किंवा त्याच्या आसपास धातूचे घटक वापरणे चांगले.

5. डिझाइन खबरदारी

ऍप्लिकेशन डिझाइनमध्ये, मापन ऑब्जेक्टची सामग्री (द्रव, घन किंवा मानवी शरीर), मोजमाप अंतर आणि मापन तापमान श्रेणी हे महत्त्वाचे मुद्दे समजून घेणे आवश्यक आहे. मापन अचूकता सुधारण्यासाठी अल्गोरिदम ऑप्टिमायझेशन आणि विकास ऍप्लिकेशन वातावरणानुसार केले जावे. मूळ चिप अल्गोरिदम फक्त याची हमी देतो की थर्मल समतोल आणि समतापीय परिस्थिती (सेन्सर पॅकेजवर तापमानात फरक नाही) या स्थितीत सेन्सरमध्ये ही अचूकता आहे. सेन्सर पॅकेजवर तापमानात फरक असल्यास, मोजलेली अचूकता प्रभावित होईल. सेन्सर पॅकेजवर तापमानात फरक होऊ शकतो अशा परिस्थितींमध्ये, उदाहरणार्थ, सेन्सरच्या तळाशी किंवा बाजूला जास्त गरम (किंवा थंड) घटक आहेत किंवा सेन्सर मोजलेल्या वस्तूच्या अगदी जवळ आहे आणि मोजलेली वस्तू स्थानिक पातळीवर गरम होईल. सेन्सर