SLKOR SL-S-TRS-5.5Dx Цифрова інфрачервона термобатарея

Основний технічний персонал Шеньчженя SLKOR Micro Semicon Co., Ltd. з університету Цінхуа та університету Йонсей у Південній Кореї. Вони ведуть розвиток компанії з новими матеріалами, новими процесами та новими продуктами, а також відносно рано освоїли провідну в світі технологію напівпровідникових силових пристроїв із карбіду кремнію третього покоління.

SLKOR це високотехнологічне підприємство, яке об’єднує дизайн, розробку, виробництво та продаж електронних компонентів. Він надає клієнтам надійні продукти та допоміжні технічні послуги. "SLKOR"бренд поступово перетворився на всесвітньо відомий бренд і розвивається разом із більш ніж 10,000 XNUMX партнерами по всьому світу.

Прагнучи надати клієнтам повний асортимент продукції та відповідних рішень, SLKOR наразі запустив серію посібників із використання демонстраційних плат для безконтактного вимірювання температури цифрової інфрачервоної термобатареї.

1.1 Ім'я: SLKOR Цифрова інфрачервона термобатарея безконтактного вимірювання температури.

Програми 1.2: Розумні переносні пристрої, смартфони, промисловий моніторинг температури, безконтактне вимірювання температури тіла людини на поверхні, інтелектуальне вимірювання температури та контроль та інші малогабаритні пристрої для вимірювання температури на короткій відстані.

1.3 Функція мікросхеми:

Команда SLKOR SL-S-TRS-5.5Dx — цифрова інфрачервона термобатарея для поверхневого монтажу для безконтактного вимірювання температури. Мікросхема складається з NTC, інфрачервоної термобатареї, схеми формування сигналу та АЦП високої роздільної здатності. Користувачі можуть безпосередньо спілкуватися з датчиком через шину I2C, щоб зчитувати дані без використання інших периферійних пристроїв. Дані вибірки, що відповідають NTC і термобатареї, отримуються з АЦП, а потім MCU перетворює необроблені дані в значення температури, яке вимагає користувач. Його можна застосовувати в температурному середовищі від -40 °C до 130 °C, а діапазон вимірювання температур є ширшим, від -40 °C до 530 °C.

2. Типова електрична схема застосування

2.1 Принцип схеми:

Штифти SLKOR Мікросхема SL-S-TRS-5.5Dx включає блок живлення, шину I2C і одну настройку адреси. Допустимий діапазон напруги живлення 2.5 - 5В. Лінії даних і годинника I2C підтягуються вгору. Пін ADDR є молодшим бітом I2C-адреси пристрою. Якщо немає необхідності використовувати два датчики, його можна підключити безпосередньо до GND або VCC. Сам датчик має дуже низьке енергоспоживання. Досить конденсатора 0.1 мкФ між джерелом живлення та землею. Якщо датчик знаходиться відносно далеко від джерела живлення, можна розглянути додатковий конденсатор 10 мкФ, щоб забезпечити стабільність джерела живлення.

2.2 SLKOR Чіп SL-W-TRS-5.5Dx забезпечує комунікаційний протокол I2C для послідовного зв’язку. Вибір протоколу зв'язку базується на стані CSB. Шина I2C використовує SCL і SDA як сигнальні лінії. Обидві лінії зовнішньо підключені до VDDIO через підтягувальні резистори, щоб вони залишалися на високому рівні, коли шина неактивна. Адреса мікросхеми I2C SL-S-TRS-5.5D1 наведена в наступній таблиці. Молодший значущий біт (LSB) 7-бітної адреси пристрою визначається виводом SDO. Якщо SDO підключено до VDDIO, 7-розрядна адреса I2C буде «1101101». Якщо SDO підключено до GND, 7-розрядна адреса I2C буде «1101100» (як показано на малюнку нижче). 

Адреса чіпа I2C

Характеристики шини I2C

Діаграма синхронізації I2C

Протокол зв'язку I2C

2.3 Коли SCL знаходиться на високому рівні, а SDA одночасно має спадаючий фронт, це позначає початок обміну даними I2C. Головний пристрій I2C послідовно надсилає адресу веденого пристрою (7 бітів), а потім біт керування напрямком R/W використовується для вибору операції читання або запису. Коли ведений пристрій розпізнає цю адресу, він генерує сигнал підтвердження та знижує рівень сигналу SDA протягом дев'ятого циклу SCL (ACK). Коли SCL знаходиться на високому рівні, а SDA має наростаючий фронт, це позначає кінець обміну даними I2C. Дані, що передаються через SDA, повинні залишатися стабільними, коли SCL високий. Тільки коли SCL низький, значення, що передається через SDA, може бути змінено.

3.SMD - 6P, упаковка та розміри 4.7x3.8 мм

3.1 Визначення контактів

Фактори, що впливають на вимірювання температури

4.1 Вплив консистенції стружки

Для однотипного датчика термобатареї фіксуються власні вихідні характеристики. Тут «характеристики» стосуються постійної «тенденції» того, як на вихідну напругу чіпа впливає середовище та температура об’єкта. Відмінності між окремими датчиками термобатареї полягають у матеріалах і виробничих процесах. За однакових зовнішніх умов абсолютні вихідні сигнали датчиків не є повністю ідентичними, але можна вважати, що вони мають постійний множинний зв’язок один з одним.

4.2 Вплив поля зору (FOV)

Оскільки датчик термобатареї розташований всередині чіпа, на чіпі залишиться вікно, а інфрачервоний фільтр використовується як вікно, що пропускає світло, у взаємодії з ним. Поле зору датчика приблизно дорівнює куту, утвореному перетином ліній, що з'єднують корпус термобатареї на перерізі мікросхеми і обидві сторони світлопроникного вікна. Для інфрачервоних датчиків на термобатареї об’єкти в полі зору мікросхеми, температура яких відрізняється від температури корпусу датчика, впливатимуть на кінцевий результат. Як правило, при застосуванні інфрачервоних термометрів датчик встановлюється разом із металевою втулкою, а всередині використовуються лінзи або світлоконцентруючі чашки для зведення інфрачервоного світла на датчик. Функція металевої втулки полягає в тому, щоб забезпечити стабільну температуру навколишнього середовища для датчика та співпрацювати з оптичною конструкцією, щоб термометр мав певне поле зору. Для пристроїв, які не можна носити, і мають достатній простір, рекомендується заземлити нижню та бокові сторони датчика під час процесу проектування та додати металеву кришку для освітлення, щоб збільшити теплоємність датчика, зменшити поле зору та збільшити температуру відстань вимірювання. Якщо це носимий пристрій з обмеженим простором, датчик можна розташувати на відстані 2–3 мм від зовнішнього корпусу відповідно до конкретної форми продукту. Коли поле зору задоволене, отвір можна спроектувати у формі басейну. Слід зазначити, що звичайні лінзи видимого світла зазвичай не пропускають далеко інфрачервоне світло. Сам датчик опломбований. Якщо потрібна загальна герметична конструкція, її можна герметизувати за допомогою піни або за допомогою кремнієвих фільтрів, що пропускають інфрачервоне випромінювання (лінзи виготовлені з того ж матеріалу, що й на датчику, а квадратні мають нижчу вартість закупівлі). Якщо необхідно змінити поле зору конструкції для вимірювання температури, а металеві втулки не допускаються в конструкції, необхідно враховувати температури невимірюваних об’єктів у полі зору. У деяких випадках бажані результати вимірювання температури можна отримати за допомогою компенсації.

4.3 Вплив відстані вимірювання температури

Оскільки інтенсивність інфрачервоного випромінювання обернено пропорційна відстані до об’єкта, для точності вимірювання, як правило, застосування налобних термометрів вимагатиме вимірювання на певній відстані (3–5 см). Особливо коли інфрачервоні датчики використовуються для вимірювання температури тіла на близькій відстані, оскільки відстань до шкіри дуже близька, фактор відстані має великий вплив на вихід датчика. Тому зазвичай потрібні спеціальні калібрування та тестування.

4.4 Вплив температурної стабільності

Оскільки вимірювання загальної температури та вимірювання вихідної напруги датчика виконуються поетапно, кожне перетворення займає багато часу, і датчик має певний час відгуку. Тому, якщо температура навколишнього середовища не є стабільною під час процесу вимірювання, отримана температура та вихідна напруга не синхронізуються, що призведе до відмінностей між результатом вимірювання та фактичним значенням температури. Тому стабільність температури тіла датчика також особливо важлива. Якщо конструкція дозволяє, найкраще використовувати металеві компоненти на датчику або навколо нього для підвищення термічної стабільності.

5. Заходи безпеки при проектуванні

У розробці програми ключовими моментами, які необхідно розуміти, є матеріал об’єкта вимірювання (рідина, тверда речовина або тіло людини), відстань вимірювання та діапазон вимірюваної температури. Щоб підвищити точність вимірювання, оптимізацію та розробку алгоритму слід проводити відповідно до середовища застосування. Оригінальний чіп-алгоритм гарантує лише таку точність датчика в умовах теплової рівноваги та ізотермічних умов (на упаковці датчика немає різниці температур). Якщо на упаковці датчика є різниця температур, це вплине на точність вимірювання. Ситуації, які можуть спричинити різницю температур на корпусі датчика, включають, наприклад, гарячіші (або холодніші) компоненти внизу чи збоку датчика, або датчик знаходиться дуже близько до вимірюваного об’єкта, і вимірюваний об’єкт буде локально нагріватися. датчик.