S001F24A43 Sensore di fiamma PIR digitale a infrarossi passivi con compensazione della temperatura

1.Panoramica

Il sensore di fiamma piroelettrico integrato S001F24A43 utilizza un nuovo litio ecologico

materiale monocristallino di tantalato (LiTaO₃) per il suo elemento sensibile. È un sensore di fiamma PIR digitale a 4 pin

che integra un chip di condizionamento del segnale digitale (IC) con l'elemento di rilevamento all'interno di un elettromagnetico

copertura schermante. La sonda comunica in modo bidirezionale con un controller esterno per configurare varie

stati operativi. L'elemento sensibile accoppia il segnale dello sfarfallio della fiamma rilevato nel segnale digitale

circuito integrato di condizionamento attraverso un circuito di ingresso differenziale ad altissima impedenza. Il chip IC digitale converte

il segnale in un formato digitale tramite un ADC a 14 bit, facilitando la successiva elaborazione e logica del segnale

controllo. Configurazioni come la sensibilità di rilevamento (soglia di trigger), tempo cieco dopo il reset del trigger, finestra temporale di conteggio degli impulsi di segnale, algoritmi e la selezione di tre modalità operative possono essere implementate dal controller esterno (μC) attraverso l'interfaccia di comunicazione a filo singolo (SERIN) per configurare i registri interni. Durante il rilevamento continuo della fiamma di routine, non è necessario che µC rimanga attivo (può entrare in modalità standby per risparmiare energia). Solo quando la sonda digitale rileva un segnale di sfarfallio della fiamma che soddisfa le condizioni di attivazione preconfigurate, l'IC di condizionamento interno invia un comando di riattivazione dell'interruzione al µC tramite l'interfaccia INT/DOCI, richiedendo al µC di attivarsi ed eseguire le successive azioni di controllo. A seconda della modalità operativa configurata, µC può anche leggere periodicamente o forzatamente il valore del segnale di fiamma digitale dalla sonda attraverso la porta DOCI, e quindi determinare le azioni di follow-up in base al suo algoritmo programmato. Grazie al meccanismo di riattivazione dell'interruzione ad alta efficienza energetica, questo sistema di rilevamento digitale è ideale per applicazioni con elevati requisiti di risparmio energetico, in particolare scenari alimentati a batteria, rendendolo la soluzione di controllo di rilevamento più efficiente dal punto di vista energetico disponibile.

2.Caratteristico

1. Elaborazione del segnale digitale con comunicazione bidirezionale al controller;

2. Condizioni di attivazione del rilevamento configurabili e supporto per tre diverse modalità operative, che consentono l'uscita dei risultati del monitoraggio della fiamma aperta e l'uscita dei dati del segnale di fiamma filtrato ADC;

3.Filtro passa-banda Butterworth di secondo ordine integrato per il sensore a infrarossi, che protegge le interferenze in ingresso da altre frequenze;

4. Il circuito di condizionamento del segnale a infrarossi è completamente incapsulato all'interno di una copertura di schermatura elettromagnetica, con solo i pin di alimentazione e di interfaccia digitale esposti, fornendo un'eccezionale resistenza alle interferenze in radiofrequenza;

5. Il meccanismo operativo del sistema è profondamente ottimizzato per l'efficienza energetica, rendendolo adatto a dispositivi alimentati a batteria;

6.Tensione di alimentazione e rilevamento della temperatura sul chip;

7.Funziona con stabilizzazione rapida dopo un autocontrollo durante l'accensione;

8. Utilizza materiale di rilevamento LiTaO₃ ecologico, rigorosamente conforme ai requisiti ambientali RoHS senza la necessità di esenzioni o certificazione RoHS.

3.Applicazione

1. Vari monitor di fiamma libera;

2. Rivelatori d'incendio;

3. Apparecchiature di rilevamento della fiamma per l'Internet delle cose;

4. Allarmi antincendio per abitazioni, impianti industriali e fabbriche.

4. Parametri prestazionali

4.1 Valutazioni massime

Una sollecitazione elettrica eccessiva che supera i parametri nella tabella seguente può causare danni permanenti al dispositivo. Il funzionamento oltre le condizioni nominali massime può influire sull'affidabilità del dispositivo.

Parametro	Simbolo	minimo	Massimo.	Unità
Tensione di alimentazione	VDD	-0.3	3.6	V	25 ℃
Tensione sui perni	Vnto	-0.3	Vdd ＋ 0,3	V	25 ℃
Corrente del perno	In	-100	100	mA	Una volta, un solo pin
Temperatura di conservazione	TST	-30	70	℃	< 60% di umidità relativa
Temperatura operativa	Topper	-20	55	℃

4.2 Caratteristiche elettriche (condizioni tipiche del test: TAMB=+25℃, VDD=+3V)

Parametro	Simbolo	minimo	Tipico	Massimo.	Unità	Nota
Condizioni di lavoro
Tensione operativa	VDD	1.5	3	3.6	V
Corrente di lavoro, Vreg acceso	IDD1		5	6.0	µA	Questo prodotto non è adatto
Corrente operativa, Vreg disattivato	IDD		3	3.5	µA	Applicabile a questo prodotto Vdd = 3 V, senza carico
Parametri di input SERIN
Ingresso a bassa tensione	VIL	- 0,3		0,2 Vgg	V
Ingresso alta tensione	VIH	0,8 Vgg		0,3 + Vgg	V	V max < 3,6 V
Corrente in ingresso	II	-1		1	µA	Vss
Orario di basso livello dell'orologio digitale	tL	200		0,1/FCLK	nS/μS	Tipico: 1-2μS
Orario di alto livello dell'orologio digitale	tH	200		0,1/FCLK	nS/μS	Tipico: 1-2μS
Tempo di scrittura del bit di dati	tBW	2/FCLK - tH		3/FCLK-- tH	µS	Tipico: 80-90μS
Scrivi timeout	tWA	16/FCLC		17/FCLK	µS
Pin di uscita INT/DOCI-OUT
Ingresso a bassa tensione	VIL	- 0,3		0,2 Vgg	V
Ingresso alta tensione	VIH	0,8 Vgg		0,3 + Vgg	V	V massima < 3,6 V
Corrente in ingresso	IDI	-1		1	µA	Vss
Tempo di configurazione dei dati leggibili	TDS	4/Fclk		5/Fclk	µS
Tempo di preparazione del bit di dati	TBC			1	µS	CARICO < 10pF
Tempo di assestamento della lettura forzato	TFR	4/FCLK			µS
Interrompere il tempo libero	TCL	4/FCLK			µS
Orario di basso livello dell'orologio digitale	TL	200		0,1/FCLK	nS/μS	Tipico: 1-2μS
Orario di alto livello dell'orologio digitale	TH	200		0,1/FCLK	nS/μS	Tipico: 1-2μS
Tempo di lettura dei dati in bit	Un po'			24	µS	Tipico: 20-22μS
Timeout di lettura	TRA	4/FCLK			µS
Durata pull-down DOCI	TDU	32/FCLK			µS	Per l'aggiornamento dei dati
Ingresso PIRIN/NPIRIN
PIRIN/NPIRIN a Vss Impedenza di ingresso		30		60	GΩ	-60mV

Valore differenziale della resistenza di ingresso		60		120	GΩ	-60mV
PIRIN Intervallo di tensione in ingresso		-53		+53	mV
Risoluzione/dimensione del passo		6	6.5	7	µV/Conteggio
Intervallo di uscita dell'ADC		511		2^14-511	Conta
Bias dell'ADC		7150	8130	9150	Conta
Coefficiente di temperatura ADC		-600		600	ppm/K
Valore RMS del rumore in ingresso ADC F = 0,1 Hz...10 Hz			39	91	µVpp	f = 0,09...7Hz
Misura della tensione di alimentazione
Intervallo di uscita ADC		2^13		2^14-511	Conta
Risoluzione della tensione		590	650	720	µV/Conteggio
Bias ADC a 3 V			12600		Conta	spostamento di circa ±10%.

Misurazione della temperatura (è necessaria la calibrazione a punto singolo)
Risoluzione				80		Conteggi/K
Intervallo di uscita dell'ADC		511			2^14-511	Conta
Valore di bias @ 298K				8130		Conta	spostamento di circa ±10%.
Oscillatori e filtri
Frequenza di taglio del filtro passa basso		FCLK*1.41/2048/π				Hz	2° ordine in bianco e nero
Frequenza di taglio del filtro passa alto		FCLK*P*1.41/32768/π				Hz	2° ordine BW P = 1 o 0,5
Frequenza dell'oscillatore su chip	Fosci	60	64		72	kHz
Orologio di sistema	FCLK		Fosci/2			kHz