S001F24A43 Temperatuurgecompenseerde digitale passieve infrarood PIR-vlamsensor

1.Overzicht

De S001F24A43 geïntegreerde pyro-elektrische vlamsensor maakt gebruik van een nieuw milieuvriendelijk lithium

tantalaat (LiTaO₃) eenkristalmateriaal voor het sensorelement. Het is een 4-polige digitale PIR-vlamsensor

die een digitale signaalconditioneringschip (IC) integreert met het sensorelement in een elektromagnetisch systeem

afschermende deksel. De sonde communiceert bidirectioneel met een externe controller om verschillende te configureren

operationele staten. Het sensorelement koppelt het gedetecteerde vlamflikkersignaal aan het digitale signaal

conditionering IC via een differentieel ingangscircuit met zeer hoge impedantie. De digitale IC-chip converteert

het signaal om in een digitaal formaat via een 14-bits ADC, wat de daaropvolgende signaalverwerking en logica vergemakkelijkt

configuraties zoals detectiegevoeligheid (triggerdrempel), blinde tijd na triggerreset, tijdvenster voor het tellen van signaalpulsen, algoritmen en de selectie van drie bedrijfsmodi kunnen worden geïmplementeerd door de externe controller (μC) via de single-wire communicatie-interface (SERIN) om interne registers te configureren. Tijdens routinematige continue vlamdetectie hoeft de µC niet actief te blijven (hij kan in de stand-bymodus gaan om energie te besparen). Alleen wanneer de digitale sonde een vlamflikkersignaal detecteert dat voldoet aan de vooraf geconfigureerde triggervoorwaarden, verzendt het interne conditionerings-IC een interrupt-wekcommando naar de µC via de INT/DOCI-interface, waardoor de µC wordt gevraagd daaropvolgende besturingsacties te activeren en uit te voeren. Afhankelijk van de geconfigureerde bedrijfsmodus kan de µC ook periodiek of geforceerd de digitale vlamsignaalwaarde van de sonde via de DOCI-poort lezen en vervolgens vervolgacties bepalen op basis van het geprogrammeerde algoritme. Dankzij het energiezuinige interrupt wake-up-mechanisme is dit digitale detectiesysteem ideaal voor toepassingen met hoge energiebesparende vereisten, met name scenario's op batterijen, waardoor het de meest energie-efficiënte detectiecontroleoplossing is die beschikbaar is.

2. Karakteristiek

1. Digitale signaalverwerking met bidirectionele communicatie naar de controller;

2.Configureerbare detectietriggervoorwaarden en ondersteuning voor drie verschillende bedrijfsmodi, waardoor open vlambewakingsresultaten en ADC-gefilterde vlamsignaalgegevensuitvoer mogelijk zijn;

3. Ingebouwd Butterworth-banddoorlaatfilter van de tweede orde voor de infraroodsensor, die ingangsinterferentie van andere frequenties afschermt;

4. Het infraroodsignaalconditioneringscircuit is volledig ingekapseld in een elektromagnetische afscherming, waarbij alleen de voedings- en digitale interfacepinnen zichtbaar zijn, wat een uitzonderlijke weerstand biedt tegen radiofrequentie-interferentie;

5. Het operationele mechanisme van het systeem is diep geoptimaliseerd voor energie-efficiëntie, waardoor het geschikt is voor apparaten op batterijen;

6. Voedingsspanning en temperatuurdetectie op de chip;

7. Werkt met snelle stabilisatie na een zelfcontrole tijdens het opstarten;

8. Maakt gebruik van milieuvriendelijk LiTaO₃-sensormateriaal en voldoet strikt aan de RoHS-milieuvereisten zonder dat er vrijstellingen of RoHS-certificering nodig zijn.

3. Toepassing

1. Diverse open vuur monitoren;

2. Branddetectoren;

3. Vlamdetectieapparatuur voor het internet der dingen;

4. Brandalarmen voor huizen, industriële installaties en fabrieken.

4. Prestatieparameters

4.1 Maximale beoordelingen

Elektrische overbelasting die de parameters in de onderstaande tabel overschrijdt, kan permanente schade aan het apparaat veroorzaken. Gebruik buiten de maximale nominale omstandigheden kan de betrouwbaarheid van het apparaat beïnvloeden.

Parameter	Symbool	Min.	Max.	Eenheid
Voedingsspanning	VDD	-0.3	3.6	V	25℃
Pin-spanning	Vnto	-0.3	Vdd ＋ 0,3	V	25℃
Pin-stroom	Naar binnen	-100	100	mA	Enkele keer, enkele pin
Opslagtemperatuur	TST	-30	70	℃	< 60% RV
Bedrijfstemperatuur	Toper	-20	55	℃

4.2 Elektrische kenmerken (typische testomstandigheden: TAMB=+25℃, VDD=+3V)

Parameter	Symbool	Min.	Typisch	Max.	Eenheid	Opmerking
Arbeidsomstandigheden
Bedrijfsspanning	VDD	1.5	3	3.6	V
Werkstroom, Vreg aan	IDD1		5	6.0	µA	Dit product is niet geschikt
Bedrijfsstroom, Vreg uit	IDD		3	3.5	µA	Van toepassing op dit product Vdd = 3V, onbelast
Invoerparameters SERIN
Ingang lage spanning	VIL	- 0,3		0,2 Vdd	V
Ingang hoge spanning	VIH	0,8 Vdd		0,3 + Vdd	V	Max.V <3,6V
Ingangsstroom	II	-1		1	µA	Vs
Digitale klok laag niveau tijd	tL	200		0,1/FCLK	nS/µS	Typisch: 1-2 µS
Digitale klok op hoog niveau	e	200		0,1/FCLK	nS/µS	Typisch: 1-2 µS
Schrijftijd voor databits	tBW	2/FCLK - tH		3/FCLK-- tH	µS	Typisch: 80-90 µS
Time-out schrijven	tWA	16/FCLK		17/FCLK	µS
Uitgangspen INT/DOCI-OUT
Ingang lage spanning	VIL	- 0,3		0,2 Vdd	V
Ingang hoge spanning	VIH	0,8 Vdd		0,3 + Vdd	V	Max.V <3,6V
Ingangsstroom	IDI	-1		1	µA	Vs
Gegevens leesbare insteltijd	TDS	4/Fck		5/Fck	µS
Voorbereidingstijd van databits	TB's			1	µS	BELASTING < 10pF
Geforceerde leestijd	TFR	4/FCLK			µS
Onderbreek de vrije tijd	TCL	4/FCLK			µS
Digitale klok laag niveau tijd	TL	200		0,1/FCLK	nS/µS	Typisch: 1-2 µS
Digitale klok op hoog niveau	E	200		0,1/FCLK	nS/µS	Typisch: 1-2 µS
Leestijd van bitgegevens	Tbit			24	µS	Typisch: 20-22 µS
Time-out voor lezen	TRA	4/FCLK			µS
DOCI pull-down-duur	TDU	32/FCLK			µS	Voor gegevensupdate
Voer PIRIN/NPIRIN in
PIRIN/NPIRIN naar Vss Ingangsimpedantie		30		60	GΩ	-60mV

Verschilwaarde ingangsweerstand		60		120	GΩ	-60mV
PIRIN Ingangsspanningsbereik		-53		+53	mV
Resolutie/stapgrootte		6	6.5	7	µV/telling
ADC-uitgangsbereik		511		2^14-511	Telt
ADC-vooroordeel		7150	8130	9150	Telt
ADC-temperatuurcoëfficiënt		-600		600	ppm/K
ADC Ingangsruis RMS-waardeF = 0,1 Hz...10 Hz			39	91	µVpp	f = 0,09...7 Hz
Meting van de voedingsspanning
ADC-uitvoerbereik		2^13		2^14-511	Telt
Spanningsresolutie		590	650	720	µV/telling
ADC-voorspanning @ 3V			12600		Telt	ongeveer ±10% verschuiving

Temperatuurmeting (eenpuntskalibratie vereist)
Oplossing				80		Telt/K
ADC-uitgangsbereik		511			2^14-511	Telt
Biaswaarde @ 298K				8130		Telt	ongeveer ±10% verschuiving
Oscillatoren en filters
Afsnijfrequentie van laagdoorlaatfilter		FCLK*1,41/2048/π				Hz	2e orde BW
Afsnijfrequentie hoogdoorlaatfilter		FCLK*P*1,41/32768/π				Hz	2e orde BW P = 1 of 0,5
Oscillatorfrequentie op de chip	Fosci	60	64		72	kHz
Systeemklok	FCLK		Fosci/2			kHz