S001F24A51 Cyfrowy pasywny czujnik płomienia PIR na podczerwień z kompensacją temperatury

1. Przegląd

Zintegrowany piroelektryczny czujnik płomienia S001F24A51 wykorzystuje nowy, przyjazny dla środowiska lit

tantalan (LiTaO₃) materiał monokrystaliczny na element czujnikowy. Jest to 4-pinowy cyfrowy czujnik płomienia PIR

który integruje cyfrowy układ kondycjonowania sygnału (IC) z elementem czujnikowym w układzie elektromagnetycznym

osłona ekranująca. Sonda komunikuje się dwukierunkowo z zewnętrznym kontrolerem w celu konfiguracji różnych

stany operacyjne. Element czujnikowy łączy wykryty sygnał migotania płomienia z sygnałem cyfrowym

kondycjonowanie układu scalonego poprzez różnicowy obwód wejściowy o bardzo wysokiej impedancji. Cyfrowy układ scalony konwertuje

sygnał do formatu cyfrowego za pomocą 14-bitowego przetwornika ADC, ułatwiając późniejsze przetwarzanie sygnału i logikę

Konfiguracje takie jak czułość detekcji (próg wyzwalania), czas martwy po zresetowaniu wyzwalacza, okno czasowe zliczania impulsów sygnału, algorytmy i wybór trzech trybów pracy mogą być realizowane przez zewnętrzny sterownik (µC) poprzez jednoprzewodowy interfejs komunikacyjny (SERIN) w celu konfiguracji rejestrów wewnętrznych. Podczas rutynowego, ciągłego wykrywania płomienia, µC nie musi pozostawać aktywny (może przejść w tryb czuwania, aby oszczędzać energię). Dopiero gdy sonda cyfrowa wykryje sygnał migotania płomienia spełniający wstępnie skonfigurowane warunki wyzwalania, wewnętrzny układ kondycjonujący wysyła polecenie wybudzenia przerwania do µC poprzez interfejs INT/DOCI, zachęcając µC do aktywacji i wykonania kolejnych działań kontrolnych. W zależności od skonfigurowanego trybu pracy, µC może również okresowo lub na siłę odczytywać wartość cyfrowego sygnału płomienia z sondy przez port DOCI, a następnie określać dalsze działania w oparciu o zaprogramowany algorytm. Dzięki energooszczędnemu mechanizmowi budzenia przerwań, ten cyfrowy system wykrywania jest idealny do zastosowań o wysokich wymaganiach w zakresie oszczędzania energii, szczególnie w scenariuszach zasilanych bateryjnie, co czyni go najbardziej energooszczędnym dostępnym rozwiązaniem kontroli wykrywania.

2. Charakterystyka

1. Cyfrowe przetwarzanie sygnału z dwukierunkową komunikacją do sterownika;

2. Konfigurowalne warunki wyzwalania detekcji i obsługa trzech różnych trybów pracy, umożliwiające wysyłanie wyników monitorowania otwartego płomienia i wysyłanie danych sygnału płomienia filtrowanego przez ADC;

3. Wbudowany filtr pasmowy Butterwortha drugiego rzędu dla czujnika podczerwieni, chroniący zakłócenia wejściowe z innych częstotliwości;

4. Obwód kondycjonowania sygnału podczerwieni jest całkowicie zamknięty w elektromagnetycznej osłonie ekranującej, z odsłoniętymi jedynie stykami zasilania i interfejsu cyfrowego, co zapewnia wyjątkową odporność na zakłócenia o częstotliwości radiowej;

5. Mechanizm operacyjny systemu jest głęboko zoptymalizowany pod kątem wydajności energetycznej, dzięki czemu nadaje się do urządzeń zasilanych bateryjnie;

6. Napięcie zasilania i wykrywanie temperatury na chipie;

7.Działa z szybką stabilizacją po samokontroli podczas włączania zasilania;

8. Wykorzystuje przyjazny dla środowiska materiał czujnikowy LiTaO₃, ściśle zgodny z wymaganiami środowiskowymi RoHS bez konieczności stosowania zwolnień lub certyfikacji RoHS.

3. Zastosowanie

1. Różne monitory otwartego płomienia;

2. Czujki pożarowe;

3. Sprzęt do wykrywania płomienia w Internecie rzeczy;

4. Alarmy przeciwpożarowe dla domów, zakładów przemysłowych i fabryk.

4. Parametry użytkowe

4.1 Maksymalne oceny

Przeciążenia elektryczne przekraczające parametry podane w poniższej tabeli mogą spowodować trwałe uszkodzenie urządzenia. Praca w warunkach przekraczających maksymalne parametry znamionowe może mieć wpływ na niezawodność urządzenia.

Parametr	Symbol	Min.	Maks.	Jednostka
Napięcie zasilania	VDD	-0.3	3.6	V	25 ℃
Napięcie pinowe	Vnto	-0.3	Vdd + 0,3	V	25 ℃
Prąd pinowy	Do	-100	100	mama	Pojedynczy raz, pojedynczy pin
Temperatura przechowywania	TST	-30	70	℃	< 60% wilgotności względnej
Temperatura robocza	Pijak	-20	55	℃

4.2 Charakterystyka elektryczna (typowe warunki testowe: TAMB=+25℃, VDD=+3V)

Parametr	Symbol	Min.	Typowy	Maks.	Jednostka	Notatka
Warunki pracy
Napięcie robocze	VDD	1.5	3	3.6	V
Prąd roboczy, Vreg włączony	IDD1		5	6.0	µA	Ten produkt nie jest odpowiedni
Prąd roboczy, Vreg wyłączony	IDD		3	3.5	µA	Dotyczy tego produktu Vdd = 3 V, bez obciążenia
Parametry wejściowe SERIN
Niskie napięcie wejściowe	WIL	- 0,3		0,2 Vdd	V
Wysokie napięcie wejściowe	VIH	0,8 Vdd		0,3 + Vdd	V	Maks. V < 3,6 V
Prąd wejściowy	II	-1		1	µA	Vss
Czas niskiego poziomu zegara cyfrowego	tL	200		0,1/FCLK	nS/µS	Typowo: 1-2µS
Czas wysokiego poziomu zegara cyfrowego	tH	200		0,1/FCLK	nS/µS	Typowo: 1-2µS
Czas zapisu bitu danych	TBW	2/FCLK - tH		3/FCLK-- tH	µS	Typowo: 80-90µS
Limit czasu zapisu	TWA	16/FCLK		17/FCLK	µS
Pin wyjściowy INT/DOCI-OUT
Niskie napięcie wejściowe	WIL	- 0,3		0,2 Vdd	V
Wysokie napięcie wejściowe	VIH	0,8 Vdd		0,3 + Vdd	V	Maks. V < 3,6 V
Prąd wejściowy	IDI	-1		1	µA	Vss
Czas konfiguracji umożliwiający odczyt danych	TDS	4/Fkl		5/Fkl	µS
Czas przygotowania bitu danych	gruźlica			1	µS	PŁASZCZ < 10 pF
Wymuszony czas ustalania odczytu	TFR	4/FCLK			µS
Przerwij czysty czas	TCL	4/FCLK			µS
Czas niskiego poziomu zegara cyfrowego	TL	200		0,1/FCLK	nS/µS	Typowo: 1-2µS
Czas wysokiego poziomu zegara cyfrowego	TH	200		0,1/FCLK	nS/µS	Typowo: 1-2µS
Czas odczytu danych bitowych	Tbit			24	µS	Typowo: 20-22µS
Przekroczono limit czasu czytania	TR	4/FCLK			µS
Czas rozwijania DOCI	TDU	32/FCLK			µS	Do aktualizacji danych
Wprowadź PIRIN/NPIRIN
PIRIN/NPIRIN do Vss Impedancja wejściowa		30		60	GΩ	-60mV

Wartość różnicy rezystancji wejściowej		60		120	GΩ	-60mV
PIRIN Zakres napięcia wejściowego		-53		+53	mV
Rozdzielczość/wielkość kroku		6	6.5	7	µV/liczba
Zakres wyjściowy ADC		511		2^14-511	Liczy się
Odchylenie ADC		7150	8130	9150	Liczy się
Współczynnik temperaturowy ADC		-600		600	ppm/K
ADC Szum wejściowy Wartość RMSF = 0,1 Hz...10 Hz			39	91	µVpp	f = 0,09...7 Hz
Pomiar napięcia zasilania
Zakres wyjściowy ADC		2^13		2^14-511	Liczy się
Rozdzielczość napięcia		590	650	720	µV/liczba
Odchylenie ADC @ 3V			12600		Liczy się	około ±10% przesunięcia

Pomiar temperatury (wymagana kalibracja jednopunktowa)
Rezolucja				80		Liczy/K
Zakres wyjściowy ADC		511			2^14-511	Liczy się
Wartość odchylenia @ 298K				8130		Liczy się	około ±10% przesunięcia
Oscylatory i filtry
Częstotliwość odcięcia filtra dolnoprzepustowego		FCLK*1,41/2048/π				Hz	Drugie zamówienie BW
Częstotliwość odcięcia filtra górnoprzepustowego		FCLK*P*1,41/32768/π				Hz	2. rzędu BW P = 1 lub 0,5
Częstotliwość oscylatora wbudowanego w chip	Fosci	60	64		72	kHz
Zegar systemowy	FCLK		Fosci/2			kHz