S001F24A51 Teplotne kompenzovaný digitálny pasívny infračervený PIR snímač plameňa

1.Prehľad

Integrovaný pyroelektrický snímač plameňa S001F24A51 využíva nové ekologické lítium

tantalát (LiTaO₃) monokryštálový materiál pre jeho snímací prvok. Ide o 4-pinový digitálny PIR snímač plameňa

ktorý integruje čip na úpravu digitálneho signálu (IC) so snímacím prvkom v rámci elektromagnetického zariadenia

tieniaci kryt. Sonda komunikuje obojsmerne s externým ovládačom na rôzne konfigurácie

prevádzkové stavy. Snímací prvok spája detekovaný signál blikania plameňa s digitálnym signálom

kondicionovanie IC cez veľmi vysokoimpedančný diferenciálny vstupný obvod. Digitálny IC čip konvertuje

signál do digitálneho formátu cez 14-bitový ADC, čo uľahčuje následné spracovanie signálu a logiku

ovládanie. Konfigurácie, ako je citlivosť detekcie (prah spustenia), slepý čas po resete spúšte, časové okno počítania impulzov signálu, algoritmy a výber troch prevádzkových režimov môžu byť implementované externým ovládačom (µC) cez jednovodičové komunikačné rozhranie (SERIN) na konfiguráciu interných registrov. Počas rutinného nepretržitého snímania plameňa nemusí µC zostať aktívny (môže prejsť do pohotovostného režimu, aby šetril energiu). Len keď digitálna sonda deteguje signál blikania plameňa, ktorý spĺňa vopred nakonfigurované podmienky spustenia, interný kondicionačný IC odošle príkaz na prebudenie prerušenia do µC cez rozhranie INT/DOCI, čím vyzve µC, aby sa aktivoval a vykonal následné riadiace činnosti. V závislosti od nakonfigurovaného prevádzkového režimu môže µC tiež periodicky alebo vynútene čítať hodnotu digitálneho signálu plameňa zo sondy cez port DOCI a potom určovať následné akcie na základe svojho naprogramovaného algoritmu. Vďaka energeticky efektívnemu mechanizmu budenia prerušenia je tento digitálny snímací systém ideálny pre aplikácie s vysokými požiadavkami na úsporu energie, vďaka čomu je k dispozícii najmä riešenie s napájaním z batérie.

2.Charakteristika

1. Digitálne spracovanie signálu s obojsmernou komunikáciou s ovládačom；

2. Konfigurovateľné podmienky spúšťania detekcie a podpora pre tri rôzne prevádzkové režimy, umožňujúce výstup výsledkov monitorovania otvoreného plameňa a výstup dátového signálu plameňa filtrovaného ADC；

3.Vstavaný Butterworthov pásmový filter druhého rádu pre infračervený senzor, tienenie vstupného rušenia od iných frekvencií；

4. Obvod úpravy infračerveného signálu je plne zapuzdrený v elektromagnetickom tienení, odkryté sú iba kolíky napájania a digitálneho rozhrania, ktoré poskytujú výnimočnú odolnosť voči rádiofrekvenčnému rušeniu；

5. Operačný mechanizmus systému je hlboko optimalizovaný pre energetickú účinnosť, vďaka čomu je vhodný pre zariadenia napájané z batérie；

6. Napätie napájania a detekcia teploty na čipe;

7. Funguje s rýchlou stabilizáciou po samokontrole pri zapnutí；

8. Používa ekologický snímací materiál LiTaO₃, prísne v súlade s environmentálnymi požiadavkami RoHS bez potreby výnimiek alebo certifikácie RoHS.

3.Aplikácia

1. Rôzne monitory otvoreného plameňa;

2. Požiarne hlásiče;

3. zariadenie na snímanie plameňa internetu vecí;

4. Požiarne hlásiče pre domácnosti, priemyselné závody a továrne.

4. Výkonnostné parametre

4.1 Maximálne hodnotenia

Elektrické preťaženie prekračujúce parametre v tabuľke nižšie môže spôsobiť trvalé poškodenie zariadenia. Prevádzka mimo maximálnych menovitých podmienok môže ovplyvniť spoľahlivosť zariadenia.

Parameter	Symbol	Min.	Max.	Jednotka
Napájacie napätie	VDD	-0.3	3.6	V	25 ℃
Napätie kolíka	Vnto	-0.3	Vdd ＋ 0,3	V	25 ℃
Pin prúd	Do	-100	100	mA	Jeden čas, jeden kolík
Skladovacia teplota	TST	-30	70	℃	< 60 % relatívnej vlhkosti
Prevádzková teplota	Toper	-20	55	℃

4.2 Elektrické charakteristiky (Typické testovacie podmienky: TAMB=+25℃, VDD=+3V)

Parameter	Symbol	Min.	Typické	Max.	Jednotka	Poznámka
Pracovné podmienky
Prevádzkové napätie	VDD	1.5	3	3.6	V
Pracovný prúd, Vreg zapnutý	IDD1		5	6.0	uA	Tento produkt nie je vhodný
Prevádzkový prúd, Vreg vypnutý	IDD		3	3.5	uA	Platí pre tento produkt Vdd = 3V, bez zaťaženia
Vstupné parametre SERIN
Vstupné nízke napätie	VIL	- 0,3		0,2 Vdd	V
Vstupné vysoké napätie	VIH	0,8 Vdd		0,3 + Vdd	V	Max V < 3,6V
Vstupný prúd	II	-1		1	uA	Vss
Nízkoúrovňový čas digitálnych hodín	tL	200		0,1/ FCLK	nS/uS	Typické: 1-2 uS
Digitálne hodiny na vysokej úrovni času	tH	200		0,1/ FCLK	nS/uS	Typické: 1-2 uS
Čas zápisu dátového bitu	tBW	2/FCLK - tH		3/FCLK-tH	uS	Typické: 80-90 uS
Časový limit zápisu	tWA	16/FCLK		17/FCLK	uS
Výstupný kolík INT/DOCI-OUT
Vstupné nízke napätie	VIL	- 0,3		0,2 Vdd	V
Vstupné vysoké napätie	VIH	0,8 Vdd		0,3 + Vdd	V	Max V < 3,6V
Vstupný prúd	IDI	-1		1	uA	Vss
Čas nastavenia čitateľnosti údajov	TDS	4/Fclk		5/Fclk	uS
Čas prípravy dátového bitu	TBC			1	uS	ZÁŤAŽ < 10 pF
Doba ustálenia núteného čítania	TFR	4/FCLK			uS
Prerušiť čistý čas	TCL	4/FCLK			uS
Nízkoúrovňový čas digitálnych hodín	TL	200		0,1/ FCLK	nS/uS	Typické: 1-2 uS
Digitálne hodiny na vysokej úrovni času	TH	200		0,1/ FCLK	nS/uS	Typické: 1-2 uS
Čas čítania bitových údajov	Tbit			24	uS	Typické: 20-22 uS
Časový limit čítania	TRA	4/FCLK			uS
Trvanie rozbaľovacej ponuky DOCI	TDU	32/FCLK			uS	Na aktualizáciu údajov
Vstup PIRIN/NPIRIN
PIRIN/NPIRIN do Vss Vstupná impedancia		30		60	GΩ	-60 mV

Hodnota rozdielu vstupného odporu		60		120	GΩ	-60 mV
PIRIN Rozsah vstupného napätia		-53		+53	mV
Rozlíšenie/veľkosť kroku		6	6.5	7	µV/počet
Výstupný rozsah ADC		511		2^14-511	počíta
ADC zaujatosť		7150	8130	9150	počíta
ADC teplotný koeficient		-600		600	ppm/K
Vstupný šum ADC RMS hodnotaF = 0,1Hz...10Hz			39	91	µVpp	f = 0,09...7 Hz
Meranie napájacieho napätia
ADC Výstupný rozsah		2^13		2^14-511	počíta
Rozlíšenie napätia		590	650	720	µV/počet
Predpätie ADC @ 3V			12600		počíta	posun približne ±10 %.

Meranie teploty (vyžaduje sa jednobodová kalibrácia)
Rozlíšenie				80		Počet/K
Výstupný rozsah ADC		511			2^14-511	počíta
Hodnota skreslenia @ 298 K				8130		počíta	posun približne ±10 %.
Oscilátory a filtre
Medzná frekvencia nízkopriepustného filtra		FCLK*1,41/2048/π				Hz	2. rád BW
Medzná frekvencia horného priepustu		FCLK*P*1,41/32768/π				Hz	2. rádu BW P = 1 alebo 0,5
Frekvencia oscilátora na čipe	Fosci	60	64		72	kHz
Systémové hodiny	FCLK		Fosci/2			kHz