S001F24A39 Temperaturkompenserad digital passiv infraröd PIR-flammsensor

1.Översikt

Den integrerade pyroelektriska flamsensorn S001F24A39 använder en ny miljövänlig litium

tantalat (LiTaO₃) enkristallmaterial för dess avkänningselement. Det är en 4-stifts digital PIR-flammsensor

som integrerar ett digitalt signalkonditioneringschip (IC) med avkänningselementet i en elektromagnetisk

skärmande lock. Sonden kommunicerar dubbelriktat med en extern styrenhet för att konfigurera olika

operativa stater. Avkänningselementet kopplar den detekterade flamflimmersignalen till den digitala signalen

konditionering av IC genom en differentialingångskrets med mycket hög impedans. Det digitala IC-chippet konverterar

signalen till ett digitalt format via en 14-bitars ADC, vilket underlättar efterföljande signalbehandling och logik

kontroll.Konfigurationer som detektionskänslighet (triggertröskel), blindtid efter triggeråterställning, signalpulsräkningstidsfönster, algoritmer och valet av tre driftlägen kan implementeras av den externa styrenheten (µC) genom enkeltrådskommunikationsgränssnittet (SERIN) för att konfigurera interna register. Under rutinmässig kontinuerlig flamavkänning behöver µC inte vara aktiv (den kan gå in i standbyläge för att spara ström). Först när den digitala sonden upptäcker en flamflimmersignal som uppfyller de förkonfigurerade utlösningsvillkoren skickar den interna konditionerings-IC:n ett avbrottsvakningskommando till µC via INT/DOCI-gränssnittet, vilket uppmanar µC att aktivera och utföra efterföljande kontrollåtgärder. Beroende på det konfigurerade driftläget kan µC också periodiskt eller med tvång läsa av det digitala flamsignalvärdet från sonden genom DOCI-porten och sedan bestämma uppföljningsåtgärder baserat på dess programmerade algoritm. Tack vare den strömsnåla mekanismen för avbrottsväckning är detta digitala avkänningssystem idealiskt för applikationer med högt energibesparande scenario, vilket gör det till de mest energisnåla kraven på energibesparande lösningar, tillgängliga.

2.Karakteristisk

1.Digital signalbehandling med dubbelriktad kommunikation till styrenheten;

2. Konfigurerbara detekteringsutlösarförhållanden och stöd för tre olika driftlägen, vilket möjliggör utmatning av resultat för övervakning av öppen låga och ADC-filtrerad lågsignaldatautgång;

3. Inbyggt andra ordningens Butterworth-bandpassfilter för den infraröda sensorn, skärmar ingångsstörningar från andra frekvenser;

4. Den infraröda signalkonditioneringskretsen är helt inkapslad i en elektromagnetisk skärmning, med endast ström- och digitala gränssnittsstift exponerade, vilket ger exceptionellt motstånd mot radiofrekvensstörningar;

5. Systemets funktionsmekanism är djupt optimerad för energieffektivitet, vilket gör den lämplig för batteridrivna enheter;

6. Strömförsörjningsspänning och temperaturdetektering på chip;

7. Fungerar med snabb stabilisering efter en självkontroll under uppstart;

8. Använder miljövänligt LiTaO₃-avkänningsmaterial, som strikt uppfyller RoHS-miljökraven utan behov av undantag eller RoHS-certifiering.

3.Ansökan

1. Olika monitorer för öppen låga;

2. Branddetektorer;

3. Internet of Things flamavkänningsutrustning;

4. Brandlarm för hem, industrianläggningar och fabriker.

4. Prestandaparametrar

4.1 Maximala betyg

Elektrisk överspänning som överskrider parametrarna i tabellen nedan kan orsaka permanent skada på enheten. Användning utöver de maximala nominella förhållandena kan påverka enhetens tillförlitlighet.

Parameter	Symbol	Min.	Max.	Enhet
Matningsspänning	VDD	-0.3	3.6	V	25℃
Stiftspänning	Vnto	-0.3	Vdd ＋ 0,3	V	25℃
Stiftström	Till	-100	100	mA	Enkelgång, enstaka stift
Förvaringstemperatur	TST	-30	70	℃	< 60 % RF
Driftstemperatur	Toper	-20	55	℃

4.2 Elektriska egenskaper (Typiska testförhållanden: TAMB=+25℃, VDD=+3V)

Parameter	Symbol	Min.	Typisk	Max.	Enhet	Notera
Arbetsvillkor
Driftspänning	VDD	1.5	3	3.6	V
Arbetsström, Vreg på	IDD1		5	6.0	µA	Denna produkt är inte lämplig
Driftström, Vreg av	IDD		3	3.5	µA	Gäller denna produkt Vdd = 3V, ingen belastning
Inmatningsparametrar SERIN
Ingång låg spänning	VIL	- 0,3		0,2 Vdd	V
Ingång hög spänning	VIH	0,8 Vdd		0,3 + Vdd	V	Max V < 3,6V
Ingångsström	Ii	-1		1	µA	Vss
Digital klocka låg nivå tid	tL	200		0,1/FCLK	nS/uS	Typiskt: 1-2µS
Digital klocka hög nivå tid	tH	200		0,1/FCLK	nS/uS	Typiskt: 1-2µS
Skrivtid för databitar	tBW	2/FCLK - tH		3/FCLK-- tH	µS	Typiskt: 80-90 µS
Skriv timeout	tWA	16/FCLK		17/FCLK	µS
Utgångsstift INT/DOCI-OUT
Ingång låg spänning	VIL	- 0,3		0,2 Vdd	V
Ingång hög spänning	VIH	0,8 Vdd		0,3 + Vdd	V	Max V < 3,6V
Ingångsström	IDI	-1		1	µA	Vss
Dataläsbar inställningstid	TDS	4/Fclk		5/Fclk	µS
Förberedelsetid för databitar	TBs			1	µS	CLOAD < 10pF
Tvångsavläsningstid	TFR	4/FCLK			µS
Avbryt tid	TCL	4/FCLK			µS
Digital klocka låg nivå tid	TL	200		0,1/FCLK	nS/uS	Typiskt: 1-2µS
Digital klocka hög nivå tid	TH	200		0,1/FCLK	nS/uS	Typiskt: 1-2µS
Lästid för bitdata	Tbit			24	µS	Typiskt: 20-22µS
Tidsgräns för läsning	TRA	4/FCLK			µS
DOCI pull-down varaktighet	TDU	32/FCLK			µS	För datauppdatering
Mata in PIRIN/NPIRIN
PIRIN/NPIRIN till Vss Ingångsimpedans		30		60	GΩ	-60mV

Ingångsresistans differentialvärde		60		120	GΩ	-60mV
PIRIN Ingångsspänningsområde		-53		+53	mV
Upplösning/stegstorlek		6	6.5	7	µV/räkning
ADC-utgångsområde		511		2^14-511	Räknar
ADC Bias		7150	8130	9150	Räknar
ADC temperaturkoefficient		-600		600	ppm/K
ADC Ingångsbrus RMS-värdeF = 0,1Hz...10Hz			39	91	µVpp	f = 0,09...7Hz
Mätning av matningsspänning
ADC-utgångsområde		2^13		2^14-511	Räknar
Spänningsupplösning		590	650	720	µV/räkning
ADC Bias @ 3V			12600		Räknar	cirka ±10 % offset

Temperaturmätning (enpunktskalibrering krävs)
Upplösning				80		Räknar/K
ADC-utgångsområde		511			2^14-511	Räknar
Biasvärde @ 298K				8130		Räknar	cirka ±10 % offset
Oscillatorer och filter
Lågpassfiltrets gränsfrekvens		FCLK*1.41/2048/π				Hz	2:a ordningen BW
Högpassfiltrets gränsfrekvens		FCLK*P*1,41/32768/π				Hz	2:a ordningens BW P = 1 eller 0,5
On-chip oscillatorfrekvens	Fosci	60	64		72	kHz
Systemklocka	FCLK		Fosci/2			kHz