S001F24A39 Cảm biến ngọn lửa PIR hồng ngoại thụ động kỹ thuật số được bù nhiệt độ

1.Tổng quan

Cảm biến ngọn lửa nhiệt điện tích hợp S001F24A39 sử dụng pin lithium mới thân thiện với môi trường

vật liệu đơn tinh thể tantalate (LiTaO₃) cho phần tử cảm biến của nó. Đó là cảm biến ngọn lửa PIR kỹ thuật số 4 chân

tích hợp chip điều hòa tín hiệu số (IC) với phần tử cảm biến trong một điện từ

lớp che chắn. Đầu dò giao tiếp hai chiều với bộ điều khiển bên ngoài để định cấu hình các loại khác nhau

các trạng thái hoạt động. Phần tử cảm biến ghép tín hiệu ngọn lửa nhấp nháy được phát hiện thành tín hiệu số

điều hòa IC thông qua mạch đầu vào vi sai có trở kháng rất cao. Chip IC kỹ thuật số chuyển đổi

tín hiệu sang định dạng kỹ thuật số thông qua ADC 14 bit, tạo điều kiện thuận lợi cho việc xử lý tín hiệu và logic tiếp theo

điều khiển. Các cấu hình như độ nhạy phát hiện (ngưỡng kích hoạt), thời gian mù sau khi thiết lập lại kích hoạt, cửa sổ thời gian đếm xung tín hiệu, thuật toán và lựa chọn ba chế độ vận hành có thể được thực hiện bởi bộ điều khiển bên ngoài (µC) thông qua giao diện truyền thông dây đơn (SERIN) để định cấu hình các thanh ghi bên trong. Trong quá trình cảm biến ngọn lửa liên tục thông thường, µC không cần phải duy trì hoạt động (nó có thể chuyển sang chế độ chờ để tiết kiệm điện). Chỉ khi đầu dò kỹ thuật số phát hiện tín hiệu ngọn lửa nhấp nháy đáp ứng các điều kiện kích hoạt được định cấu hình trước thì IC điều hòa bên trong mới gửi lệnh đánh thức ngắt đến µC thông qua giao diện INT/DOCI, nhắc nhở µC kích hoạt và thực hiện các hành động điều khiển tiếp theo. Tùy thuộc vào chế độ vận hành được định cấu hình, µC cũng có thể đọc định kỳ hoặc cưỡng bức giá trị tín hiệu ngọn lửa kỹ thuật số từ đầu dò thông qua cổng DOCI, sau đó xác định các hành động tiếp theo dựa trên thuật toán được lập trình của nó. Nhờ cơ chế đánh thức ngắt tiết kiệm năng lượng, hệ thống cảm biến kỹ thuật số này lý tưởng cho các ứng dụng có yêu cầu tiết kiệm năng lượng cao, đặc biệt là các tình huống chạy bằng pin, khiến nó trở thành giải pháp điều khiển cảm biến tiết kiệm năng lượng nhất hiện có.

2.Đặc điểm

1. Xử lý tín hiệu số với giao tiếp hai chiều đến bộ điều khiển;

2. Các điều kiện kích hoạt phát hiện có thể định cấu hình và hỗ trợ cho ba chế độ vận hành khác nhau, cho phép đầu ra kết quả giám sát ngọn lửa mở và đầu ra dữ liệu tín hiệu ngọn lửa được lọc ADC;

3. Bộ lọc thông dải Butterworth bậc hai tích hợp cho cảm biến hồng ngoại, che chắn nhiễu đầu vào từ các tần số khác;

4. Mạch điều hòa tín hiệu hồng ngoại được gói gọn hoàn toàn trong vỏ che chắn điện từ, chỉ tiếp xúc với các chân giao diện nguồn và kỹ thuật số, mang lại khả năng chống nhiễu tần số vô tuyến đặc biệt;

5. Cơ chế hoạt động của hệ thống được tối ưu hóa sâu sắc để tiết kiệm năng lượng, phù hợp với các thiết bị chạy bằng pin;

6. Phát hiện điện áp nguồn và nhiệt độ trên chip;

7.Hoạt động với độ ổn định nhanh sau khi tự kiểm tra trong quá trình bật nguồn;

8.Sử dụng vật liệu cảm biến LiTaO₃ thân thiện với môi trường, tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu về môi trường của RoHS mà không cần miễn trừ hoặc chứng nhận RoHS.

3.Ứng dụng

1. Các màn hình ngọn lửa mở khác nhau;

2. Đầu báo cháy;

3. Thiết bị cảm biến ngọn lửa Internet of Things;

4. Báo cháy cho gia đình, nhà máy công nghiệp, nhà xưởng.

4. Thông số hiệu suất

4.1 Xếp hạng tối đa

Ứng suất điện vượt quá các thông số trong bảng dưới đây có thể gây hư hỏng vĩnh viễn cho thiết bị. Hoạt động vượt quá các điều kiện định mức tối đa có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy của thiết bị.

tham số	Biểu tượng	Tối thiểu.	Tối đa.	Đơn vị
điện áp cung cấp	VDD	-0.3	3.6	V.	25oC
Điện áp chân	Vnto	-0.3	Vđ ＋ 0,3	V.	25oC
Pin hiện tại	Vào trong	-100	100	ma	Một lần, một pin
Nhiệt độ bảo quản	TST	-30	70	oC	< 60% RH
Nhiệt độ hoạt động	Toper	-20	55	oC

4.2 Đặc tính điện (Điều kiện thử nghiệm điển hình: TAMB=+25oC, VDD=+3V)

tham số	Biểu tượng	Tối thiểu.	Đặc trưng	Tối đa.	Đơn vị	Ghi chú
Điều kiện làm việc
Điện áp hoạt động	VDD	1.5	3	3.6	V.
Dòng điện đang hoạt động, Vreg bật	IDD1		5	6.0	µA	Sản phẩm này không phù hợp
Dòng điện hoạt động, tắt Vreg	IDD		3	3.5	µA	Áp dụng cho sản phẩm này Vdd = 3V, không tải
Thông số đầu vào SERIN
Đầu vào điện áp thấp	VIL	- 0,3		0,2Vdd	V.
Đầu vào điện áp cao	VIH	0,8Vdd		0,3 + Vđ	V.	V tối đa < 3,6V
Dòng điện đầu vào	tôi	-1		1	µA	Vss
Đồng hồ kỹ thuật số thời gian ở mức thấp	tL	200		0,1/ FCLK	nS/µS	Điển hình: 1-2µS
Đồng hồ kỹ thuật số thời gian cấp cao	th	200		0,1/ FCLK	nS/µS	Điển hình: 1-2µS
Thời gian ghi bit dữ liệu	tBW	2/FCLK - tH		3/FCLK-- tH	µS	Điển hình: 80-90µS
Viết thời gian chờ	tWA	16/FCLK		17/FCLK	µS
Chân đầu ra INT/DOCI-OUT
Đầu vào điện áp thấp	VIL	- 0,3		0,2Vdd	V.
Đầu vào điện áp cao	VIH	0,8Vdd		0,3 + Vđ	V.	V tối đa < 3,6V
Dòng điện đầu vào	IDI	-1		1	µA	Vss
Thời gian thiết lập có thể đọc được dữ liệu	TDS	4/Fclk		5/Fclk	µS
Thời gian chuẩn bị bit dữ liệu	TB			1	µS	TẢI < 10pF
Thời gian giải quyết bắt buộc đọc	TFR	4/FCLK			µS
Ngắt thời gian rõ ràng	TCL	4/FCLK			µS
Đồng hồ kỹ thuật số thời gian ở mức thấp	TL	200		0,1/ FCLK	nS/µS	Điển hình: 1-2µS
Đồng hồ kỹ thuật số thời gian cấp cao	TH	200		0,1/ FCLK	nS/µS	Điển hình: 1-2µS
Thời gian đọc dữ liệu bit	Tbit			24	µS	Điển hình: 20-22µS
Hết thời gian đọc	TRA	4/FCLK			µS
Thời lượng kéo xuống DOCI	TDU	32/FCLK			µS	Để cập nhật dữ liệu
Nhập PIRIN/NPIRIN
PIRIN/NPIRIN sang Vss Trở kháng đầu vào		30		60	GΩ	-60mV

Giá trị chênh lệch điện trở đầu vào		60		120	GΩ	-60mV
PIRIN Dải điện áp đầu vào		-53		+53	mV
Độ phân giải/kích thước bước		6	6.5	7	µV/Đếm
Phạm vi đầu ra ADC		511		2^14-511	Đếm
Xu hướng ADC		7150	8130	9150	Đếm
Hệ số nhiệt độ ADC		-600		600	trang/phút/K
ADC Nhiễu đầu vào Giá trị RMSF = 0,1Hz...10Hz			39	91	µVpp	f = 0,09...7Hz
Đo điện áp cung cấp
Phạm vi đầu ra ADC		2^13		2^14-511	Đếm
Độ phân giải điện áp		590	650	720	µV/Đếm
Độ lệch ADC @ 3V			12600		Đếm	khoảng ±10% bù đắp

Đo nhiệt độ (yêu cầu hiệu chuẩn một điểm)
Nghị quyết				80		Số lượng/K
Phạm vi đầu ra ADC		511			2^14-511	Đếm
Giá trị thiên vị @ 298K				8130		Đếm	khoảng ±10% bù đắp
Bộ dao động và bộ lọc
Tần số cắt của bộ lọc thông thấp		FCLK*1,41/2048/π				Hz	Đơn hàng thứ 2 BW
Tần số cắt của bộ lọc thông cao		FCLK*P*1,41/32768/π				Hz	Bậc 2 BW P = 1 hoặc 0,5
Tần số dao động trên chip	quả trứng	60	64		72	kHz
Đồng hồ hệ thống	FCLK		Fosci/2			kHz