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    江蘇創芯海微科技有限公司
     
     
    熱電堆傳感器 紅外測溫模組 智能紅外測溫掛件 檢測服務
    DS-TRS-5.5-1120數字熱電堆傳感器SMD型
    產品
    image.png
    概述

    DS-TRS-5.5-1120 是一款數字式輸出差分紅外熱電堆傳感器,包含MEMS熱電堆傳感器芯片、NTC熱敏電阻以及專業的信號調理ASIC芯片。其中ASIC芯片搭載24位 Sigma-Delta 高精度ADC、OTP存儲器以及接口電路。

    image.png

    產品特點

    SMT工藝,尺寸小
    MEMS熱電堆技術
    高響應率,快速響應時間
    5.5μm長通濾光窗口
    NTC補償
    I2C通訊協議
    應用廣泛

    產品應用

    智能可穿戴設備
    智能手機
    工業溫度監測
    非接觸表面人體測溫
    智能溫度感應與控制

    絕對最大額定值

    表1. 絕對最大額定值

    參數

    符號

    最小值

    典型值

    最大值

    單位

    備注

    電源電壓

    VDD

    -0.3


    6.5

    V


    數字輸出電壓


    -0.3


    VDDIO+0.3

    V


    ESD防護



    4


    kV

    HBM

    存儲溫度


    -40


    125


    性能參數


    表2. 傳感器性能參數表

    參數

    符號

    最小值

    標準值

    最大值

    單位

    備注

    器件尺寸



    4720 * 2760 * 2050


    μm2


    敏感區域



    700 *   700


    μm2


    視場角



    84


    °


    熱敏電阻阻值



    100 ±   2%


    kΩ   (25℃)


    熱敏電阻Beta值



    3950 ±   1%


    K(25℃/50℃)


    工作溫度



    -20 ~   100



    電源電壓



    1.8 ~   5.5


    V


    電源電流(25℃)

    采集期間

    IDD_pgaoff


    900


    μA

    PGA   off

    (Gain<=2)

    IDD_pgaoff


    1500


    μA

    PGA   on

    (Gain>=4)

    待機電流(25℃)


    100



    nA


    ADC分辨率



    24


    Bit

    熱電堆傳感器




    16


    Bit

    溫度(NTC)


    熱敏電阻
    溫度阻值表

    表 3. NTC 的 RT 表

    T(℃)

    Rnom(kΩ)

    T(℃)

    Rnom(kΩ)

    T(℃)

    Rnom(kΩ)

    T(℃)

    Rnom(kΩ)

    T(℃)

    Rnom(kΩ)

    -40

    3324.301

    -11

    605.410

    18

    137.909

    47

    40.125

    76

    14.066

    -39

    3119.086

    -10

    573.605

    19

    131.589

    48

    38.608

    77

    13.602

    -38

    2927.677

    -9

    544.152

    20

    125.601

    49

    37.158

    78

    13.155

    -37

    2749.070

    -8

    516.307

    21

    119.925

    50

    35.770

    79

    12.725

    -36

    2582.337

    -7

    489.977

    22

    114.544

    51

    34.428

    80

    12.311

    -35

    2426.625

    -6

    465.075

    23

    109.439

    52

    33.142

    81

    11.913

    -34

    2281.145

    -5

    441.516

    24

    104.596

    53

    31.911

    82

    11.529

    -33

    2145.170

    -4

    419.226

    25

    100.000

    54

    30.732

    83

    11.159

    -32

    2018.027

    -3

    398.131

    26

    95.637

    55

    29.602

    84

    10.803

    -31

    1899.096

    -2

    378.162

    27

    91.510

    56

    28.520

    85

    10.459

    -30

    1787.802

    -1

    359.257

    28

    87.587

    57

    27.482

    86

    10.120

    -29

    1683.674

    0

    341.355

    29

    83.856

    58

    26.487

    87

    9.794

    -28

    1586.152

    1

    323.531

    30

    80.308

    59

    25.533

    88

    9.479

    -27

    1494.782

    2

    306.762

    31

    76.931

    60

    24.618

    89

    9.175

    -26

    1409.145

    3

    290.980

    32

    73.717

    61

    23.740

    90

    8.882

    -25

    1328.852

    4

    276.120

    33

    70.657

    62

    22.897

    91

    8.600

    -24

    1253.542

    5

    262.122

    34

    67.742

    63

    22.089

    92

    8.327

    -23

    1182.879

    6

    248.932

    35

    64.966

    64

    21.313

    93

    8.064

    -22

    1116.555

    7

    236.496

    36

    62.320

    65

    20.568

    94

    7.811

    -21

    1054.280

    8

    224.768

    37

    59.798

    66

    19.852

    95

    7.566

    -20

    995.786

    9

    213.702

    38

    57.393

    67

    19.165

    96

    7.330

    -19

    941.187

    10

    203.257

    39

    55.099

    68

    18.505

    97

    7.102

    -18

    889.832

    11

    193.394

    40

    52.911

    69

    17.871

    98

    6.882

    -17

    841.514

    12

    184.078

    41

    50.823

    70

    17.261

    99

    6.669

    -16

    796.039

    13

    175.273

    42

    48.829

    71

    16.675

    100

    6.464

    -15

    753.227

    14

    166.950

    43

    46.926

    72

    16.112

    101

    6.266

    -14

    712.910

    15

    159.078

    44

    45.108

    73

    15.570

    102

    6.074

    -13

    674.931

    16

    151.631

    45

    43.371

    74

    15.049

    103

    5.889

    -12

    639.143

    17

    144.583

    46

    41.712

    75

    14.548

    104

    5.711

     

    測試條件:25℃ 100 kΩ,B25/50 = 3950K ±1%


    控制寄存器

    表4.通用寄存器

    地址

    描述

    R/W

    Bit7

    Bit6

    Bit5

    Bit4

    Bit3

    Bit2

    Bit1

    Bit0

    默認

    0x00

    SPI_Ctrl

    RW

    SDO_Active


    Softreset



    Softreset


    SDO_Active

    0x00

    0x01

    Part_ID

    R

    PartID<7:0>

    0x00

    0x02

    Status

    R

    Error_code<3:0>






    1’b0DRDY0x00

    0x06

    Data_ Thermopile

    R

    Data_P<23:16>

    0x00

    0x07

    R

    Data_P<15:8>

    0x00

    0x08

    R

    Data_P<7:0>

    0x00

    0x09

    Data_Temp

    R

    Data_T<15:8>

    0x00

    0x0A

    Data_Temp

    R

    Data_T<7:0>

    0x00

    0x30

    CMD

    RW

    Sleep_time<3:0>

    ScoMeasurement_ctrl<2:0>0x00

    0x6C

    OTP_CMD

    RW

    Blow_start<6:0>

    margin0x00

     

    Reg0x00

    SDO_Active1:4線SPI, 0:3線SPI

    Soft_reset1:復位所有的寄存器(“margin”除外),復位完成后此位自動恢復為0。

    Reg0x01

    PartIDOTP編程的8位Part ID,對應于OTP寄存器Reg0xA4。從地址0x01只讀。

    Reg0x02

    DRDY:1,表示一次數據采集完成,可以讀取采集數據。

    Error_code診斷功能啟用時,這些位存儲錯誤信息。

    Reg0x06-Reg0x08

    Data_Thermopile24位熱電堆傳感器原始數據:Data_P<23:16>=0x06<7:0>,Data_P<15:8>=0x07<7:0>,Data_P<7:0>=0x08<7:0>。

    Reg0x09-Reg0x0A

    Data_Temp16位NTC原始數據:Data_T<15:8> = 0x09<7:0>,Data_T<7:0> = 0x0A<7:0>。

    Reg0x30

    Sleep_time<3:0>0000:0ms,0001:62.5ms,0010:125ms …… 1111:1s,僅在休眠模式工作期間有效。

    Measurement_control<1:0>000b,表示單次溫度信號采集。 001b,表示單次傳感器信號采集。010b,表示組合采集模式(一次溫度信號采集后立即進行一次傳感器信號采集)。011b:表示休眠工作模式(定期進行一次組合采集模式,間隔由“sleep_time“決定。100b:OTP編程模式,在對OTP庫進行編程時進入此模式。

            Sco:1,表示采集開始,采集結束后自動恢復為0(休眠模式工作期間除外)。

    Reg0x6C

    Blow_start <60>向該位寫入0110101b開始燒寫OTP。整個OTP庫將自動編程為存儲在相應OTP寄存器中的內容。 OTP庫只能編程一次。

    Margin在軟復位期間OTP重新加載時,提供關鍵讀取條件以濾除“weak programmed”位。 建議在工廠進行OTP編程后設置該位,以檢查OTP庫是否已正常編程。

    OTP寄存器

    表5.OTP寄存器

    地址

    描述

    R/W

    Bit7

    Bit6

    Bit5

    Bit4

    Bit3

    Bit2

    Bit1

    Bit0

    默認

    0xA4

    Part_ID

    RW

    Part ID<7:0>

    OTP

    0xA5

    Sys_config

    RW

    DAC_on

    P_T_ration <1:0>

    Vout_sel

    Regulator_sel

    Unipolar

    Raw_data_on

    Diag_on

    OTP

    0xA6

    P_config

    RW

    1’b0

    Input_

    swap

    Gain_P<2:0>

    OSR_P<2:0>OTP

    0xA7

    T_config_1

    RW

    Temp_sel<1:0>

    Gain_T<2:0>

    OSR_P<2:0>OTP

    0xA8

    T_config_2

    RW

    4b0000

    T_offset_trim<3:0>OTP

    0xA9

    DAC_limit

    RW

    DAC_limit_h<3:0>

    DAC_limit_l<3:0>OTP

    0xAA

    Cal_OTP_1

    RW

    Cal_coff_1<7:0>

    OTP

    RW

    OTP

    0xBB

    Cal_OTP_18

    RW

    Cal_coff_19<7:0>

    OTP

    0xBC

    Redundancy

    RW

    Redundancy<7:0>

    OTP

     

    Reg0xA4

    PartIDOTP編程的8位Part ID,也可以從地址0x01讀取。

    Reg0xA5

    Vout_sel設置DAC輸出為軌到軌,即與VDD引腳上的電壓一致。1:設置DAC輸出為固定電壓輸出,輸出范圍為 0-1.5 * VEXT。

    Regulator_sel0:將VEXT電壓設置為1.8V。1:將VEXT電壓設置為3.6V。

    Unipolar0:雙極性格式的ADC輸出。1:單極性格式的ADC輸出。(僅在“ raw_data_on” = 1時生效)。

    Diag_on1,啟用診斷功能。

    Reg0xA6

    Input Swap:在ADC內部交換輸入。

    Gain_P:設置傳感器信號采集通道的增益。000:增益 = 1,001:增益 = 2,010:增益 = 4,011:增益 = 8,100:增益 = 16,101:增益 = 32,110:增益 = 64,111:增益 = 128。

    OSR_P設置傳感器信號采集通道的過采樣率。000:1024X,001:2048X,010:4096X,011:8192X,100:256X,101:512X,110:16384X,111:32768X。

    Reg0xA7

    Temp_sel:設置為10b(外部溫度傳感器)。

    Gain_T:設置溫度采集通道的增益。 000:增益 = 1,001:增益 = 2,010:增益 = 4,011:增益 = 8,100:增益 = 16,101:增益 = 32,110:增益 = 64,111:增益 = 128。

    OSR_T設置溫度采集通道的過采樣率。000:1024X,001:2048X,010:4096X,011:8192X,100:256X,101:512X,110:16384X,111:32768X。

    Reg0xA8

    T_offset_trim設置外部溫度采集的偏移電壓為0V到VEXT(設置為0x08)。

    Reg0xAA- Reg0xBB

    Cal_coff用于傳感器校準的系數(將0xAB設置為0x04,將0xB3設置為0x08)。

    Reg0xBC

    Redundancy表示指針,使指向的OTP位按編程方式運行,即便編程失敗。 這是一種提高OTP燒寫效果的方法。


    數字通訊

    S-TRS-5.5D提供用于串行通信的I2C通訊協議。 通訊協議的選擇是基于CSB狀態。

    I2C總線使用SCL和SDA作為信號線,兩條線都通過上拉電阻從外部連接到VDDIO,以便在總線空閑時,保持為高電平。S-TRS-5.5D的I2C器件地址如下表所示。7位器件地址的LSB位由SDO引腳確定。如果SDO連接到VDDIO,則7位I2C地址為“ 1101101”。 如果SDO連接到GND,則7位I2C地址為“ 1101100”。


    表6. I2C器件地址

    Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1W/R
    110110SDO/ADDR0/1



    表7. I2C通訊引腳的電性特性

    符號參數條件最小值最大值單位
    fscl時鐘頻率

    400kHz
    tscl_lSCL低脈沖
    1.3
    μs
    tscl_hSCL高脈沖
    0.6
    μs
    Tsda_setupSDA建立時間
    0.1
    μs
    Tsda_holdSDA保持時間
    0.0
    μs
    tsusta每次開始時的建立時間
    0.6
    μs
    thdsta開始條件保持時間
    0.6
    μs
    tsusto停止條件建立時間
    0.6
    μs
    tbuf兩次通訊之間的間隔時間
    1.3
    μs

    image.png

    1. I2C時序圖


    I2C通訊協議有著特殊的總線信號條件。開始(S)條件、終止(P)條件以及二進制數據條件如下圖所示。

    SCL 處于高電平同時SDA 處于下降沿,標志I2C數據通訊開始。I2C主設備依次發送從設備的地址(位),隨后方向控制位R/W選擇讀/寫操作。當從設備識別到這個地址后,產生一個應答信號,并在第九個SCL(ACK) 周期將SDA 拉低。

    SCL 處于高電平,SDA 處于上升沿,標志I2C 數據通信結束。當SCL 為高時SDA傳輸的數據必須保持穩定。只有當SCL 為低時SDA 傳輸的值才可以改變。


    image.png

    2. I2C通訊協議



    通用應用電路

    image.png

    3. 通用應用電路


    機械規格

    image.png

    頂視圖

    側視圖

    底視圖

    4. 輪廓尺寸


    8. 引腳定義

    序號

    符號

    定義

    1

    VDD

    核心芯片供電

    2/3

    GND

    GROUND

    4

    SCL

    串行時鐘輸入

    5

    ADDR

    I2C模式地址選擇

    6

    SDA

    串行數據輸入/輸出




    推薦焊盤及鋼網設計

    image.png

    image.png

    推薦焊盤設計

    推薦鋼網設計

    5. 推薦焊盤與鋼網設計(單位:mm


    推薦回流曲線

    image.png

    6. 推薦無鉛焊錫回流溫度曲線分布圖


    9. 推薦無鉛焊錫回流溫度曲線分布參數表

    曲線特征

    無鉛

    平均升溫速率(TSMAX TP

    最大3℃/s

    預熱

    最低溫度 TSMIN

    150℃

    最高溫度 TSMAX

    200℃

    時間(TSMIN TSMAX)(tS

    60-180 s

    達到溫度以上時間

    溫度 TL

    217℃

    時間 tL

    60-150 s

    峰值溫度(TP

    260℃

    峰值溫度附近5℃以內的時間

    20-40 s

    平均降溫速率(TP TSMAX

    最大6℃/s

    25℃到峰值溫度的時間

    最長8 min


    包裝規格

    image.png

    7. 載帶規格


    10. 載帶規格參數 (單位:mm

    符號

    尺寸

    符號

    尺寸

    D0

    1.50 ± 0.10

    W

    12.0 ± 0.30

    D1

    1.50 ± 0.10

    E

    1.75 ± 0.10

    A0

    4.06 ± 0.10

    F

    5.50 ± 0.10

    B0

    5.02 ± 0.10

    P0

    4.00 ± 0.10

    K0

    2.30 ± 0.10

    P1

    8.00 ± 0.10

    T

    0.30 ± 0.05

    P2

    2.00 ± 0.10

    注意:(1)載帶與卷筒遵照 EIA-481 標準。(2)標簽貼在外包裝,內部僅含卷筒。


    image.png

    image.png

    image.png

    8. 卷盤規格


    11. 卷盤規格參數

    符號

    尺寸

    單位

    SPEC

    13

    inch

    C1±1.0

    Φ330

    mm

    A±0.2

    2.6

    mm

    B±0.2

    10.8

    mm

    T±0.2

    2.0

    mm

    可用卷筒尺寸

    載帶寬度:12

    mm

    D±0.5:Φ100

    mm

    H+112.5

    mm


    image.png

    image.png

    9. 包裝規格


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    其他建議

    1.為了減少傳感器引腳之間的熱干擾,在制作PCB時,應將傳感器引腳之間進行熱隔離。

    2.由于傳感器的輸出電壓信號為μV量級,對電路(運放、ADC等)噪聲要求比較高,建議使用專業的MCU來進行測溫運算。

    3.超過絕對最大額定值的壓力和靜電放電可能會損壞傳感器,請采取適當的處理預防措施。不要讓傳感器接觸腐蝕性清潔劑,光窗可以用酒精和棉簽擦凈。手工焊接/波峰焊接可在280℃的最高溫度下進行,焊接時間需要小于10s,避免傳感器頂部過熱,不推薦使用回流焊。外殼體與液體焊料之間的最小距離應為0.6mm 。

    4.將本公司產品應用到一些特殊情況(即不當操作會直接影響半導體壽命或導致物理損害)之前, 應事先咨詢江蘇創芯海微科技有限公司及代表。本公司不會為未經準許的操作承擔任何責任。

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