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    簡單聊一聊額溫槍的硬件結構

    電子設計 ? 2021-04-24 10:37 ? 次閱讀

    今天的主角是額溫槍。

    冠狀病毒疫情期間,大家都知道口罩脫銷了,消毒酒精脫銷了,其實醫用的額溫槍也脫銷了,一槍難求,因為其快速測溫(1 秒測溫),無接觸測溫的特點,在醫院、機場、火車站、小區、海關等地方被廣泛使用,額溫槍成了名副其實的防疫物質。

    任何物體在高于絕對零度(-273℃)以上時都會向外發出紅外線,額溫槍通過紅外溫度傳感器接收紅外線,從而計算出溫度數據。

    這篇文章簡單聊一聊額溫槍的硬件結構。

    如下是常見測溫儀器的對比,在疫情嚴重期間,非接觸式和測溫快顯得尤為重要。

    pIYBAF-cv5qANZfQAAGuAd14BM4539.png

    外觀圖

    一個完整的額溫槍產品是由外殼、內部電路板電池三個部分組成,對于外殼我們就不說了,屬于結構工程師設計范疇,下面重點講述內部電路組成。

    從下面額溫槍的結構圖,可以看出電路器件有:LED 顯示屏、紅外溫度傳感器、電池、按鍵、蜂鳴器等。

    pIYBAF-cv5yAcb11AABzvkitqnE994.jpg

    額溫槍外觀圖

    硬件框圖

    根據以上組成,我們大致可以畫出額溫槍的硬件結構框圖,如下介紹各部分的作用。

    o4YBAF-cv5-AOazoAADQCLoCEdA941.png

    額溫槍硬件結構框圖

    紅外溫度傳感器: 用于采集人體 / 物體的溫度,紅外額溫槍一般距離額頭 1~3cm 處進行測量,采集到的數據經過信號放大電路進行放大,信號放大電路是可選項,有的溫度傳感器內部集成信號放大。

    MCU 微處理器: 接受紅外溫度傳感器的數據進行處理,對于模擬式的傳感器,需要添加 A/D 轉換電路,將模擬信號轉換為數字信號,再給 MCU 處理;對于數字式的溫度傳感器,可以直接給 MCU 進行處理。

    按鍵模塊: 用于模式切換,測量物體,測量額頭,測量頸部等模式切換,按鍵可以自定義,可以做開機鍵,系統復位鍵等。

    LCD 顯示屏: MCU 控制,用于對溫度數據的顯示。

    蜂鳴器模塊: 報警模塊,MCU 設置正常的溫度區間,如 35~37.3℃,超過上限或者低于下限,進行蜂鳴器報警,溫度過低或過高均不正常。

    晶振電路: 用于 MCU 微處理的時鐘,提供震蕩源。

    電池: 電池是整個系統的主電源,因為額溫槍的便攜性,必定是電池供電,電池供電的產品,最重要的是低功耗,在不工作時,系統需要進入睡眠模式,以達到更低的耗電,延長電池壽命。

    電源管理模塊: 紅外溫度傳感器,顯示屏,蜂鳴器等模塊的供電電壓不一定相同,電池需要轉換為合適的電壓值給各模塊供電,當然,也可以用可充電電池,加入充電電路。

    紅外溫度傳感器
    額溫槍其實就是一個單片機處理系統,最重要的部分是紅外溫度傳感器塊,傳感器也決定了測量的精度,如下介紹一種常用的紅外溫度傳感器 MLX90615,MLX90615 屬于數字式傳感器,開發中不需要外加 A/D 轉換電路,最高精度可以達到 0.2℃,因為體積小,開發方便,現在使用的還是比較多的。

    體積很?。?減少占用內部電路的空間,可以使產品更加便攜。

    pIYBAF-cv6GAaK2cAABTJ4D_Mt0032.png

    溫感外觀

    工作電壓 3V: 越低的電壓意味能作更低的功耗,power-down 模式電流僅 1.1uA,即溫度計不工作狀態消耗電池的電量極少,這個參數對于電池供電產品來說十分重要。

    pIYBAF-cv6SAZuRuAACv1N7pEg8592.png

    電氣參數

    從溫感的內部框圖可以看到,OPA 放大電路,A/D 模數轉化,濾波電路,以及用 DSP 進行數據的處理。

    o4YBAF-cv6eAEFQXAADX6ztgGWM213.png

    內部框圖

    支持 PWM 和 SMBus 兩種模式

    pIYBAF-cv6mAQVifAAC9TC9du78276.png

    管腳定義

    參考電路:
    SMBus 模式,需要接兩根線 SDA 和 SCL,SDA 和 SCL 需要接上拉電阻。

    o4YBAF-cv6yATAPXAABUBe6oTVg700.png

    SMBus 模式電路

    PWM 模式,將 SDA 接到 MCU 帶有 PWM 功能的管腳,上拉 10K 電阻到 MCU 的供電電源上,SCL 連接到溫度傳感器電源 VDD 上。

    o4YBAF-cv6-AEIW8AADVr7NUUa8887.png

    PWM 模式電路

    今天的文章到這里就結束了。。。

    編輯:hfy

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    8220操作簡便,設計緊湊、防震,提供了監測電能質量、電力功率的基本測量功能,更可測量旋轉電機的轉速....
    發表于 02-12 10:48 ? 358次 閱讀
    8220電能質量分析儀的技術參數及功能特點

    WQB4000SOP返修系統的性能特點及應用范圍

      直接放置在熱風噴嘴里的溫度傳感器可以高效地調整頂端加熱器并因此最大程度地控制過程。在電子編程單元....
    的頭像 牽手一起夢 發表于 02-09 10:55 ? 625次 閱讀
    WQB4000SOP返修系統的性能特點及應用范圍

    溫度變送器和溫度傳感器的區別

     溫度傳感器是能夠受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置的總稱,通常由敏感元件....
    發表于 01-20 16:33 ? 1613次 閱讀
    溫度變送器和溫度傳感器的區別

    CAT-RTD0005 彈簧加壓式螺紋軸承 RTD

    看產品文檔或聯系我們以了解最新的機構審批信息。? 產品類型特性 傳感器類型? 軸承探頭 元件材料? 鉑, 銅, 鎳 引線導線種類? PTFE 使用環境 最大溫度? 250?°C?[?482?°F?] 包裝特性 元件包裝? 不銹鋼探針,銅質尖端 參考編號 TE 內部編號 CAT-RTD0005...
    發表于 12-16 08:00 ? 44次 閱讀
    CAT-RTD0005 彈簧加壓式螺紋軸承 RTD

    CAT-RTD0006 卡口式尖端敏感 RTD 探頭

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    發表于 12-16 08:00 ? 34次 閱讀
    CAT-RTD0006 卡口式尖端敏感 RTD 探頭

    CAT-RTD0007 柔性鎧裝尖端敏感 RTD 探頭

    看產品文檔或聯系我們以了解最新的機構審批信息。? 產品類型特性 傳感器類型? 軸承探頭 元件材料? 鉑, 銅, 鎳 引線導線種類? PTFE 使用環境 最大溫度? 250?°C?[?482?°F?] 包裝特性 元件包裝? 不銹鋼探針,銅質尖端 參考編號 TE 內部編號 CAT-RTD0007...
    發表于 12-16 08:00 ? 20次 閱讀
    CAT-RTD0007 柔性鎧裝尖端敏感 RTD 探頭

    CAT-RTD0008 小型投入式 RTD 探頭

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    發表于 12-16 08:00 ? 50次 閱讀
    CAT-RTD0008 小型投入式 RTD 探頭

    CAT-RTD0009 點傳感 RTD 探頭傳感器

    看產品文檔或聯系我們以了解最新的機構審批信息。? 產品類型特性 傳感器類型? 點傳感探頭 元件材料? 鉑 引線導線種類? PTFE 使用環境 最大溫度? 250?°C?[?482?°F?] 包裝特性 元件包裝? 不銹鋼和鋁 參考編號 TE 內部編號 CAT-RTD0009...
    發表于 12-16 07:00 ? 18次 閱讀
    CAT-RTD0009 點傳感 RTD 探頭傳感器

    CAT-RTD0010 帶壓縮配件的點傳感 RTD 探頭

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    CAT-RTD0010 帶壓縮配件的點傳感 RTD 探頭

    CAT-RTD0011 帶雙螺紋的點傳感 RTD 探頭

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    CAT-RTD0011 帶雙螺紋的點傳感 RTD 探頭

    CAT-RTD0012 螺紋式點傳感 RTD 探頭

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    CAT-RTD0012 螺紋式點傳感 RTD 探頭

    CAT-RTD0013 導管盒點傳感 RTD 探頭

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    發表于 12-16 07:00 ? 21次 閱讀
    CAT-RTD0013 導管盒點傳感 RTD 探頭

    CAT-RTD0014 空氣傳感 RTD 探頭面板

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    發表于 12-16 07:00 ? 28次 閱讀
    CAT-RTD0014 空氣傳感 RTD 探頭面板

    CAT-RTD0015 壁掛式 RTD 溫度傳感器

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    發表于 12-16 07:00 ? 18次 閱讀
    CAT-RTD0015 壁掛式 RTD 溫度傳感器

    CAT-RTD0016 室外空氣傳感 RTD 探頭傳感器

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    CAT-RTD0016 室外空氣傳感 RTD 探頭傳感器

    CAT-RTD0017 暖通空調平均化 RTD 探頭

    看產品文檔或聯系我們以了解最新的機構審批信息。? 產品類型特性 傳感器類型? 平均化探頭 元件材料? 鉑 引線導線種類? PTFE 使用環境 最大溫度? 200?°C?[?392?°F?] 包裝特性 元件包裝? 不銹鋼 參考編號 TE 內部編號 CAT-RTD0017...
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    CAT-RTD0017 暖通空調平均化 RTD 探頭

    CAT-RTD0018 帶壓縮配件的平均化 RTD 探頭

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    CAT-RTD0019 雙螺紋平均化 RTD 探頭

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    CAT-RTD0019 雙螺紋平均化 RTD 探頭

    CAT-RTD0020 12 MNPT 平均化 RTD 探頭傳感器

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    CAT-RTD0021 帶導管盒的平均化 RTD 探頭

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    CAT-RTD0023 帶壓縮配件的不銹鋼 RTD 探頭

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    CAT-RTD0023 帶壓縮配件的不銹鋼 RTD 探頭

    CAT-RTD0024 不銹鋼 RTD 與插頭和插孔

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    CAT-RTD0024 不銹鋼 RTD 與插頭和插孔

    CAT-RTD0026 SS 定長切割 RTD 探頭傳感器

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    CAT-RTD0026 SS 定長切割 RTD 探頭傳感器
    局长含着人妻的一对高耸