基于紅外線傳感器的耳溫槍應用設計方案

常見的紅外線傳感器應用可分為醫療、工業、消費性用途，如耳溫槍、額溫槍、工業用溫度儀、紅外線溫度計…等。在耳溫槍應用中，需注意紅外線傳感器進入耳中的升溫效應、導波管與傳感器的連接方式…等。在紅外線溫度計應用中，需注意待測物距離、透鏡的聚焦距離…等。

一、纮康科技HY11P系列簡介

利用紅外線傳感器(IR sensor)做為溫度訊號的擷取來源，轉換為電阻與微小電壓訊號輸出，再經由纮康科技的單片機“HY11P13”量測訊號、運算、數位輸出顯示，如圖1，以最少的元件達成非接觸式紅外線溫度量測方案。

圖 1：模擬與數字訊號轉換

·單片機簡介

圖 2：HY11P系列8位高性能OTP單片機(HY11P13)

·8位加強型精簡指令集,共有66個指令包含硬件乘法指令及查表指令

·2.2V to 3.6V工作電壓范圍，-40℃~85℃工作溫度范圍

·外部石英震蕩器及內部高精度RC震蕩器，多種CPU工作頻率切換選擇，可讓使用者達到最佳省電規劃

運行模式 300uA@2MHz

待機模式 3uA@32KHz

休眠模式 1uA

·4KWord OTP (One Time Programmable) Type程式記憶體， 256Byte資料記憶體

·Brownout and Watch dog Timer，可防止CPU進入死機模式

·18-bit 全差動輸入ΣΔADC模擬數字轉換器

內置 PGA (Programmable Gain Amplifier) 及可有1/4 ,1/2, 1. …..128倍10種輸入信號放大倍率選擇

內置輸入零點調整, 可針對不同應用增加其量測范圍

內置高阻抗輸入緩沖器(32以上輸入倍率不適用)

內置絕對溫度傳感器

·超低輸入噪聲(<1uVpp)運算放大器, 可提供高輸出阻抗小訊號的放大及小電流的電壓轉換

·1.0V低溫飄系數參考電壓源輸出，具有Push-Pull驅動能力，可提供傳感器驅動電壓

·10mA低壓差穩壓電源輸出，可有4種不同輸出電壓選擇

·4x20 LCD液晶驅動器

Static、1/2、1/3、1/4 Duty及1/3 Bias軟件選擇

內建Charge Pump穩壓線路，提供4種LCD偏壓

·8-bit Timer A

·16-bit Timer B模塊具Capture/Compare 功能

·16-bit Timer C 模塊具PWM/PFD波形產生功能

·串行通訊SPI模塊

二、紅外線傳感器(IR sensor)簡介

由兩個接口組件組成，分別為Thermopile及Thermistor，兩者封裝如圖 3。

圖 3：紅外線溫度傳感器