艾爾默斯公司（elmos）日前宣布推出一款針對(duì)人體被動(dòng)紅外（PIR）應(yīng)用的超低功耗解決方案E931.96。該方案通過(guò)熱釋電紅外傳感器以非接觸方式檢測(cè)出人體輻射的信號(hào)，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入到芯片中進(jìn)行信號(hào)處理。該芯片的工作電流極低，典型的功耗只有3μA,非常適用于對(duì)功耗要求很高，以及利用電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合。
E931.96是一款超低功耗的可編程PIR控制芯片，特別適合用在無(wú)線安防報(bào)警、對(duì)電源續(xù)航能力要求苛刻等領(lǐng)域。利用該傳感器的低功耗特點(diǎn)，當(dāng)檢測(cè)到報(bào)警信號(hào)之后，把單片機(jī)從睡眠模式喚醒，然后發(fā)送射頻信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程無(wú)線報(bào)警。
首先，當(dāng)系統(tǒng)上電的時(shí)候，外部單片機(jī)要E931.96進(jìn)行配置，把必要的配置參數(shù)寫入E931.96內(nèi)部寄存器中，然后，它根據(jù)寫入的這些信息和判別依據(jù)進(jìn)入正常的工作模式。一旦進(jìn)入到這種模式之后，系統(tǒng)將進(jìn)入監(jiān)控布防模式，一旦有非法闖入就啟動(dòng)報(bào)警程序。在這一過(guò)程中，系統(tǒng)只消耗非常低的電流。在布防期間，熱釋電傳感器以及E931.96的芯片處于正常的工作模式，在沒(méi)有非法闖入的情況下，為了減小系統(tǒng)的工作電流，可以讓單片機(jī)處于睡眠狀態(tài)，只有當(dāng)E931.96檢測(cè)到非法闖入的時(shí)候才發(fā)出把單片機(jī)系統(tǒng)喚醒。通過(guò)這種工作方式，可以大大增加電池的使用壽命及續(xù)航能力。
除此之外，可以通過(guò)外部單片機(jī)對(duì)對(duì)該芯片進(jìn)行配置，這一能夠利用E931.96內(nèi)部的ADC對(duì)其自身的溫度以及電源電壓進(jìn)行檢測(cè)。另外，芯片內(nèi)部還集成了一個(gè)穩(wěn)壓管，也可以通過(guò)軟件對(duì)這個(gè)穩(wěn)壓管進(jìn)行設(shè)置，對(duì)外部電路（如模擬PIR傳感器）提供穩(wěn)定的電源。
為了增大檢測(cè)的視角范圍，在實(shí)際應(yīng)用中，也可以把兩個(gè)模擬探頭并聯(lián)接到E931.96的輸入端口，以此來(lái)監(jiān)控更大的區(qū)域。
目前E931.96主要提供SO8的封裝形式，并且已經(jīng)批量給客戶進(jìn)行供貨。
圖1. E931.96內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖
上圖1是該芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，左側(cè)的PIRIN和NPIRIN是芯片的兩個(gè)信號(hào)輸入端口，PIR傳感器把檢測(cè)到的人體信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，通過(guò)這兩個(gè)引腳傳輸給E931.96。信號(hào)進(jìn)入到芯片內(nèi)部之后通過(guò)AD轉(zhuǎn)換，并且按照用戶配置的工作模式，進(jìn)行后續(xù)的信號(hào)處理和感應(yīng)輸出。在框圖的右側(cè)，電源接口VDD以及VSS地。該芯片的工作模式經(jīng)過(guò)SERIN端口和外部單片機(jī)進(jìn)行單線通訊，把配置的參數(shù)寫入到芯片內(nèi)部。在工作過(guò)程中，INT/DOCI接口按照設(shè)定的模式工作，并且對(duì)外輸出相應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)。
主要特點(diǎn)
- 3μA超低工作電流
- 可編程監(jiān)控模式
- 片上集成溫度及電壓檢測(cè)功能
- 可選片上穩(wěn)壓管，能夠給外部負(fù)載（如模擬PIR探頭）提供穩(wěn)定電源
- 較強(qiáng)的抗射頻干擾能力
- 單線參數(shù)配置，單線感應(yīng)報(bào)警輸出
應(yīng)用領(lǐng)域
- 對(duì)電池續(xù)航能力要求很高以及無(wú)線人體檢測(cè)傳感器應(yīng)用
- 熱釋電人體檢測(cè)以及安防報(bào)警
- 熱釋電人體感應(yīng)燈控制器
典型應(yīng)用電路
圖2. E931.96典型應(yīng)用電路
上圖２是結(jié)合傳統(tǒng)模擬探頭的典型應(yīng)用電路。當(dāng)熱釋電傳感器識(shí)別到人體移動(dòng)的信號(hào)之后，把它傳給E931.96，然后E931.96按照外部單片機(jī)配置（通過(guò)SERIN引腳配置）的工作模式進(jìn)行工作，同時(shí)把識(shí)別到的信號(hào)經(jīng)過(guò)處理之后傳給或者是喚醒外部的單片機(jī)。在這個(gè)應(yīng)用中我們也看到，模擬探頭的供電電源是通過(guò)E931.96的內(nèi)部穩(wěn)壓管提供，可以省掉外部額外的供電回路，降低的系統(tǒng)成本。
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