Бесконтактный инфракрасный термометр для лба

Введение в схему: Бесконтактный инфракрасный лобный термометр - это новый тип прибора, в котором используются современные сенсорные технологии измерения, микроэлектронные технологии и другие техничес

  • 用户界面:
  • 操作系统:
  • 键盘类型:
  • 型号:
  • 型号: Бесконтактный инфракрасный термометр для лба

Введение в схему: Бесконтактный инфракрасный лобный термометр - это новый тип прибора, в котором используются современные сенсорные технологии измерения, микроэлектронные технологии и другие технические средства для измерения температуры измеряемого объекта. Когда инфракрасный лобный термометр выровнен и находится близко к измеряемому объекту на эффективном расстоянии, обнаруженном цифровым датчиком приближения, нажмите кнопку питания / измерения и удерживайте ее в течение нескольких секунд, после чего модуль инфракрасного датчика внутри инфракрасного лобного термометра будет измерять температуру , И преобразуются в электрические сигналы, затем электрические сигналы преобразуются в цифровые сигналы, а затем передаются в микроконтроллер через интерфейс связи. Однокристальный микрокомпьютер собирает текущую температуру окружающей среды через цифровой датчик температуры для выполнения соответствующей обработки температурной компенсации переданного цифрового сигнала температуры и сохраняет скорректированную температуру в качестве текущего номера записи, и в то же время определяет диапазон подсветки ЖК-дисплея, в котором находится температура, для отображения соответствующей подсветки : (35,0-37,4 ℃) нормальная температура тела с зеленой подсветкой, (37,5-37,9 ℃) высокая температура тела с желтой подсветкой, (38-42,9 ℃) высокая температура тела с красной подсветкой, если температура тела ненормальная, она также будет «дидидиди» Сигнализация и, наконец, голосовая трансляция текущей температуры. Если он не используется более 30 секунд, он автоматически переходит в режим низкого энергопотребления для экономии энергии.


Программная блок-схема аппаратного обеспечения: Эта программа бесконтактного инфракрасного левого термометра состоит из микроконтроллера со сверхнизким энергопотреблением и высокой степени защиты: RJM8L151, модуля питания, кнопочного модуля, модуля инфракрасного датчика, датчика температуры (модуля), модуля цифрового датчика приближения, Он состоит из датчика температуры окружающей среды, голосового модуля, динамика и модуля ЖК-дисплея. Блок-схема оборудования выглядит следующим образом:




1. Микроконтроллер MCU


В нем используется микроконтроллер серии RJM8L151 со сверхнизким энергопотреблением и высокой степенью защиты, выпущенный компанией Wuhan Renajie Electronic Technology Co., Ltd. Чип имеет отличную производительность в работе и энергопотребление в режиме ожидания, поддерживает 4-канальную микросхему ввода-вывода, внутреннюю интеграцию 12-битного высокоточного АЦП последовательного приближения, 2-канальный многофункциональный компаратор, таймер, часы реального времени (RTC), привратник Собачий таймер (WDT), программируемое обнаружение напряжения (PVD), контроллер прерываний, аппаратный генератор истинных случайных чисел, аппаратный механизм шифрования AES / DES / SM4 и интерфейс связи: UATR, SPI, IIC, GPIO, ISO7816, JTAG Такие модули обладают такими характеристиками, как высокая стоимость производительности, большой объем памяти, высокий уровень безопасности, низкое энергопотребление и богатые интерфейсы. Чип поддерживает интегрированную среду разработки KeiluVision или IAR для разработки и отладки кода приложений. Блок-схема оборудования микроконтроллера безопасности серии RJM8L151 показана на рисунке ниже.




2. Модуль питания


Он питается от 2 сухих батарей AAA, а микросхема преобразования напряжения используется для поддержания выходного напряжения модуля питания, чтобы гарантировать, что MCU, инфракрасный датчик, цифровой датчик приближения, голосовой чип, ЖК-экран и другие модули работают нормально и стабильно при падении напряжения батареи.


3. Сенсорный модуль


3.1 Модуль датчика температуры может выбирать две разные стратегии:


A) Используется встроенный модуль инфракрасного датчика. Модуль включает инфракрасный датчик термобатареи и специальный чип обработки. Преимущества - стабильная схема, простой интерфейс и легкая отладка, но недостатком является более высокая цена. Для сигнала датчика можно выбрать MLX90614, HMS K1C1 F5.5 и 10TP583T и т. Д. Примеры следующие:


Инфракрасная чувствительная часть инфракрасного датчика MLX90614 представляет собой термоэлектрический блок 81101, а 81101 - инфракрасный датчик термобатареи, который принимает сигнал инфракрасного излучения целевого объекта, а затем использует встроенный интегрированный чип MLX90302 для внутренней обработки сигналов DSP и 17-битный АЦП для усиления и обработки сигналов. Во время процесса, вывод в режиме PWM или SMBus (совместим со стандартной скоростью IIC), точность измерения может достигать 0,2%, скорость измерения высокая, а MLX90614 поддерживает спящий режим с низким энергопотреблением. Цифровой датчик температуры в основном используется для измерения температуры окружающей среды, так что инфракрасный датчик можно использовать для температурной компенсации для повышения точности, а цифровой датчик приближения используется для определения эффективного расстояния во время измерения температуры.


Б) Использование датчика термобатареи + периферийной схемы имеет преимущество более низкой стоимости, но недостатком является то, что схема усиления и обработки небольшого сигнала и схема компенсации температуры должны быть тщательно спроектированы и отлажены, а цикл разработки продукта длиннее. Сигнал датчика может быть MTP10-B7F55, RTP678 и т. Д. Примеры следующие:


Используя датчик Sonnich MTP10-B7F55, он может быстро и с высокой точностью измерять температуру. Его встроенный NTC может измерять температуру окружающей среды для компенсации температуры и повышения точности. Его метод применения может быть гибко выбран. Принцип заключается в следующем:




(A) Программная температурная компенсация (b) Аппаратная температурная компенсация




(C) Аналоговый интерфейс (d) Цифровой интерфейс


3.2 Цифровой датчик приближения


Он используется для определения расстояния между измеряемым объектом и датчиком PIR.Измерение начинается только тогда, когда соотношение расстояний до объекта является наилучшим для обеспечения точности измеренных данных, например TMD26721.


3.3 Датчик температуры окружающей среды


Его функция заключается в получении температуры окружающей среды во время измерения, чтобы исключить температуру окружающей среды из измеренного значения инфракрасного датчика температуры, получить температуру измеряемого человеческого тела и компенсировать инфракрасный датчик температуры. Некоторые датчики температуры окружающей среды интегрированы в датчики термобатареи, например MTP10-B7F55.


4. Конструкция кнопочного модуля включает 5 независимых кнопок: кнопка включения / измерения, кнопка SET, кнопка UP, кнопка DOWN и кнопка MODE.Первые 4 кнопки имеют функцию пробуждения в спящем режиме.


Кнопка питания / измерения: нажмите кнопку, чтобы выйти из спящего режима, и MCU выполнит измерение температуры и отобразит текущую температуру после завершения


Кнопка SET: нажмите кнопку, чтобы выйти из спящего режима и войти в режим настройки функций.Каждое нажатие по очереди соответствует следующим функциям:


Переключатель единиц отображения F1: по умолчанию ° C, нажмите кнопку UP, чтобы переключиться на ° F, нажмите кнопку DOWM, чтобы переключиться на ° C


Переключатель голосового вещания F2 ВКЛ / ВЫКЛ: по умолчанию включен, нажмите кнопку ВВЕРХ, чтобы переключиться в положение ВКЛ, нажмите кнопку DOWM, чтобы переключиться в положение ВЫКЛ.


F3 удалить запись температуры


Клавиша ВВЕРХ: прокрутите вверх от текущей записи температуры до записи температуры 32, затем снова вернитесь к записи температуры 1


Клавиша ВНИЗ: прокрутите вниз от текущей записи температуры до записи температуры 1, а затем снова перейдите к записи температуры 32


Клавиша режима: переключатель режима человеческого тела / поверхности тела


5. Голосовой модуль


Голосовой чип WTN1010 / VC505 используется для хранения голосовых сегментов, таких как «десять часов», «℃», «», «один», «два», «девять», «дидиди» и т. Д. Воспроизведите отрывки и сложите их вместе, чтобы сформировать законченный голос, заставляя говорящего звучать


6. модуль ЖК-дисплея


Используйте RFD-TA20001ZT-11 для отображения текущей температуры, текущей температуры памяти, режима измерения, состояния батареи, состояния голосового переключателя и другой информации


Функциональные характеристики программы:


1) Метод измерения: бесконтактный


2) Расстояние измерения: 3 ~ 8 см


3) Режим измерения:  Модель человеческого тела: 32,0-42,9 ° C (89,6-109,3 ° F)


Режим поверхности тела: 0,0-99,9 ° C (32,0-211,9 ° F)


4) Время измерения: <6 с


5) Точность измерения: ± 0,2 ° C (35,0 ° -42,0 ° C); ± 0,3 ° C (другие диапазоны)


6) Разрешение дисплея: 0,1 ° C или 0,1 ° F


7) Дисплей: ℃ (Цельсий) и ° F (Фаренгейт)


8) Поддержка 32 групп памяти для хранения


9) Поддержка трехцветного дисплея с подсветкой


Нормальная температура тела с зеленой подсветкой (35,0-37,4 ℃)


 Высокая температура тела, желтая подсветка (37,5-37,9 ℃)


Сверхвысокая температура тела красная подсветка (38-42,9 ℃)


10) Поддержка отображения низкого напряжения батареи


11) Поддержка голосовой трансляции


12) Поддержка автоматического отключения для экономии энергии


Преимущества RJM8L151:


1) Сверхнизкое энергопотребление


Доступно до 6 режимов управления с низким энергопотреблением, включая энергопотребление в режиме глубокого сна 5 нА, внешнее пробуждение менее 5 мкс и поддержку 4-канального пробуждения ввода-вывода, энергопотребление в режиме остановки до 0,4 мкА и сохранение данных в ОЗУ и т. Д., Что может значительно увеличить срок службы батареи Жизнь.


2) Встроенное программируемое обнаружение напряжения PVD


Он может осуществлять быстрое обнаружение фазы и управление входным напряжением после подзарядки батареи.


3) Встроенный 12-битный высокоточный АЦП последовательного приближения


Он может непосредственно в режиме реального времени собирать точное напряжение аккумулятора, чтобы отображать его состояние в цифровом виде.


4) Богатый интерфейс связи


Чип поддерживает UATR, SPI, IIC, GPIO, ISO7816 и т. Д. Для расширенных функций периферийные устройства могут иметь больше возможностей связи.


5) 15-битный сторожевой таймер


Имеется встроенный 15-битный сторожевой таймер, который можно использовать для сброса системы, когда система работает ненормально или выходит из строя, и возвращает систему к нормальному режиму работы, что еще больше повышает стабильность системы.


6) Безопасность памяти


Высокопрочные схемы физической защиты предназначены для внутренней флэш-памяти, SRAM и других устройств хранения, чтобы эффективно предотвратить кражу вредоносного кода и обратный анализ.