elmos推出基于熱釋電傳感器的智能家居解決方案

　　德國多特蒙德，艾爾默斯公司(elmos)日前宣布推出系列的“智能家居”解決方案。該家族系列包括基于熱釋電傳感器的被動(dòng)式人體傳感器(PIR)、智能家居KNX總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、煙霧報警以及可以實(shí)現手勢識別的主動(dòng)式光電傳感器技術(shù)(HALIOSTM)。

圖1: elmos 智能家居解決方案

　　此次推出的elmos智能家居解決方案，可對室內的照明系統采取選擇性工作模式，當有人進(jìn)入房間的時(shí)候，相應的燈光能夠自動(dòng)開(kāi)啟，而沒(méi)有人在房間則保持關(guān)閉狀態(tài)。該產(chǎn)品還可應用于房間的空調和暖通領(lǐng)域。

　　智能家居應用中的一個(gè)重要產(chǎn)品是熱釋電被動(dòng)紅外技術(shù)，此類(lèi)傳感器是以非接觸形式對人體發(fā)出的紅外輻射進(jìn)行檢測，并將其轉換為電壓信號。elmos公司此次推出的高集成化、高可靠性的半導體芯片E931.97、E910.97，可將模擬的電壓信號再轉換成數字信號，并進(jìn)行濾波和后續的運算處理，最終輸出一個(gè)有用的開(kāi)關(guān)量信號(或者是一列數字信號)到負載或者是單片機系統，從而實(shí)現個(gè)性化的功能。

圖2：智能探頭最簡(jiǎn)化應用

　　圖2是智能探頭E931.97的一個(gè)最簡(jiǎn)化的應用，相比傳統分立元器件的方案，該方案的元器件總數非常少，只需6個(gè)器件就可以搭建一個(gè)完整的應用電路。這樣可以大大減少元器件采購、倉儲成本，特別是大大縮減了PCB面積，產(chǎn)品更加精致和緊湊，同時(shí)又降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)和測試費用，節約了大量勞動(dòng)力成本。在電氣性能方面，由于采用了高集成度的半導體技術(shù)，外部線(xiàn)路非常簡(jiǎn)單，降低了布線(xiàn)難度，使得產(chǎn)品具有很好的抗射頻干擾的能力。除了這些方面外，該芯片還預留了多個(gè)用戶(hù)設定的功能，用戶(hù)可根據產(chǎn)品的實(shí)際情況做出個(gè)性化配置。

　　elmos為這款芯片提供了兩種封裝形式，一種是SO14的封裝，像其他IC器件一樣把芯片和敏感元件分開(kāi)使用以外。同時(shí)，我們也提供體積非常微小的裸芯片，用戶(hù)可結合人體被動(dòng)紅外傳感器技術(shù)和現代半導體技術(shù)，在不改變原有傳感器結構的情況下，將高度集成化的半導體芯片封裝在探頭內部，造就智能型熱釋電傳感器家族系列。

　　
圖3：集成了敏感元件和半導體芯片的智能探頭結構框圖

　　圖3是智能型熱釋電探頭的結構示意圖，可以看出，這個(gè)探頭包括濾光片，熱釋電陶瓷(Pyro-ceramic)和外殼，其余所有的功能都可通過(guò)一個(gè)面積極其微小的半導體芯片(E931.97或E910.97)來(lái)實(shí)現。該芯片集成了所有被動(dòng)式人體紅外(PIR)感應電路所有電氣功能。芯片的輸入端是一個(gè)輸入阻抗非常高的差分輸入，熱釋電材料可以和它直接相連接。被敏感元件識別的人體移動(dòng)信號輸入到芯片內部之后，立刻通過(guò)一個(gè)16位的ADC轉換成數字信號，然后送入二階巴特沃茲濾波器進(jìn)行濾波。在芯片內部，經(jīng)過(guò)處理后的信號再通過(guò)比較器和觸發(fā)邏輯電路和預先設定好的靈敏度門(mén)檻電平值進(jìn)行比較，最后輸出所期望的脈沖電平信號。在這個(gè)過(guò)程中，所有的信號都經(jīng)過(guò)了數字化處理，具有良好的抗噪聲和抗射頻信號能力。

　　圖4是采用E931.97芯片制作的一款智能探頭產(chǎn)品，除去智能探頭，外面只需要連接3個(gè)元器件(不包括電池)就可構成一個(gè)實(shí)際的應用電路。在此基礎上，還可進(jìn)行其他功能的擴展。如，把第2腳OEN引腳連接到光敏元器件上，可實(shí)現晝夜不同的工作模式白天對人體的移動(dòng)不產(chǎn)生響應，只有當夜幕來(lái)臨才進(jìn)入工作狀態(tài)。另外，給定OT引腳不同的模擬電平值可調節輸出的脈寬持續時(shí)間。

圖4：智能探頭典型應用電路

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