隨著智能手機的普及,手機周邊的應用也逐漸鋪開,智能硬件的概念在手機周邊模塊中得到很好的體現,從最初的自拍桿到掌上無人機,形形色色的應用使得手機具備的功能也越漸豐富。眾所周知,物聯世界離不開溫度傳感,同時溫度也是人體重要的感知之一。溫度監測作為重要環節,在醫療/生物/制造各行各業都應用廣泛。Melexis作為微電子解決方案的全球提供商,突破性的設計了單片式MLX90615數字紅外傳感器芯片及全套方案,使得小型化移動測溫變的可能。
產業趨勢——半導體走近醫療與生活
國家衛生計生委統計信息中心數據統計,僅2017年1-6月,全國醫療衛生機構總診療人次達39.2億人次。由此可見醫療健康早已成為人們生活中不可或缺的部分,而疾病診療的費用也逐年升高。國醫經典《黃帝內經》中也指出“圣人不治已病治未病”,生活中早發現早治療是相當關鍵的一步。
手機醫療相關應用也隨著智能手機的普及逐漸增多,從手機掛號到掌上診療,APP軟件大行其道。但更多基于硬件的應用卻受限于傳感器集成這個”攔路虎”而無法一展身手,原因在于大部分傳感器受到體積封裝的限制,導致無法實現小型化設計而將其集成到手機中。
跨越傳統瓶頸——解決傳統方案弊端
長久以來傳統的溫度傳感器如RTD/熱電偶/數字溫度傳感器利用熱傳導的原理,需將傳感器與被測物體接觸,方可實現測溫功能。在接觸的過程中不可避免的還會帶來沾污/形變等諸多問題。而FIR熱釋電方式,由于其數學關系的非線性,多用于監測人體/生物通過的開關量,如樓道燈/感應潔具等,不能被直接應用于準確的溫度測量。
體積/精度/非接觸方法是早先產品無法逾越的鴻溝,Melexis作為微電子解決方案的全球提供商,貼合工程實際遇到的問題,推出了MLX90615這款顛覆性的產品。MLX90615基于傳統紅外熱釋電方法集成了模數轉換/數字控制與輸出,將復雜的校準修正算法融入其中,使得傳統模擬電荷輸出的熱釋電傳感器,具備了數字讀取的非接觸測溫功能。而通過校準后的傳感器,在-20至115攝氏度測量范圍內,可達到0.02攝氏度分辨率。MLX90615更在人體關注的30-40攝氏度范圍保證了高于0.1攝氏度的精度,使其具備了精準的醫療測溫能力。
使用MLX90615單片紅外測溫芯片,可以極大的簡化模擬前端電路的設計,無需再增加額外的運算放大器及ADC模數轉換器,憑借MLX90615內部集成的低噪聲放大器、高分辨率16 位ADC 和功能強大的DSP 單元,可直接將數字信號送入微控制器,通過雙線制串行SMBus兼容協議(分辨率為0.02°C)或10 位PWM(脈寬調制)信號進行訪問,整個監測單元的設計得到了極大的簡化,使得集成變的可能。
突破封裝限制——移動應用變的可能
2017年5月19日,北京喜年科技旗下紅鳥健康云手機全球首發儀式在北京召開,作為國內首款“健康云手機”,紅鳥健康云手機的生態圈包括來自愛康國賓、微醫、高通、神念科技、AMS、優翔國際、好啦科技、美國lifestone公司等數十位合作伙伴的軟硬件支持。該手機集成了氣壓/UV紫外線/血氧血壓/溫濕度/心電/體溫等多種傳感方案是手機醫療的開創產品。該產品中的溫度傳感即采用邁來芯Melexis的紅外溫度傳感芯片作為設計核心。
在此之前,Melexis紅外溫度傳感器系列產品早已普及到形形色色貼近生活的產品中,例如日常的吹風機(防止頭發過溫損傷)、額溫計(兒童/成人體溫檢測)、智能手表手環(運動監測)、微波爐(食品加熱溫度控制)、空調扇(環境溫度監測)等均能見到Melexis產品。Melexis以其簡潔的方案,小型化的設計,優異的性能和親和的定價受到客戶普遍的好評。
小結
隨著智能硬件/智能設備的不斷升級,越來越多的傳感器將伴隨在人們生活周邊,本文介紹的Melexis紅外溫度傳感器即是其中之一,憑借簡潔的方案,卓越的性能,希望能給人們帶來益處。未來將如何我們暫未可知,相信科技的進步一定會使得生活變的更加美好,Melexis會伴隨客戶一同努力。
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原文標題:打破傳統!傳感芯片在智能硬件中還能這樣使用?
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