隨著智能手機(jī)的普及,手機(jī)周邊的應(yīng)用也逐漸鋪開(kāi),智能硬件的概念在手機(jī)周邊模塊中得到很好的體現(xiàn),從最初的自拍桿到掌上無(wú)人機(jī),形形色色的應(yīng)用使得手機(jī)具備的功能也越漸豐富。眾所周知,物聯(lián)世界離不開(kāi)溫度傳感,同時(shí)溫度也是人體重要的感知之一。溫度監(jiān)測(cè)作為重要環(huán)節(jié),在醫(yī)療/生物/制造各行各業(yè)都應(yīng)用廣泛。Melexis作為微電子解決方案的全球提供商,突破性的設(shè)計(jì)了單片式MLX90615數(shù)字紅外傳感器芯片及全套方案,使得小型化移動(dòng)測(cè)溫變的可能。
產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)——半導(dǎo)體走近醫(yī)療與生活
國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委統(tǒng)計(jì)信息中心數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),僅2017年1-6月,全國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)總診療人次達(dá)39.2億人次。由此可見(jiàn)醫(yī)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(fèi)用也逐年升高。國(guó)醫(yī)經(jīng)典《黃帝內(nèi)經(jīng)》中也指出“圣人不治已病治未病”,生活中早發(fā)現(xiàn)早治療是相當(dāng)關(guān)鍵的一步。
手機(jī)醫(yī)療相關(guān)應(yīng)用也隨著智能手機(jī)的普及逐漸增多,從手機(jī)掛號(hào)到掌上診療,APP軟件大行其道。但更多基于硬件的應(yīng)用卻受限于傳感器集成這個(gè)”攔路虎”而無(wú)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(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)而將其集成到手機(jī)中。
跨越傳統(tǒng)瓶頸——解決傳統(tǒng)方案弊端
長(zhǎng)久以來(lái)傳統(tǒng)的溫度傳感器如RTD/熱電偶/數(shù)字溫度傳感器利用熱傳導(dǎo)的原理,需將傳感器與被測(cè)物體接觸,方可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫功能。在接觸的過(guò)程中不可避免的還會(huì)帶來(lái)沾污/形變等諸多問(wèn)題。而FIR熱釋電方式,由于其數(shù)學(xué)關(guān)系的非線性,多用于監(jiān)測(cè)人體/生物通過(guò)的開(kāi)關(guān)量,如樓道燈/感應(yīng)潔具等,不能被直接應(yīng)用于準(zhǔn)確的溫度測(cè)量。
體積/精度/非接觸方法是早先產(chǎn)品無(wú)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(shí)際遇到的問(wèn)題,推出了MLX90615這款顛覆性的產(chǎn)品。MLX90615基于傳統(tǒng)紅外熱釋電方法集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換/數(shù)字控制與輸出,將復(fù)雜的校準(zhǔn)修正算法融入其中,使得傳統(tǒng)模擬電荷輸出的熱釋電傳感器,具備了數(shù)字讀取的非接觸測(cè)溫功能。而通過(guò)校準(zhǔn)后的傳感器,在-20至115攝氏度測(cè)量范圍內(nèi),可達(dá)到0.02攝氏度分辨率。MLX90615更在人體關(guān)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(zhǔn)的醫(yī)療測(cè)溫能力。
使用MLX90615單片紅外測(cè)溫芯片,可以極大的簡(jiǎn)化模擬前端電路的設(shè)計(jì),無(wú)需再增加額外的運(yùn)算放大器及ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器,憑借MLX90615內(nèi)部集成的低噪聲放大器、高分辨率16 位ADC 和功能強(qiáng)大的DSP 單元,可直接將數(shù)字信號(hào)送入微控制器,通過(guò)雙線制串行SMBus兼容協(xié)議(分辨率為0.02°C)或10 位PWM(脈寬調(diào)制)信號(hào)進(jìn)行訪問(wèn),整個(gè)監(jiān)測(cè)單元的設(shè)計(jì)得到了極大的簡(jiǎn)化,使得集成變的可能。
突破封裝限制——移動(dòng)應(yīng)用變的可能
2017年5月19日,北京喜年科技旗下紅鳥(niǎo)健康云手機(jī)全球首發(fā)儀式在北京召開(kāi),作為國(guó)內(nèi)首款“健康云手機(jī)”,紅鳥(niǎo)健康云手機(jī)的生態(tài)圈包括來(lái)自愛(ài)康國(guó)賓、微醫(yī)、高通、神念科技、AMS、優(yōu)翔國(guó)際、好啦科技、美國(guó)lifestone公司等數(shù)十位合作伙伴的軟硬件支持。該手機(jī)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(jī)醫(yī)療的開(kāi)創(chuàng)產(chǎn)品。該產(chǎn)品中的溫度傳感即采用邁來(lái)芯Melexis的紅外溫度傳感芯片作為設(shè)計(jì)核心。
在此之前,Melexis紅外溫度傳感器系列產(chǎn)品早已普及到形形色色貼近生活的產(chǎn)品中,例如日常的吹風(fēng)機(jī)(防止頭發(fā)過(guò)溫?fù)p傷)、額溫計(jì)(兒童/成人體溫檢測(cè))、智能手表手環(huán)(運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè))、微波爐(食品加熱溫度控制)、空調(diào)扇(環(huán)境溫度監(jiān)測(cè))等均能見(jiàn)到Melexis產(chǎn)品。Melexis以其簡(jiǎn)潔的方案,小型化的設(shè)計(jì),優(yōu)異的性能和親和的定價(jià)受到客戶(hù)普遍的好評(píng)。
小結(jié)
隨著智能硬件/智能設(shè)備的不斷升級(jí),越來(lái)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(jiǎn)潔的方案,卓越的性能,希望能給人們帶來(lái)益處。未來(lái)將如何我們暫未可知,相信科技的進(jìn)步一定會(huì)使得生活變的更加美好,Melexis會(huì)伴隨客戶(hù)一同努力。
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原文標(biāo)題:打破傳統(tǒng)!傳感芯片在智能硬件中還能這樣使用?
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