手持式紅外測溫槍方案

 手持式紅外測溫槍是通過檢測人體發(fā)出的紅外信號，在不接觸人體的情況下測量體溫的測溫裝置。目前隨著疫情的發(fā)展，在進出小區(qū)，公共場所等地方，都需要用到手持式紅外測溫儀，由于其能夠在非接觸的情況下測量體溫，所以非常適用于檢測帶傳染性疾?。ū热缧滦凸跔畈《尽ARS病毒等）的人體溫度。

電熱堆探頭的手持式紅外測溫儀原理框圖如下：

本方案的MCU采用了華大半導(dǎo)體的HC32L136系列帶LCD顯示的超低功耗MCU。因其在超低功耗和突出的性能表現(xiàn)以及極具競爭力的價格，非常適合手持電池供電設(shè)備。HC32L136J8TA和HC32L136K8TA本身帶有段碼顯示驅(qū)動，最大支持288段LCD段碼屏。比較器(VC)和低電壓檢測器(LVD)可以直接就來檢測電池的電量，這種方式對電池進行檢測與用ADC檢測相比，此方法不需要CPU的干預(yù)，因此速度更快，功耗更低并且在MCU深度休眠的時候，同樣可以進行電量的檢測。三路普通運放可以完成對熱電堆NTC環(huán)境溫度的信號處理及50Hz陷波電路。蜂鳴器頻率發(fā)生器，可以省去驅(qū)動電路。芯片內(nèi)部RTC可以進行定時定點的設(shè)置實現(xiàn)按時提醒測量體溫。

方案的電源部分可以是2節(jié)、3節(jié)或4節(jié)干電池供電。如果采用2節(jié)電池供電可以省略LDO，系統(tǒng)電路的電源都直接由電池提供。采用3節(jié)電池供電的情況下，HC32L136芯片是可以直接適用的，因為MCU工作電壓范圍是1.8～5.5V，但如果其它電路不支持寬電壓工作，就需要增加額外的LDO電路為其它電路供電。采用4節(jié)電池供電的情況，電源電路需要加LDO為電路供電。熱電堆的參考電源選用低功耗，高精度的RS3002或BL8062芯片生成1.5V電壓為其提供參考源，這樣整個測量溫度范圍可以擴大。由于熱電堆的輸出電阻較高，因此運放部分的拓?fù)湟瞬捎猛喾糯笃?，放大倍?shù)大概需要 500 倍以上，需要預(yù)留低通濾波以降低輸出噪聲，為了盡量提高溫度的分辨率，要求運放的 1/f 噪聲小于 5uVpp，同時直流失調(diào)電壓小于 10uV，電路中的運放 RS8551 是潤石科技推出的一款自穩(wěn)零零漂運放，具有超低的失調(diào)電壓，非常適合用于 DC 或者低頻信號放大。

本方案選用的芯片主要參數(shù)如下：

HC32L136系列MCU：

• 48MHz Cortex-M0+ 32 位 CPU 平臺
• 0.5μA @ 3V 深度睡眠模式
• 0.9μA @3V 深度睡眠模式+ RTC 工作
• 4μS 超低功耗喚醒時間，使模式切換更加靈活高效，系統(tǒng)反應(yīng)更為敏捷
• 64K 字節(jié) FLASH 存儲器，具有擦寫保護功能
• 8K 字節(jié) RAM 存儲器，附帶奇偶校驗，增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性
• 通用 I/O 管腳 (56IO/64PIN, 40IO/48PIN)
• 內(nèi)部高速時鐘 4/8/16/22.12/24MHz
• 內(nèi)部低速時鐘 32.8/38.4KHz
• 多達7路定時器/計數(shù)器
• 豐富的UART、LPUAT、SPI、I2C通訊接口
• 蜂鳴器頻率發(fā)生器，支持互補輸出
• 硬件萬年歷 RTC 模塊
• 4*40 / 6*38 / 8*36 LCD 驅(qū)動
• 12位1Msps采樣的高速高精度 SARADC，內(nèi)置運放，可測量外部微弱信號
• 集成 3 個多功能運算放大器
• 集成 6 位 DAC 和可編程基準(zhǔn)輸入的 2路電壓比較器
• 集成低電壓偵測器，可配置 16 階比較電平，可監(jiān)控端口電壓以及電源電壓
• 工作條件：-40 ~ 85℃，1.8 ~ 5.5V
• 封裝形式：LQFP64/48

• 寬工作電壓范圍：2.5V~5.5V
• 超低失調(diào)電壓：典型值 1uV值 ，最大值 5uV
• 超低溫度漂移：典型值 5nV/°C，最大值 50nV/°C
• 超低輸入偏置電流：50pA
• 單位增益帶寬：4.5MHz
• 靜態(tài)電流：640uA 每通道
• 0.01Hz~10Hz 噪聲：0.75uVpp

• 寬輸入電壓范圍：2.5V~36V
• 輸出電流持續(xù)：150mA
• 超低靜態(tài)電流：2.5uA
• 低壓差：10mV/mA
• 超高 PSRR：54dB@1KHz
• 輸出電壓精度可選：1% 或者 2.5%
• 多種固定輸出電壓可選，有SOT-23，SOT-89-3，SOT-23-5 封裝可選

• 寬輸入電壓范圍：2.5V~16V
• 輸出電流持續(xù)：250mA
• 超低靜態(tài)電流：3uA
• 低壓差：211mV@100mA (Vout=3.3V)，418mV@200mA (Vout=3.3V)
• 輸出電壓精度可選：±1% 或者 ±2%
• 多種固定輸出電壓可選，有SOT-23-3，SOT-89-3 封裝可選