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世平集团代理之 TI 推出支持蓝牙低能耗的气体传感器平台

 2018-01-24

本参考指南的目的是详细描述具有Bluetooth®低能量的气体传感器平台德州仪器参考设计。阅读完参考设计后,用户应该更好地理解这个参考设计平台的功能和用法。具有蓝牙低功耗(BLE)的气体传感器平台旨在用作参考设计客户可以使用开发终端产品的消费和工业应用来监测像一氧化碳(CO),氧气(O2),氨,氟,二氧化氯等。 BLE添加无线功能的平台,使无缝连接到iPhone®或iPad®。客户可以轻松更换基于其应用的目标气体传感器,同时保持相同的模拟前端(AFE)和BLE设计。系统在CR2032币形电池上运行。 TI的AFE - LMP91000 - 与电化学电池直接接触。 LMP91000与BLE的CC2541接口TI提供的片上系统。运行在iPhone4S®和更新一代或iPad3®和更新一代的iOS应用程序让客户与这个参考平台接口。客户可以使用和定制iOS应用程序,TI提供的CC2541的硬件文件和固件源代码资源。带BLE的气体传感器平台为客户提供低功耗,可配置的AFE和可以将无线功能集成到气体传感应用中。这个平台帮助客户访问市场更快,并有助于区分性能,功耗和功能集。该平台符合以下标准:

  • ž   EN 300 328
  • ž   FCC 15.247
  • ž   IC RSS-210
  • ž   EN 301 489-17

FCC和IC监管合规标准:

  • ž   FCC - 联邦通信委员会第15部分,A类
  • ž   IC - 加拿大工业部ICES-003 A类

LMP91000被编程为支持多种电化学传感器,例如3铅有毒气体传感器(见左下图)和2导联原电池传感器(见右下图),而不是单一设计多个分立解决方案AFE支持0.5至9500 nA / ppm范围内的气体灵敏度。该AFE还可以轻松将电流范围从5至750μA全量程转换。可调节的单元偏置和跨导放大器(TIA)增益通过I2C编程接口。 I2C接口也可用于传感器诊断。一个集成温度传感器可以由用户通过VOUT引脚读取并用于提供额外的信号校正微控制器或被监测以验证传感器处的温度状况。 AFE已经过优化微功耗应用,工作电压范围为2.7至5.25 V.总电流功耗可以低于10μA。通过关闭附加的节电功能是可能的TIA并用内部开关使参比电极与工作电极短路LMP91000支持许多不同的有毒气体和传感器,并配置为解决关键问题每种气体的参数。

 

 

参考线路图:

 

 

 

 产品照片:

 

 产品特性:

气体传感器平台与BLE设计特点

  • ž   纽扣电池操作(CR2032)
  • ž   低功耗可配置AFE(LMP91000),为客户提供使用相同AFE的灵活性针对不同的气体感应平台,并通过简单的固件更新配置不同的平台
  • ž   为BLE天线设计提供参考设计 - 利用低成本的跟踪天线
  • ž   使客户能够使用该平台将无线功能纳入气敏应用中TI提供BLE固件和iOS应用软件作为开源软件,以帮助客户进入市场市场更快。
  • ž   平台由两块堆叠在一起的板组成,称为SAT0009(电源板)和SAT0010(AFE和蓝牙板)。

LMP91000

  • ž   电源电压2.7至5.25 V
  • ž   电源电流(平均随时间变化)<10μA
  • ž   电池调节电流高达10 mA
  • ž   参比电极偏置电流(85°C)900 pA(最大值)
  • ž   输出驱动电流750μA
  • ž   完成恒电位电路,以连接大多数化学电池
  • ž   可编程单元偏置电压
  • ž   低偏置电压漂移
  • ž   可编程TIA增益2.75至350kΩ
  • ž   接收器和信号源功能
  • ž   I2C兼容数字接口
  • ž   环境工作温度-40°C至+ 85°C
  • ž   封装:14引脚WSON
  • ž   由WEBENCH Sensor AFE Designer支持

LM4120

  • ž   小型SOT23-5封装
  • ž   低压差:1 mA时典型值为120 mV
  • ž   高输出电压精度:0.2%
  • ž   源电流和灌电流输出:±5 mA
  • ž   电源电流:160μA(典型值)
  • ž   低温度系数:50 ppm /°C
  • ž   启用引脚
  • ž   固定输出电压:1.8,2.048,2.5,3,3.3,4.096和5V
  • ž   工业温度范围:-40°C至+ 85°C

TPS61220

  • ž   典型工作条件下效率高达95%
  • ž   5.5μ的静态电流
  • ž   在0.7V输入电压下启动
  • ž   操作输入电压从0.7到5.5 V
  • ž   关机期间的直通功能
  • ž   最小开关电流200 mA
  • ž   输出过压,过热,输入欠压锁定保护
  • ž   1.8至5.5 V的可调输出电压

 

WEBENCH网络设计:

TI建议客户使用WEBENCH进行传感器类型设计。 参考下图,以及位于WEBENCH开放式设计工具。 WEBENCH工具全部列出与LMP91000兼容的传感器类型。http://www.ti.com/product/lmp91000

 

                   

应用:

带有BLE参考平台的气体传感器平台旨在演示如何配置AFE可与低功耗无线电台一起使用,为客户提供参考平台为下列应用开发下一代气体传感解决方案: