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世平集團代理之 TI 推出支持藍牙低能耗的氣體傳感器平台

 2018-01-24

本參考指南的目的是詳細描述具有Bluetooth®低能量的氣體傳感器平台德州儀器參考設計。閱讀完參考設計後,用戶應該更好地理解這個參考設計平台的功能和用法。具有藍牙低功耗(BLE)的氣體傳感器平台旨在用作參考設計客戶可以使用開發終端產品的消費和工業應用來監測像一氧化碳(CO),氧氣(O2),氨,氟,二氧化氯等。 BLE添加無線功能的平台,使無縫連接到iPhone®或iPad®。客戶可以輕鬆更換基於其應用的目標氣體傳感器,同時保持相同的模擬前端(AFE)和BLE設計。系統在CR2032幣形電池上運行。 TI的AFE - LMP91000 - 與電化學電池直接接觸。 LMP91000與BLE的CC2541接口TI提供的片上系統。運行在iPhone4S®和更新一代或iPad3®和更新一代的iOS應用程式讓客戶與這個參考平台接口。客戶可以使用和定製iOS應用程式,TI提供的CC2541的硬體文件和固件原始碼資源。帶BLE的氣體傳感器平台為客戶提供低功耗,可配置的AFE和可以將無線功能集成到氣體傳感應用中。這個平台幫助客戶訪問市場更快,並有助於區分性能,功耗和功能集。該平台符合以下標準:

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

FCC和IC監管合規標準:

  • ž   FCC - 聯邦通信委員會第15部分,A類
  • ž   IC - 加拿大工業部ICES-003 A類

LMP91000被編程為支持多種電化學傳感器,例如3鉛有毒氣體傳感器(見左下圖)和2導聯原電池傳感器(見右下圖),而不是單一設計多個分立解決方案AFE支持0.5至9500 nA / ppm範圍內的氣體靈敏度。該AFE還可以輕鬆將電流範圍從5至750μA全量程轉換。可調節的單元偏置和跨導放大器(TIA)增益通過I2C編程接口。 I2C接口也可用於傳感器診斷。一個集成溫度傳感器可以由用戶通過VOUT引腳讀取並用於提供額外的信號校正微控制器或被監測以驗證傳感器處的溫度狀況。 AFE已經過優化微功耗應用,工作電壓範圍為2.7至5.25 V.總電流功耗可以低於10μA。通過關閉附加的節電功能是可能的TIA並用內部開關使參比電極與工作電極短路LMP91000支持許多不同的有毒氣體和傳感器,並配置為解決關鍵問題每種氣體的參數。

 

 

參考線路圖:

 

 

 

 產品照片:

 

 產品特性:

氣體傳感器平台與BLE設計特點

  • ž   紐扣電池操作(CR2032)
  • ž   低功耗可配置AFE(LMP91000),為客戶提供使用相同AFE的靈活性針對不同的氣體感應平台,並通過簡單的固件更新配置不同的平台
  • ž   為BLE天線設計提供參考設計 - 利用低成本的跟蹤天線
  • ž   使客戶能夠使用該平台將無線功能納入氣敏應用中TI提供BLE固件和iOS應用軟體作為開源軟體,以幫助客戶進入市場市場更快。
  • ž   平台由兩塊堆疊在一起的板組成,稱為SAT0009(電源板)和SAT0010(AFE和藍牙板)。

LMP91000

  • ž   電源電壓2.7至5.25 V
  • ž   電源電流(平均隨時間變化)<10μA
  • ž   電池調節電流高達10 mA
  • ž   參比電極偏置電流(85°C)900 pA(最大值)
  • ž   輸出驅動電流750μA
  • ž   完成恆電位電路,以連接大多數化學電池
  • ž   可編程單元偏置電壓
  • ž   低偏置電壓漂移
  • ž   可編程TIA增益2.75至350kΩ
  • ž   接收器和信號源功能
  • ž   I2C兼容數字接口
  • ž   環境工作溫度-40°C至+ 85°C
  • ž   封裝:14引腳WSON
  • ž   由WEBENCH Sensor AFE Designer支持

LM4120

  • ž   小型SOT23-5封裝
  • ž   低壓差:1 mA時典型值為120 mV
  • ž   高輸出電壓精度:0.2%
  • ž   源電流和灌電流輸出:±5 mA
  • ž   電源電流:160μA(典型值)
  • ž   低溫度係數:50 ppm /°C
  • ž   啟用引腳
  • ž   固定輸出電壓:1.8,2.048,2.5,3,3.3,4.096和5V
  • ž   工業溫度範圍:-40°C至+ 85°C

TPS61220

  • ž   典型工作條件下效率高達95%
  • ž   5.5μ的靜態電流
  • ž   在0.7V輸入電壓下啟動
  • ž   操作輸入電壓從0.7到5.5 V
  • ž   關機期間的直通功能
  • ž   最小開關電流200 mA
  • ž   輸出過壓,過熱,輸入欠壓鎖定保護
  • ž   1.8至5.5 V的可調輸出電壓

 

WEBENCH網絡設計:

TI建議客戶使用WEBENCH進行傳感器類型設計。 參考下圖,以及位於WEBENCH開放式設計工具。 WEBENCH工具全部列出與LMP91000兼容的傳感器類型。http://www.ti.com/product/lmp91000

 

                   

應用:

帶有BLE參考平台的氣體傳感器平台旨在演示如何配置AFE可與低功耗無線電台一起使用,為客戶提供參考平台為下列應用開發下一代氣體傳感解決方案: