Обзор

Ресурсы проектирования

Файлы проектирования и интеграции

• Схема
• Спецификация
• Файлы Allegro
• Файлы Gerber
• Тестовая документация UL-217
•  Загрузить файлы проектов 5.91 M

Оценочные платы

Буква "Z" в наименовании компонента указывает на соответствие требованиям RoHS. Отмеченные платы нужны для оценки данной схемы

  • EVAL-ADICUP3029 ($45.00) Ultra Low Power Arduino Form Factor Compatible Development Board
  • EVAL-CN0537-ALGO ($50000.00) Certified UL-217 8th Edition Smoke/Fire Algorithm, full embedded source code, MATLAB/Python algorithm development projects, and documentation.
  • EVAL-CN0537-ARDZ ($54.00) UL-217 8th Edition Certifiable Reference Design
  • EVAL-CN0537-DATA ($10000.00) Access 1000+ Datasets taken at certified UL-217 test facilities with user guide documentation, basic source code initialization, temperature compensation, and data pre-processing
Проверка наличия и приобретение

Драйверы устройств

ПО (код на С и/или FPGA) для связи с цифровым интерфейсом компонента.

Драйвер для ADPD188BI без использования ОС

Особенности и преимущества

В типовой проект CN0537 входит вся необходимая информация и программное обеспечение, которые предназначены для ускорения разработки датчиков дыма/огня.

Пакет данных (EVAL-CNO537-DATA) содержит обширный (более 1000 выборок) набор данных о дыме, полученный с помощью сертифицированных в соответствии с UL-217 испытательных установок, который предназначен для тех, кто хочет разработать свой собственный алгоритм. Этот пакет включает в себя исходный код CN0537 для инициализации, калибровки, компенсации параметров окружающей среды, предварительной обработки данных, но не включает в себя алгоритм обнаружения.

Пакет алгоритма (EVAL-CN0537-ALGO) включает в себя все, что есть в пакете данных, а также содержит сертифицированный алгоритм обнаружения дыма и сопутствующие файлы проекта алгоритма.

Функции и преимущества схемы

Этот типовой проект и соответствующее программное обеспечение разработаны и протестированы в соответствии с 8-й редакцией UL-217 и аналогичными стандартами для устройств обнаружения дыма/огня. Для удовлетворения потребностей различных заказчиков доступен ряд решений, краткое описание которых приведено в таблице ниже. Аппаратное обеспечение совместимо с форм-фактором Arduino и предназначено для ускорения процесса прототипирования и оценки алгоритма обнаружения дыма. Данное аппаратное обеспечение основано на типовом проекте EVAL-CN0537-ARDZ, который приведен в описании к CN0537, и плате микроконтроллера EVAL-ADICUP3029. Пакет данных (EVAL-CNO537-DATA) содержит обширный набор данных о дыме, полученный с помощью сертифицированных в соответствии с UL-217 испытательных установок, для тех, кто хочет разработать свой собственный алгоритм, и исходный код проекта CN0537 за исключением алгоритма обнаружения. Пакет алгоритма (EVAL-CN0537-ALGO) включает в себя все, что есть в пакете данных, а также содержит сертифицированный алгоритм обнаружения дыма и сопутствующие файлы проекта алгоритма.

Варианты решения Описание Содержимое
Платы
EVAL-CN0537-ARDZ
EVAL-ADICUP3029
Аппаратное обеспечение типового проекта датчика дыма для создания прототипов и оценки работы решений.
Протестированный и проверенный алгоритм обнаружения дыма, соответствующий UL-217, встроен для задач оценки как часть установщика.
Аппаратное обеспечение
  • Типовой проект датчика дыма (CN0537)
  • Плата на основе микроконтроллера (ADICUP3029)
Программное обеспечение
  • Исполняемый код, соответствующий UL-217 (с расширением .hex)
  • Драйвер для ADPD188BI без использования ОС
Документация
  • Описание схемы CN0537
  • Руководство пользователя аппаратного обеспечения CN0537
  • Протестированные и проверенные в соответствии с UL-217 результаты испытаний
Данные
EVAL-CN0537-DATA

Исходный код CN0537 (кроме алгоритма обнаружения), а также набор данных из более 1000 выборок, полученный с помощью сертифицированных в соответствии с UL-217 испытательных установок, который полезен для разработки алгоритма.

Данные
  • Файлы тестовых наборов данных в соответствии с UL-217
Программное обеспечение
  • Исходный код CN0537 (без алгоритма обнаружения)
Документация
  • Руководство пользователя по наборам тестовых данных в соответствии с UL-217
Алгоритм
EVAL-CN0537-ALGO
Полный исходный код и протестированный и проверенный в соответствии с 8-й редакцией стандарта UL-217 алгоритм, сопутствующие файлы проекта, исходный код CN0537 и набор данных из более 1000 выборок для ускорения разработки системы. Программное обеспечение
  • Исходный код CN0537, в том числе алгоритм обнаружения в соответствии с 8-й редакцией стандарта UL-217
  • Проекты с алгоритмом на MATLAB и Python
Данные
  • Файлы тестовых наборов данных в соответствии с UL-217
Документация
  • Документация по алгоритму, соответствующему UL-217
  • Руководство пользователя по наборам тестовых данных в соответствии с UL-217
  • Руководство пользователя по коду для MATLAB/Python
Поддержка
  • 10 часов поддержки по телефону


С 1970-х годов датчики дыма стали обычным явлением в коммерческих и жилых зданиях. Сегодня существует два основных типа таких датчиков – ионизационный тип, в котором для ионизации воздуха используются радиоактивные вещества и проверяется электрический дисбаланс, и фотоэлектрический тип, в котором используется источник света, направленный под углом относительно фотодетектора, и считывается ток фотодетектора, пропорциональный свету, отраженному от частиц в воздухе на фотодиод. Хотя рекомендуется применять комбинированное решение, сочетающее оба типа, фотоэлектрический датчик дыма стал более популярным благодаря его повышенной надежности при обнаружении обычных пожаров в доме и более быстрому реагированию на тлеющие пожары.

К сожалению, технология датчиков дыма и соответствующие стандарты не претерпели заметных изменений с 1970-х годов, несмотря на появление за последние десятилетия достижений в области электроники и бытовых материалов. Новые версии стандартов, такие как ANSI/UL-217 и ANSI/UL-268, опубликованные Underwriters Laboratory (UL), или Национальный кодекс пожарной сигнализации NFPA® 72, опубликованный Национальным агентством противопожарной защиты (NFPA), предназначены для того, чтобы восполнить этот пробел за счет предъявления более сложных требований к современным датчикам дыма.

Например, в дополнение к стандартным испытаниям на чувствительность к огню и дыму, в последней редакции стандарта UL-217 приводится требование относительно того, чтобы у датчиков дыма не было ложных срабатываний при определенных событиях, таких как приготовление пищи. Таким образом, современные датчики дыма должны уметь различать события, связанные с приготовлением пищи, и события, связанные с пожаром.

Целью этих новых стандартов является повышение безопасности и снижение количества смертей, связанных с пожарами, за счет уменьшения количества ложных срабатываний, возникающих в результате повседневной деятельности. Ранее для этого требовалось комплексное решение, сочетающее в себе датчики на основе различных технологий, а также функции искусственного интеллекта, однако теперь использование ADPD188BI значительно упрощает реализацию подобного решения.

Схема, показанная на рисунке 1, представляет собой типовой проект соответствующего стандарту UL-217 датчика дыма на основе оптического модуля ADPD188BI. Для упрощения и ускорения процесса разработки данный проект является совместимым с контроллерными платформами форм-фактора Arduino и включает в себя специальный алгоритм обнаружения дыма, успешно прошедший испытания на обнаружение дыма и огня в соответствии с недавно выпущенной 8-й редакцией стандарта ANSI/UL-217.

Рисунок 1. Блок схема CN-0537
Рисунок 1. Блок схема CN-0537

Описание схемы

Обнаружение дыма с помощью ADPD188BI

Оптический модуль ADPD188BI представляет собой полноценную фотометрическую систему, специально разработанную для применения в датчиках дыма. Использование ADPD188BI вместо традиционных схем датчиков дыма на основе дискретных компонентов значительно упрощает конструкцию, поскольку в корпус данного компонента уже интегрированы оптоэлектронная система (состоящая из двух светодиодов и двух фотодетекторов) и аналоговый интерфейс (AFE).

Для обнаружения дыма в ADPD188BI используется метод на основе двух волн: два встроенных светодиода излучают свет с двумя разными длинами волн – один излучает свет с длиной волны 470 нм (синий свет), а другой с длиной волны 850 нм (инфракрасный свет). Эти светодиоды излучают световые импульсы в двух независимых временных интервалах, а излучаемый свет рассеивается присутствующими в воздухе твердыми частицами обратно на устройство.

Рисунок 2. Обратное рассеяние света от светодиодов ADPD188BI
Рисунок 2. Обратное рассеяние света от светодиодов ADPD188BI


Затем два интегрированных фотодетектора принимают рассеянный свет и генерируют выходной ток с пропорциональными уровнями, который аналоговый интерфейс преобразует в цифровой код. Если предположить, что оптическая мощность светодиода остается постоянной, то увеличение выходного сигнала ADPD188BI с течением времени указывает на увеличение или накопление частиц в воздухе.


Испытания алгоритма на обнаружение дыма и огня в соответствии со стандартом UL-217

Стандарт UL-217 требует, чтобы датчики дыма реагировали на различные типы огня и дыма в пределах определенного периода времени и с определенными степенями затемнения. В таблице 1 перечислены требования к чувствительности и времени реакции для каждого испытания в соответствии с UL-217. Для получения дополнительной информации, в том числе информации по заказу, посетите страницу с алгоритмами и данными.

Таблица 1. Характер пожара и параметры
Характер пожара Временные параметры реагирования1 Параметры реагирования в отношении затемнения1, 2
Горение дерева
Горение бумаги
Горение полиуретана
Тление полиуретана
Тление дерева
Жарка гамбургеров
Менее 4 минут в рамках испытания
Менее 4 минут в рамках испытания
Менее 4 минут в рамках испытания
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
До 5%/фут
До 12%/фут
До 10%/фут
Не раньше 1,5%/фут

1 Н/П означает неприменимо

2 1 фут ≈ 30 см

В рамках типового проекта CN-0537 эти параметры обеспечиваются посредством анализа выходных сигналов синего и инфракрасного диапазонов ADPD188BI с помощью алгоритма обнаружения дыма.

Данный алгоритм специально разработан для набора датчиков ADPD188BI с целью минимизации потребления энергии при эффективном обнаружении пожаров в соответствии со стандартом UL-217. Сам алгоритм настроен и проверен с помощью большого набора данных, полученных от многих устройств ADPD188BI в рамках всех испытаний, приведенных в таблице 1. Испытания проводились на сертифицированных объектах, специально предназначенных для проверки соответствия требованиям стандарта UL-217. В эти наборы данных входят эталонные результаты измерений, позволяющие выявить рабочие характеристики датчиков и условия срабатывания при воздействии различных источников дыма. Пример графика, демонстрирующего параметры дыма, показан на Рисунке 3, где результаты измерений, полученные от синего и инфракрасного светодиодов, сравниваются с эталонными данными о дыме в случае жарки гамбургера.

Поскольку датчики дыма, как правило, являются устройствами с батарейным питанием, данный алгоритм был разработан с целью минимизации получаемых от датчика необходимых данных и количества вычислений, требуемых для выявления внештатной ситуации. Этот алгоритм позволяет уменьшить количество выводимых ADPD188BI данных, тем самым экономя энергию и сокращая количество циклов вычисления в микроконтроллере, при этом устройство будет полностью удовлетворять строгим требованиям стандарта UL-217.

Рисунок 3. Параметры дыма при жарке гамбургера
Рисунок 3. Параметры дыма при жарке гамбургера


Расчет коэффициента передачи мощности

Реакция ADPD188BI на дым лучше всего выражается как отношение принятой оптической мощности к переданной оптической мощности. Этот параметр, называемый коэффициентом передачи мощности (PTR), гораздо более информативен, чем исходные выходные данные в цифровой форме, поскольку он не зависит от используемой аппаратной части. Кроме того, как показано в уравнении 1, уровень затемнения, являющийся стандартной единицей измерения для детекторов дыма, напрямую связан с этим коэффициентом.

equation 1

где:
PTR – коэффициент передачи мощности, измеряемый в нВт/мВт.
γ – коэффициент масштабирования ADPD188BI (для синего света стандартная величина – 0,64, для инфракрасного света стандартная величина – 0,24).
β – уровень затемнения, измеряемый в фут-1 (1 фут ≈ 30 см).

Рисунок 4. PTR синего светодиода, PTR ИК-светодиода и уровень затемнения
Рисунок 4. PTR синего светодиода, PTR ИК-светодиода и уровень затемнения


Для каждого светодиода PTR можно рассчитать с помощью уравнения 2.

equation2

где:
PTR – коэффициент передачи мощности светодиода, измеряемый в нВт/мВт.
IPD – ток фотоприемника, измеряемый в нА.
ILEDx_PK – пиковый ток светодиода, измеряемый в мА.
RPD – чувствительность фотодетектора, измеряемая в А/Вт (для синего света стандартная величина – 0,26, для инфракрасного света стандартная величина – 0,41).
ηLEDx – КПД светодиода, измеряемый в Вт/А.


Вычисление ILED и IPD

В ADPD188BI можно настраивать пиковые токи каждого светодиода с помощью комбинации регистров грубой и точной настройки, а также коэффициента масштабирования тока. Пиковый ток светодиода можно рассчитать, используя уравнения 3, 4, 5 и 6.

equations 3-6

где:
ILEDx_PK – пиковый ток светодиода, измеряемый в мА.
ILEDx(COURSE) – грубый ток светодиода, измеряемый в мА.
ILEDx(FINE) – точный ток светодиода, измеряемый в мА.
ILEDx(SCALE) – масштабированный ток светодиода, измеряемый в мА.

ILEDx_COURSE, ILEDx_FINE и ILEDx_SCALE представляют собой значения регистров управления для каждого светодиода. Для встроенного синего светодиода они могут быть установлены по регистровым адресам 0x23 и 0x25, для встроенного инфракрасного светодиода они могут быть установлены по регистровым адресам 0x22 и 0x25. Обратите внимание, что в регистрах ADPD188BI синий светодиод обозначается как LEDX1, а инфракрасный светодиод обозначается как LEDX3.

Ток фотодетектора вычисляется из значения цифрового выхода ADPD188BI, как показано в уравнении 7.

equations 7

где:
IPD – ток фотодетектора, измеряемый в нА.
Code – 32-битный выходной код, выровненный относительно младшего бита (LSB).
Q – разрешение АЦП в нА/младший бит.
PULSE_COUNT – количество импульсов светодиода за временной интервал.

Разрешение АЦП датчика ADPD188BI зависит от ширины импульса светодиода (регистр 0x30 для временного интервала A, регистр 0x35 для временного интервала B) и коэффициента усиления внутреннего трансимпедансного усилителя (регистр 0x55). Для получения информации о разрешении АЦП при различных коэффициентах усиления трансимпедансного усилителя ознакомьтесь с технической документацией на ADPD188BI.


Вычисление КПД светодиода

КПД встроенных светодиодов (ηLEDx) можно рассчитать с помощью уравнения 8.

equation 8

где:
ηN – номинальный КПД светодиода, измеряемый в Вт/A (0,38 для синего светодиода, 0,22 для инфракрасного светодиода).
k – коэффициент снижения мощности светодиода (для синего светодиода он рассчитывается по формуле 9, для инфракрасного светодиода k = 1,0).
C – скалярное значение для компенсации разницы между устройствами.

В отличие от инфракрасного светодиода, КПД синего светодиода нелинейно уменьшается с увеличением управляющего тока. Таким образом, сначала необходимо рассчитать коэффициент снижения мощности с помощью уравнения 9.

equation 9

где:
A0 = 9.8976 × 10−1
A1 = −5.1448 × 10−3
A2 = 2.0287 × 10−5
A3 = −2.9645 × 10−8


Считывание значений калибровки усиления ADPD188BI

В уравнении 8 имеется скалярное значение, которое компенсирует различие в параметрах разных ADPD188BI, оно представляет собой значение калибровки усиления для каждого светодиода, которое можно рассчитать с помощью уравнений с 10 по 16.

equation 10

Для синего светодиода

equations 11-13

Для инфракрасного светодиода

equations 14-16


Температурная компенсация светодиода

На работу всего контура ADPD188BI влияет температура окружающей среды. Для канала синего светодиода это влияние еще больше усложняет задачу, поскольку форма кривой температурной характеристики также может изменяться в зависимости от количества используемого тока светодиода. На рисунке 5 показано влияние температуры на относительную выходную характеристику в диапазоне рабочих температур ADPD188BI при токах синего светодиода 100 мА и 175 мА. Для канала инфракрасного светодиода кривая температурной характеристики не зависит от тока светодиода.

Рисунок 5. Влияние температуры на выходную характеристику ADPD188BI по отношению к значению при 25 °C
Рисунок 5. Влияние температуры на выходную характеристику ADPD188BI по отношению к значению при 25 °C


Для определения значения относительной характеристики необходима возможность измерения температуры окружающей среды в реальном времени. В типовом проекте CN-0537 наряду с ADPD188BI используется датчик температуры и влажности, который регистрирует условия окружающей среды внутри дымовой камеры. В итоге можно выполнить компенсацию температурного воздействия, разделив выходной сигнал ADPD188BI на взятое из графика рисунка 5 значение относительной характеристики для текущей температуры окружающей среды.

equation 17

где:
Relative ResponseT – значение относительной характеристики при текущей температуре окружающей среды.
CodeT – выходной код при текущей температуре окружающей среды.
Code25°C – выходной код при температуре 25 °C.

При выборе датчика основным фактором является размер компонента, поскольку пространство внутри камеры ограничено. В данном типовом проекте используемый датчик имеет допуски по температуре и относительной влажности ± 0,2 °C и ± 2% соответственно.


Использование дымовой камеры с ADPD188BI

В большинстве доступных на рынке решений для обнаружения дыма используются дымовые камеры, которые позволяют минимизировать влияние окружающего света, уменьшить внутренние световые помехи и минимизировать риск того, что насекомые или пауки смогут повлиять на результаты считывания сигналов датчика. При использовании дымовой камеры с ADPD188BI в считываемых данных наблюдается постоянный фоновый сигнал из-за рассеяния света от поверхности камеры. В связи с этим очень важно, чтобы уровень фонового сигнала поддерживался на том же уровне или был ниже порога срабатывания, что позволит избежать критических ошибок в процессе считывания.

Рисунок 6. Фоновый сигнал, наложенный на выходные данные ADPD188BI
Рисунок 6. Фоновый сигнал, наложенный на выходные данные ADPD188BI


Влияние камеры на ADPD188BI также может быть выражено в виде коэффициента передачи мощности (PTR), добавляемого к характеристике обнаружения дыма, и его следует учитывать при интерпретации полного PTR устройства.

equations 17

где:
PTRTOTAL – полный коэффициент передачи мощности, измеряемый в нВт/мВт.
PTRCHAMBER – отношение принятой оптической мощности с внутренней поверхности камеры к передаваемой оптической мощности, измеряемое в нВт/мВт.
PTRSMOKE – отношение принятой оптической мощности, получаемой вследствие рассеяния частиц дыма, к передаваемой оптической мощности, измеряемое в нВт/мВт.

Рисунок 7. Обратное рассеяние света вследствие наличия стенок камеры и присутствия дыма
Рисунок 7. Обратное рассеяние света вследствие наличия стенок камеры и присутствия дыма


Для эффективной работы ADPD188BI следует использовать специально разработанную в Analog Devices дымовую камеру, которая удовлетворяет всем требованиям к устройству и отраслевым стандартам. Внутренняя геометрия этой дымовой камеры обеспечивает максимальное значение отношения сигнал/шум, благодаря чему будут достигнуты оптимальные значения PTR для ADPD188BI.

Механическая конструкция прошла все испытания на надежность, определенные отраслевыми стандартами, такими как JESD22-A101, JESD22-A103, JESD22-A104, UL-217, UL-268, EN-54 и AEC-Q100. Также данная камера по своим размерам значительно меньше многих существующих решений благодаря компактности ADPD188BI, выгодно отличающей этот компонент от дискретных схем. Конструкция имеет габариты всего 36 мм между противоположными концами двух больших фланцев, а внутренняя площадь под ними составляет всего 109,36 мм2.

Стандартные конструкции дымовых камер несовместимы с ADPD188BI, поскольку интегрированная оптоэлектроника ADPD188BI использует систему обратного рассеяния, в то время, как в традиционных детекторах дыма используется система прямого рассеяния.

Рисунок 8. Дымовая камера с установленным в ней ADPD188BI
Рисунок 8. Дымовая камера с установленным в ней ADPD188BI


Антиконденсационный нагрев

Еще одним фактором, который следует учитывать при проектировании схемы, является влияние конденсата на показания ADPD188BI. На внутренней поверхности камеры могут образовываться роса и конденсат, которые могут повысить степень рассеяния света. При этом такое рассеяние света будет восприниматься системой как дым. Вероятность возникновения подобного рассеяния света наиболее высока в более влажных тропических регионах мира, где образование конденсата является обычным явлением.

С целью минимизации эффекта конденсации, вокруг оптического модуля размещаются нагревательные резисторы, которые предназначены для рассеивания достаточного количества тепла, позволяющего при необходимости устранить явление образования росы. При выборе резисторов для этой цели необходимо соблюдать компромисс между желаемым повышением температуры и током, потребляемым системой от источника питания.

Обратите внимание, что этот нагревательный блок значительно увеличивает общее энергопотребление системы. При использовании более низких значений сопротивления будет генерироваться больше тепла, но в то же время будет потребляться больше тока. Для систем с батарейным питанием это также приведет к сокращению срока службы батареи, что должно дополнительно учитываться при проектировании.

Рисунок 9. Тепловизионное изображение в инфракрасном диапазоне нагревательных резисторов типового проекта CN-0537
Рисунок 9. Тепловизионное изображение в инфракрасном диапазоне нагревательных резисторов типового проекта CN-0537


В типовом проекте CN-0537 используется комбинация из соединенных параллельно трех резисторов сопротивлением 25 Ом, которые позволяют повысить температуру на 10–20 °C. Для активации схемного блока нагрева посредством микроконтроллера имеется транзисторный переключатель, который позволяет активировать этот блок с помощью вывода с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) или вывода общего назначения (GPIO).

Рисунок 10. Расположение нагревательных резисторов
Рисунок 10. Расположение нагревательных резисторов


Управление питанием системы

Питание для типового проекта CN-0537 поступает от платы контроллера через разъемы форм-фактора Arduino, а наиболее активные устройства в цепи питаются напрямую от источников питания 3,3 В и 5 В. Тем не менее, для функционирования ADPD188BI требуются также уровни питания 1,8 В и 6 В.

Для получения 1,8 В, необходимого для питания ADPD188BI, на вход ADP151 подается стабилизированное напряжение 3,3 В. Этот линейный КМОП-стабилизатор имеет диапазон входного напряжения от 2,2 В до 5,5 В, а его максимальный выходной ток составляет 200 мА. Выходное напряжение ADP151 является фиксированным и составляет 1,8 В, поэтому для работы данного стабилизатора требуются только входные и выходные конденсаторы, что значительно упрощает схему.

Рисунок 11. Стандартная схема подключения ADP151

Рисунок 11. Стандартная схема подключения ADP151


Аналогичным образом, для получения 6 В, необходимого для питания встроенного в ADPD188BI синего светодиода, на повышающий преобразователь LT8410 подается напряжение 5 В, как показано на рисунке 12.

Рисунок 12. Стандартная схема подключения LT8410
Рисунок 12. Стандартная схема подключения LT8410


Величина стабилизированного выходного напряжения LT8410 напрямую связана с уровнем напряжения на его выводе положительной обратной связи (FBP). Для получения желаемого уровня выходного напряжения, следует рассчитать необходимый уровень VFBP с помощью уравнения 18.

equation 18

где:
VFBP – напряжение на выводе FBP относительно GND, измеряется в В.
VOUT – желаемое выходное напряжение, измеряется в В.

Для получения выходного напряжения, равного 6 В, согласно уравнению 18 напряжение VFBP должно быть примерно 0,1884 В. Для достижения этого уровня напряжения используется простой делитель напряжения в совокупности со встроенным источником опорного напряжения LT8410, обеспечивающим 1,235 В, как показано на рисунке 12. При выборе резисторов для делителя напряжения, убедитесь, что последовательное сопротивление будет больше 200 кОм, чтобы не нагружать вывод VREF.

В соответствии с рекомендациями, приведенными в документации LT8410, входные и выходные конденсаторы имеют номиналы 2,2 мкФ и 1 мкФ соответственно. Для линий CAP и VREF используются конденсаторы емкостью 0,1 мкФ.

При выборе дросселя следует также учитывать приведенные в документации на LT8410 рекомендации, в которых говорится, что следует использовать дроссель с индуктивностью не менее 45 мкГн, а номинальный ток насыщения при этом должен быть выше, чем пиковый ток дросселя. Для расчета максимального пикового тока дросселя используйте уравнение 19.

equation 19

где:
IPK – пиковый ток дросселя, измеряемый в мА.
ILIMIT – предел тока переключения, измеряемый в мА.
VIN – входное напряжение, измеряемое в В.
L – индуктивность, измеряемая в Гн.

В данном проекте был использован дроссель с индуктивностью 100 мкГн. Подстановка этого значения индуктивности в уравнение 19 дает пиковый ток дросселя, равный 37,5 мА при входном напряжении 5 В и максимальном пределе тока переключения 30 мА.

Используйте уравнения с 20 по 23, чтобы определить максимальный выходной ток схемы с LT8410.

equations 20-23

где:
IRIPPLE – пульсации тока дросселя, измеряемые в мА.
IIN(AVG) – средний входной ток LT8410, измеряемый в мА.
IOUT(NOM) – номинальный выходной ток, измеряемый в мА.
IOUT – максимальный выходной ток, измеряемый в мА.

Подставив значение индуктивности 100 мкГн и значение пикового тока дросселя 37,5 мА в эти уравнения, получим максимальный выходной ток 14,2 мА при входном напряжении 5 В и пределе тока переключения 25 мА. Проведя моделирование данной схемы с LT8410 в LTspice® в диапазоне токов нагрузки, получим график КПД, показанный на рисунке 13.

Рисунок 13. График зависимости КПД LT8410 от тока нагрузки
Рисунок 13. График зависимости КПД LT8410 от тока нагрузки


Для расчета величины тока, требуемого ADPD188BI для каждого светодиода от схем источников ADP151 и LT8410, используйте уравнение 24.

equation 24

где:
ILED_AVE_x – средний ток питания светодиода, измеряемый в мА, для временного интервала A или временного интервала B.
SLOTx_LED_WIDTH – длительность импульса синего светодиода, измеряемая в секундах, для временного интервала A или временного интервала B.
ILEDx_PK – пиковый ток, измеряемый в мА (рассчитанный с помощью уравнений от 3 до 6). DR – частота выходных данных, измеряемая в Гц.
PULSE_COUNT – количество генерируемых светодиодом импульсов во временном интервале A или временном интервале B.

Основные варианты исполнения

Если для работы алгоритма обнаружения дыма не требуется датчик влажности, то можно использовать цифровые датчики температуры ADT7302. ADT7302 занимает небольшую площадь на плате и может быть размещен под дымовой камерой. Его точность составляет 2 °C, а разрешение – 0,03125 °C, при этом стоит он дешевле датчика, установленного по умолчанию.

Оценка параметров и тестирование схемы

В следующем разделе кратко описывается оборудование, необходимое для оценки работы типового проекта CN-0537. Полное описание и другие подробные инструкции смотрите в руководстве пользователя платы EVAL-CN0537-ARDZ.


Необходимое оборудование

  • EVAL-CN0537-ARDZ
  • EVAL-ADICUP3029
  • Карта Micro SD
  • Кабель Micro USB – USB типа A
  • ПК или ноутбук с портом USB
  • Приложение для организации терминала последовательной передачи данных
  • Файл CN0537.hex


Настройка и испытательная установка

Для оценки работы системы CN-0537 имеется демонстрационное прикладное программное обеспечение, которое позволяет пользователю обмениваться информацией с установленным на плате ADPD188BI с помощью платформы разработки EVAL-ADICUP3029. Чтобы использовать это программное обеспечение, выполните следующие действия:

  1. Загрузите последнюю версию файла демонстрационного приложения CN-0537 (*.hex) из руководства пользователя платы EVAL-CN0537-ARDZ.
  2. Подключите плату EVAL-ADICUP3029 к компьютеру. Она должна отображаться на компьютере как внешний привод DAPLINK
  3. Загрузите демонстрационное прикладное программное обеспечение CN-0537 в EVAL-ADICUP3029, перетащив файл с расширением .hex на внешний привод DAPLINK.
  4. Запустите терминал последовательной передачи данных на компьютере.
    1. Установите тот последовательный порт, который назначен EVAL-ADICUP3029.
  5. Вставьте карту micro SD в порт P5 платы EVAL-CN0537-ARDZ.
  6. Подключите EVAL-CN0537-ARDZ к EVAL-ADICUP3029 с помощью разъемов форм-фактора Arduino.
  7. Нажмите кнопку S1 на плате EVAL-ADICUP3029 (она обозначена как 3029_RESET). Терминал последовательной передачи данных отобразит приветственный текст и будет ожидать ввода данных пользователем.
  8. Введите «s», что будет означать ввод команды для запуска процесса вывода потока данных.
    1. Программа начнет считывание сигналов синего и инфракрасного светодиодов и будет выводить в терминале соответствующие им данные в значениях PTR.
  9. Введите команду «i», чтобы остановить поток данных.


Чтобы получить копию файлов с выведенными в терминал данными, извлеките карту micro SD из платы EVAL-CN0537-ARDZ и прочтите ее содержимое с помощью компьютера. Содержимое потока данных сохраняется в виде файла .csv.

Полное описание и другие подробные инструкции смотрите в руководстве пользователя платы EVAL-CN0537-ARDZ.

Образцы

Образцы

Продукт

Описание

Доступный продукт
Модели для образца

LT8410 Ultralow Power Boost Converter with Output Disconnect

LT8410EDC#TRMPBF

LT8410EDC-1#TRMPBF

LT8410IDC#TRMPBF

LT8410IDC-1#TRMPBF

ADP151 Линейный КМОП стабилизатор с крайне низким шумом, выходной ток 200 мА

ADP151ACBZ-1.1-R7

ADP151ACBZ-1.2-R7

ADP151ACBZ-1.5-R7

ADP151ACBZ-1.8-R7

ADP151ACBZ-2.1-R7

ADP151ACBZ-2.5-R7

ADP151ACBZ-2.6-R7

ADP151ACBZ-2.75-R7

ADP151ACBZ-2.8-R7

ADP151ACBZ-2.85-R7

ADP151ACBZ-3.0-R7

ADP151ACBZ-3.3-R7

ADP151ACPZ-1.2-R7

ADP151ACPZ-1.5-R7

ADP151ACPZ-1.8-R7

ADP151ACPZ-2.5-R7

ADP151ACPZ-2.7-R7

ADP151ACPZ-3.0-R7

ADP151ACPZ-3.3-R7

ADP151AUJZ-1.2-R7

ADP151AUJZ-1.5-R7

ADP151AUJZ-1.8-R7

ADP151AUJZ-2.5-R7

ADP151AUJZ-2.8-R7

ADP151AUJZ-2.9-R7

ADP151AUJZ-3.0-R7

ADP151AUJZ-3.3-R7

ADP151TUJZ3.3-EPR2

ADP151WAUJZ-1.8-R7

ADPD188BI Интегрированный оптический модуль для обнаружения дыма

ADPD188BI-ACEZR7

Функционирование раздела Покупка возможно только в полной версии сайта
Оценочные платы Цена указана за одну единицу.
Назад
Проверить наличие
Через сайт Analog.com можно приобрести не более двух оценочных плат. Чтобы заказать более двух оценочных плат, пожалуйста, совершайте покупку через наших дистрибьюторов.
Цены указаны за одну штуку, в долларах США, на условиях ФОБ. Являются рекомендованными розничными ценами в США, приведены только для примерного расчета и могут меняться. Международные цены могут отличаться на величину местных пошлин, налогов, сборов и курсов валют.