elmos推出超低功耗的热释电传感器技术解决方案

    德国多特蒙德，艾尔默斯公司（elmos）日前宣布推出一款针对人体被动红外（PIR）应用的超低功耗解决方案E931.96。该方案通过热释电红外传感器以非接触方式检测出人体辐射的信号，并将该信号转换成电信号输入到芯片中进行信号处理。该芯片的工作电流极低，典型的功耗只有3μA,非常适用于对功耗要求很高，以及利用电池供电的应用场合。

    E931.96是一款超低功耗的可编程PIR控制芯片，特别适合用在无线安防报警、对电源续航能力要求苛刻等领域。利用该传感器的低功耗特点，当检测到报警信号之后，把单片机从睡眠模式唤醒，然后发送射频信号进行远程无线报警。

    首先，当系统上电的时候，外部单片机要E931.96进行配置，把必要的配置参数写入E931.96内部寄存器中，然后，它根据写入的这些信息和判别依据进入正常的工作模式。一旦进入到这种模式之后，系统将进入监控布防模式，一旦有非法闯入就启动报警程序。在这一过程中，系统只消耗非常低的电流。在布防期间，热释电传感器以及E931.96的芯片处于正常的工作模式，在没有非法闯入的情况下，为了减小系统的工作电流，可以让单片机处于睡眠状态，只有当E931.96检测到非法闯入的时候才发出把单片机系统唤醒。通过这种工作方式，可以大大增加电池的使用寿命及续航能力。
除此之外，可以通过外部单片机对对该芯片进行配置，这一能够利用E931.96内部的ADC对其自身的温度以及电源电压进行检测。另外，芯片内部还集成了一个稳压管，也可以通过软件对这个稳压管进行设置，对外部电路（如模拟PIR传感器）提供稳定的电源。

    为了增大检测的视角范围，在实际应用中，也可以把两个模拟探头并联接到E931.96的输入端口，以此来监控更大的区域。

    目前E931.96主要提供SO8的封装形式，并且已经批量给客户进行供货。

图1. E931.96内部结构框图

    上图1是该芯片的内部结构框图，左侧的PIRIN和NPIRIN是芯片的两个信号输入端口，PIR传感器把检测到的人体信号转换成电压信号，通过这两个引脚传输给E931.96。信号进入到芯片内部之后通过AD转换，并且按照用户配置的工作模式，进行后续的信号处理和感应输出。在框图的右侧，电源接口VDD以及VSS地。该芯片的工作模式经过SERIN端口和外部单片机进行单线通讯，把配置的参数写入到芯片内部。在工作过程中，INT/DOCI接口按照设定的模式工作，并且对外输出相应的感应信号。

主要特点
3μA超低工作电流
可编程监控模式
片上集成温度及电压检测功能
可选片上稳压管，能够给外部负载（如模拟PIR探头）提供稳定电源
较强的抗射频干扰能力
单线参数配置，单线感应报警输出

应用领域
对电池续航能力要求很高以及无线人体检测传感器应用
热释电人体检测以及安防报警
热释电人体感应灯控制器

典型应用电路

图2. E931.96典型应用电路

    上图２是结合传统模拟探头的典型应用电路。当热释电传感器识别到人体移动的信号之后，把它传给E931.96，然后E931.96按照外部单片机配置（通过SERIN引脚配置）的工作模式进行工作，同时把识别到的信号经过处理之后传给或者是唤醒外部的单片机。在这个应用中我们也看到，模拟探头的供电电源是通过E931.96的内部稳压管提供，可以省掉外部额外的供电回路，降低的系统成本。