最新参考设计,简化您的火灾探测器设计

物质燃烧时,产生烟雾和放出热量的同时,也产生可见的或大气中没有的、不可见的光辐射。火焰探测器又称感光式火灾探测器,它是用于响应火灾的光特性,即探测火焰燃烧的光照强度和火焰的闪烁频率的一种火灾探测器。红外火焰探测器是对火焰中波长较长的红外光辐射敏感的一种火焰探测器。根据探测的波段不同,又分为单波段、双波段和三波段。

今天为大家推荐的这款三波段红外火焰探测器(以下简称IR3FD)参考设计涵盖了红外火焰探测器的基本功能,提供从火焰传感器信号放大滤波、片内ADC数据采集,灵活的信号输出接口和图形化的上位机软件。利用该平台客户可以快速评估火焰传感器和硬件电路的性能,缩短设计周期。

点击链接,即可下载完整资源包http://h.analog.com/CN-REF-IR3FD?ADICID=SOME_CN_P1190

该资源包包括详细资料及软件下载

  • 硬件设计文档(原理图、PCB及BOM)
  • 上位机软件
  • 测试报告
  • 用户操作手册

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IR3FD平台采用了三颗英国Pyreos公司的火焰传感器,分别覆盖4.35μm、4.64μm和3.91μm三种波段。该传感器是电流型传感器,内置跨阻放大器提供电流转换成电压输出。与传统电压型传感器相比,该传感器响应速度快,灵敏度高。

火焰信号是低频信号,在空气中随着距离能量急剧衰减,针对国家标准《GB 15631-2008 特种火灾探测器》I级灵敏度25米以及更远距离的需求,本IR3FD平台采用了ADI 超低噪声自稳零精密放大器ADA4528-2用于火焰信号的放大以及超低噪声线性稳压器ADM7160为火焰传感器提供模拟供电。

IR3FD平台提供灵活的信号输出,包括标准的继电器故障和报警输出、RS485、RS232、4-20mA输出和USB输出。我们为RS485、RS232、4-20mA等输出端口配备了ADI的数字隔离器进行隔离保护。

IR3FD图形化的上位机软件提供多路波形实时显示、保存和回放功能供客户进行数据采集和分析。

电路板实物图

软件设计

IR3FD上位机软件的主界面如下图所示,这是世健国际贸易(上海)有限公司开发的上位机软件,具有多路传感器波形显示、采集数据显示与统计、数据导出和加载、数据对比等功能。

硬件设计

本参考设计提供如下接口:

  • 4路火焰传感器接口,除3路Pyreos传感器接口外,客户可接入电压型传感器接口进行对比测试。
  • 双12位SAR型ADC输入、最多可16通道。
  • 继电器故障与报警输出
  • 1路 隔离4-20 mA输出
  • 1路 隔离RS-485 输出
  • 1路 隔离RS-232输出
  • 1路 隔离USB输出

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    •  Analog Employees 
    on Sep 19, 2016 10:43 AM

    本参考设计中的特色产品推荐:

    5.0V超低噪声、零漂移、RRIO双通道运算放大器:ADA4528-2   

    http://www.analog.com/cn/products/amplifiers/operational-amplifiers/zero-drift-amplifiers/ada4528-2.html

    ADA4528-2为一款超低噪声、零漂移运算放大器,具有轨到轨输入输出摆幅。这两款器件的失调电压为2.5 μV,失调电压漂移为0.015 μV/°C,典型噪声为97 μV p-p(0.1 Hz至10 Hz,AV = +100),因而非常适合不容许存在误差源的应用。

    ADA4528-2具有2.2 V至5.5 V的宽工作电源电压范围、高增益、出色的CMRR和PSRR特性,是低电平信号精密放大应用的理想之选,如位置和压力传感器、应变计、医疗仪器等。

    欲了解有关ADA4528-2的更多信息,请参阅“最低噪声的零漂移放大器提供5.6 nV/√Hz电压噪声密度”

    超低噪声、200mA线性稳压器:ADM7160

    http://www.analog.com/cn/products/power-management/linear-regulators/adm7160.html

    ADM7160是一款超低噪声、低压差线性稳压器,采用2.2 V至5.5 V电源供电,最大输出电流为200 mA。在200 mA负载下压差仅为150 mV,不仅可提高效率,而且能使器件在很宽的输入电压范围内工作。ADM7160采用新颖的电路拓扑结构,实现了超低噪声性能,而无需旁路电容,非常适合对噪声敏感的模拟和RF应用。

    ADM7160经过专门设计,利用1 μF、±30%小型陶瓷输入和输出电容便可稳定工作,适合高性能、空间受限应用的要求。

    3kV rms、默认输出高电平、双通道数字隔离器(1/1通道方向性):ADUM1281

    http://www.analog.com/cn/products/interface-isolation/isolation/standard-digital-isolators/adum1281.html

    ADuM128x是一款采用ADI公司iCouplerRegistered技术的双通道数字隔离器。这些隔离器件将高速CMOS与单芯片空芯变压器技术融为一体,具有优于光耦合器件和其它集成式耦合器等替代器件的出色性能特征。这些器件的传播延迟为20 ns,C级脉冲宽度失真小于2 ns。C级还具有5ns的严格通道间匹配。可应用于:

    - 通用多通道隔离

    - 数据转换器隔离

    - 工业现场总线隔离

    小型、四通道、3.75 KV RMS数字隔离器(3/1通道方向性):ADUM3481

    http://www.analog.com/cn/products/interface-isolation/isolation/standard-digital-isolators/adum3481.html

    ADuM3481是采用ADI公司 iCouplerRegistered 技术的四通道数字隔离器。这些隔离器件将高速CMOS与单芯片空芯变压器技术融为一体,具有优于光耦合器件和其它集成式耦合器等替代器件的出色性能特征。典型传播延迟降至25 ns,脉冲宽度失真也随之减半。

    ADuM3481的4个通道支持多种通道配置和两种数据速率,最高达25 Mbps。全部模块均采用独立内核和I/O电源供电。内核采用3.0 V至5.5 V供电,而I/O电源可提供1.8 V至5.5 V电压范围。若需要在内核工作范围内供电,可将两个电源连在一起以便实现单电源供电。当I/O需要与不同于内核电源供电的逻辑电平对接,则I/O电源可在更宽范围内独立于内核电源工作。I/O电源电压的最小值为1.8 V,与低电压逻辑兼容。正常工作时,需要内核和I/O电源同时供电。

    集成DC/DC转换器的双通道隔离器(1/1通道方向性):ADUM5211

    http://www.analog.com/cn/products/interface-isolation/isolation/isopower/adum5211.html

    ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 均为集成 isoPowerRegistered隔离式DC/DC转换器的四通道数字隔离器,基于ADI公司的 iCouplerRegistered 技术,能够提供可在3.15 V和5.25 V之间调节的稳压隔离电源。输入电源电压可以略低于所需输出,也可以远高于所需输出。在低功耗隔离设计中,这样就无需使用单独的隔离式DC/DC转换器。

    利用iCoupler芯片级变压器技术,能够隔离逻辑信号和DC/DC转换器的磁性元件。因此,可提供小尺寸、完全隔离的解决方案。isoPower 利用高频开关元件,通过其变压器传输功率。设计印刷电路板(PCB)布局时应特别小心,必须符合相关辐射标准。

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    •  Analog Employees 
    on Sep 19, 2016 10:43 AM

    本参考设计中的特色产品推荐:

    5.0V超低噪声、零漂移、RRIO双通道运算放大器:ADA4528-2   

    http://www.analog.com/cn/products/amplifiers/operational-amplifiers/zero-drift-amplifiers/ada4528-2.html

    ADA4528-2为一款超低噪声、零漂移运算放大器,具有轨到轨输入输出摆幅。这两款器件的失调电压为2.5 μV,失调电压漂移为0.015 μV/°C,典型噪声为97 μV p-p(0.1 Hz至10 Hz,AV = +100),因而非常适合不容许存在误差源的应用。

    ADA4528-2具有2.2 V至5.5 V的宽工作电源电压范围、高增益、出色的CMRR和PSRR特性,是低电平信号精密放大应用的理想之选,如位置和压力传感器、应变计、医疗仪器等。

    欲了解有关ADA4528-2的更多信息,请参阅“最低噪声的零漂移放大器提供5.6 nV/√Hz电压噪声密度”

    超低噪声、200mA线性稳压器:ADM7160

    http://www.analog.com/cn/products/power-management/linear-regulators/adm7160.html

    ADM7160是一款超低噪声、低压差线性稳压器,采用2.2 V至5.5 V电源供电,最大输出电流为200 mA。在200 mA负载下压差仅为150 mV,不仅可提高效率,而且能使器件在很宽的输入电压范围内工作。ADM7160采用新颖的电路拓扑结构,实现了超低噪声性能,而无需旁路电容,非常适合对噪声敏感的模拟和RF应用。

    ADM7160经过专门设计,利用1 μF、±30%小型陶瓷输入和输出电容便可稳定工作,适合高性能、空间受限应用的要求。

    3kV rms、默认输出高电平、双通道数字隔离器(1/1通道方向性):ADUM1281

    http://www.analog.com/cn/products/interface-isolation/isolation/standard-digital-isolators/adum1281.html

    ADuM128x是一款采用ADI公司iCouplerRegistered技术的双通道数字隔离器。这些隔离器件将高速CMOS与单芯片空芯变压器技术融为一体,具有优于光耦合器件和其它集成式耦合器等替代器件的出色性能特征。这些器件的传播延迟为20 ns,C级脉冲宽度失真小于2 ns。C级还具有5ns的严格通道间匹配。可应用于:

    - 通用多通道隔离

    - 数据转换器隔离

    - 工业现场总线隔离

    小型、四通道、3.75 KV RMS数字隔离器(3/1通道方向性):ADUM3481

    http://www.analog.com/cn/products/interface-isolation/isolation/standard-digital-isolators/adum3481.html

    ADuM3481是采用ADI公司 iCouplerRegistered 技术的四通道数字隔离器。这些隔离器件将高速CMOS与单芯片空芯变压器技术融为一体,具有优于光耦合器件和其它集成式耦合器等替代器件的出色性能特征。典型传播延迟降至25 ns,脉冲宽度失真也随之减半。

    ADuM3481的4个通道支持多种通道配置和两种数据速率,最高达25 Mbps。全部模块均采用独立内核和I/O电源供电。内核采用3.0 V至5.5 V供电,而I/O电源可提供1.8 V至5.5 V电压范围。若需要在内核工作范围内供电,可将两个电源连在一起以便实现单电源供电。当I/O需要与不同于内核电源供电的逻辑电平对接,则I/O电源可在更宽范围内独立于内核电源工作。I/O电源电压的最小值为1.8 V,与低电压逻辑兼容。正常工作时,需要内核和I/O电源同时供电。

    集成DC/DC转换器的双通道隔离器(1/1通道方向性):ADUM5211

    http://www.analog.com/cn/products/interface-isolation/isolation/isopower/adum5211.html

    ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 均为集成 isoPowerRegistered隔离式DC/DC转换器的四通道数字隔离器,基于ADI公司的 iCouplerRegistered 技术,能够提供可在3.15 V和5.25 V之间调节的稳压隔离电源。输入电源电压可以略低于所需输出,也可以远高于所需输出。在低功耗隔离设计中,这样就无需使用单独的隔离式DC/DC转换器。

    利用iCoupler芯片级变压器技术,能够隔离逻辑信号和DC/DC转换器的磁性元件。因此,可提供小尺寸、完全隔离的解决方案。isoPower 利用高频开关元件,通过其变压器传输功率。设计印刷电路板(PCB)布局时应特别小心,必须符合相关辐射标准。

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