今天的主角是額溫槍。

冠狀病毒疫情期間，大家都知道口罩脫銷了，消毒酒精脫銷了，其實醫用的額溫槍也脫銷了，一槍難求，因為其快速測溫（1 秒測溫），無接觸測溫的特點，在醫院、機場、火車站、小區、海關等地方被廣泛使用，額溫槍成了名副其實的防疫物質。

任何物體在高于絕對零度(-273℃)以上時都會向外發出紅外線，額溫槍通過紅外溫度傳感器接收紅外線，從而計算出溫度數據。

這篇文章簡單聊一聊額溫槍的硬件結構。

如下是常見測溫儀器的對比，在疫情嚴重期間，非接觸式和測溫快顯得尤為重要。

外觀圖

一個完整的額溫槍產品是由外殼、內部電路板及電池三個部分組成，對于外殼我們就不說了，屬于結構工程師設計范疇，下面重點講述內部電路組成。

從下面額溫槍的結構圖，可以看出電路器件有：LED 顯示屏、紅外溫度傳感器、電池、按鍵、蜂鳴器等。

額溫槍外觀圖

硬件框圖

根據以上組成，我們大致可以畫出額溫槍的硬件結構框圖，如下介紹各部分的作用。

額溫槍硬件結構框圖

紅外溫度傳感器： 用于采集人體 / 物體的溫度，紅外額溫槍一般距離額頭 1~3cm 處進行測量，采集到的數據經過信號放大電路進行放大，信號放大電路是可選項，有的溫度傳感器內部集成信號放大。

MCU 微處理器： 接受紅外溫度傳感器的數據進行處理，對于模擬式的傳感器，需要添加 A/D 轉換電路，將模擬信號轉換為數字信號，再給 MCU 處理；對于數字式的溫度傳感器，可以直接給 MCU 進行處理。

按鍵模塊： 用于模式切換，測量物體，測量額頭，測量頸部等模式切換，按鍵可以自定義，可以做開機鍵，系統復位鍵等。

LCD 顯示屏： MCU 控制，用于對溫度數據的顯示。

蜂鳴器模塊： 報警模塊，MCU 設置正常的溫度區間，如 35~37.3℃，超過上限或者低于下限，進行蜂鳴器報警，溫度過低或過高均不正常。

晶振電路： 用于 MCU 微處理的時鐘，提供震蕩源。

電池： 電池是整個系統的主電源，因為額溫槍的便攜性，必定是電池供電，電池供電的產品，最重要的是低功耗，在不工作時，系統需要進入睡眠模式，以達到更低的耗電，延長電池壽命。

電源管理模塊： 紅外溫度傳感器，顯示屏，蜂鳴器等模塊的供電電壓不一定相同，電池需要轉換為合適的電壓值給各模塊供電，當然，也可以用可充電電池，加入充電電路。

紅外溫度傳感器
額溫槍其實就是一個單片機處理系統，最重要的部分是紅外溫度傳感器塊，傳感器也決定了測量的精度，如下介紹一種常用的紅外溫度傳感器 MLX90615，MLX90615 屬于數字式傳感器，開發中不需要外加 A/D 轉換電路，最高精度可以達到 0.2℃，因為體積小，開發方便，現在使用的還是比較多的。

體積很小： 減少占用內部電路的空間，可以使產品更加便攜。

溫感外觀

工作電壓 3V： 越低的電壓意味能作更低的功耗，power-down 模式電流僅 1.1uA，即溫度計不工作狀態消耗電池的電量極少，這個參數對于電池供電產品來說十分重要。

電氣參數

從溫感的內部框圖可以看到，OPA 放大電路，A/D 模數轉化，濾波電路，以及用 DSP 進行數據的處理。

內部框圖

支持 PWM 和 SMBus 兩種模式

管腳定義

參考電路：
SMBus 模式，需要接兩根線 SDA 和 SCL，SDA 和 SCL 需要接上拉電阻。

SMBus 模式電路

PWM 模式，將 SDA 接到 MCU 帶有 PWM 功能的管腳，上拉 10K 電阻到 MCU 的供電電源上，SCL 連接到溫度傳感器電源 VDD 上。

PWM 模式電路

今天的文章到這里就結束了。。。

編輯：hfy