額溫槍，技術(shù)原理

整理：黃工

原文鏈接：https://blog.csdn.net/Albert992/article/details/104439534

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(shí)醫(yī)用的額溫槍也脫銷了，一槍難求，因?yàn)槠淇焖贉y(cè)溫，無(wú)接觸測(cè)溫的特點(diǎn)，在醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、火車站、小區(qū)、海關(guān)等地方被廣泛使用，額溫槍成了名副其實(shí)的防疫物質(zhì)。

那么額溫槍的測(cè)溫原理是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？本文讓大家了解其原理。

一、常見(jiàn)人體測(cè)溫儀分類

二、額溫槍

1、外觀圖

一個(gè)完整的額溫槍產(chǎn)品是由外殼、內(nèi)部電路板及電池（系統(tǒng)供電）三個(gè)部分組成，對(duì)于外殼我們就不說(shuō)了，屬于結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計(jì)范疇，下面重點(diǎn)講述內(nèi)部電路組成。

從上面額溫槍的結(jié)構(gòu)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。

2、硬件結(jié)構(gòu)框圖

根據(jù)以上組成，我們可以畫出額溫槍的大致硬件結(jié)構(gòu)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(jìn)行測(cè)量，采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信號(hào)放大電路進(jìn)行放大，信號(hào)放大電路是可選項(xiàng)。

• MCU微處理器：接受紅外溫度傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)于模擬式的傳感器，需要添加A/D轉(zhuǎn)換電路，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再給MCU處理；對(duì)于數(shù)字式的溫度傳感器，可以直接給MCU進(jìn)行處理。

• 按鍵模塊：用于模式切換，測(cè)量物體，測(cè)量額頭，測(cè)量頸部等模式切換，按鍵可以自定義，可以做開(kāi)機(jī)鍵，系統(tǒng)復(fù)位鍵等。

• LCD顯示屏：MCU控制，用于對(duì)溫度數(shù)據(jù)的顯示。

• 蜂鳴器：報(bào)警模塊，MCU設(shè)置正常的溫度區(qū)間，如35~37.3℃，超過(guò)上限或者低于下限，進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警，溫度過(guò)低或過(guò)高均不正常。

• 晶振電路：用于MCU微處理的時(shí)鐘，提供震蕩源。

• 電池：電池是整個(gè)系統(tǒng)的主電源，因?yàn)轭~溫槍的便攜性，必定是電池供電，電池供電的產(chǎn)品，最重要的是低功耗，在不工作時(shí)，系統(tǒng)需要進(jìn)入睡眠模式，以達(dá)到更低的耗電，延長(zhǎng)電池壽命。

• 電源管理：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(zhuǎn)換為合適的電壓值給各模塊供電，當(dāng)然，也可以用可充電電池，加入充電電路。

3、紅外溫度傳感器

額溫槍其實(shí)就是一個(gè)單片機(jī)處理系統(tǒng)，最重要的就是紅外溫度傳感器模塊，傳感器也決定了測(cè)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(shù)字式傳感器，開(kāi)發(fā)中不需要外加A/D轉(zhuǎn)換電路，最高精度可以達(dá)到0.2℃，因?yàn)轶w積小，開(kāi)發(fā)方便，現(xiàn)在使用的還是比較多的。

體積很小，減少占用內(nèi)部電路的空間，可以使產(chǎn)品更加便攜。

工作電壓3V，越低的電壓意味能做更低的功耗，power-down模式電流僅1.1uA，也就是在溫度計(jì)不工作時(shí)消耗電池的電量極少，這個(gè)參數(shù)對(duì)于電池供電產(chǎn)品來(lái)說(shuō)十分重要。

內(nèi)部框圖

管腳定義，支持PWM和SMBus兩種模式

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。

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。

三、小結(jié)

任何物體在高于絕對(duì)零度(-273℃)以上時(shí)都會(huì)向外發(fā)出紅外線，額溫槍通過(guò)紅外溫度傳感器接收紅外線，計(jì)算出溫度數(shù)據(jù)，額溫槍的實(shí)現(xiàn)其實(shí)并不是很難，學(xué)過(guò)單片機(jī)的小伙伴應(yīng)該都能自己動(dòng)手制作實(shí)現(xiàn)。

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