通過溫度開關(guān)保護(hù)室外攝像頭免受極端天氣的影響
發(fā)布時(shí)間:2020-03-01 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】室外攝像頭在安保應(yīng)用中扮演者重要角色,因此,無論處于熱帶、寒帶,還是日溫差極大的氣候,都需要確保它們不會運(yùn)轉(zhuǎn)失?;虬l(fā)生故障。
舊版室外攝像頭只能在特定溫度范圍內(nèi)可靠地運(yùn)行。溫度較低時(shí),鋰電池的內(nèi)部電阻較大,使得電池容量迅速退化,甚至失效。溫度很高時(shí),攝像頭的圖像傳感器可能會產(chǎn)生“熱像素”,即會對整體圖像質(zhì)量產(chǎn)生不利影響的明亮的單個(gè)像素。
設(shè)計(jì)一種可承受-30°C至+ 55°C的寬范圍環(huán)境溫度的室外攝像頭面臨兩個(gè)主要的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。第一個(gè)挑戰(zhàn)是極高/低溫下的啟動能力。第二個(gè)挑戰(zhàn)是需要在寬溫度范圍內(nèi)準(zhǔn)確測量溫度,因?yàn)榘惭b在攝像頭內(nèi)部的風(fēng)扇或加熱器的運(yùn)行基于溫度測量值。精確的溫度結(jié)果可最大化攝像頭的工作溫度范圍,并防止設(shè)備故障。
具有溫度開關(guān)的設(shè)計(jì)可以幫助解決這兩個(gè)挑戰(zhàn)。
了解有關(guān)TMP390溫度開關(guān)的更多信息 →通過小型傳感器推動工業(yè)創(chuàng)新
風(fēng)扇和加熱器如何實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行
室外攝像頭,尤其是高清攝像頭,會產(chǎn)生較高能量。環(huán)境溫度較高時(shí),風(fēng)扇可以降低內(nèi)部溫度,以保持?jǐn)z像頭正常運(yùn)行。極端寒冷條件下,盡管攝像頭會產(chǎn)生大量熱量,但這些熱量仍不足以使其在最低工作溫度之上工作。因此,當(dāng)環(huán)境溫度低時(shí),可使用加熱器來升高內(nèi)部溫度。
圖1所示為傳統(tǒng)的溫度保護(hù)設(shè)計(jì),其中微控制器(MCU)或處理器首先啟動,并借助傳感器檢測溫度。但是,如果溫度太低或太高,嘗試啟動時(shí)可能會損壞MCU或圖像傳感器。為避免這種情況,室外攝像頭設(shè)計(jì)應(yīng)在嘗試啟動攝像頭之前將其恢復(fù)到最低工作溫度。
圖1:傳統(tǒng)的溫度保護(hù)設(shè)計(jì)
TMP390雙通道溫度開關(guān)可在不使用MCU的情況下提供獨(dú)立的過高和過低溫度檢測。由于溫度開關(guān)直接控制風(fēng)扇和加熱器,因此可在MCU啟動之前為整個(gè)系統(tǒng)提供合適的溫度,從而防止MCU在極高或極低的溫度下運(yùn)行。電阻器可編程的溫度跳閘點(diǎn)為各種應(yīng)用提供了靈活性,而電阻器編程的5°C或10°C的熱滯選項(xiàng)可以防止不必要的數(shù)字輸出切換。
在極低溫度下的啟動過程中(參見圖2),接通電源后,溫度開關(guān)將首先啟動;MCU或其他組件保持關(guān)閉狀態(tài)。溫度超出安全范圍時(shí),處于低電平有效狀態(tài),同時(shí),加熱器和風(fēng)扇開始增加內(nèi)部溫度。溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí),整個(gè)系統(tǒng)開始啟動。與圖1中的傳統(tǒng)溫度保護(hù)設(shè)計(jì)相比,TMP390溫度開關(guān)可在系統(tǒng)啟動之前調(diào)節(jié)溫度,從而解決了在極低或極高溫度下啟動的挑戰(zhàn)。
圖2:TMP390在+ 60°C和-40°C閾值下具有10°C磁滯的示例電路
TMP390溫度開關(guān)在-55°C至+ 130°C范圍內(nèi)具有3C精度(從0°C至+ 70°C為±1.5°C),可在較寬溫度范圍內(nèi)提供足夠精度。通過精確的溫度測量,室外攝像頭不必再為溫度保護(hù)留余地,從而可使工作溫度范圍最大化,并有效地保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備。由于TMP390溫度開關(guān)可精確控制風(fēng)扇或加熱器,因此可省去室外攝像頭中不必要的耗能。
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