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赤外線サーモパイル・センサTMP007を使って、筐体(ケース)温度を測定!

スマートフォンで火傷?筐体温度を測定することは重要!

スマートフォンやタブレット製品は、今やグラフィック処理・ワイヤレス対応は当たり前の時代です。さらにInternet of Things(IoT)が広まるにつれ、これまでよりも小さな筐体の製品が増えてきます。そこにはGHz動作のマルチコア・プロセッサや、WiFi・GPSなどの数多くのチップが搭載されることになります。

そこで気になるのが筐体温度。スマートフォンでゲームや動画再生をすると本体がかなり熱くなりますよね。充電中ならなおさらです。人間の皮膚は43℃から火傷すると言われており、意外と低い温度でも危険なことが分かります。
製品の小型化、複雑化が進む中で、筐体温度をどう正確に測定するか?が課題となっています。

赤外線サーモパイル・センサTMP007はどんな製品?

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これまでの赤外線温度センサは、サイズが大きく高価でした。とてもじゃないですがポータブル製品には内蔵できない大きさだったため、主に工業用として使用されていました。

TMP007の特長は、1.6mm x 1.6mmと超小型!!消費電力も大幅に低減し、薄型タブレットやスマートフォンなどのコンシューマ製品に搭載が可能になりました。また温度範囲は-40℃~+125 ℃をサポート、接触させて直接温度を測定するローカル温度センサと非接触赤外線温度センサをワンチップに内蔵した画期的な製品です。


動作原理は?

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物体は表面から赤外線エネルギーを放出します。赤外線エネルギーはパッケージを透過し、チップ内のサーモパイルにて検出されます。TMP007はサーモパイルの温度変化を元に電圧変換して温度を測定しています。

では実際にどう設置したらいいの?

従来の構成では接触型の温度センサを測定対象物(今は筐体)に直接取り付けて温度を測定します。左上の例では一番温度が高くなるCPUの真上に温度センサを配置しています。ただし、筐体が分厚くなる、組立てにくい、壊れやすくなるなどの理由から実際の設計ではあまり使用されません。また右上の例のように、プリント基板上のCPU横に温度センサを配置した場合、プリント基板の温度は測れるものの、筐体温度はあくまで推測となります。温度測定の精度低下や、より大きなマージンを持たせる必要が出てきてしまいます。

そこでTMP007の非接触赤外線センサを生かし、測定対象物の温度を非接触で測定します。プリント基板上のCPU横にTMP007を配置したとしても、筐体の温度を正確に測定可能です。こうすれば筐体も薄くできますし、設計もしやすくなりますよね。
補足情報ですが、センサと測定対象物の距離は、対象物の半径の1/2以内であれば測定感度が高いです。

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今すぐ試してみてください!

TMP007はKiboのMpression CiP-1ボード(緑色)やSensorTagに搭載されております。
センサー単体の評価キットTMP007EVMも販売を開始しましたので、是非活用してみてください。

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