如何使用红外温度传感器设计一个红外测温手环

在日常生活中，我们经常获取某些物体的温度，我们可以用温度计测量或用手感知大体的温度。但是很多情况下不能接触物体，这时候可以通过红外测温方式来获取物体的温度，这种方式具有非接触和快速测温的优点。为了方便携带，笔者选用了一款小型的红外温度传感器，并制作成一款红外测温手环，轻轻一按按键，就会实时获取物体的表面温度。红外测温技术是一种广泛应用的非接触测温方法，尤其适合于无法直接接触物体表面的场合。红外温度传感器是实现这种技术的关键组件。本项目中，设计了一款基于红外测温传感器的红外测温手环，使得温度测量变得更加便捷。红外测温原理基于热辐射理论，所有温度高于绝对零度的物体都会向外辐射红外能量，且辐射能量的大小和分布与物体表面温度密切相关。红外温度传感器通过接收物体辐射的红外能量，经内部处理后计算出物体的表面温度。传感器类型包括单色和双色，前者与特定波段的辐射量成比例，后者则根据两个波段的辐射比值确定温度。在这个红外测温手环设计中，选用了Melexis的MLX90614ESF-BCC传感器，它是一款集成热电堆和信号处理的高精度传感器，封装紧凑，具有良好的非接触测量能力。其测量范围广泛，从-70°C到380°C，且在SMBus协议下分辨率达到0.02°C。MLX90614还内置光学滤波器，增强抗干扰能力，确保测量结果准确。手环系统由多个部分组成，包括单片机（STM8L051F3P6）、OLED显示屏、按键、蜂鸣器和充电管理模块（LTC4054）。单片机负责通过SMBus协议与传感器通信，获取温度数据并显示在OLED屏幕上，同时监控电池电压。系统在待机模式下节省电力，按键激活后进入工作模式，20秒后自动返回待机状态，降低能耗。OLED显示屏是一种自发光的显示技术，适合用于小型便携设备，提供清晰的视觉效果。手环的组装过程涉及PCB焊接、部件连接、外壳设计与3D打印，以及最后的组装和固定。尽管现有的手环体积较大，但通过优化电池、电路板和外壳设计，未来可以进一步缩小体积并增加更多功能。此项目不仅展示了红外测温技术在日常生活中的应用，也为可穿戴设备的创新设计提供了参考。