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3 http://www.socmcu.com SinOne SCW8916B 隔空水位检测专用 IC 目录 目录.1

1 总体描述

3 2 主要功能和优势.3 2.1 功能

3 2.2 优势

3 3 管脚定义

3 3.1 管脚配置.3 3.2 管脚定义.4

4 电气性能

4 4.1 推荐工作条件

4 4.2 直流电气特性

4 5 封装信息

5 6 隔空水位检测原理和框图

6 6.1 隔空水位检测原理

6 6.2 隔空水位检测框图

6 7 隔空水位检测相关使用说明.6 7.1 通道选择.6 7.2 灵敏度调节

6 7.2.1 电平一对一输出模式灵敏度设置

7 7.2.2 UART 输出模式灵敏度设置.7 7.3 通讯输出.7 7.4 水位校准.8 7.4.1 电平一对一输出模式水位校准

8 7.4.2 UART 输出模式水位校准

8 7.5 自检模式.9 7.6 自检模式异常时参数调节

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15 V1.3 http://www.socmcu.com SinOne SCW8916B 隔空水位检测专用 IC

8 原理图.10 8.1 典型应用电路.10 8.2 电路 Check List.10

9 PCB 图.11 9.1 PCB 参考图.11 9.2 PCB 布线要求

11 10 水位检测上位机 SCW8916B TOOL 使用说明.12 10.1 串口连接.12 10.2 水位检测通道选择

12 10.3 自检功能.13 10.4 水位检测参数调节功能.13 10.5 灵敏度设置功能.14 10.6 水位校准功能

14 10.7 配置保存和导入功能

14 11 规格更改记录

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15 V1.3 http://www.socmcu.com SinOne SCW8916B 隔空水位检测专用 IC

1 总体描述 SCW8916B 是一颗

4 通道隔空水位检测专用 IC,可隔空 2mm 准确检测到水和其它液体的位置变化.此IC 具有工业级规格,拥有 4KV EFT 和6KV 接触 ESD 能力,可顺利通过 3V CS 测试,是电子式液位检测方案的首 选.非常适合应用于饮水机、净饮机、咖啡机、水壶、洗碗机、制冰机等相关家用电器和电子产品.

2 主要功能和优势 2.1 功能 ? 工作电压:3.0V~5.5V ? 工作温度:-40 ~ 85℃ ? 封装:SOP16 ? 水位检测通道:1~4 通道 ? 水位检测输出通讯协议:电平一对一输出模式和 UART 输出模式 ? 灵敏度调节:8 级调节,电平一对一输出模式下采用电阻大小进行调节,UART 输出模式下采用通信 设置灵敏度 ? 校准模式:在线整机有水、无水状态校准 2.2 优势 ? 发明专利,业界独创;

? 隔空水位检测,不会污染水质;

? 电子式、方便小型化;

? 无机械损耗,经久耐用;

? 成本低,多路检测更容易;

? 强抗干扰能力,4KV EFT、6KV ESD、3V 动态 CS;

3 管脚定义 3.1 管脚配置 SCW8916B 管脚配置图 Page

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15 V1.3 http://www.socmcu.com SinOne SCW8916B 隔空水位检测专用 IC 3.2 管脚定义 管脚编号 管脚名称 管脚类型 功能说明

1 VDD Power 电源

2 C Cadj 接103 电容到 VSS

3 VSS Power 接地

4 OUT4 O CH4 电平信号输出,1 有水,0 无水,不用时悬空

5 OUT3/RXD I/O CH3 电平信号输出,1 有水,0 无水,不用时悬空 UART 输出模式下为 RXD 口6OUT2/TXD O CH2 电平信号输出,1 有水,0 无水,不用时悬空 UART 输出模式下为 TXD 口7OUT1 O CH1 电平信号输出,1 有水,0 无水,不用时悬空

8 TEST I 测试模式(电平一对一输出模式下有效) 用于整机有水/无水状态校准及自检

9 SENS I 灵敏度调节(电平一对一输出模式下有效) 8级电阻可选,连接100K电阻至VDD,可调电阻至VSS;

当产品需要过 CS 测试时,将100K 电阻与可调电阻反接, 即可调电阻接至 VDD,100K 电阻接至 VSS

10 OUTS I 水位信息输出通讯方式选择: 1,电平一对一输出;

0,UART 输出,每100mS 刷新一次;

11 TOPT I 水位校准方式选择: 1,校准上下水位;

0,仅校准下水位;

12 CH1 I 检水通道 1,不用时接地

13 CH2 I 检水通道 2,不用时接地

14 CH3 I 检水通道 3,不用时接地

15 CH4 I 检水通道 4,不用时接地

16 Reserve I 悬空接 PCB,具体连接方式请参见 9.2 PCB 布线要求

4 电气性能 4.1 推荐工作条件 符号 参数 最小值 最大值 UNIT VDD 工作电压 3.0 5.5 V TA 工作环境温度 -40

85 ℃ TSTG 储存温度 -55

125 ℃ 4.2 直流电气特性 (VDD = 5V,TA = +25℃,除非另有说明) 符号 参数 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件 Iop 工作电流 - 8.3 - mA 5V VIH 输入高电压 0.7VDD - VDD+0.3 V VIL 输入低电压 -0.3 - 0.3VDD V IOL 灌电流 -

43 - mA VPin=0.8V IOH 输出高的电流 -

10 - mA VPin=4.7V Page

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15 V1.3 http://www.socmcu.com SinOne SCW8916B 隔空水位检测专用 IC

5 封装信息 SOP 16L(150mil) 外形尺寸 单位:毫米 符号 mm(毫米) 最小 正常 最大 A 1.500 1.600 1.700 A1 0.100 0.150 0.200 A2 1.400 1.450 1.500 b 0.356 0.406 0.470 C 0.203(BSC) D 9.700 9.900 10.160 S 0.505(BSC) E 3.800 3.900 4.000 HE 5.900 6.000 6.100 e 1.27(BSC) L 0.500 0.660 0.700 LE 0.950 1.050 1.150 ? 0? - 8? Page

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15 V1.3 http://www.socmcu.com SinOne SCW8916B 隔空水位检测专用 IC

6 隔空水位检测原理和框图 6.1 隔空水位检测原理 1. PCB 和容器之间介质变化会引起电容的微小变化;

2. SCW8916B 具有极高的电容检测灵敏度,可检测到水位变化带来的微小电容变化;

3. SCW8916B 具有 2mm 左右的隔空能力,对结构及安装有较高的容错能力;

4. 可有效应对水垢堆积带来的变化. 6.2 隔空水位检测框图 PCB 上有对应的水位检测铜箔,用来感应水位的变化,安装在容器壁对应高度位置,水位到达相应位置带来 的电容变化会被水位检测板准确测量到并通过输出口发送信号到控制系统.一般情况下,水位检测 PCB 会紧贴液 体容器壁安装,为减小安装误差带来的影响,本方案可接受在 2mm 以内隔空的情况下,仍然能非常准确地检测到 水位的变化.

7 隔空水位检测相关使用说明 7.1 通道选择 用户可使用 1~4 个水位检测通道,用户可以任意选择不同的 CH 通道做检水通道,但是用户需要在实际应用 中加入容错机制.例如,如果用户选择了两个 CH 通道做两档水位检测,用户需要根据实际产品检水情况进行判 断,当低水位通道检测到有水时高水位通道才可能检测到有水,当低水位通道检测到无水、高水位通道检测到有 水应该认为是一种异常情况.当用户选择多个通道时情况类似,必须低水位通道检测到有水时高水位通道才有可 能有水,否则就应该认为是异常情况. 7.2 灵敏度调节 不同灵敏度主要表现为水位检测铜箔对水位变化的敏感度不同,也就是有多高的水覆盖到铜箔后可判断为有 水.表现出的结果如下图,灵敏度设定越高,系统判断出的有无水线对应铜箔的位置就越低. Page

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15 V1.3 http://www.socmcu.com SinOne SCW8916B 隔空水位检测专用 IC 7.2.1 电平一对一输出模式灵敏度设置 用户需通过电阻来设定灵敏度,电阻越小则灵敏度越高,灵敏度的设定值和电阻关系如下: 灵敏度等级 电阻值 7(最低) 82K

6 68K

5 51K

4 39K 3(缺省,只接 VDD 不接可调电阻) 27K

2 18K

1 10K 0(最高) 3.3K 注意:接入的 100K 电阻及灵敏度电阻精度要求为 1%;

7.2.2 UART 输出模式灵敏度设置 UART 输出模式下,IC 上电 8S 内通过灵敏度设置命令来设置各检水通道的灵敏度等级 0-7 档,UART 波特率 为9600Bit/S,命令格式如下: 主机―>

SCW8916B:固定

6 个Byte,与用户选用的检水通道数无关 命令字 Byte0 Byte1 Byte2 Byte3 Byte4 Byte5 含义 Command Sensitivity1 Sensitivity2 Sensitivity3 Sensitivity4 Checksum Command:灵敏度等级设定命令,固定为 0x43;

Sensitivity1:CH1 通道的灵敏度等级设定,取值范围 00-07 共8个等级;

Sensitivity2:CH2 通道的灵敏度等级设定,取值范围 00-07 共8个等级;

Sensitivity3:CH3 通道的灵敏度等级设定,取值范围 00-07 共8个等级;

Sensitivity4:CH4 通道的灵敏度等级设定,取值范围 00-07 共8个等级;

Checksum:灵敏度等级设置校验和(Byte1-Byte4 的校验和),SCW8916B 在收到灵敏度等级设置信息后 会对数据进行校验并返回

1 个Byte 的校验信息. SCW8916B―>

主机:1 个Byte 数据 Byte0 含义 Status Status:校验成功后 SCW8916B 回复 0x53,此时说明灵敏度设置成功,用户可停止对灵敏度的设置;

校验 失败 SCW8916B 回复 0x49,此时用户需要重新发送灵敏度设置信息,直到 SCW8916B 回复 0x53 为止,如果用户 无法正确设置灵敏度,则SCW8916B 会默认使用第

3 灵敏度等级. 注意:灵敏度设置成功后 SCW8916B 此后会保持设定的值,重新上电后不需要重新设定,当用户需要更改 灵敏度时再重新设置即可.灵敏度等级设置信息的长度与用户使用的检水通道个数无关,固定为

4 个Byte,当用 户使用的检水通道小于

4 个时,用户也必须依次将 CH1-CH4 的灵敏度等级写入,不使用的通道用户可以设置任 意值,建议设置为 0x07. 7.3 通讯输出 用户可以选择将

4 路水位检测结果通过 UART 传送出去或者通过一对一的电平输出,通讯输出选择 OUTS 的 设定关系如下: OUTS 水位信息输出模式 CH1 CH2 CH3 CH4 0(接地) 串口 UART 输出模式 UART 每100mS 输出一次所有通道状态值 H(悬空) 电平一对一输出模式 0:无水 1:有水 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 UART 输出协议: 1. 波特率:9600Bit/S;

2. 100mS/次;

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15 V1.3 http://www.socmcu.com SinOne SCW8916B 隔空水位检测专用 IC 3. UART 输出数据格式如下: 数据位 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 含义 CH4 CH3 CH2 CH1 CH4 CH3 CH2 CH1 反码 水位状态,对应 Bit 置1代表有水 7.4 水位校准 用户需要通过 TEST 管脚或者是 UART 通信来校验整体在有水和无水状态下的实际初始值,用以消除整机安 装的偏差,本方案提供两种校验方式: 校准方式选择 TOPT: 0:仅校准下水位;

1:校准上下水位;

7.4.1 电平一对一输出模式水位校准 1. TOPT=0 仅校准下水位: 1) 空水箱情况下,上电 8S 内上位机给出信号,上电后芯片需要 700mS 用于初始化,建议客户在上电 1S 后再发送该信号,SCW8916B TEST PIN 接收到上位机给出的一个 100mS 低脉冲和大于 500mS 高电平即进入校准模式;

2) SCW8916B 在接收到校准信号后 1S 内完成下水位校准,在校准过程中 OUT1 输出为高;

3) SCW8916B 校准完成后,通过 OUT1 输出一个 100mS 低脉冲和大于 500mS 的高电平,然后正常输 出水位状态;

2. TOPT=1 校准上下水位: 1) 校准下水位: ① 空水箱情况下,上电 8S 内上位机给出信号,上电后芯片需要 700mS 用于初始化,建议客户在 上电 1S 后再发送该信号,SCW8916B TEST PIN 接收到上位机给出的一个 100mS 低脉冲和大 于500mS 高电平即进入校准模式;

② SCW8916B 在接收到校准信号后 1S 内完成下水位校准,在校准过程中 OUT1 输出为高;

③ SCW8916B 校准完成后,通过 OUT1 输出一个 100mS 低脉冲和大于 500mS 的高电平;

2) 校准上水位: ① 满水箱情况下,上电 8S 内上位机给出信号,上电后芯片需要 700mS 用于初始化,建议客户在 上电 1S 后再发送该信号,SCW8916B TEST PIN 接收到上位机给出的一个 200mS 低脉冲和大 于500mS 高电平即进入校准模式;

② SCW8916B 在接收到校准信号后 1S 内完成上水位校准,在校准过程中 OUT1 输出为高;

③ SCW8916B 校准完成后,通过 OUT1 输出一个 200mS 低脉冲和大于 500mS 的高电平;

3) 上下水位都校准完成后,通过 OUT1 输出: 如果上下水位都正确进行了校准:OUT1 输出两个 20mS Low 80mS High 脉冲;

然后正常输出水位 状态;

如果上下水位校准错误或者是只校准了其中一个水位:OUT1输出两个 80mS Low 20mS High脉冲;

随后 OUT1OUT2OUT3OUT4 每隔 100mS 取反一次进行报错. 注意:以上校准过程必须在整机安装完成后进行,否则会导致检水不准确.另外,如果从未进行过水位校准, 上电 8S 后OUT1OUT2OUT3OUT4 会每隔 100mS 取反一次进行报错提示,如果已经正确进行过水位校准,上电1S 后SCW8916B 会正常输出水位状态. 7.4.2 UART 输出模式水位校准 1. TOPT=0 仅校准下水位: 1) 空水箱情况下,上电 8S 内上位机通过 UART 通信向 SCW8916B 的RXD 口发送 0x25 命令, SCW8916B 在收到 0x25 命令后进入下水位校验状态,波特率 9600Bit/S;

2) SCW8916B 在接收到校准信号后 1S 内完成下水位校准;

3) SCW8916B 校准完成后,通过 TXD 口回复 0x52,说明下水位校验成功,然后正常输出水位状态;

2. TOPT=1 校准上下水位: 1) 校准下水位: ① 空水箱情况下,上电 8S 内上位机通过 UART 通信向 SCW8916B 的RXD 口发送 0x25 命令, SCW8916B 在收到 0x25 命令后进入下水位校验状态;

② SCW8916B 在接收到校准信号后 1S 内完成下水位校准;

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15 V1.3 http://www.socmcu.com SinOne SCW8916B 隔空水位检测专用 IC ③ SCW8916B 校准完成后,通过 T................