STMicroelectronics STEVAL-C34KAT1扩展套件是一款多传感扩展套件，集成了STEVALC34AT01扩展板和柔性电缆。该设备采用了小尺寸和精准的设计，能够精确地测量记录高达传感器带宽 (6kHz) 和温度的振动。

数据手册：*附件：STMicroelectronics STEVAL-C34KAT1扩展套件数据手册.pdf

特性

• 适合STEVAL-STWINBX1评估板的理想插件
• 超宽带宽（高达6kHz）、低噪声、三轴数字振动传感器 (IIS3DWB)：
  • 超宽和平坦频率响应范围：直流至6kHz（±3dB点）
  • 低通或高通滤波器，具有可选的截止频率
  • 1.1mA，三轴全性能
  • 扩展温度范围：-40°C至+105°C
• 低电压、超低功率、0.5°C精度I^2^C/SMBus 3.0温度传感器 (STTS22H)
  • 通过中断引脚可编程阈值
  • 超低电流：1.75µA（单次模式）
  • 工作温度范围：-40°C至+125°C
• 底部裸露焊盘，以改进温度传感器的热耦合
• 电源输入：2.1V至3.3V

概述

STEVAL-C34KAT1振动与温度传感扩展套件技术解析与应用指南

一、产品概述与技术亮点

STEVAL-C34KAT1是STMicroelectronics推出的一款多传感扩展套件，专为高精度振动分析和温度监测应用设计。该套件以其精巧的25×25mm尺寸和精确的工程设计，实现了对高达6kHz带宽振动的精确测量以及温度监测功能。

‌ 核心组成部件： ‌

• STEVAL-C34AT01多传感扩展板（25×25mm），配备34针板对FPC连接器
• 34针柔性电缆
• 完美兼容STWIN.box套件（STEVAL-STWINBX1）

二、关键传感器技术参数解析

2.1 超宽带三轴数字振动传感器（IIS3DWB）

‌ 性能特性： ‌

• ‌频率响应范围‌：从DC到6kHz（±3dB点），具有超宽且平坦的频率响应特性
• ‌滤波器配置‌：配备可选择截止频率的低通或高通滤波器
• ‌功耗表现‌：三轴全性能运行时的电流消耗仅为1.1mA
• ‌工作温度范围‌：-40至+105°C的扩展温度范围
• ‌安装优势‌：振动传感器精确焊接在小型25×25mm板的中心位置

2.2 高精度温度传感器（STTS22H）

‌ 技术规格： ‌

• ‌测量精度‌：0.5°C的高精度温度测量
• ‌通信接口‌：支持I²C/SMBus 3.0协议
• ‌功耗特性‌：单次采样模式下的超低电流仅为1.75μA
• ‌工作温度‌：-40至+125°C宽温度范围
• ‌智能功能‌：通过中断引脚实现可编程阈值功能
• ‌热耦合设计‌：通过PCB底部裸露焊盘实现优化的热耦合效果

三、硬件架构与电路设计

3.1 电源管理系统

• ‌输入电压范围‌：2.1V至3.3V宽电压输入
• ‌电源滤波网络‌：采用多级电容滤波设计（C1 100nF、C2 100nF、C3 100nF、C4 10μF）
• ‌信号完整性保障‌：配备C5 330pF电容用于信号质量优化

3.2 接口连接设计

‌ 34针扩展连接器配置： ‌

• 连接器方向设计：奇数引脚应位于PCB侧
• ‌通信接口分配‌：
  • SPI接口：SPI_CS、SPI_CLK、SPI_MOSI、SPI_MISO
  • I²C接口：I2C_SCL、I2C_SDA
  • 中断信号：INT1_DWB、INT2_DWB、INT_STT

3.3 传感器布局策略

• ‌振动传感器布局‌：IIS3DWB振动传感器精确位于电路板几何中心
• ‌温度传感器安置‌：STTS22H温度传感器布置在PCB侧边
• ‌热通路设计‌：通过过孔实现温度传感器与PCB底部裸露焊盘的热连接

四、安装与机械集成方案

4.1 安装方式选择

• ‌螺栓固定‌：通过四个安装孔实现机械固定
• ‌粘接固定‌：采用双面胶带实现简便安装
• ‌热管理考虑‌：底部裸露焊盘设计增强散热性能

4.2 热耦合优化

PCB底部设计的裸露焊盘通过热过孔与温度传感器形成有效的热传导路径，确保温度测量的准确性和响应速度。

五、应用场景与技术优势

5.1 目标应用领域

• ‌工业自动化‌：生产设备状态监测与预测性维护
• ‌工业传感器网络‌：分布式振动与温度监测系统
• ‌机械设备健康监测‌：旋转设备振动分析与故障诊断

5.2 技术竞争优势

1. ‌集成度高‌：单一小型板卡集成振动和温度双重监测功能
2. ‌性能优异‌：6kHz超宽带宽满足高频振动监测需求
3. ‌精度保证‌：0.5°C温度精度和宽动态范围的振动测量
4. ‌部署灵活‌：多种安装方式适应不同的工业环境需求

六、设计建议与最佳实践

6.1 电源设计考量

• 确保电源输入在2.1-3.3V范围内稳定工作
• 建议在电源输入端部署额外的去耦电容以抑制噪声

6.2 信号完整性措施

• 在高速SPI信号线上考虑阻抗匹配
• 中断信号线建议采用适当长度的布线以减少电磁干扰

6.3 热设计指导

• 安装时确保裸露焊盘与被监测表面充分接触
• 在高温环境中考虑额外的散热措施