高靈敏低功耗的紅外接近感應(yīng)方案

【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】高靈敏低功耗的紅外接近感應(yīng)方案SiliconLabs是由NavSooch、DaveWelland和JeffScott在1996年于美國(guó)***奧斯?。ˋustin,Texas）成立，專門開發(fā)的混合信號(hào)器件。今天，公司已成為營(yíng)運(yùn)、銷售和設(shè)計(jì)活動(dòng)遍及世界各地資本額約5億美元的上市跨國(guó)公司，并且在各種混合信號(hào)產(chǎn)品領(lǐng)域居于地位。紅外線LED必須長(zhǎng)時(shí)間開展多次脈沖以到達(dá)的測(cè)量，Si1143紅外接近傳感系列使用的單一脈沖接近測(cè)量技術(shù)，在電源效率上可到達(dá)5000倍的改善，電池壽命得以延長(zhǎng)。另外在當(dāng)物體接近距離非常小或者在探測(cè)范圍外（不工作時(shí)）可自動(dòng)進(jìn)入低功耗模式，低功耗模式下的典型功耗只有20nA,而這正是便攜式應(yīng)用的關(guān)鍵特性。

SiliconLabs公司的紅外接近傳感系列

Si1143紅外接近傳感器能探測(cè)到的接近范圍可達(dá)50cm,如果選擇一個(gè)合適窄角的透鏡和一個(gè)紅外線濾波器配合使用，讓紅外線LED的發(fā)射半角足夠小而使發(fā)射光束充分會(huì)聚。同時(shí)，紅外LED發(fā)射功率足夠大時(shí)，接近范圍可到達(dá)1m.那么此應(yīng)用不僅僅只局限于手機(jī)等手持電子產(chǎn)品，更可廣泛用于一些安全探測(cè)設(shè)備或大屏幕的儀器設(shè)備上

Si1102和Si1120紅外接近傳感器主要由一個(gè)紅外LED驅(qū)動(dòng)器、紅外線光電二極管、一個(gè)環(huán)境光傳感器（僅Si1120具有）和控制邏輯IC組成，外部的發(fā)射LED可以根據(jù)用戶的需要靈活安裝和配置（圖1）。

圖1:siliconLabs公司的紅外接近傳感系列應(yīng)用方案圖

圖2:Si1102的內(nèi)部框圖

Si1102近接感測(cè)器（proximitysensor）及Si1120近接和環(huán)境光線感測(cè)器為業(yè)界快速的紅外線感測(cè)方案。Si1102及Si1120具備化的電源效率，能實(shí)現(xiàn)非接觸式人性化介面感測(cè)和優(yōu)異的偵測(cè)范圍。Si1102/20是各類感測(cè)應(yīng)用領(lǐng)域的理想之選，該元件非常適用於訴求系統(tǒng)節(jié)能、竄改偵測(cè)/檢驗(yàn)及手勢(shì)解讀的產(chǎn)品，例如可攜式電子、網(wǎng)路電話、顯示器、多媒體資訊站（kiosk）、自動(dòng)販賣機(jī)、互動(dòng)玩具、時(shí)鐘收音機(jī)，以及其它消費(fèi)性和工業(yè)產(chǎn)品。

Si1102感測(cè)器能使電子裝置快速感測(cè)到使用者的接近。例如，其能偵測(cè)手機(jī)正靠近使用者的臉部，并據(jù)此調(diào)整顯示器和亮度。舉例來(lái)說(shuō)，QuickSenseSi1120紅外線近接和環(huán)境光線感測(cè)器還能偵測(cè)外在環(huán)境的光線，據(jù)此降低螢?zāi)槐彻庹彰髁炼纫怨?jié)省電力。與F700和F800觸控感應(yīng)微控制器（MCU）搭配時(shí)，QuickSense方案能實(shí)現(xiàn)智慧型動(dòng)作感測(cè)，提供設(shè)計(jì)人員適合其應(yīng)用的完整人性化介面技術(shù)組合，并能從根本改善使用者經(jīng)驗(yàn)。

圖3:Si1102的應(yīng)用原理圖

與Si1102不同，Si1120工作需要一個(gè)主MCU控制，并增加了一個(gè)環(huán)境光傳感器。該器件除了可以接收紅外線外，還能對(duì)環(huán)境光信號(hào)開展采樣，輸出一個(gè)已調(diào)脈寬的脈沖信號(hào)給MCU,實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用目的。SiliconLabs的MCU可以提供PCA（可編程計(jì)數(shù)器陣列），從而可以更簡(jiǎn)單地測(cè)出輸出脈寬。脈寬與反射光強(qiáng)的測(cè)量值成正比例，與距離的平方成反比，由此可以判斷對(duì)方物體距離的遠(yuǎn)近。Si1120可以支持多個(gè)LED的驅(qū)動(dòng)，用戶可以根據(jù)需要方便地配置多個(gè)LED以增大探測(cè)范圍。此外，該器件在MCU的控制下可以實(shí)現(xiàn)更多功能，例如手機(jī)應(yīng)用程序可能會(huì)允許用戶在手機(jī)前晃動(dòng)一下手指來(lái)開展文件翻頁(yè)。

圖4:Si1120的內(nèi)部框圖

圖5:Si1120的應(yīng)用原理圖

Si1102和Si1120紅外線感測(cè)器系列由QuickSenseStudio支援，QuickSenseStudio為針對(duì)包括F700和F800觸控感應(yīng)微控制器在內(nèi)的所有QuickSense元件的共同開發(fā)架構(gòu)。QuickSenseStudio的配置精靈讓設(shè)計(jì)人員可使用直覺(jué)式軟體圖形用戶介面（GUI）去選擇