高靈敏低功耗的紅外接近感應方案

【Word版本下載可任意編輯】高靈敏低功耗的紅外接近感應方案SiliconLabs是由NavSooch、DaveWelland和JeffScott在1996年于美國***奧斯?。ˋustin,Texas）成立，專門開發(fā)的混合信號器件。今天，公司已成為營運、銷售和設計活動遍及世界各地資本額約5億美元的上市跨國公司，并且在各種混合信號產品領域居于地位。紅外線LED必須長時間開展多次脈沖以到達的測量，Si1143紅外接近傳感系列使用的單一脈沖接近測量技術，在電源效率上可到達5000倍的改善，電池壽命得以延長。另外在當物體接近距離非常小或者在探測范圍外（不工作時）可自動進入低功耗模式，低功耗模式下的典型功耗只有20nA,而這正是便攜式應用的關鍵特性。

SiliconLabs公司的紅外接近傳感系列

Si1143紅外接近傳感器能探測到的接近范圍可達50cm,如果選擇一個合適窄角的透鏡和一個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)射光束充分會聚。同時，紅外LED發(fā)射功率足夠大時，接近范圍可到達1m.那么此應用不僅僅只局限于手機等手持電子產品，更可廣泛用于一些安全探測設備或大屏幕的儀器設備上

Si1102和Si1120紅外接近傳感器主要由一個紅外LED驅動器、紅外線光電二極管、一個環(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用方案圖

圖2:Si1102的內部框圖

Si1102近接感測器（proximitysensor）及Si1120近接和環(huán)境光線感測器為業(yè)界快速的紅外線感測方案。Si1102及Si1120具備化的電源效率，能實現(xiàn)非接觸式人性化介面感測和優(yōu)異的偵測范圍。Si1102/20是各類感測應用領域的理想之選，該元件非常適用於訴求系統(tǒng)節(jié)能、竄改偵測/檢驗及手勢解讀的產品，例如可攜式電子、網路電話、顯示器、多媒體資訊站（kiosk）、自動販賣機、互動玩具、時鐘收音機，以及其它消費性和工業(yè)產品。

Si1102感測器能使電子裝置快速感測到使用者的接近。例如，其能偵測手機正靠近使用者的臉部，并據(jù)此調整顯示器和亮度。舉例來說，QuickSenseSi1120紅外線近接和環(huán)境光線感測器還能偵測外在環(huán)境的光線，據(jù)此降低螢幕背光照明亮度以節(jié)省電力。與F700和F800觸控感應微控制器（MCU）搭配時，QuickSense方案能實現(xiàn)智慧型動作感測，提供設計人員適合其應用的完整人性化介面技術組合，并能從根本改善使用者經驗。

圖3:Si1102的應用原理圖

與Si1102不同，Si1120工作需要一個主MCU控制，并增加了一個環(huán)境光傳感器。該器件除了可以接收紅外線外，還能對環(huán)境光信號開展采樣，輸出一個已調脈寬的脈沖信號給MCU,實現(xiàn)不同的應用目的。SiliconLabs的MCU可以提供PCA（可編程計數(shù)器陣列），從而可以更簡單地測出輸出脈寬。脈寬與反射光強的測量值成正比例，與距離的平方成反比，由此可以判斷對方物體距離的遠近。Si1120可以支持多個LED的驅動，用戶可以根據(jù)需要方便地配置多個LED以增大探測范圍。此外，該器件在MCU的控制下可以實現(xiàn)更多功能，例如手機應用程序可能會允許用戶在手機前晃動一下手指來開展文件翻頁。

圖4:Si1120的內部框圖

圖5:Si1120的應用原理圖

Si1102和Si1120紅外線感測器系列由QuickSenseStudio支援，QuickSenseStudio為針對包括F700和F800觸控感應微控制器在內的所有QuickSense元件的共同開發(fā)架構。QuickSenseStudio的配置精靈讓設計人員可使用直覺式軟體圖形用戶介面（GUI）去選擇