干手器中使用的非接觸超低功耗紅外接近感應技術

感應干手(shou)器使用的(de)非(fei)接(jie)觸超低功耗(hao)紅外(wai)接(jie)近感應技(ji)術是讓大家覺(jue)得很神(shen)秘的(de)東西，今(jin)天來給大家提供個了解的(de)機會。

紅外(wai)(wai)接(jie)近(jin)感應是一種非接(jie)觸(chu)式(shi)手勢接(jie)近(jin)滾軸技術(shu)，讓(rang)使(shi)用(yong)(yong)(yong)者無需實際觸(chu)摸，只要利用(yong)(yong)(yong)簡單的手勢便能操(cao)縱,就能使(shi)電子裝置(zhi)快速感測(ce)到使(shi)用(yong)(yong)(yong)者的接(jie)近(jin)。該技術(shu)也越(yue)來越(yue)多(duo)地應用(yong)(yong)(yong)于多(duo)種消(xiao)費電子設備(bei)，如手機，計算(suan)機和其他家用(yong)(yong)(yong)電子產品。但目前市場(chang)上大多(duo)數的接(jie)近(jin)$傳感器$探(tan)測(ce)的距離(li)較短，一般(ban)為1~10cm，而紅外(wai)(wai)線(xian)LED主要是屬(shu)于長時間(jian)的多(duo)脈沖模(mo)式(shi)發射紅外(wai)(wai)線(xian)導致功(gong)耗相當大，且造成了很(hen)大程度上的浪費。

針對紅外接(jie)近(jin)傳感(gan)，美國某公司在原(yuan)來Si1120的基(ji)礎上又(you)推出了一款Si1143的高靈敏紅外接(jie)近(jin)傳感(gan)器，不但在遠距探測和低功耗(hao)方面表現出色，同時還增加(jia)了SMBus的通信接(jie)口(kou)，帶三個LED驅動，在應(ying)用上更具靈活(huo)性。

一、 某公司的紅外接近傳感系列

Si1143 紅外(wai)接近傳感器(qi)包(bao)括(kuo)三(san)個紅外(wai)LED驅動器(qi)，紅外(wai)線光電二極(ji)管，一個環境光傳感器(qi)和控(kong)制邏輯IC組成(cheng)，外(wai)部(bu)的發(fa)射LED可以根(gen)據用(yong)戶的需(xu)要靈活安裝和配置。如圖(tu)1所示。

工作原理

Si1143自帶三(san)個紅(hong)外(wai)LED 驅動(dong)，主(zhu)控(kong)MCU可通過I2C接口(kou)對其進(jin)行功(gong)能控(kong)制，當LED發射的(de)(de)紅(hong)外(wai)線(xian)經過接近物體(ti)反射后被內置(zhi)的(de)(de)紅(hong)外(wai)線(xian)光電二極管(guan)接收，然(ran)后進(jin)行模擬數字轉換(huan)將光強信號轉換(huan)為(wei)數字信號，計(ji)算(suan)后的(de)(de)數值(zhi)(zhi)可與設(she)定的(de)(de)門限值(zhi)(zhi)相比較，如(ru)果(guo)超(chao)過設(she)定的(de)(de)門限值(zhi)(zhi)則從INT口(kou)輸出(chu)中斷信號給(gei)主(zhu)MCU，通過相應的(de)(de)軟件實現具體(ti)操作功(gong)能。例如(ru)，手(shou)(shou)機應用程序可能會允許用戶(hu)在改變手(shou)(shou)指對手(shou)(shou)機的(de)(de)距離時實現地(di)(di)圖的(de)(de)縮放，或者是拖動(dong)地(di)(di)圖等功(gong)能。

二、 Si1143 紅外接近傳感器的優勢

在消費產品領(ling)域應用(yong)中(zhong)，與Si1120一樣，Si1143紅外接近傳感器具(ju)備(bei)了人們極為關注的(de)兩大特點(dian)：

1. 低功耗

不像競爭(zheng)方案的紅(hong)外(wai)線LED必須(xu)長(chang)時間進行多次(ci)脈沖以(yi)達(da)到(dao)精(jing)確的測量，Si1143紅(hong)外(wai)接近(jin)傳感系列使用專利的單一脈沖接近(jin)測量技術（如圖4所示），在電源效率上可達(da)到(dao)5000倍的改善，電池壽命得以(yi)延長(chang)。

另外在當(dang)物體接近距離(li)非(fei)常小或者在探測范圍外（不工作時）可自動進入低功耗模(mo)式，低功耗模(mo)式下的(de)典(dian)型功耗只有20nA，而這正是(shi)便攜式應用的(de)關鍵特性。

2. 高靈敏度

所(suo)有的(de) LED 都(dou)有一個(ge)特定(ding)的(de)視(shi)(shi)角(jiao)(jiao)(jiao)，一個(ge)窄(zhai)視(shi)(shi)角(jiao)(jiao)(jiao)LED 意味著發出的(de)能量(liang)更加集中，比寬視(shi)(shi)角(jiao)(jiao)(jiao)LED 照(zhao)射(she)的(de)更遠(yuan)。這(zhe)意味著使(shi)用窄(zhai)視(shi)(shi)角(jiao)(jiao)(jiao)IR LED 將(jiang)在(zai)(zai)(zai)窄(zhai)檢測(ce)區域(yu)中形成更遠(yuan)的(de)檢測(ce)范圍，如圖5所(suo)示。另外(wai)，Si1143的(de)LED電流可(ke)以(yi)通過軟(ruan)件設(she)置(zhi)在(zai)(zai)(zai)6.5mA到416mA之間的(de)任(ren)意一個(ge)值(zhi)，當在(zai)(zai)(zai)近距應(ying)用時(shi)適當的(de)將(jiang)LED發射(she)功(gong)率調小可(ke)以(yi)節省電量(liang)消耗，同時(shi)，調大LED光功(gong)率則能夠(gou)更穩(wen)定(ding)的(de)探測(ce)更遠(yuan)距的(de)物體，這(zhe)樣在(zai)(zai)(zai)應(ying)用和(he)能源的(de)利(li)用上更為靈活和(he)合理。

Si1143紅(hong)外接(jie)(jie)近傳感器(qi)(qi)能(neng)探(tan)測到的(de)接(jie)(jie)近范圍(wei)可達50cm，如果選擇一個(ge)(ge)合(he)(he)適窄(zhai)角的(de)透鏡和(he)一個(ge)(ge)紅(hong)外線濾(lv)波器(qi)(qi)配合(he)(he)使用(yong)(yong)，讓紅(hong)外線LED的(de)發射(she)半角足(zu)夠小而使發射(she)光束充分匯聚。同時(shi)，紅(hong)外LED發射(she)功率足(zu)夠大(da)時(shi)，接(jie)(jie)近范圍(wei)最大(da)可達到1m。那么此應(ying)用(yong)(yong)不僅(jin)僅(jin)只(zhi)局(ju)限于手機等手持電子(zi)產品(pin)，更可廣泛用(yong)(yong)于一些安全(quan)探(tan)測設(she)備或大(da)屏幕的(de)儀器(qi)(qi)設(she)備上。

與Si1120不同(tong)(tong)的(de)是，Si1143帶了三個(ge)LED驅動，當連接(jie)(jie)(jie)多個(ge)紅外LED時，如(ru)果只(zhi)有單(dan)個(ge)LED驅動（，則需通(tong)過MCU來控(kong)制MOS管分(fen)時驅動LED，而(er)Si1143本身(shen)就(jiu)已具(ju)備3個(ge)LED驅動，所以可以直接(jie)(jie)(jie)連接(jie)(jie)(jie)到不同(tong)(tong)的(de)LED引(yin)腳，勿需再另加外圍器件,為硬件設(she)計(ji)節(jie)省(sheng)了成(cheng)本。另外，Si1143采(cai)用SMBus接(jie)(jie)(jie)口，可兼容(rong)I2C通(tong)訊，通(tong)用性更強，同(tong)(tong)時也方便軟(ruan)件的(de)設(she)計(ji)。

Si1140系列紅外接近傳感器與競爭對手在一些性能上的對比：

綜(zong)上所述(shu)，Si1143紅外接(jie)近感應(ying)(ying)系列產(chan)品(pin)(pin)可廣泛應(ying)(ying)用于(yu)各種(zhong)消費類電子產(chan)品(pin)(pin)，例如(ru)，手機(ji)、復印件、掃描儀以及衛生產(chan)品(pin)(pin)等(deng)等(deng)；同時在也可廣泛應(ying)(ying)用于(yu)如(ru)觸(chu)空面板、機(ji)器保(bao)險裝(zhuang)置、安全系統、自動提款機(ji)等(deng)工業領域。

紅外接(jie)(jie)近(jin)感(gan)應(ying)是一種(zhong)非接(jie)(jie)觸(chu)式手(shou)勢(shi)接(jie)(jie)近(jin)滾軸技術，讓使(shi)用(yong)(yong)者無需(xu)實際觸(chu)摸，只要(yao)利(li)用(yong)(yong)簡(jian)單的(de)手(shou)勢(shi)便能操縱,就(jiu)能使(shi)電子裝(zhuang)置快速感(gan)測(ce)到使(shi)用(yong)(yong)者的(de)接(jie)(jie)近(jin)。該技術也越來越多(duo)地(di)應(ying)用(yong)(yong)于多(duo)種(zhong)消費(fei)電子設備，如手(shou)機，計算機和其他家用(yong)(yong)電子產(chan)品。但(dan)目前市(shi)場上大多(duo)數的(de)接(jie)(jie)近(jin)$傳感(gan)器$探測(ce)的(de)距離(li)較短，一般(ban)為(wei)1~10cm，而紅外線(xian)LED主要(yao)是屬于長時間的(de)多(duo)脈(mo)沖模式發射紅外線(xian)導致功耗相當大，且造成了(le)很大程度上的(de)浪費(fei)。