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红外接近感测:搭建模块,机械考量以及设计折中

作者:时间:2013-11-25来源:网络收藏

以及设计折中

接近感测基于红外信号的采集和处理,通常需要两个部件来构成光学前端:一个红外LED和一个光传感器。红外LED向被感测物体射出一束红外信号,一部分信号会反射回来,被红外CMOS光传感器探测到。通过片上的信号调理和模数转换,被数字化的红外信号可以由微处理器或MCU进行后处理,用于各种各样的接近感测用途。

一个典型的系统是由一个光学前端、模拟混合信号处理电路,和一定的机械结构组成的。要做出一个有效的设计,重要的一点是理解接近感测的原理、电路构建模块、机械设计考量、接近感测算法和典型的接近特性。机械部分的设计通常要根据不同应用平台进行设计折中,例如手机、PDA、笔记本电脑和各种消费类产品。设计折中包括器件选型、放置尺寸、玻璃镜片特性、光学设计,以及应用算法和软件实施。

集成的环境光感测和接近感测系统不但能测出周围的光环境,还能探测正在接近或远离的物体。这样微处理器或MCU就能做出更复杂的控制和调整决定,更好地改善系统的能量效率,实现很多用户友好的应用。例如,如果手机能够知道你正把手机贴近耳朵来接听电话,MCU就可以关掉不用的子系统,例如显示屏、键盘或触摸屏,来节省能量,并避免用户无意当中碰到按键。

的基础

红外接近感测:搭建模块,机械考量以及设计折中

红外接近感测可以用下面的图来简单描述。图1显示了一个例子,当在接近探测路径上没有感测物体时,就不会有反射回来的红外信号被接近传感器捕获到。

相反,当感测物体处在可探测的距离内时,如图2所示,接近传感器会捕捉到反射回来的红外信号。接近读数与捕获的红外光信号的强度成线性比,与距离的平方成反比。

红外接近感测:搭建模块,机械考量以及设计折中
图2

图2,在接近探测区域有感测物体。

典型的数字接近感测传感器功能框图

图3显示了典型的数字环境光和接近传感器中的电路功能框图。光敏二极管阵列是信号调理和采集光学前端的部件。集成的ADC可以把捕获的光信号转换成数字化的数据流,送给微控制器进行后处理,实现不同的应用目的。

不同的配置指令可以通过I2C接口写入。用户还可通过同一个数字接口读出环境光和接近距离的数据流。中断功能直接送到MCU,由MCU控制一个红外LED驱动器,按照接近探测循环期间编程设定和控制的时钟周期,为发射红外信号提供所需的前向电流。


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关键词: 红外接近感测 搭建模块 机械考量

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