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世強(qiáng)小體積紅外接近/環(huán)境光傳感器實(shí)現(xiàn)掃地機(jī)器人的碰撞保護(hù)

時(shí)間:2016-12-22 16:38:49來(lái)源:深圳市世強(qiáng)先進(jìn)科技有限公司

導(dǎo)語(yǔ):?世強(qiáng)代理的芯科紅外接近和環(huán)境光傳感器Si1141因功耗低、體積小、成本低,以及優(yōu)異的測(cè)感功能在掃地機(jī)器人防碰撞應(yīng)用中使用率較高。

隨著技術(shù)的進(jìn)步以及人們對(duì)生活水平的追求越來(lái)越高,智能家居的發(fā)展日新月異,而掃地機(jī)器人就是重要的一員。它不僅是人們生活的重要幫手,更能給使用者帶來(lái)快樂(lè)的使用體驗(yàn)。也正因?yàn)槿绱?,掃地機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模正迅猛增加!

在掃地工作中,為了保護(hù)掃地機(jī)器人本身和家具在清掃時(shí)不受到損害,市場(chǎng)上的掃地機(jī)器人都帶有防碰撞功能。目前可實(shí)現(xiàn)防碰撞功能的技術(shù)有以下幾種:超聲波仿生探測(cè)技術(shù)、紅外距離感應(yīng)技術(shù)、防撞桿設(shè)計(jì),這幾種技術(shù)各有其優(yōu)點(diǎn)。其中,紅外距離感應(yīng)技術(shù)以其小體積、低功耗、低成本、設(shè)計(jì)靈活、功能豐富,在掃地機(jī)器人的防碰撞應(yīng)用中占有非常大的比例。而在這種應(yīng)用中,世強(qiáng)代理的美國(guó)Silicon Labs,作為世界精密混合信號(hào)器件供應(yīng)商,其推出的紅外接近傳感器Si1141,以其優(yōu)異的性能,正得到廣泛的應(yīng)用。

Si1141簡(jiǎn)介:

小體積紅外接近/環(huán)境光傳感器實(shí)現(xiàn)掃地機(jī)器人的碰撞保護(hù)

圖1:世強(qiáng)代理的SI1141內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

Si1141是基于反射的低功率紅外線接近和環(huán)境光傳感器,帶有 I2C 數(shù)字接口,并具有可編程門限中斷事件輸出。如圖1,該傳感器包括模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器、集成高靈敏度可見(jiàn)和紅外線光電二極管 、數(shù)字信號(hào)處理器和一個(gè)具有十五種可選驅(qū)動(dòng)電平的集成紅外線 LED 驅(qū)動(dòng)器。Si1141在廣泛的動(dòng)態(tài)范圍和包括陽(yáng)光直射在內(nèi)的各種光源下,可提供優(yōu)異性能。Si1141還可以在深色玻璃蓋下工作。光電二極管響應(yīng)和關(guān)聯(lián)的數(shù)字轉(zhuǎn)換電路對(duì)人造光閃爍噪聲和自然光顫動(dòng)噪聲具有優(yōu)異的抗擾性。

小體積紅外接近/環(huán)境光傳感器實(shí)現(xiàn)掃地機(jī)器人的碰撞保護(hù)

圖2:世強(qiáng)代理的Si1141引腳定義圖

Si1141在掃地機(jī)器人防撞應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì):

感測(cè)距離性能優(yōu)異:可感測(cè)0~50CM范圍內(nèi)的物體;

 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、靈活、易用:如圖3,應(yīng)用電路簡(jiǎn)單,成本低廉。通過(guò)IIC口連接,操作方便。另外還帶可編程門限的中斷事件輸出功能,更給設(shè)計(jì)帶來(lái)諸多方便;

● 成本低:Si1141本身價(jià)格不高,外圍電路簡(jiǎn)單,因此,至使整個(gè)方案成本;

● 體積?。?/strong>Si1141元件電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,因此體積僅2*2MM,發(fā)射管可以用小體積的M3的IR-LED;

 功耗低:Si1141采用的是脈沖驅(qū)動(dòng)技術(shù),平均工作電流僅9uA,待機(jī)電流更低至500nA。

另外,Si1141還具備環(huán)境光檢測(cè)功能,而且檢測(cè)環(huán)境光范圍寬,100mlk--128klx;17位的分辨率,精度很高,此功能可以給掃地機(jī)器人帶來(lái)其他的功能亮點(diǎn)!

小體積紅外接近/環(huán)境光傳感器實(shí)現(xiàn)掃地機(jī)器人的碰撞保護(hù)

圖3:世強(qiáng)代理的SI1141基本應(yīng)用原理圖

Si1141在光路設(shè)計(jì)上要注意的問(wèn)題:

在掃地機(jī)器人防碰撞設(shè)計(jì)中,主要檢測(cè)的是近距離的物體,因此,在Si1141紅外接近傳感光路上,需要注意的是:

1)不能讓紅外LED發(fā)射的紅外線直接照射到Si1141上;

2)不能讓紅外LED發(fā)射的紅外線經(jīng)“蓋子”反射到Si1141上;

3)不能讓紅外LED發(fā)射的紅外線經(jīng)“蓋子”先折射、再反射到Si1141上;

因此,為穩(wěn)妥器件,推薦用圖4 的(c)光學(xué)結(jié)構(gòu)模式,可有效避免這種自帶的光干擾。在此,需要強(qiáng)調(diào)的是,Si1141對(duì)環(huán)境光具有一定抗干擾能力。

小體積紅外接近/環(huán)境光傳感器實(shí)現(xiàn)掃地機(jī)器人的碰撞保護(hù)

圖4:光學(xué)結(jié)構(gòu)模式

下面把Si1141的其他特點(diǎn)優(yōu)勢(shì),及其典型應(yīng)用也羅列于此以供大家對(duì)這款芯片進(jìn)行深入的了解。

■ Si1141在集成的紅外接近檢測(cè)器上,所體現(xiàn)的特性:

● 一個(gè)獨(dú)立LED驅(qū)動(dòng)器

● 每個(gè)LED驅(qū)動(dòng)器的15 mA電流設(shè)置從6 mA到416 mA

● 25.6μs LED驅(qū)動(dòng)器脈沖寬度

● 500 mm接近范圍,單脈沖(<2.5 kLx)

● 150 mm接近范圍,單脈沖(> 2.5 kLx)

● 可在陽(yáng)光直射下操作

● 最小反射靈敏度<1μW/ cm2

● 無(wú)屏蔽封裝的高抗EMI性能

■ Si1141在集成的環(huán)境光傳感器上,所體現(xiàn)的特性:

● 1到128 kLx動(dòng)態(tài)范圍

● 17位分辨率

● 使用IR校正軟件可以得到標(biāo)準(zhǔn)光源的精確勒克斯測(cè)量值

● 紅外校正能力

● 優(yōu)異的紫外線抑制

● 25.6μs測(cè)量周期保持總功耗占空比低,而不會(huì)影響性能或噪聲抗擾度

■ 業(yè)界最低功耗

● 1.8至3.6 V電源電壓

● 9.7μA平均直流電流汲取

● 假設(shè)單個(gè)PS通道,ALS可見(jiàn)+ ALS IR每800ms,傳感器和內(nèi)部電路的平均電流為3μA,

● 和6.7μA外部LED的平均電流(假設(shè)209 mA為25.6μs每800 ms)

● 掉電時(shí)<20 nA

● <500 nA待機(jī)電流

● 內(nèi)部和外部喚醒支持

● 內(nèi)置電壓監(jiān)控器和上電復(fù)位控制器

■ 串行通信

● SMBus(I2C兼容),高達(dá)3.4 Mbps數(shù)據(jù)速率

● 從模式硬件地址識(shí)別

■ 小外形10引腳2x2 mm QFN封裝

■ 溫度范圍:-40至+85°C

世強(qiáng)代理的Si1141其他典型應(yīng)用:

● 手機(jī)

● 心率監(jiān)控

● 脈搏血氧計(jì)

● 可穿戴

● 閥門控制

● 煙霧探測(cè)器

● 非接觸開(kāi)關(guān)

● 非接觸滑動(dòng)器

● 消費(fèi)類電子設(shè)備

● 工業(yè)自動(dòng)化

● 顯示屏背光控制

● 光中斷器

關(guān)于世強(qiáng)

世強(qiáng)先進(jìn)成立于1993年,是包括Silicon Labs、瑞薩電子、Rogers、Melexis、Alliance、Littelfuse、EPSON、Vincotech、Wima、Power Integrations、新電元、SMI、TT Electronics、理光微電子、是德等在內(nèi)的全球知名半導(dǎo)體企業(yè)及測(cè)試測(cè)量?jī)x器公司在大中國(guó)區(qū)的重要分銷商,同時(shí)也是眾多電子制造和研發(fā)企業(yè)的重要供應(yīng)商。產(chǎn)品業(yè)務(wù)除了覆蓋傳統(tǒng)的工業(yè)、通信、消費(fèi)和汽車電子領(lǐng)域,更為新興的物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備、智能移動(dòng)終端等市場(chǎng)帶來(lái)更多前沿技術(shù)和創(chuàng)新產(chǎn)品。

作為技術(shù)驅(qū)動(dòng)型分銷企業(yè) ,世強(qiáng)還擁有成熟的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)和系統(tǒng)的服務(wù)流程,根據(jù)需求向客戶提供新產(chǎn)品推介、快速樣品、應(yīng)用咨詢、方案及軟件設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)環(huán)境、售后及物流等方面的專業(yè)服務(wù)。世強(qiáng)在全國(guó)設(shè)有17個(gè)辦事處和子公司新華龍,擁有員工650人。                                             

2016年1月11日,世強(qiáng)元件電商020智能硬件創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)的上線,將為工程師提供全方位覆蓋的技術(shù)支持與優(yōu)質(zhì)服務(wù)體驗(yàn)。

詳細(xì)信息請(qǐng)?jiān)L問(wèn)世強(qiáng)網(wǎng)站:Http://www.sekorm.com

歡迎撥打世強(qiáng)服務(wù)熱線電話 40088-73266 獲得專業(yè)快捷的服務(wù)!

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