Nový snímač přiblížení Vishay se zaměřuje na průmyslové aplikace…
VCNL36821S používá infračervený signál, má digitální zpracování signálu na čipu a komunikuje přes I2C.
Optická detekce vzdálenosti
Základem senzorů, jako je VCNL36821S, je to, že zařízení vydává infračervené světlo odražené od povrchu objektu a detekované samotným zařízením. Odražené světlo se převádí na proud a amplituda tohoto proudu se stává prostředkem pro měření vzdálenosti mezi senzorem a objektem.
Hluk a interference
Používá se infračervené světlo, protože je snazší oddělit se od viditelného světla, které by bylo k dispozici ve většině aplikačních prostředí. Infračervené záření však není okamžitým řešením problému optického rušení: Světlo ze slunce a žárovek obsahuje energii infračervených vlnových délek.
Tyto světelné zdroje však mají tendenci produkovat poměrně stabilní úrovně osvětlení a jakákoli významná změna intenzity bude pomalá a nerovnoměrná. Proto můžeme dále oddělit infračervené signály od okolního záření zahrnutím vysokofrekvenčních variací. Například televizní dálkové ovladače kódují informace do vysokofrekvenční nosné vlny:
Schéma z poznámky aplikace společnosti Texas Instruments týkající se aplikace infračerveného dálkového ovládání.
Na druhou stranu může VCNL36821S dosáhnout dostatečného výkonu pouze generováním světelných pulzů s programovatelnou šířkou 50–400 µs a programovatelnou dobou trvání 10–80 ms. (Detektor automaticky aktualizuje chování zpracování signálu podle charakteristik pulzního světla generovaného emitorem.) Líbí se mi, že toto zařízení nabízí širokou škálu přizpůsobení; Zdá se, že tato funkce poskytne konstruktérovi další schopnost vypořádat se s aplikačně specifickými zdroji hluku nebo rušení.
Dalším problematickým zdrojem infračerveného světla je samotný emitor. Pokud jsou vysílací a přijímací zařízení ve stejném balení, může průhledný kryt umístěný vedle povrchu zařízení odrážet světlo přímo z vysílače do detektoru. Níže uvedený diagram pomáhá vysvětlit, jak k tomu dochází, a také představuje optický úhel, který Vishay považuje za přijatelný pro většinu aplikací VCNL36821S.
Diagram převzatý z poznámky k aplikaci Vishay VCNL36821S, vynikající zdroj pro ty, kteří se chtějí dozvědět více o tomto senzoru.
Tento odraz vytváří posun, který může VCNL36821S automaticky odečíst od měření blízkosti pomocí registrů „PS_CANC“ (CANC znamená „zrušit“).
Systém detekce blízkosti na čipu
VCNL36821S kombinuje IR vysílač, IR detektor, úpravu analogového signálu, analogově-digitální převod, digitální zpracování signálu a standardizovanou digitální komunikaci v balení pro povrchovou montáž 2,55 × 2,05 mm.
Blokové schéma VCNL36821S převzato z datového listu.
Zdá se, že Vishay má řadu funkcí, které pomáhají technikům aplikovat robustní snímání vzdálenosti bez zbytečného úsilí o návrh. Jak ukazuje následující obrázek, je zapotřebí jen málo externích komponent a připojení k systémovému mikrokontroléru nebo procesoru digitálního signálu je snadné.
Schéma připojení hardwarového kolíku převzato z datového listu VCNL36821S. Nejsem si jistý, proč je procesor označen jako „základní pásmo“.
Detekce oken
VCNL36821S obsahuje funkci, která odpovídá důležitému obecnému konceptu v aplikacích senzorů. Myšlenkou je porovnat měření s vyšší prahovou hodnotou a nižší prahovou hodnotou a tyto dvě prahové hodnoty vytvářejí rozsahy měřených hodnot, které mohou nebo nemusí vyvolat nějaký druh reakce od procesoru.
Říkám tomu „detekce okna“, protože vám umožňuje nakonfigurovat systém tak, aby prováděl měření, pouze když jsou data senzoru uvnitř nebo vně konkrétního okna měření. Schéma detekce okna založené na přerušení je vysoce efektivní, protože procesor se spustí pouze tehdy, když detekce okna indikuje, že je nutná nějaká akce.
Uvažujme o zařízení pro monitorování teploty. Často je naměřená teplota v „přijatelném“ rozsahu – například 0 ° C až 70 ° C. Pokud je teplota příliš vysoká nebo příliš nízká, musí systémový mikrokontrolér deaktivovat citlivé zařízení. Speciální hardware porovnává každé čtení s horní a dolní prahovou hodnotou, která omezuje přijatelný teplotní rozsah, a procesor je upozorněn (prostřednictvím přerušení), pouze když čtení opustí okno.
Tento typ schématu přerušení lze implementovat do aplikací pro detekci přiblížení pomocí odříznutého výstupního kolíku VCNL36821S společně s registry s horní prahovou hodnotou (PS_THDH) a dolní prahovou hodnotou (PS_THDL).
Jaké aplikace jste našli pro optickou detekci přiblížení? Neváhejte se podělit o některé zkušenosti nebo tipy v sekci komentářů níže.
