【经验】I2C数字接口光传感器SI1153在门禁防盗系统红外检测模块设计中的应用

时间： 2018-05-31 来源：世强

技术问答

门禁系统中红外检测是最重要的模块，一款好的红外检测模块可以保证系统稳定高效的工作。SILICON LABS公司的SI1153光传感器是一款性价比和性能极高的红外检测模块——光传感器，笔者将从器件优势、硬件设计及测试这三方面介绍如何使用Silicon Labs公司的Si1153光传感器设计高性价比的红外检测方案。

光传感器Si1153是具有I²C数字接口和可编程事件中断输出的环境光传感器和接近检测器。该器件的工作电压范围为-40至+ 85°C，工作电压为1.62至3.6V，可使用3.3V电压直接供电。工作时平均电流仅为9μA，待机电流仅为500nA，低功耗性能优异。这款非接触式传感器IC包括双路23位模数转换器，可见光和红外光电二极管的集成高灵敏度阵列，数字信号处理器以及三个带可编程驱动电平的集成式LED驱动器。光电二极管响应和相关的数字转换电路提供了优异的抗人造光闪烁噪声和自然光颤动噪声的能力。Si1153具有10引脚2x2 mm DFN封装和集成LED的10引脚2.9x4.9mm LGA封装，可有效减小PCB的面积。

应用优势：

•检测距离从1cm至50cm，可满足不同应用的需求。

•使用I²C串行通信，数据可以完整的传输。

•高达3.4Mbps的数据速率，可以第一时间获得信号，加强系统稳定性。

•工作时平均电流仅为9μA，待机电流仅为500nA，低功耗性能优异

•10引脚2 x 2 x 0.65mm DFN和10引脚2.9 x 4.9 x1.2mm LGA两种封装，可以有效减小PCB面积。

硬件方案：

针对应用需求及器件优势，笔者设计了门禁系统的红外检测系统，原理图如图1所示：

图1 门禁红外检测系统

本设计的红外检测模块要实现如下功能：当有人靠近门禁系统时，通过红外感应LED感应人体信号，当检测到人体时红外检测系统可以检测信号并通过IIC总线发送给MCU模块。

Si1153共有10个引脚，VDD是电源接口，使用3.3V电源进行供电，通过0.1uF的滤波电容与地相连，防止SCL和SDA为IIC通信总线的接口，可以直接与MCU相连。INT为中断信号接口，当检测到外部信号时，可直接发送给MCU。LED1，LED2和LED3分别接入47KΩ的电阻，防止LED被击穿。VLED是红外检测模块的接口，30R电阻是感应检测电阻，可以将传感器电流信号转化为电压信号输入，接入22uF的电容滤波，防止杂波干扰。

系统测试实物图：

本设计的测试图如图2所示，红外模块发射信号可接收为方波信号，信号变化周期稳定，波形清楚，证明系统方案可行。

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