【经验】如何实现2米距离的人体接近感应?

2018-04-03 世强
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最近,人体接近感应技术得到了广泛的应用,比如,智能开关,智能锁,等。在这些应用中,有的需要实现约2米的长距离人体接近感应,那么如何实现?本文将根据日常技术支持中的体会,总结了一些经验,供读者参考。


一、选择SI1153红外接近传感器

红外接近传感器比较多,比如用在手机上的,卫浴上的,等,但这些都是近距离的。SILICON LABS新近推出的SI1153,因以下的特性,使得它不同于普通红外接近传感器,可以实现远距离感应:


1)如下图1所示,SI1153在感光单元,较以前,有很大的改进,它拥有红外及环境光感光阵列,感光面积大;


2)承担光信号转为数字信号任务的模数转换单元,SI1153采用的是双23位精度的ADC,精度高,可以捕捉更微小的反射光变化。


因此,SI1153以其优秀的自身硬件特性,决定了它更适应于做远距离红外接近传感器。

 

图1 SI1153内部结构框图


二、红外发光LED的选择要求

红外发光LED对接近感应距离影响较大,在选择的时候,要重点控制如下3个要素:

1)红外LED的中心波长:要选择光电传感器最敏感的波长。SI1153敏感波长是940nm,因此,要选择波长是940nm的红外LED;


2)红外LED的功率(电流通过能力):瞬间电流通过能力越大,则可以有更强的红外光照;鉴于SI1153的特性,瞬间达到400mA以上即可。


3)发射角度:根据红外LED发光管的特性,发射角度越小,则相同距离下、相同照射面积内,红外强度会更高;但小的发光角度,会影响照射面积,两者需要均衡。


三、光路设计

红外光,也是光,与阳光类似,也可以通过透镜聚焦的方式,将传感器感器应区的红外强度放大。如下图2,是原厂用在SI1153 DEMO板上透镜的规格。因此,根据项目需求及特色,可通过选择恰当直径的透镜,来增强感应距离。


 

图2 直径为5mm的透镜

 

四、其他设计注意事项

除了上述要素及要求,在设计中,还要注意以下事项:


1)旁路电容:

为了防止红外LED发射瞬间给整个电源带来大的波动,更为了保证红外LED发射瞬间又充足的电流,红外LED要加一个较大的旁路电容,值应大于22uf。

 

2)驱动电流参数的设定:

SI1153的驱动电流参数是可以设定的,为了保证感应距离,该参数应设为最大,即0x3F。

 

如满足上述4点要求,基于SI1153可以很容易实现2米的接近检测距离。

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  • LouBing Lv7. 资深专家 2018-05-09
    很好的方案,谢谢分享
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