【选型】老司机教你如何为手势识别选红外LED

时间： 2017-07-18 来源：世强作者：风起云扬

代理服务

技术支持

现货查询

批量订货

基于SILICON LABS的Si1143及Si1153器件的手势识别技术，自发布以来，得到众多设计师追捧，被广泛应用于多类产品，比如空气净化器，新风系统，汽车中央多媒体操控，非接触翻页，等等。然而，在手势识别应用中，相信很多设计师在配套红外LED的选择上会有疑问，如何正确选择红外LED？本文将详细讲解这一问题，期待对广大工程师有所帮助。

对于手势识别的应用，在红外LED选型上、与使用者相关的主要有如2个方面：一可识别距离，手与SI1143或SI1153光电传感器的平面距离；二可识别范围，手在SI1143或SI1153的平面前方挥动、还可以被感知的平面。

而对于距离的控制，主要取决于通过手、反射到SI1143或SI1153红外光信号的强度，强度越强，这距离可以越长，强度越弱，则距离越近。而影响反射强度的因素又有如下4个方面分别是波长、功率、发射角度、肤色，下面将进行详细的说明：

1）红外LED的中心波长：要选择光电传感器最敏感的波长。对于SI1143中心波长要求是850nm，对于SI1153是940nm；

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SI1143与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。

4）手的颜色：肤色的不同，反射红外光的强度也不同，比如白色肌肤会强，黑色肌肤会弱，当这个对红外LED的选型没有影响，所以不做考虑。

而对于手挥动的范围，要小于红外LED能够照射的范围。红外LED发光角度决定了它的照射范围。

因此，综上所述，如果要实现更远的手势识别距离，在选择红外LED上，主要考虑的因素是：波长要对应、瞬时功率大、发光角度要小、满足合理手势挥动范围。

现举例加以说明，在做空气净化器手势识别，红外传感器选用的是Silicon labs的SI1143，要求实现左右挥动的手势识别，产品结构如下图，手距离SI1143平面距离H最大为30cm，红外LED距离SI1143的距离L是15cm，此时，这个红外LED将如何选型号？

根据前文所述规则，可以确定：

1）波长：选用850nm的；

2）功率：因为30cm距离较远，瞬时电流要能承受大于400mA的；

3）关于角度：当手移动到最左侧时，右侧的红外LED要能够照射的到，因此，经推算，α应该为45°，所以红外LED的发射角要在±45°左右的；

图1：手势识别结构框图

根据以上条件，在专门制作LED的O公司产品中，可选用两款产品，SFH4710（因为发光角度大，如果要实现较远距离，可增大发射电流），或者缩小一定的挥动范围选择SFH4557（发放角度为±30°）。

Silicon Labs Si1153超长距离接近/手势检测传感器数据手册详情>>>

Silicon labs AN950：Si1153用户指南详情>>>

Silicon Labs AN521 为 Si114x邻近应用IRLED选择指南应用笔记详情>>>

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 13
| 转发至：

本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！

全部评论（13）

用户76539941 Lv3 2019-02-28

好东西，学习了~
墨栩 Lv4. 资深工程师 2018-01-04

好
我的名字 Lv7. 资深专家 2017-12-26

不错
yingqiming Lv7. 资深专家 2017-12-22

不错
海绵宝宝 Lv7. 资深专家 2017-12-13

手势识别在某些领域还是很好用的

Wayne Lv7. 资深专家 2017-12-01

涨知识了
小燕子吧 Lv4. 资深工程师 2017-11-21

不错
yuyu Lv8. 研究员 2017-11-10

不错！
小明爱研发 Lv7. 资深专家 2017-11-09

感谢老司机的指导。
luosai Lv8. 研究员 2017-10-14

学习学习哈

展开更多评论

Silicon Labs（芯科科技） Si1133 UV传感器数据手册

型号- SI1133,SI1133-AA00-GMR,SI113X,SI1133-AA00-GM

2016年03月25日 - SILICON LABS - 数据手册代理服务技术支持现货查询批量订货

光学传感器Si1141的接近传感功能与传统的红外发射接收套管相比有什么优势？

Si1141是高集成度的数字光学传感器，相比于传统的红外发射接收套管有如下优势：1、集成度高，最小封装只有2mm×2mm，外部接一个LED灯即可，而传统的红外发射和接收管都体积都比较大，占用太多空间。2、Si1141使用简单，通过I2C接口与其通信即可获取当前红外反射光强来判断是否接近，而传统的红外管，为了防止干扰等，还需要一些编码解码操作。3、功耗低，Si1141是低功耗的光学传感器，最低功耗只有几uA，而传统的红外管都是mA级别。

2017-05-05 - 技术问答代理服务技术支持现货查询批量订货

平板电脑屏幕设计利器：日光下可识别多种手势的传感器

Si1153传感器具高性能接近感应和手势识别功能，实现非接触的人机交互，帮助完成平板电脑完成翻页、返回、开始、停止和游戏等操作；可在日光照射条件下工作，会自动感应并关闭屏幕，防止伤害眼睛。

2019-07-15 - 新应用代理服务技术支持现货查询批量订货

光传感器Si1143的LED驱动器，其红外发光二极管(IR LED)的驱动电流是否可调？

光传感器Si1143的LED驱动器，其驱动电流是可以调节的，总共有15级电流大小等级。可到原厂网站上下载软件Si114x Programmer’s Toolkit Development Software，安装好之后，在Si1140 Control Panel里面的Dashboard，设置PS_LEDX_Current大小。

2017-05-05 - 技术问答代理服务技术支持现货查询批量订货

Silicon Labs（芯科科技） Si114x接近/环境光检测传感器数据手册

型号- SI1141-M01-GMR,SI1141-A11-GM,SI1143-M01-GMR,SI1143-A11-GM,SI1142-M01-GMR,SI1142-A10-GMR,SI1142-A11-GM,SI1140,SI1141,SI1141-A80-GM,SI1141-A10-GMR,SI1142,SI1143,SI1143-A11-YM0R,SI1143-A11-YMOR,SI1145,SI1141-A10-GMR,SI1146,SI1141-A11-GMR,SI1147,SI114X,SI1141-AAGX-GMR,SI1143-A80-GM,SI1143-A10-GMR,SI1141-A80-GMR,SI1143-A10-GMR,SI1140-A11-GMR,SI1143-A11-GMR,SI1143-A11-GMR,SI1142-A11-GMR,SI1141-A11-YM0R,SI1141-A11-GMR,SI1147-A10-GMR,SI1141-A10-GM,SI1147-M01-GMR,SI1145-A10-GMR,SI1143-A10-GM,SI1143-A80-GMR,SI1143-AAGX-GMR,SI1146-A10-GMR,SI1146-M01-GMR,SI1143-M01-GM,SI1142-A11-YM0R,SI1141-M01-GM,SI1145-M01-GMR

2016年06月22日 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev 1.41 5/15 代理服务技术支持现货查询批量订货

Optical Sensor Onboard Training: Proximity, UV

型号- SI1153,SI1120,SI1153-AA09-GM,X,SI1102,SI1153-AA00-GM,SI1153-AA9X-GM

2018/12/07 - SILICON LABS - 用户指南代理服务技术支持现货查询批量订货查看更多版本

三颗红外LED灯等腰直角布局，要使得识别距离为30cm时，直角边(即两颗LED灯的距离)大概有多长？操作界面屏大约在10.1寸左右。

因为使用的是平板，传感器Si1143不能放置在三角形3个角的角平分线的交叉点处。只能放在屏的边缘，而且二极管发射角度、覆盖物材料对光的反射吸收率不同，覆盖物与PCB之间的距离也不清楚，需要根据实际情况，结合产品结构，按照参考文档(AN498，AN521及AN580)说明，做光学评估，再来进行器件布局，这样才可能达到最好的。

2017-05-05 - 技术问答代理服务技术支持现货查询批量订货

使用黑色手套来做手势识别，光传感器Si1143几乎感应不到，这个问题怎么解决？

光传感器(以Si1143为例)手势识别的原理就是接收反射光，如果光传感器上没有接收到反射回来的光，那么光传感器是无法起作用的。因此：如果黑色手套吸收光，无法反射光，就不能使用黑色手套进行控制。

2017-05-05 - 技术问答代理服务技术支持现货查询批量订货

设备在生产线上测试发现，有些摄像头接上去会导致接近传感器失效，无法实现接近检测功能。但摄像头功能正常，可以正常拍照。请问是什么原因？

由于摄像头的VDD是受控的，当VDD的电源关闭后，摄像头内部会将I2C的电平拉低导致Si1141工作异常。将摄像头的VDD改为不受控后问题解决。

2017-05-05 - 技术问答代理服务技术支持现货查询批量订货

Silicon Labs（芯科科技） Si1141/Si1142/Si1143临近环境光传感器IC 数据手册

型号- SI1141-M01-GMR,SI1141-A11-GM,SI1143-M01-GMR,SI1143-A11-GM,SI1142-M01-GMR,SI1142-A10-GMR,SI1142-A11-GM,SI1141,SI1141-A80-GM,SI1141-A10-GMR,SI1142,SI1143,SI1143-A11-YM0R,SI1143-A11-YMOR,SI1141-A10-GMR,SI1141-A11-GMR,SI114X,SI1141-AAGX-GMR,SI1143-A80-GM,SI1143-A10-GMR,SI1141-A80-GMR,SI1143-A10-GMR,SI1143-A11-GMR,SI1143-A11-GMR,SI1142-A11-GMR,SI1141-A11-YM0R,SI1141-A11-GMR,SI1141-A10-GM,SI1143-A10-GM,SI1143-A80-GMR,SI1143-AAGX-GMR,SI1143-M01-GM,SI1142-A11-YM0R,SI1141-M01-GM

2015年05月08日 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.41 代理服务技术支持现货查询批量订货

Silicon Labs（芯科科技）环境光传感器Si115x GUI安装包

型号- SI1153,SI1153-AA09-GMR,SI1153-AA9X-GMR,SI1153-AA9X-GM,SI1153-AA09-GM,SI115X,SI1153-AA9X,SI1153-AA00-GMR

SILICON LABS - 开发环境(软件/固件) 代理服务技术支持现货查询批量订货

接近检测与环境光传感器Si1142在车载导航应用中，在室内拿物体遮住传感器的情况下，环境光寄存器的数据变化不大，是否正常？

正常，Si1142可以检测的环境光的范围非常大，这种情况不会引起寄存器的值突变

2017-05-05 - 技术问答代理服务技术支持现货查询批量订货

红外接近/手势传感器Si1143最大感应距离是多少？

目前市面上的接近传感器探测距离较短，一般为1cm-10cm，红外接近/手势传感器Si1143的最大探测距离可达1.5m。

2017-05-05 - 技术问答代理服务技术支持现货查询批量订货

Silicon Labs（芯科科技）环境光传感器Si114x GUI安装包

型号- SI1141-M01-GMR,SI1141-A11-GM,SI1143-M01-GMR,SI1144-AAGX-GMR,SI1143-A11-GM,SI1142-M01-GMR,SI1142-A11-GM,SI1140,SI1141,SI1141-A80-GM,SI1141-A10-GMR,SI1142,SI1143,SI1144,SI1143-A11-YMOR,SI1145,SI1146,SI1141-A11-GMR,SI1147,SI114X,SI1141-AAGX-GMR,SI1143-A80-GM,SI1141-A80-GMR,SI1143-A10-GMR,SI1140-A11-GMR,SI1143-A11-GMR,SI1142-A11-GMR,SI1147-A10-GMR,SI1141-A10-GM,SI1147-M01-GMR,SI1145-A10-GMR,SI1143-A10-GM,SI1143-A80-GMR,SI1143-AAGX-GMR,SI1146-A10-GMR,SI1144-AAGX-GM,SI1146-M01-GMR,SI1143-M01-GM,SI1141-M01-GM,SI1145-M01-GMR

SILICON LABS - 开发环境(软件/固件) 代理服务技术支持现货查询批量订货