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浅谈接近与环境光强度数字传感器-APDS9930

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浅谈接近与环境光强度数字传感器-APDS9930

发布日期:2018-12-19 作者: 点击:

数字传感器

 

  数字传感器是指将传统的模拟式传感器经过加装或改造A/D转化模块,使之输出信号为数字量(或数字编码)的传感器,首要包括:放大器、A/D转化器、微处理器(CPU)、存储器、通讯接口、温度测验电路等,在微处理器和传感器变得越来越廉价的今日,全主动或半主动(经过人工指令进行高层次操作,主动处理低层次操作)体系能够包括更多智能性功用,能从其环境中取得并处理更多不同的参数。

 

  特色

 

  1、先进的A/D转化技能和智能滤波算法,在满量程的情况下仍可确保输出码的稳定。

 

  2、可行的数据存储技能,确保模块参数不会丢掉。

 

  3、杰出的电磁兼容功用。

 

  4、传感器的功用选用数字化差错补偿技能和高度集成化电子元件,vcsel激光镭射用软件实现传感器的线性、零点、温漂、蠕变等功用参数的综合补偿,消除了人为因素对补偿的影响,大大进步了传感器综合精度和可靠性。

 

  5、传感器的输出一致性差错能够到达0.02%以内乃至更高,传感器的特性参数可完全相同,因而具有杰出的互换性。

 

  6、选用A/D转化电路、数字化信号传输和数字滤波技能,传感器的抗搅扰能力增加,信号传输间隔远,进步了传感器的稳定性。

 

  7、数字传感器能主动采集数据并可预处理、存储和记忆,具有唯一标记,便于故障诊断。

 

  8、传感器选用标准的数字通讯接口,可直接连入计算机,也可与标准工业操控总线衔接,方便灵活。

 

  9, 数字传感器是将AD,EPROM,DIE(指还未封装的传感器芯片,属于裸片,巨细介于cell和chip之间),封装在一块用PCB,金属块或陶瓷板上的集成。经过各种温度,压力点的校准,计算出DIE的线性,再使用AD去补偿的办法加工而成的。

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  应用及前景

 

  在微处理器和传感器变得越来越廉价的今日,全主动或半主动(经过人工指令进行高层次操作,主动处理低层次操作)体系能够包括更多智能性功用,能从其环境中取得并处理更多不同的参数。尤其是MEMS(微型机电体系)技能,它使数字传感器的体积非常微小而且能耗与本钱也很低。以纳米碳管或其它纳米资料制成的纳米传感器相同具有巨大的潜力 [1] 。

 

  即使在萌芽阶段,人们依然认为在不久的将来数字传感器对电子市场具有重要的推进效果。红外发射接收制造数字传感器的接口以及支持用于数字传感器网络的形式多样的通讯协议都是对技能工艺的巨大挑战。传感器的非均质特性和其操作条件的多样化也对技能工艺提出了巨大的挑战。

 

  现在体系设计所包括的传感器和处理器越来越多。跟着传感器和处理器价格的不断下降,取代机械操控结构的阈值也在不断改变。在体系中挑选正确的传感器组合和处理算法能够显著地下降原资料及能耗的费用并进步体系的总体功用。目前,不断进步操作的简化程度和延长能源的运用寿命变得越来越重要,尤其是如今越来越多的传感器网络动辄就装备1000或更多的传感器节点。

浅谈挨近与环境光强度数字传感器-APDS9930

  传感器APDS9930为具有两种传感功用的芯片,一方面能够反映周围环境的亮度,另一方面能依据红外测距的原理能够感应物体的靠近。其广泛应用于手机,帮助手机做到依据环境光照强度调理屏幕背光亮度以及接听电话主动锁屏等功用。


  APDS9930封装有8个脚,电和地各一个脚,I2C通讯一个数据脚一个时钟脚,还有一个中断脚,能够依据用户设置的光照强度或者挨近阈值来触发中断,还有脚LEDA和LEDK分别为芯片内部红外发光二极管的阳极和阴极,阴极一般直接衔接芯片的最后一个脚:LDR。这个脚会依据用户的设置来发生不同频率的驱动信号来驱动发光二极管。


  运用这个芯片获取环境光照强度手册说的比较清楚了,咱们就简略说一下挨近传感这一部分,芯片运用I2C与MCU通讯,我这边的实现考虑移植性以及功用需求,决议选用IO口模拟的方法来实现与传感器通讯。NXP 半导体(原 Philips半导体)于 30 多年前发明了一种简略的双向二线制串行通讯总线,这个总线被称为现在被称为I2C 总线。关于I2C总线的详细介绍详见https://www.nxp.com/docs/en/user-guide/UM10204.pdf?fsrch=1&sr=1&pageNum=1。


  I2C通讯举个装备 APDS9930的比如简略阐明。首先操控SLC和SDA发送I2C开始标志,然后发送从机地址(0x39)以及写入标志,然后等候一个数据位的ACK。然后发送8位数据COMMAND.这8位数据表明写入的寄存器地址以及操作方法(自增地址模式等),等候ack。然后发送要写入的8位数据以及等候ack,最后发送完毕标志。


  咱们需要用I2C总线,去装备寄存器Enable Register,使能挨近传感功用,Proximity Time Control Register寄存器以及Wait TIme Register,装备积分转化时刻以及状态机轮转等候时刻,以及Proximity Pulse Count Register和Control Register寄存器,装备红外二极管的驱动脉冲数及电流等。下面列出跟挨近传感功用相关的参数的意义。


  PTIME:挨近传感器ADC的积分转化时刻,以2.73为一个单位时刻。他决议了AD输出的最大Count值,虽然固定积分时刻越高,在有用量程的基础上分辨率会有所进步,可是鉴于其会提升累计差错的副效果,建议还是将这个参数设置为最低的时刻2.73ms,对应的AD输出MAX_Count为1023。它并不能使有用量程改变。


  PGAIN: 传感器ADC的积分转化份额。他决议了AD输出与间隔之间的份额,转化份额越大,间隔的改变对AD输出的Count值影响会越明显红外的有用量程的起点和终端都会增大,对起点与终点在别的参数为手册推荐的时分,增大的比较明显。有用的量程会有少许增大。可是受搅扰的可能性也会变大。


  PDRIVE:挨近红外LED驱动电流巨细,分为100mA到12.5mA四个档位,推荐参数为100mA, 点光源当调整为此参数更小的时分,有用量程的起点和重点都会明显的缩短,而且量程会减小。在区别离传感器极近间隔的mm级别间隔改变的时分用到电流值较小。


  PPULSE: 在Prox Accum状态时,驱动挨近红外传感的脉冲数,其对起点与终点有明显的更改,有用的量程会有少许增大。可是受搅扰的可能性也会变大。手册做的调整这个参数的试验数据截图如下:


  由上图能够看出,传感器会依据所射向物体的不同灰度有不同的体现。


  咱们的挨近功用的实现就使用AD输出满量程的这段间隔。举个比如,如上图的8P的装备,灰度在18%~90%之间,其AD从满量程往下衰减的间隔为4cm~8cm,及当物品在4cm~8cm之间的间隔时,将会从寄存器Proximity DATA Register读出的AD值为满量程,用来区分物体是否挨近。


本文网址:http://www.jiyaolight.com/news/387.html

关键词:环境光强度数字传感器,数字传感器,传感器

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