TMD3700 - датчик наближення, освітлення і кольору від ams

Компанія ams славиться своїм особливим підходом до створення датчиків. Цей підхід полягає в досягненні максимальної функціональності за рахунок інтеграції безлічі різних сенсорів і допоміжних блоків в одному малогабаритному корпусі. Наприклад, нові мікросхеми TMD3700 об'єднують в собі три 16-бітних датчика кольору (синій, зелений, червоний), 16-бітний датчик освітленості, датчик наближення з роздільною здатністю 8 біт, інфрачервоний світлодіод, логіку управління, систему харчування і контролер I2C.

Наприклад, нові мікросхеми TMD3700 об'єднують в собі три 16-бітних датчика кольору (синій, зелений, червоний), 16-бітний датчик освітленості, датчик наближення з роздільною здатністю 8 біт, інфрачервоний світлодіод, логіку управління, систему харчування і контролер I2C

Мал. 1. Багатофункціональна мікросхема TMD3700 від ams

Мікросхеми і датчики для сучасних мобільних додатків повинні забезпечувати високу функціональність, малі габарити і мінімальний рівень споживання. Іноді ці вимоги суперечать один одному, а іноді добре поєднуються.

Як відомо, в сучасних мікросхемах напівпровідникові кристали мають вельми скромні розміри, а кінцеві габарити визначаються корпусним виконанням. Це особливо помітно при використанні стандартних корпусів (SOIC, TSSOP і т. Д.). Якщо ж відмовитися від стандартних рішень і використовувати власну упаковку, то можна домогтися значного виграшу в розмірах без втрати функціональності.

З іншого боку, якщо помістити в одному корпусі декілька датчиків, то можна оптимізувати число допоміжний блоків. Наприклад, для всіх вбудованих сенсорів реально використовувати загальні ланцюга харчування і тактирования, один блок управління і один контролер комунікаційного інтерфейсу (наприклад, I2C, SPI і т. Д.).

Інтеграція декількох датчиків в одному корпусі також дозволяє зменшити число комунікаційних ліній, тим самим спрощуючи схему включення і розведення друкованої плати. Крім того, стає можливим оптимізація режимів зниженого споживання, що, як було сказано вище, є важливим фактором для сучасних мобільних додатків з акумуляторним живленням.

Прикладом використання запропонованого підходу з максимальним рівнем інтеграції є мікросхеми і датчики від компанії ams. Інженери з ams формують набір цільових сенсорів, організують спільні блоки управління і живлення і поміщають отримане рішення в унікальний корпус оптимального типорозміру. В результаті користувачі отримують багатофункціональну систему з мінімальними габаритами і низьким споживанням. Все це відноситься і до нових мікросхем датчиків TMD3700x.

TMD3700 - система в корпусі, що включає в себе: три датчика кольору (синій, зелений, червоний), датчик освітленості, датчик наближення з вбудованим інфрачервоним світлодіодом, чотири 16-бітних АЦП для датчиків кольору і освітленості, 8-бітний АЦП для датчика наближення, логіку управління, систему харчування і тактирования цифрової частини схеми, джерело струму для харчування ІК-світлодіоди, контролер I2C (рис. 2).

2)

Мал. 2. Структурна схема SIP-мікросхеми TMD3700 від ams

Всі перераховані датчики і функціональні блоки вміщаються в одному 8-вивідному малогабаритному корпусі розміром 4,00x1,75x1,00 мм (рис. 3).

Мал. 3. Корпус і розташування висновків TMD3700

Датчики кольору і датчик рівня загальної освітленості використовують лінзу і прозоре вікно, вбудовані в корпус мікросхеми. Ефективний кут для падаючих променів становить 45 градусів (рис. 4).

4)

Мал. 4. Діаграма спрямованості лінзи в TMD3700

Для кожного з датчиків кольору і освітленості призначений індивідуальний фотодіод (рис. 5). При цьому для сенсорів кольору ширина спектра виявляється досить вузькою. Це зроблено для зменшення впливу інших довжин хвиль і для отримання точних результатів. Центральні довжини хвиль для цих датчиків складають 465/530/620 нм. Спектр датчика освітленості досить широкий - від 400 до 700 нм.

Мал. 5. Спектр датчиків кольору і освітленості в TMD3700

Вихідні аналогові сигнали, що знімаються з датчиків кольору і освітленості, можуть бути посилені з коефіцієнтами 0,25 / 1/4/16 / 64. Їх оцифровка проводиться за допомогою 16-бітових АЦП. Характеристика перетворення виявляється практично лінійної (рис. 6).

6)

Мал. 6. Характеристика перетворення датчиків кольору і освітленості в TMD3700

Оптична система TMD3700 має фільтри УФ та ІЧ-випромінювання. Останній факт важливий для усунення впливу ІК-світлодіоди, використовуваного для датчика наближення. Довжина хвилі випромінювання ІЧ-світлодіода становить 950 нм.

Датчик наближення дозволяє визначати відстань до об'єкта аж до 15 см. При цьому дальність виявлення залежить від чотирьох чинників (рис. 7):

  • величини струму через інфрачервоний світлодіод;
  • числа вимірювальних імпульсів;
  • тривалості вимірювальних імпульсів;
  • коефіцієнта посилення вихідного сигналу фотоприймача (1/2/4/8).

величини струму через інфрачервоний світлодіод;   числа вимірювальних імпульсів;   тривалості вимірювальних імпульсів;   коефіцієнта посилення вихідного сигналу фотоприймача (1/2/4/8)

Мал. 7. Залежність чутливості датчика наближення від різних факторів

При виборі складу сенсорів для мікросхеми TMD3700 розробники явно орієнтувалися на мобільні додатки: смартфони, планшети та ігрові пристрої. Зокрема, датчик наближення може бути використаний для визначення положення рук над екраном пристрою, що важливо для ігор і для визначення піднесений чи телефон до вуха користувача. Датчики освітленості і кольору необхідні для коригування налаштувань дисплея. Вони дозволяють підлаштовувати яскравість екрану при різних рівнях освітлення і регулювати підсвічування залежно від складових спектра навколишнього фонового світла.

Так як мова йде про мобільних додатках, то одним з ключових чинників при виборі мікросхем є рівень споживання. В даному випадку TMD3700 показує цілком адекватні результати. В активному режимі струм споживання становить до 150 мкА без урахування струму ІК-світлодіоди. У режимі очікування, коли датчики неактивні, ток падає до 60 мкА. За допомогою команд по I2C користувач може відключити систему тактирования і перевести TMD3700 в сплячий режим. В такому випадку споживання складе і зовсім 5 мкА.

Схема підключення TMD3700 досить проста (рис. 8). Вона вимагає наявності всього лише декількох пасивних компонентів: резисторів підтяжки на I2C, блокуючих конденсаторів і захисного резистора по харчуванню.

Мал. 8. Схема включення SIP-мікросхеми TMD3700

Для максимально швидкого ознайомлення з можливостями мікросхем TMD3700 слід скористатися налагоджувальний набором TMD3700 EVM (рис. 9). Цей набір включає: основну плату з встановленим мікро контролером PIC, дочірню плату з модулем TMD3700, USB-кабель.

Цей набір включає: основну плату з встановленим мікро контролером PIC, дочірню плату з модулем TMD3700, USB-кабель

Мал. 9. Зовнішній вигляд отладочного набору TMD3700 EVM

Робота з налагоджувальний набором ведеться за допомогою прикладної програми для ПК, яку можна завантажити з сайту ams. Дана утиліта дозволяє в режимі реального часу налаштовувати датчики і отримувати результати їх вимірювань (рис. 10).

Мал. 10. Вікно програми для роботи з налагоджувальний набором TMD3700 EVM

Характеристики приймача TMD37003:

  • Вбудовані датчики: датчик наближення, датчик освітленості, датчики кольору (R, G, B);
  • Діапазон вимірюваного рівня освітленості: 100 МЛК ... 60 КЛК;
  • Довжини хвиль пікової чутливості датчиків RGB: 465 нм, 530 нм, 620 нм;
  • Розрядність вбудованого АЦП датчиків освітленості і кольору: 16 біт;
  • Розрядність вбудованого АЦП датчика наближення: 8 біт;
  • Довжина хвилі ІЧ-діода: 950 нм;
  • Комунікаційний інтерфейс: I2C;
  • Адреса в мережі I2C: 39h (29h за запитом TMD37007);
  • Струм споживання: до 150 мкА в активному режимі, до 60 мкА в режимі очікування, до 5 мкА в режимі сну;
  • Напруга живлення: 1,7 ... 2,0 В (цифрове харчування), 3,3 В для живлення ІК-світлодіода;
  • Діапазон робочих температур: -0 ... + 85 ° C;
  • Корпус: 8-вивідний 4,00x1,75x1,00 мм.

Склад отладочного набору TMD3700 EVM:

  • основна плата для підключення до ПК через USB-інтерфейс. Побудована на базі мікроконтролера PIC;
  • дочірня плата з модулем TMD3700;
  • USB-кабель.

Главное меню
Реклама

Архив новостей
Права на автомат и на механику: отличия в 2018 году
В 2017 году национальное водительское удостоверение Российской федерации привели в соответствие с Венской Конвенцией «О дорожном движении». В документе появились дополнительные подкатегории транспортных

Коробка передач автомобиля ГАЗ-66
Строительные машины и оборудование, справочник К атегория:     Устройство автомобиля Коробка передач четырехступенчатая, с синхронизатором на 3—4-й передачах. Передаточные отношения

Вариатор (вариаторная коробка передач): что это такое, принцип работы. Подробно + видео
У меня много статей про автоматические коробки передач (особенно сильно я люблю обычную АКПП). Однако второй по распространению я считаю вариатор или CVT, достаточно много автомобилей выпускается именно

Устройство АКПП: принцип работы и схема автоматической коробки
Что такое АКПП? Автоматическая Коробка Переключения Передач (АКПП) – вид трансмиссии в машине, в котором переключение скоростей осуществляется за счет электроники, не требуя внимания водителя.

Как правильно пользоваться коробкой автомат (АКПП)
Содержание статьи На сегодняшний день большинство водителей не представляет как бы они ездили на автомобиле, который не имеет автоматической коробки передач. Некоторые новички, приходят в ужас от одной

Автоматическая коробка передач (АКПП): что это такое, устройство и принцип работы для чайников
Двигатели внутреннего сгорания не способны обеспечить движение автомобиля в разных режимах без специальных устройств, изменяющих частоту вращения коленчатого вала. На части транспортных средств для этого

Как пользоваться автоматической коробкой передач?
Уважаемые автомобилисты! Прежде, чем мы с вами рассмотрим основные положения, как управлять автоматической коробкой передач, давайте поймем, что это такое. Нет, мы не станем углубляться в процессы, происходящие

Как пользоваться коробкой автомат АКПП (видео)
Как водит на автомате? Таким вопросом задается практически каждый человек, который раньше ездил на механической коробке, а теперь собирается приобрести автомобиль на автомате. Опасения на счет поломок

Какую автоматическую коробку передач выбрать (какие бывают коробки автомат): роботизированные, вариатор, гидротрансформатор
Более правильным называнием было бы — механическая КПП с автоматическим сцеплением, поскольку с «автоматом» её роднит только количество педалей. «Робот» полностью повторяет схему работы обычной механической

Mercedes-Benz переходит на 9 ступенчатую коробку-автомат
Немецкий автоконцерн Daimler начал оснащать Mercedes-Benz 9-ступенчатой автоматической трансмиссией. «Автомат», получивший название 9G-Tronic, уже используется в серийном Mercedes E350 BlueTec. Пока эта

Реклама

© 2013 mexpola.h1a25414f