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村田LT-1PA01接近/环境光传感器的应用

2017-08-29
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LT-1PA01是一款红外接近和环境光传感器 。在接近检测(PROX)中,传感器可以通过发射红外光并测量对象的反射来 可靠地探测进入或离开指定接近场地的对象。在环境光检测(ALS)中,它测量环境光强度。 LT-1PA01可以通过自主过程启动测量。本应用说明中描述了工作步骤。 


特征 :

  • 接近传感器和环境光传感器封装在一起

  • 封装尺寸非常小(长3.05 x 宽2.1 x 高1.0毫米)

  • 消耗电流低 – 在800毫秒睡眠时间时的典型值为80mA

  • I2C串行通信

     接近传感器

  • 电流消耗极低

  • 使用灰卡完全校准至70毫米探测

    环境光检测(ALS) 

  • 在50%时,照度检测角度为+/-45度 

应用:

  • 移动设备:智能手机、PDA、GPS

  • 计算设备:笔记本电脑、平板电脑

  • 消费类设备:LCD-TV、数码相框、数码相机

  • 工业电子和接近检测


基本操作

主机可以将LT-1PA01置于自主运行状态,在此状态下,当测量值大于或小于预设阈值时,它以设定的间隔执行测 量并通过维持INT引脚来中断主机。每次测量完成后,LT-1PA01均可以中断主机。当INT引脚接收到中断信号时, 主机侧读取测量值并在必要时切换灵敏度检测范围。主机侧和LT-1PA01的序列图如图2-1所示。主机侧流程图如 图2-2所示。初始化过程和中断处理如图2-1和图2-2所示。 

图2-1 序列图 

图2-2 主机侧处理流程图 


1、初始化过程

为了初始化LT-1PA01,主机将设置值写入LT-1PA01寄存器。寄存器名称和构成初始化过程的相应设置值如表2.1- 1所示。


表中的中断设置是为了在每次测量时发生中断。因此,PROX中断方案设置为窗口比较器方案,PROX低阈值设置为 最大值(255),PROX高阈值设置为最小值(0)。因此,PROX测量值始终大于高阈值(0)或小于低阈值(255)。 每次测量后都会发生PROX中断。


ALS中断的机制与PROX中断相同。因此,ALS低阈值设置为最大值(4095),ALS高阈值设置为最小值(0)。因此, ALS测量值始终大于高阈值(0)或小于低阈值(4095)。每次测量后都会发生ALS中断。

表2.1-1 初始化过程参数列表


可以更改表中的设置值。要找出最佳设置值,请遵循以下程序。


中断设置 适当的阈值设置可以减少从主机读取浪费的寄存器数量。例如,如果ALS_DT为“1000”,则将ALS低阈值设置为“5 00”,并将ALS高阈值设置为“1500”。因此,在ALS_DT值大于“1500”或小于“500”之前,不会发生中断。 


PROX背散射设置 PROX_BSCAT=0b0000表示“无接近偏差取消”。每个计数从接近偏移量数据中“减去”约32个计数。确定PROX背散 射设置的步骤如下:在LT-1PA01视野中没有IR反射对象,调整PROX_BSCAT以最大限度地减少接近数据计数。请注 意,接近数据计数应始终大于零。 


ALS IR补偿设置 可编程主动IR补偿微调具体玻璃的ALS性能。优化各种IR内容光源之间的测量变化。IR补偿值取决于芯片涂层变 化和客户光学解决方案、机械解决方案和玻璃类型。当玻璃非常暗(可见度小于10%)时,最需要调谐。 如果客户不了解光学/机械布局,客户应使用代码:0b10000。

• 0b00000:最低IR补偿

• 0b10000:默认值

• 0b11111:最大IR补偿 


IR compensation range = 2.1% + ALS_KN × 0.1% (EQ.2,1-1)

确定ALS IR补偿设置的步骤如下所述:

• 第1步:在没有红外光谱的白色LED光源下测量ALS计数和照度等级。

• 第2步:测量850纳米红外LED以下和白光LED光源以下的ALS计数和照度等级。

• 第3步:调整ALS的IR补偿(寄存器0x03,位4:0),直到红外LED光源的比例低于10%。


2、中断处理

2.1 清除中断 

通过向主机侧的每个INTERRUPT位(地址:0x04)写入“0”来实现清除中断。在清除所有中断的情况下,将“0” 写入每个INTERRUPT位,其中包括7位和3位。


为了消除意外清除中断的可能性,将“1”写入不应清除的位。将“1”写入数值为“0”的位没有任何结果。该 值不变为“1”,仍然是“0”。当然,将“1”写入数值为“1”的位没有任何结果。


2.2 读取测量数据

从以下4个寄存器读取测量数据:PROX_DT@0x0A、ALS_DT1@0x0B、ALS_DT2@0x0C和PROX_WASH@0x0D。ALS_DT为12 位长,分别存储在ALS_DT1和ALS_DT2中作为MSB和LSB。如果PROX_WASH位(PROX_WASH@0x0D,0位)为0b1, 则PRO X_DT始终为0x00。


2.3 信号处理

计算照度和确定接近的信号处理采用ALS_DT1, ALS_DT2、PROX_DT和PROX_WASH的测量数据。照度计算使用ALS_DT 1和ALS_DT2的测量值。接近确定使用PROX_DT和PROX_WASH。


2.4 照度计算方程

在LT-1PA01的ADC输出代码与勒克斯成正比。

在等式2.2.4-1中,

是计算的勒克斯读数,OUT表示ADC代码。要插入的常数α由检测范围位ALS_RANGE(寄存 器0x02位1:0)决定,并且与光源类型无关。四种不同的比例因子如表2.2.4-1所示。 


2.5 接近确定法

在接近探测中,传感器发射红外光,并通过比较红外光反射值和阈值来实现接近探测。您可以通过读取PROX_DT 寄存器获得测量的红外光反射值。传感器-对象距离和PROX_DT之间的关系示例如图2.2.5-1所示。 

图2.2.5-1 传感器-对象距离和PROX_DT之间的关系示例


采用反射红外光的两个阈值来确定具有迟滞的对象的相邻性(图2.2.5-2)。 由于认为PROX_DT(反射值的数量)越多越靠近一个对象,当PROX_DT超过上限阈值时,它确定该对象相邻,当PR OX_DT低于下限阈值时,它确定该对象不相邻。 

图2.2.5-2 采有两个阈值的接近判断示例


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