用接近檢測(cè)傳感器檢測(cè)更遠(yuǎn)的目標(biāo)

標(biāo)簽：MAX44000  傳感器

本文討論通過紅外LED提高M(jìn)AX44000接近檢測(cè)傳感器驅(qū)動(dòng)電流的幾種方式，包括非常簡(jiǎn)單到比較復(fù)雜的各種方法，使用戶能夠檢測(cè)與接近檢測(cè)傳感器相距更遠(yuǎn)的目標(biāo)。

背景

MAX44000在微小、2mm x 2mm x 0.6mm封裝內(nèi)集成了強(qiáng)大功能，提供緊湊、高效的紅外接近檢測(cè)方案。傳感器通過脈沖驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射二極管并檢測(cè)反射信號(hào)的幅值實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)。信號(hào)的幅值越大，目標(biāo)越接近傳感器。

典型配置(圖1)中，傳感器上方?jīng)]有玻璃時(shí)，器件的有效范圍大約為13cm (18%灰板)，這種情況下，限制因素之一是芯片發(fā)射器的輸出功率。有限的發(fā)射功率制約了傳感器能夠檢測(cè)的范圍，并影響某些特性的實(shí)現(xiàn)，例如(人)存在檢測(cè)。幸運(yùn)的是，可以通過一些簡(jiǎn)單方法提高M(jìn)AX44000的性能。

圖1. MAX44000的標(biāo)準(zhǔn)配置

提高輸出功率

提高發(fā)射器輸出功率的最簡(jiǎn)單方式是通過FET或其它類型的晶體管驅(qū)動(dòng)LED。圖2所示為實(shí)施方案，電路中，MAX44000的DRV引腳驅(qū)動(dòng)pMOSFET打開和關(guān)閉，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)流經(jīng)發(fā)射器的電流。電流值由R5設(shè)定。

圖2. 提高LED電流的最簡(jiǎn)單方式

可通過更加精確地設(shè)置流過發(fā)射器的電流，進(jìn)一步改善電路，如圖3所示。這種情況下，簡(jiǎn)單的運(yùn)放電流源設(shè)置流經(jīng)LED的電流。圖中，在運(yùn)放同相輸入端施加電壓，該電壓轉(zhuǎn)換為電流(本例中，檢測(cè)電阻R5為1Ω，1V電壓產(chǎn)生的電流為1A)。該電壓可來自于固定源，例如電壓基準(zhǔn)，亦可來自于數(shù)/摸轉(zhuǎn)換器(DAC)。

然而，紅外發(fā)射器必須以脈沖方式工作，為了實(shí)現(xiàn)與MAX44000的最佳組合，增加了一級(jí)電路。模擬開關(guān)將設(shè)置電壓送至運(yùn)放電流驅(qū)動(dòng)器。常閉輸入連接至地，常開輸入連接至相應(yīng)電壓。通過將上拉電阻連接至控制引腳，就有可能將模擬開關(guān)從NC輸入切換至NO輸入。

圖3. 利用電流調(diào)節(jié)電路提高LED功率

該方法僅僅是提高發(fā)射器輸出功率的方式之一，也可使用其它類似的Maxim器件。其它方法包括在DRV上使用上拉，向控制器發(fā)送電壓信號(hào)，該信號(hào)將DAC輸出在0V和所需電流對(duì)應(yīng)的電壓之間切換。

提高發(fā)射功率的效果很明顯：流經(jīng)LED的電流更大，意味著能夠支持更遠(yuǎn)的檢測(cè)范圍。圖4所示為利用圖2電路增大范圍的示意圖。在30cm (或大約1英尺)距離，400mA及以下產(chǎn)生信號(hào)的計(jì)數(shù)值大約為10：非常接近噪底。將電流增大至750mA，同樣距離下可獲得的信號(hào)計(jì)數(shù)值為32，無需鏡頭或其它光學(xué)聚焦裝置。

圖4. 增大電流后可支持更遠(yuǎn)的檢測(cè)距離