Một cảm biến gần đúng với nhận thức của cảm biến ánh sáng xung quanh và mắt người
Mắt gần đúng, cảm biến ánh sáng xung quanh
Cảm biến ánh sáng xung quanh là cảm biến xuất tín hiệu điện theo thời gian thực bằng cách cảm nhận cường độ ánh sáng xung quanh. Cảm biến ánh sáng xung quanh được sử dụng trong điện tử tiêu dùng, điện tử ô tô, điều khiển công nghiệp và các lĩnh vực khác. Ví dụ: đầu điện thoại thông minh và máy tính bảng sẽ được trang bị cảm biến ánh sáng xung quanh. Cảm biến ánh sáng xung quanh sẽ cảm nhận cường độ ánh sáng và nhận ra thời gian thực kiểm soát độ sáng màn hình. Giảm tiêu thụ điện năng của thiết bị, kéo dài tuổi thọ của thiết bị và bảo vệ mắt.

1
Nguồn: Trang web chính thức của TI
Xu hướng phát triển của cảm biến ánh sáng xung quanh

Với việc sử dụng ngày càng nhiều cảm biến ánh sáng xung quanh trong lĩnh vực điện tử dân dụng, điện tử dân dụng cũng đang hướng tới sự thu nhỏ và tính di động, do đó, cảm biến ánh sáng xung quanh cũng phải hướng tới tính tích hợp cao (thu nhỏ), tiêu thụ điện năng thấp, thông minh, ... Hướng phát triển .

Tích hợp cao (thu nhỏ) có thể làm giảm bố cục của các mạch ngoại vi, giảm số lượng linh kiện và ở một mức độ nhất định có thể nhận ra tính linh hoạt của cảm biến, giảm chi phí BOM và giảm khối lượng của cảm biến.

Tiêu thụ điện năng thấp. Đối với thiết bị điện tử tiêu dùng, việc sử dụng các linh kiện điện tử tiêu thụ điện năng thấp là mục tiêu theo đuổi lâu dài, có thể kéo dài tuổi thọ pin của thiết bị một cách hiệu quả, đồng thời tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường.

Thông minh hóa. Hiện nay, nhiều chip và cảm biến tích hợp thuật toán AI, bộ xử lý DSP, v.v., để cải thiện hơn nữa khả năng xử lý dữ liệu và giúp cải thiện hiệu suất.

Ứng dụng của cảm biến ánh sáng xung quanh rất rộng, hiện nay, nhu cầu thị trường không ngừng xâm nhập vào các thiết bị gia dụng thông minh, Internet of Things và các lĩnh vực khác, và nhu cầu thị trường cũng đang có xu hướng tăng trưởng nhanh chóng. Với sự mở rộng liên tục của các lĩnh vực ứng dụng, triển vọng phát triển của cảm biến ánh sáng xung quanh là rất rõ ràng.

Hiện tại, AMS, TI, Vishay, ROHM và các công ty hàng đầu khác trong lĩnh vực bán dẫn nước ngoài đã phát triển cảm biến ánh sáng xung quanh và đã được các nhà sản xuất thiết bị đầu cuối áp dụng.

Mô-đun tích hợp cảm biến ánh sáng xung quanh AMS TMD2712 và cảm biến tiệm cận

AMS có kiến ​​thức sâu rộng trong lĩnh vực quang học và có các giải pháp quang học tiên tiến. Dù là công nghệ hay năng lực sản xuất, AMS đều có lợi thế rõ ràng trong lĩnh vực cảm biến. Ngày nay, mảng kinh doanh cảm biến của AMS chiếm vị trí hàng đầu trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng và cam kết phát triển nhiều cảm biến tích hợp hơn và nhỏ hơn để chiếm thị phần và củng cố vị trí dẫn đầu của mình.

2
Sơ đồ khung TMD2712 Nguồn: Trang web chính thức của AMS

Mô-đun TMD2712 là cảm biến tích hợp cao ba trong một, tích hợp cảm biến ánh sáng xung quanh, cảm biến ánh sáng tiệm cận và bộ phát VCSEL hồng ngoại, và âm lượng chỉ 1mm * 2mm * 0,5mm dưới tính năng tích hợp cao tất cả trong- một, có thể áp dụng Trong các sản phẩm điện tử có yêu cầu khắt khe hơn về khối lượng cảm biến, sự ra mắt của cảm biến này đã thiết lập một kỷ lục mới về kích thước bên ngoài.

Việc phát hiện khoảng cách gần của TMD2712 được thực hiện bởi bộ phát VCSEL hồng ngoại phát ra tia hồng ngoại, và sau đó điốt quang phát hiện ánh sáng phản xạ. TMD2712 cung cấp hai kênh cảm biến ánh sáng xung quanh cho cảm biến ánh sáng xung quanh. Thông qua hai kênh này, ánh sáng xung quanh có thể được đo chính xác và có thể tính toán cường độ bức xạ ánh sáng để xuất tín hiệu điện.

Cảm biến TMD2712 có điện áp cung cấp là 1,8V, tiêu thụ điện ở chế độ chờ 0,7µA, khoảng cách phát hiện gần 15cm và có thể chịu được phạm vi nhiệt độ làm việc từ -30 ℃ đến 85 ℃. Nó sử dụng gói OLGA 6 Pin.

TI OPT3004 Cảm biến ánh sáng xung quanh có độ nhạy cao

Theo màn hình chính thức của TI, cảm biến ánh sáng xung quanh của TI có thể tối ưu hóa chi phí, mô phỏng phản ứng của mắt người và mỏng nhẹ. Phạm vi ứng dụng bao gồm điện tử tiêu dùng, thiết bị gia dụng, điện tử ô tô và các lĩnh vực khác.

3
Sơ đồ khung OPT3004 Nguồn: Trang web chính thức của TI

OPT3004 là cảm biến ánh sáng xung quanh để đo ánh sáng nhìn thấy. Nó có thể chặn ánh sáng hồng ngoại với tỷ lệ chặn 99% và có phản ứng quang phổ nhạy. Đường cong phản ứng quang phổ của cảm biến có thể tương tự như đường cong phản ứng của mắt người và độ chính xác đo của ánh sáng nhìn thấy không bị ảnh hưởng bởi cường độ ánh sáng.

4
Phản ứng quang phổ: OPT3004 và mắt người Nguồn: Trang web chính thức của TI

OPT3004 có chức năng điều chỉnh phạm vi thích ứng, phạm vi bao gồm 0,01 ~ 83k lux và có thể hoàn thành phép đo cường độ ánh sáng trong phạm vi động hiệu quả 23 bit. Cảm biến ánh sáng xung quanh OPT3004 có hai chế độ làm việc đo, một chế độ làm việc liên tục và một chế độ làm việc gián đoạn. Để giảm mức tiêu thụ điện năng của hệ thống, bộ xử lý có thể ở trạng thái ngủ trong khi cảm biến đang báo cáo. OPT3004 có thể được kết nối với mạng áp điện rộng từ 1,6V đến 3,6V và phạm vi nhiệt độ hoạt động của nó là từ -40 ° C đến + 85 ° C. Nó sử dụng một gói USON nhỏ 2mm * 2mm * 0,65mm. Cảm biến ánh sáng xung quanh này có thể được áp dụng để điều khiển đèn nền hiển thị, hệ thống điều khiển ánh sáng, v.v.

Cảm biến ánh sáng xung quanh có độ nhạy cao của Vishay

Cảm biến ánh sáng môi trường của Vishay, để cải thiện độ nhạy của cảm biến với ánh sáng, thường Vishay sẽ sử dụng công nghệ Filtron độc đáo trong quá trình phát triển cảm biến ánh sáng, càng xa càng tốt để phù hợp với phản ứng quang phổ của cảm biến với mắt người và cải thiện hiệu suất của sản phẩm.

5
Sơ đồ khung VEML6031X00 Nguồn: Vishay

VEML6031X00 là cảm biến ánh sáng xung quanh có độ chính xác cao, độ nhạy cao của Vishay. Cảm biến này có thể được sử dụng trong điện tử dân dụng và điện tử ô tô và đã đạt chứng nhận tiêu chuẩn AECQ100 dành cho ô tô. Độ nhạy quang phổ của VEML6031X00 gần với mức của con người mắt, và phạm vi đo tối đa là 0,01 ~ 228k lux, cao hơn nhiều so với OPT3004 của TI. Cảm biến sử dụng I2C làm giao diện bus truyền thông. Bằng cách cấu hình giao diện I2C, cảm biến có thể hoạt động liên tục hoặc gián đoạn.

Độ chính xác của VEML6031X00 là 0,0034lx. Việc sử dụng ống kính có tầm nhìn thấp hơn có thể cải thiện độ chính xác của việc phát hiện nguồn sáng. Đồng thời, kênh hồng ngoại tích hợp của cảm biến có thể thực hiện phát hiện cường độ ánh sáng và điều chỉnh độ nhạy, hoàn thiện bù lỗi. Dải điện áp đầu vào của VEML6031X00 là từ 2,5V đến 3,6V, có thể thích ứng với môi trường làm việc nhiệt độ rộng từ -40 ° C đến 110 ° C, đáp ứng các yêu cầu sử dụng trên ô tô. Cảm biến có mức tiêu thụ điện năng là 0,5μA ở chế độ chờ và sử dụng một gói nhỏ 2,67 mmx * 2,45mm * 0,6mm. Cảm biến này có thể được sử dụng trong đèn pha thích ứng trên ô tô, điều chỉnh độ sáng chiếu sáng, điều chỉnh độ sáng màn hình và các ứng dụng khác.