APDS-9960: Especificações e Aplicações

20 de julho de 2023 0 Comentários Leitura: 8 min

A automação está sendo aplicada em diversos campos para facilitar tarefas, aumentar a eficiência e a confiabilidade. Com o avanço da tecnologia, essa automação também é aplicada em smartphones para aprimorar a experiência do usuário final. Na área da eletrônica, os sensores desempenham um papel crucial ao possibilitar funções de automação. Alguns exemplos de sensores são o sensor de toque, sensor de proximidade, sensor giroscópio, sensor de detecção de gestos, entre outros.

À medida que os dispositivos são otimizados em tamanho, pode ser inviável integrar todos esses sensores em um único chip. No entanto, esse desafio pode ser superado por meio do uso de sensores multifuncionais. Esses sensores têm a capacidade de abrigar mais de um tipo de elemento sensor e são capazes de detectar diversos fatores. Um exemplo de sensor multifuncional é o APDS-9960, que possui a capacidade de detectar proximidade, cor, entre outras funcionalidades.

Sumário

O que é APDS-9960?

O APDS-9960 é um sensor digital que possui funcionalidades de detecção de proximidade, gestos e luz ambiente. Trata-se de um sensor versátil que encontra aplicação em diversos dispositivos, como smartphones, robótica, entre outros. Sua principal função é detectar gestos, capturar informações sobre a luz ambiente e realizar a detecção de proximidade. Esse sensor oferece valores precisos para a detecção de gestos, proporcionando uma experiência mais precisa e interativa.

Diagrama de bloco

O dispositivo APDS-9960 possui recursos de detecção de proximidade, detecção de luz ambiente, detecção de cores RGB e detecção de gestos. É facilmente conectado a qualquer microcontrolador devido ao uso do protocolo de comunicação I2C.

Esse dispositivo é equipado com um LED que atua como fonte de sinal infravermelho (IR). Quando há um obstáculo ou algum gesto realizado em frente ao dispositivo, o sinal IR emitido pelo LED é refletido na superfície do obstáculo. Essa luz refletida é detectada pelos fotodiodos presentes no APDS-9960. Com base nas propriedades dessa luz refletida, é possível determinar fatores como a intensidade da luz ambiente, a proximidade do objeto e o gesto realizado.

Diagrama de circuito

Ao utilizar o sistema de detecção de proximidade do APDS-9960, é importante tomar precauções para evitar erros causados pela alta corrente de pulso do LED interno, que pode exceder 100mA.

Uma maneira de mitigar esse problema é tomar certas medidas ao conectar o APDS-9960 em um circuito. Recomenda-se conectar a fonte de alimentação analógica ao pino VDD e a fonte de alimentação do LED à fonte ruidosa, a fim de reduzir o acoplamento de ruído da fonte de alimentação de volta ao dispositivo durante os pulsos do LED.

Para fornecer um suprimento adequado de corrente, é aconselhável utilizar um capacitor de desacoplamento de 1 μF, com um baixo valor de resistência equivalente em série (ESR), o mais próximo possível do pino VDD. Além disso, na saída do regulador de tensão do LED, deve-se colocar um capacitor de armazenamento em massa, juntamente com outro capacitor de desacoplamento no pino LEDA.

Durante a operação do APDS-9960 com uma única fonte de alimentação, é recomendado utilizar um resistor de 22Ω em série com a linha de alimentação VDD. Isso auxilia na filtragem do ruído proveniente da fonte de alimentação, enquanto um capacitor de baixo ESR de 1 μF é utilizado para esse fim.

Descrição do pino

O APDS-9960 está disponível em um pacote de 8 pinos. A descrição do pino de diferentes pinos do APDS-9960 é fornecida abaixo-

Pin-1, SDA, é um terminal de dados seriais I2C. Este pino é usado para comunicação I2C.
Pin-2, INT, é o pino de interrupção. Este pino é ativo baixo durante eventos de interrupção.
O pino 3, LDR, é o pino de entrada do driver de LED. Este pino é usado como uma entrada de driver de LED para LED de proximidade. Ele conecta uma fonte de energia constante para drivers de LED.
O pino 4, LEDK, é o pino do cátodo do LED. Ao usar o circuito interno do driver de LED, esse pino é conectado ao pino LDR.
O pino 5, LEDA, é o pino do ânodo do LED. Este pino está conectado ao VLEDA no PCB.
O pino 6, GND, é o pino terra da fonte de alimentação.
O pino 7, SCL, é o pino do terminal de entrada do relógio serial I2C. Este pino é usado para fornecer um sinal de clock para dados seriais I2C.
O pino 8, VDD, é o pino da fonte de alimentação. Tensão de alimentação de 2,4 V a 3,6 V pode ser aplicada.

Especificações do APDS9960

As especificações do dispositivo APDS-9960 são fornecidas abaixo-

Este dispositivo possui detecção de luz ambiente, detecção de proximidade, detecção de cores RGB e detecção de gestos em um módulo óptico.
Para compatibilidade drop-in com pegadas existentes, o LED IR e um driver de LED calibrado de fábrica são incorporados.
Filtros de bloqueio UR e IR estão presentes para detecção de luz ambiente e detecção de cor RGB.
A detecção de luz ambiente e a detecção de cores RGB também possuem ganho e tempo de integração programáveis.
Os dados de intensidade de luz vermelha, azul, verde e clara são fornecidos pela detecção de cores RGB.
Este dispositivo também é adequado para operações atrás de vidro escuro devido à sua sensibilidade muito alta.
Para compensar o deslocamento do sistema causado por reflexos infravermelhos indesejados, o mecanismo de proximidade contém registros de ajuste de deslocamento.
No mecanismo de proximidade, a intensidade do LED IV é ajustada de fábrica. Isso elimina a necessidade de calibração do equipamento final devido a variações de componentes.
A subtração automática da luz ambiente melhora ainda mais os resultados do motor Proximity.
O mecanismo de proximidade também contém um bit indicador de saturação.
Para detectar a energia infravermelha refletida de todas as direções, o mecanismo de detecção de gestos possui quatro fotodiodos separados sensíveis a uma direção diferente.
O mecanismo de detecção de gestos também possui ativação automática, subtração de luz ambiente, cancelamento de diafonia, conversores de dados duplos de 8 bits, atraso de interconversão com economia de energia, FIFO de 32 conjuntos de dados e comunicação I2C orientada por interrupção.
O mecanismo de detecção de gestos também possui um driver programável para corrente de LED IR.
O APDS-9960 contém interface compatível com o modo rápido de barramento I2C com taxas de dados de até 400kHz.
O pino de interrupção dedicado é fornecido para comunicação I2C.
O APDS-9960 está disponível como um pacote pequeno com dimensões de 3,94×2,36×1,35 mm.
O APDS-9960 está disponível no mercado como um pacote de fita e carretel.
Este dispositivo funciona com no máximo 3,8V da tensão de alimentação.
A faixa de temperatura de armazenamento do APDS-9960 é de -40°C a 85°C.
A tensão máxima de alimentação do LED do APDS-9960 é de 4,5 V.
O dispositivo APDS-9960 suporta protocolo de endereçamento de barramento I2C de 7 bits.

Aplicações de APDS-9960

Algumas das aplicações deste dispositivo são as seguintes:

As diferentes funções fornecidas pelo APDS-9960 são detecção de luz ambiente, detecção de gestos, detecção de cores RGB e detecção de proximidade
O APDS-9960 é usado em telas sensíveis ao toque de smartphones.
Para a substituição do interruptor mecânico, este dispositivo é usado.
Para calcular a temperatura da cor, a detecção RGB do APDS-9960 é usada.
Para o ajuste da luz de fundo da TV, smartphones, etc… é usado o mecanismo de detecção de proximidade do dispositivo APDS-9960.
A robótica de gestos também faz uso de diferentes mecanismos de detecção presentes neste dispositivo.
Em equipamentos médicos.
Visores LCD.
Monitores RGB e para classificação RGB APDS-9960 é usado.

CI alternativo de APDS-9960

O dispositivo APDS-9960 está disponível como um pacote de 8 pinos. Alguns dos outros dispositivos disponíveis no mercado que podem ser usados como alternativa para este dispositivo são GY-7620 e IC’s que podem ser usados como alternativa para detecção de proximidade são VL53LOX, TCRT5000.

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