İçindekiler
- 1. Ürün Genel Bakışı
- 1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar
- 2. Teknik Özelliklerin Detaylı Açıklaması
- 2.1 Mutlak Maksimum Değerler
- 2.2 Önerilen Çalışma Koşulları
- 2.3 Elektrik ve Optik Özellikler
- 2.3.1 Güç Tüketimi Özellikleri
- 2.3.2 Ortam Işığı Sensörü Özellikleri
- 2.3.3 Yakınlık Sensörü Özellikleri
- 3. Performans Eğrisi Analizi
- 3.1 ALS Spektral Tepkisi
- 3.2 PS Performansının Mesafe ile İlişkisi
- 3.3 ALS Açı Tepkisi
- 4. Mekanik ve Paketleme Bilgileri
- 4.1 Bacak Yapılandırması ve İşlevi
- 5. Uygulama Devreleri ve Tasarım Kılavuzu
- 5.1 Önerilen Uygulama Devreleri
- 5.2 Güç Sıralaması
- Güç Kesintisi.
- Bu bileşen, yüzey montajlı bir cihazdır ve yüksek hacimli elektronik üretimde yaygın olan reflow lehimleme işlemi için tasarlanmıştır.
- Lütfen paketin nem hassasiyet seviyesini kontrol edin; eğer cihaz belirtilen eşik değerini aşan ortam nemine maruz kaldıysa, uygun kurutma ve işleme prosedürlerini izleyin.
- 7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
- 8. Uygulama Önerileri
- 8.1 Tipik Uygulama Senaryoları
- 8.2 Tasarım Hususları ve En İyi Uygulamalar
- 9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma
- 10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)
- 10.1 Yakınlık sensörünün algılama mesafesi nasıl ayarlanır?
- 10.2 VDD ve V_LED arasındaki güç sıralaması neden önemlidir?
- 10.3 Yakınlık sensörü için "çapraz konuşma giderme" ne anlama gelir?
- 10.4 Ortam Işığı Sensörü 50/60Hz Titreşim Bastırmayı Nasıl Gerçekleştirir?
- 11. Tasarım ve Kullanım Örnek Çalışmaları
- 11.1 Akıllı Saatte Enerji Tasarruflu Ekran Kontrolünün Uygulanması
- 12. Çalışma Prensibi Özeti
- 12.1 Ortam Işığı Algılama Prensibi
- 12.2 Yakınlık Algılama Prensibi
- 13. Teknoloji Trendleri
1. Ürün Genel Bakışı
LTR-X1503, bir ortam ışık sensörü, bir yakınlık sensörü ve dahili bir kızılötesi yayıcıyı, hepsini mini, çip ölçekli, kurşunsuz bir yüzey montaj paketi içinde birleştiren, yüksek derecede entegre, düşük voltajlı bir optik sensördür. Bu entegre tasarım, devre tasarımını basitleştirir ve kompakt elektronik cihazlar için değerli devre kartı alanından tasarruf sağlar.
Bu sensörün temel avantajı, çift işlevselliğinde yatmaktadır. Ortam ışık sensörü, geniş bir dinamik aralıkta doğrusal bir fotometrik tepki sağlayarak, çok karanlıktan çok parlak ışığa kadar çeşitli ortam aydınlatma koşullarına uygun hale gelir. Aynı zamanda, dahili yakınlık sensörü, kullanıcı tarafından yapılandırılabilir bir mesafe içindeki nesnelerin varlığını veya yokluğunu tespit edebilir; böylece arama sırasında ekranın kararması veya dokunmatik ekranın devre dışı bırakılması gibi işlevlerin gerçekleştirilmesini sağlar.
Bu cihaz öncelikle mobil cihazlar, bilgi işlem cihazları ve tüketici elektroniği pazarını hedeflemektedir. Ultra küçük boyutu, uyku moduna sahip düşük güç tüketimi ve I2C dijital arayüzü, onu akıllı telefonlar, tabletler, dizüstü bilgisayarlar, giyilebilir cihazlar ve IoT cihazları için ideal bir seçim haline getirir; bu uygulamalarda verimli güç yönetimi ve alan kullanımı kritik kısıtlayıcı faktörlerdir.
1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar
- Tek Paket, Çift Sensör:Ortam ışığı sensörü ve yakınlık sensörünü entegre ederek, bileşen sayısını ve PCB kapladığı alanı azaltır.
- Dijital I2C Arayüzü:Standart mod (100kHz) ve hızlı mod (400kHz) desteği sunar, ana kontrol mikrodenetleyicisi ile iletişimi kolaylaştırır.
- Ultra Düşük Güç Tüketimi ile Çalışma:Çalışma ve bekleme modlarına sahiptir. İki sensörün aynı anda çalıştığı tipik besleme akımı 160 uA'dır, bekleme akımı ise yalnızca 1 uA'ya kadar düşebilir, bu da pil ömrünü önemli ölçüde uzatır.
- Programlanabilir Kesme İşlevi:Yakınlık sensörü, programlanabilir üst/alt eşik değerleri ve histerezis işlevine sahip bir kesme sistemi içerir. Bu, ana işlemcinin sensörü sürekli yoklaması gereksinimini ortadan kaldırarak, genel sistem verimliliğini ve enerji tasarrufunu artırır.
- Yüksek Performanslı Ortam Işığı Sensörü:16 bit etkili çözünürlük sunar, geniş bir aralıkta doğrusal tepkiye sahiptir ve spektral tepkisi insan gözüne yakındır. Yapay ışık kaynakları altında kararlı okumalar sağlamak için 50Hz/60Hz aydınlatma titremesine karşı otomatik bastırma işlevi içerir.
- Sağlam yakınlık algılama:Güvenilir nesne tespiti için yerleşik LED sürücü, yüksek ortam ışığı bastırma yeteneği (10 klux'a kadar), 16 bit çözünürlük ve çapraz konuşma giderme algoritması içerir.
- Fabrika kalibrasyonu:Tek seferlik fabrika trimlemesi, cihazlar arasındaki farklılıkları en aza indirir, tutarlı performans sağlar ve son müşterinin üretim kalibrasyon gereksinimlerini hafifletir.
- Geniş Çalışma Aralığı:Çalışma voltajı aralığı 3.0V ila 3.6V, sıcaklık aralığı -40°C ila +85°C'dir ve kararlı çalışmayı sağlamak için dahili sıcaklık kompanzasyon devresi bulunur.
2. Teknik Özelliklerin Detaylı Açıklaması
2.1 Mutlak Maksimum Değerler
Bu sınırların ötesindeki stresler, cihazda kalıcı hasara neden olabilir.
- Besleme Gerilimi (VDD):3.6 V
- Dijital G/Ç Pinleri (SCL, SDA, INT):Cihazın normal çalışması için uygundur.
- LED anot voltajı (V_LED):-0.5 V ila 4.6 V
- LED Sürücü Pim Voltajı (V_LDR):-0.5 V ila 3.6 V
- Depolama Sıcaklığı:-40°C ila 100°C
- ESD koruması (HBM):2000 V
2.2 Önerilen Çalışma Koşulları
Normal cihaz işlemi için.
- Besleme Gerilimi (VDD):3.0 V ila 3.6 V
- LED güç kaynağı voltajı (V_LED):2.8 V ila 4.0 V
- Çalışma Sıcaklığı:-40°C ila 85°C
- I2C Yüksek Seviye Girişi:1.5 V ila VDD
- I2C Düşük Seviye Girişi:0 V ila 0.4 V
2.3 Elektrik ve Optik Özellikler
Özellikler genellikle VDD = 1.8V ve Ta = 25°C koşullarında verilir.
2.3.1 Güç Tüketimi Özellikleri
- Besleme Akımı (Hem ALS hem de PS çalışırken):160 uA (Tipik, ölçüm tekrarlama oranı 100ms).
- ALS Çalışma Akımı:160 uA (Tipik).
- PS Çalışma Akımı:57 uA (tipik değer, 8 darbe, %100 görev döngüsü, 32 us darbe genişliği).
- Bekleme akımı:1 uA (tipik değer).
- Beklemeden uyanma süresi:0.25 ms (tipik değer).
2.3.2 Ortam Işığı Sensörü Özellikleri
- Çözünürlük:Programlanabilir 13, 14, 15 veya 16 bit etkin çözünürlük.
- Lüks Doğruluğu:±%10 (tipik, beyaz LED aydınlatma altında).
- Karanlık Seviye Sayımı:0 ila 5 sayım (0 lüks, 16-bit çözünürlük, 512x kazanç, 100ms integral süresi altında).
- İntegral Süresi:Programlanabilir, 0.2 ms'den 200 ms'ye kadar değişir.
- Titreşim Gürültüsü Bastırma:50Hz/60Hz aydınlatma için hata ±%5'tir.
- Spektral Yanıt:İnsan gözünün fotopik tepkisine yakın.
2.3.3 Yakınlık Sensörü Özellikleri
- Çözünürlük:16-bit etkin çözünürlük.
- Hassasiyet Tepe Dalga Boyu:940 nm (tipik, entegre kızılötesi verici için).
- Algılama Mesafesi:20 cm'ye kadar (tipik değer, darbe sayısı, kazanç ve akım ayarlarına göre yapılandırılabilir).
- LED darbe akımı:Programlanabilir, 186 mA'ye kadar (tipik değer).
- LED darbe genişliği:Programlanabilir: 8, 16, 32 veya 64 us.
- LED darbe sayısı:Programlanabilir, ölçüm başına 1 ila 256 darbe.
- Ortam Işığı Baskılama:10 klux'a kadar (doğrudan güneş ışığı). Bu seviye aşıldığında, hata güvenliği işlevi yanlış tetiklemeleri önler.
3. Performans Eğrisi Analizi
3.1 ALS Spektral Tepkisi
Bu sensörün ortam ışığı fotodiyotu, insan gözünün ışığa standart tepkisini tanımlayan CIE fotopik görme lüminöz fonksiyonu ile eşleşen bir filtreye sahip olacak şekilde tasarlanmıştır. Bu, sensörün bildirdiği lüks okumalarının yalnızca ham radyant enerjiyi değil, insanın algıladığı parlaklığı doğru bir şekilde temsil etmesini sağlar. Kullanıcıya doğal hissettiren otomatik ekran parlaklığı kontrolünü gerçekleştirmek için bu çok önemlidir.
3.2 PS Performansının Mesafe ile İlişkisi
Yakınlık sensörünün performans özellikleri, yansıyan sinyal gücünün standart bir yansıtıcı nesneye (genellikle %88 yansıtma oranı) olan mesafenin bir fonksiyonu olarak gösterilir. Bu ilişki doğrusal değildir ve ters kare kanununa uyar. Grafik, tipik bir kurulumda (örneğin, VDD=1.8V, LED akımı 104mA, 16 darbe) net ve ölçülebilir bir sinyal elde edilebileceğini, böylece belirli bir uygulama mesafesi (örneğin, telefon ahizesi tespiti için 5cm) için güvenilir bir tespit eşiği belirlenebileceğini göstermektedir.
3.3 ALS Açı Tepkisi
传感器的角度响应图(针对X轴和Y轴)显示了测量光强如何随入射角变化。对于大多数环境光传感应用,完美的余弦(朗伯)响应是理想的。LTR-X1503表现出接近这种理想的响应,确保无论主光源相对于传感器的方向如何,都能获得准确的读数。在极端角度(> ±60度)下与理想余弦响应的偏差,由于封装和光学设计的限制,在大多数传感器中是典型的。
4. Mekanik ve Paketleme Bilgileri
LTR-X1503, ultra küçük 8 bacaklı çip ölçeğinde yüzey montaj paketi kullanır. Kesin kontur boyutları, üst görünüm, yan görünüm ve alt görünümü içeren ve paket uzunluğu, genişliği, yüksekliği, bacak aralığı ve pad boyutları gibi kritik ölçüleri gösteren veri sayfasındaki boyut çizimlerinde sağlanmıştır. Bu bilgiler, PCB paket tasarımı ve nihai üründeki doğru mekanik uyumun sağlanması için çok önemlidir.
4.1 Bacak Yapılandırması ve İşlevi
- Pin 1 (VDD):Güç Girişi (3.0V - 3.6V).
- Pin 2 (SCL):I2C seri saat girişi.
- Pin 3 (GND):Toprak bağlantısı.
- Pin 4 (LEDA):Entegre kızılötesi LED'in anot bağlantısı. LED güç rayına (V_LED) bağlanmalıdır.
- Pin 5 (LDR):LED sürücü bağlantısı. Sürücü dahili olduğundan, bu pin bağlantısız (NC) bırakılmalıdır.
- Pin 6 (NC):Dahili bağlantı yok. Askıda bırakılabilir veya topraklanabilir.
- Pin 7 (INT):Düşük seviyede aktif kesme çıkış pini. Programlanmış eşiğe dayalı bir yakınlık olayı (nesne algılama/kaldırma) meydana geldiğinde, bu açık drenaj çıkışı düşük seviyeye çekilir.
- Pin 8 (SDA):I2C seri veri giriş/çıkışı (açık drenaj).
5. Uygulama Devreleri ve Tasarım Kılavuzu
5.1 Önerilen Uygulama Devreleri
Tipik uygulama devresi, sensörü, gerekli ayrıştırma kapasitörlerini ve I2C yukarı çekme dirençlerini içerir.
- Güç Kaynağı Ayrıştırma:VDD ve GND arasına, mümkün olduğunca yakın bir şekilde, 1uF'lık bir seramik kapasitör (C1) yerleştirilmelidir. Yüksek frekanslı gürültüyü bastırmak için ek olarak 0.1uF'lık bir kapasitör (C2) eklenebilir.
- LED Güç Dekuplajı:LEDA pimi (ve V_LED güç hattı) ile GND arasına 1uF'lık bir kapasitör (C3) yerleştirilmesi önerilir.
- I2C Çekme Direnci:SCL ve SDA hatlarında 1 kΩ ile 10 kΩ arasında direnç değerlerine (Rp1, Rp2) ihtiyaç vardır. Spesifik değer, veriyolu kapasitansı ve istenen yükselme süresine bağlıdır; daha düşük direnç değeri, daha güçlü çekme yeteneği sağlar ancak akım tüketimini artırır. INT hattı kullanılıyorsa, benzer bir çekme direncine de ihtiyaç duyulabilir.
5.2 Güç Sıralaması
Kritik gereksinimler:Potansiyel kilitlenme veya hasarı önlemek için doğru güç sıralamasına uyulmalıdır.
- Güç Açma:VDD (ana mantık gücü) mutlakaÖncesindeGüç ver.
- Gücü kes:V_LED, VDD'nin üzerinde olmalıdır.Öncesinde VDD.
Güç Kesintisi.
6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu
Bu bileşen, yüzey montajlı bir cihazdır ve yüksek hacimli elektronik üretimde yaygın olan reflow lehimleme işlemi için tasarlanmıştır.
6.1 Reflow Lehimleme Sıcaklık Profili
- Her ne kadar spesifik veri sayfası sıcaklık profilini ayrıntılı olarak belirtmemiş olsa da, standart kurşunsuz (RoHS uyumlu) reflow lehimleme profili uygulanabilir. Bu genellikle şunları içerir:Ön ısıtma/Isınma:
- Flux'i aktif hale getirmek ve termal şoku en aza indirmek için yaklaşık 150-200°C'ye yavaş ısınma (saniyede 1-3°C).Isı Tutma Bölgesi:
- 150-200°C aralığında 60-120 saniyelik bir plato süresi korunarak, tüm devre kartının sıcaklığının homojen olması ve uçucu maddelerin buharlaştırılması sağlanır.Reflow Bölgesi:
- Hızlı bir şekilde tepe sıcaklığına çıkılır. Tepe sıcaklığı, paketin maksimum derecelendirmesini (örneğin kısa bir süre için 260°C, 245°C üzerinde 10-30 saniye gibi) aşmamalıdır.Soğutma:
Kontrollü soğutma aşaması.
Lütfen paketin nem hassasiyet seviyesini kontrol edin; eğer cihaz belirtilen eşik değerini aşan ortam nemine maruz kaldıysa, uygun kurutma ve işleme prosedürlerini izleyin.
6.2 Depolama Koşulları
7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
LTR-X1503, otomatik yüzey montaj makinelerine uygun şerit bant formunda sunulmaktadır.
- Parça Numarası:LTR-X1503
- Paket Tipi:8-pin çip ölçekli paket.
- Ambalaj:Şerit.
- Her makara standart miktarı:3,000 adet.
8. Uygulama Önerileri
8.1 Tipik Uygulama Senaryoları
- Akıllı Telefon/Tablet:Otomatik Ekran Parlaklığı Ayarı (ALS) ve arama sırasında cihaz kulağa yaklaştırıldığında ekranın kararması/dokunmatik devre dışı kalması (PS).
- Dizüstü Bilgisayar ve Monitör:Ortam ışığına göre dinamik arka ışık ayarı, güç tüketimini azaltmak ve görüntüleme konforunu artırmak için.
- Gişilebilir Cihazlar:El hareketiyle uyandırma veya kullanıcının cihaza bakmasıyla aktif hale getirme (PS) ve parlaklık yönetimi.
- Tüketici Elektroniği:Ev aletlerinde otomatik açma/kapama kontrolü, temas gerektirmeyen anahtarlar ve varlık tespiti.
8.2 Tasarım Hususları ve En İyi Uygulamalar
- Işık Yolu:Ortam ışığı sensörünün net ve engelsiz bir ışık yoluna sahip olduğundan emin olun. Yakınlık sensörleri için, kızılötesi ışığın etkili bir şekilde çıkmasını ve yansıyan ışığın etkili bir şekilde geri dönmesini sağlayacak pencere veya açıklıklar tasarlayın. Sensörleri koyu renkli veya kızılötesi ışığı emen malzemelerin arkasına yerleştirmekten kaçının.
- Kızılötesi Girişim:Yakınlık sensörü 940nm kızılötesi ışık kullanır. Güneş ışığı ve bazı yapay ışık kaynakları kızılötesi bileşenler içerir. Sensörün yüksek ortam ışığı baskılama ve çapraz konuşma giderme özellikleri yardımcı olsa da, doğrudan ve yoğun kızılötesi ışık kaynaklarından uzak tutmak performansı iyileştirebilir.
- I2C Veriyolu Yönetimi:Ana MCU'yu kesme işleviyle uyku moduna alın ve yalnızca yakınlık olayı gerçekleştiğinde uyandırın. Ortam ışık sensörünü, hızlı parlaklık değişimlerini takip etmek gerekmedikçe, orta bir hızda (örneğin, saniyede bir kez) yoklayın.
- Eşik Kalibrasyonu:Yakınlık sensörünün algılama eşiği, kapak camı kalınlığı, yansıtma oranı ve iç yansımaları (çapraz konuşma) hesaba katmak için nihai ürün kutusu içinde kalibre edilmelidir. Bu genellikle üretim sürecinde yapılır.
9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma
LTR-X1503, entegre ALS/PS çözümleri pazarında rekabet etmektedir. Temel farklılaştırıcı avantajları şunları içerebilir:
- Yüksek Entegrasyon:Kızılötesi vericiyi ve sensörü aynı paket içinde entegre etmek önemli bir avantajdır; bu, ayrık kızılötesi LED gerektiren çözümlere kıyasla malzeme listesini azaltır ve optik hizalamayı basitleştirir.
- Performans:Her iki sensör de 16 bit çözünürlük, yüksek ortam ışığı bastırma (10 klux) ve programlanabilir ölçüm parametreleri gibi özelliklere sahiptir; bu da tasarım esnekliği ve sağlam performans sunar.
- Enerji Verimliliği:Pil ile çalışan cihazlar için rekabetçi düşük çalışma akımı ve bekleme akımı çok önemlidir.
- Dijital Arayüz:I2C arayüzü, standart ve yaygın olarak desteklenen bir veri yoludur, bu da entegrasyonu basit ve doğrudan hale getirir.
10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)
10.1 Yakınlık sensörünün algılama mesafesi nasıl ayarlanır?
Algılama mesafesi, tek bir sabit parametre değil, LED darbe akımı, darbe genişliği, darbe sayısı ve alıcı kazancı gibi birden fazla yapılandırılabilir ayarın bir sonucudur. LED akımını, darbe sayısını veya kazancı artırarak yansıyan sinyal gücü artırılabilir, böylece daha uzak mesafelerdeki veya daha düşük yansıtıcılığa sahip nesneler algılanabilir. Spesifik "algılama" eşiği, kullanıcı tarafından, nihai üründe istenen mesafedeki yakınlık sensörü veri sayımları karakterize edilerek kesme eşiği kaydıcında ayarlanır.
10.2 VDD ve V_LED arasındaki güç sıralaması neden önemlidir?
Yanlış sıralama, dahili ESD koruma yapılarından veya mantık devrelerinden büyük bir ani akım geçmesine ve muhtemelen mandal durumuna (cihaz hasarına yol açabilecek yüksek akım durumu) neden olabilir. Belirtilen sıralamaya uymak (önce VDD, sonra V_LED açma; önce V_LED, sonra VDD kapatma), daha yüksek voltajlı LED gücü uygulanmadan veya kaldırılmadan önce dahili transistörlerin doğru şekilde öngerilimlenmesini sağlar.
10.3 Yakınlık sensörü için "çapraz konuşma giderme" ne anlama gelir?
Çapraz konuşma, cihaz modülü veya kapağı içindeki, vericiden gelen kızılötesi ışığın harici bir nesneden yansımadan doğrudan yakınlık sensörü fotodiyoduna ulaştığı iç yansımaları ifade eder. Bu, yanlış tetiklemelere yol açabilen veya hassasiyeti azaltabilen bir arka plan ofseti oluşturur. LTR-X1503, nesne tespit doğruluğunu artırmak için bu çapraz konuşma bileşenini ölçmek ve nihai yakınlık sensörü verisinden çıkarmak üzere (genellikle LED'in kapalı olduğu durumda temel ölçümü içeren) bir algoritma kullanır.
10.4 Ortam Işığı Sensörü 50/60Hz Titreşim Bastırmayı Nasıl Gerçekleştirir?
AC şebeke gücüyle çalışan akkor ve floresan lambaların yoğunluğu 100Hz veya 120Hz'de (hat frekansının iki katı) dalgalanır. Sensörün entegrasyon süresi, titreşim periyodunun tam katıysa (örneğin, 10ms, 20ms, 100ms), tam bir ışık döngüsünü ortalamaya alır, böylece değişiklikleri giderir ve sabit lüks okuması sağlar. Sensörün entegrasyon süresi, bu bastırmayı sağlamak için bu periyotların tam katları olacak şekilde programlanabilir.
11. Tasarım ve Kullanım Örnek Çalışmaları
11.1 Akıllı Saatte Enerji Tasarruflu Ekran Kontrolünün Uygulanması
Senaryo:Akıllı saatler pil ömrünü maksimize etmelidir. Ekran, açık havada parlak, kapalı mekanda karanlık olmalı ve izlenmediğinde (örneğin, kullanıcı kolunu indirdiğinde) tamamen kapanmalıdır.
LTR-X1503 kullanılarak gerçekleştirin:
- ALS rolü:Ortam ışık sensörü, 16 bit çözünürlük ve 100ms entegrasyon süresi (flicker baskılama için) olacak şekilde yapılandırılmıştır. Ana MCU, ortam ışık sensörü verilerini I2C üzerinden saniyede bir okur. Lux değeri, bir arama tablosu veya algoritma kullanılarak ekran arka ışık PWM görev döngüsüne eşlenerek sorunsuz bir otomatik parlaklık ayarı sağlanır.
- PS rolü:Yakınlık sensörü, beklenen izleme mesafesine (örn. yaklaşık 30cm) uygun olarak uygun darbe akımı ve sayısı ile yapılandırılır. Kesme eşikleri ayarlanır: biri "nesne kaldırıldı" (saat izlenmiyor) için alt eşik, diğeri "nesne algılandı" (saat izlemek için kaldırıldı) için üst eşik. INT pini, MCU üzerinde uyandırma özelliğine sahip bir GPIO'ya bağlanır.
- Enerji tasarrufu iş akışı:
- Kullanıcı kolunu indirdiğinde, yakınlık sensörü sayısı alt eşik değerinin altına düşer ve bir kesme tetikler.
- MCU uyku durumundan uyanır, kesme durumunu okur ve ekranı düşük güç tüketimli kapalı duruma geçmesi için komut verir.
- Ardından MCU, kendisini ve sensörleri (düşük güçlü yakınlık sensörü izleme modu hariç olabilir) tekrar uyku moduna alabilir.
- Kullanıcı kolunu kaldırıp saate baktığında, yakınlık sensörü bir nesne tespit eder, kesmeyi tetikler, MCU'yu uyandırır, MCU daha sonra ekranı ve ortam ışık sensörünü tamamen güçlendirerek doğru zamanı uygun parlaklıkta gösterir.
Bu kombinasyon, sürekli açık veya yalnızca zaman kontrollü ekranlara kıyasla, sistemin ortalama güç tüketimini önemli ölçüde azaltır.
12. Çalışma Prensibi Özeti
12.1 Ortam Işığı Algılama Prensibi
Ortam ışığı algılama işlevi, üzerine düşen ışık yoğunluğuyla orantılı olarak küçük bir akım üreten bir yarı iletken cihaz olan fotodiyot temellidir. LTR-X1503'te, bu fotodiyot, insan gözünün tüm görünür spektrumdaki hassasiyetini taklit eden bir filtre ile kaplanmıştır. Üretilen fotoakım çok küçüktür (pikoamperden nanoamper seviyesine). Entegre transimpedans amplifikatörü bu akımı bir voltaja dönüştürür ve ardından yüksek çözünürlüklü bir analogdan dijitale dönüştürücü tarafından dijitalleştirilir. Dijital değer işlenir ve I2C kaydedicileri aracılığıyla, sayım cinsinden ifade edilen ve kalibrasyon formülü kullanılarak lüks birimine dönüştürülebilen aydınlık düzeyini temsil eden bir değer olarak sağlanır.
12.2 Yakınlık Algılama Prensibi
Yakınlık sensörü, aktif kızılötesi yansıma ilkesine dayalı olarak çalışır. Entegre kızılötesi LED, insan gözüyle görülemeyen 940nm'lik kısa ışık darbeleri yayar. Ortam ışığı algılama diyotundan farklı, bağımsız ve özel bir fotodiyot alıcı olarak görev yapar. Bir nesne menzil içindeyken, yayılan kızılötesi ışığın bir kısmı nesneden yansır ve alıcı fotodiyota geri döner. Sensör, her LED darbesi sırasında ve sonrasında alınan yansıyan ışık miktarını ölçer. Bu sinyali ortam kızılötesi seviyesiyle (LED kapalıyken ölçülen) karşılaştırarak ve çapraz konuşma giderildikten sonra, sensör bir yakınlık veri sayımı hesaplar. Sayım ne kadar yüksekse, nesne o kadar yakın veya yansıtıcılık o kadar yüksektir. Bu sayım, bir kesme tetiklemek için kullanıcı tarafından programlanmış bir eşik değeriyle karşılaştırılır.
13. Teknoloji Trendleri
LTR-X1503 gibi entegre optik sensörler pazarı, elektronik endüstrisindeki birkaç belirgin trend tarafından yönlendirilmektedir:
- Küçültme:Daha ince, daha büyük ekranlı ve daha büyük pilleri olan cihazlara uyum sağlamak için daha küçük paket boyutlarına (chip ölçeği gibi) yönelik sürekli talep.
- Entegrasyonun Artırılması:Eğilim, yalnızca ortam ışığı algılama ve yakınlık algılamayı birleştirmenin ötesine geçiyor. Gelecekteki sensörler, sistem karmaşıklığını daha da azaltmak için daha fazla ortam sensörünü (renk, hareket, uçuş süresi) entegre edebilir.
- Kenar Zekası:Sensörler daha fazla çip üzerinde işlem gücü kazanıyor. Gelecekteki sürümler yalnızca ham veri sağlamakla kalmayıp, aynı zamanda lüks hesaplamaları, yakınlık durum makinesi mantığını ve hareket tanımayı dahili olarak gerçekleştirerek, yalnızca üst düzey olay bildirimlerini ana işlemciye göndererek sistem güç tüketimini daha da azaltabilir.
- Performans İyileştirmeleri:Hassasiyet, dinamik aralık ve güç tüketimi konusundaki beklentiler sürekli artmaktadır. Yarı iletken işlemlerde ve optik tasarımdaki ilerlemeler, daha düşük gürültü, daha yüksek çözünürlüklü ADC'ler ve daha verimli LED'leri mümkün kılmaktadır.
- Standardizasyon ve Yazılım Desteği:Sağlam ve standartlaştırılmış yazılım sürücüleri (örneğin, Android, Linux için), donanım performansı kadar önemli hale gelmekte ve cihaz üreticilerinin pazara çıkış sürelerini kısaltmaktadır.
LED Özellik Terminolojisi Detaylı Açıklaması
LED Teknik Terminolojisi Tam Açıklaması
I. Optoelektronik Performans Temel Göstergeleri
| Terim | Birim/Gösterim | Basit Açıklama | Neden Önemli |
|---|---|---|---|
| Işık Etkinliği (Luminous Efficacy) | lm/W (lümen/vat) | Watt başına üretilen ışık akısı, değer ne kadar yüksekse enerji verimliliği o kadar iyidir. | Lambanın enerji verimliliği sınıfını ve elektrik maliyetini doğrudan belirler. |
| Işık Akısı (Luminous Flux) | lm (lümen) | Bir ışık kaynağının yaydığı toplam ışık miktarı, halk arasında "parlaklık" olarak adlandırılır. | Bir armatürün yeterince parlak olup olmadığını belirler. |
| Görüş Açısı (Viewing Angle) | ° (derece), örn. 120° | Işık şiddetinin yarıya düştüğü açı, ışık hüzmesinin genişliğini veya darlığını belirler. | Aydınlatma alanını ve düzgünlüğünü etkiler. |
| Renk sıcaklığı (CCT) | K (Kelvin), örneğin 2700K/6500K | Işık renginin sıcaklığı ve soğukluğu: düşük değerler sarımsı/sıcak, yüksek değerler beyazımsı/soğuk tonlara kayar. | Aydınlatma atmosferini ve uygun kullanım senaryolarını belirler. |
| Renksel Geriverim İndeksi (CRI / Ra) | Birimsiz, 0–100 | Işığın nesnelerin gerçek rengini yansıtma yeteneği, Ra≥80 olması tercih edilir. | Renk doğruluğunu etkiler; alışveriş merkezleri, sanat galerileri gibi yüksek gereksinimli mekanlarda kullanılır. |
| Renk sapması (SDCM) | MacAdam Elips Adım Sayısı, örneğin "5-step" | Renk tutarlılığının nicel bir göstergesidir, adım sayısı ne kadar küçükse renk tutarlılığı o kadar yüksektir. | Aynı parti aydınlatma armatürlerinin renk farkı olmadığı garanti edilir. |
| Dominant Wavelength (Baskın Dalga Boyu) | nm (nanometre), örneğin 620nm (kırmızı) | Renkli LED'lerin renklerine karşılık gelen dalga boyu değerleri. | Kırmızı, sarı, yeşil vb. tek renkli LED'lerin renk tonunu belirler. |
| Spektral Dağılım (Spectral Distribution) | Dalga Boyu vs. Yoğunluk Eğrisi | LED'in yaydığı ışığın farklı dalga boylarındaki yoğunluk dağılımını gösterir. | Renksel geriverim ve renk kalitesini etkiler. |
II. Elektriksel Parametreler
| Terim | Sembol | Basit Açıklama | Tasarım Hususları |
|---|---|---|---|
| Forward Voltage | Vf | LED'in yanması için gereken minimum voltaj, bir tür "başlangıç eşiği" gibidir. | Sürücü güç kaynağı voltajı ≥Vf olmalıdır, birden fazla LED seri bağlandığında voltajlar toplanır. |
| İleri Yön Akımı (Forward Current) | If | LED'in normal şekilde ışık yaymasını sağlayan akım değeri. | Genellikle sabit akım sürücü kullanılır, akım parlaklığı ve ömrü belirler. |
| Maksimum Darbe Akımı (Pulse Current) | Ifp | Dimleme veya flaş için kısa süreliğine tolere edilebilen tepe akımı. | Darbe genişliği ve görev döngüsü sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir, aksi takdirde aşırı ısınma ve hasar meydana gelir. |
| Reverse Voltage | Vr | LED'nin dayanabileceği maksimum ters voltaj, aşılırsa delinme meydana gelebilir. | Devrede ters bağlantı veya voltaj darbelerinin önlenmesi gerekir. |
| Termal Direnç (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | Çipin lehim noktasına ısı transferindeki direnç, değer ne kadar düşükse soğutma o kadar iyidir. | Yüksek ısıl direnç, daha güçlü bir soğutma tasarımı gerektirir, aksi takdirde bağlantı sıcaklığı yükselir. |
| Electrostatic Discharge Immunity (ESD Immunity) | V (HBM), örneğin 1000V | Elektrostatik darbe direnci, değer ne kadar yüksekse, elektrostatik hasara karşı o kadar dayanıklıdır. | Üretimde statik elektriğe karşı önlemler alınmalıdır, özellikle yüksek hassasiyetli LED'ler için. |
Üç. Isı Yönetimi ve Güvenilirlik
| Terim | Kritik Göstergeler | Basit Açıklama | Etki |
|---|---|---|---|
| Kavşak Sıcaklığı (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED çipinin içindeki gerçek çalışma sıcaklığı. | Her 10°C düşüş, ömrü iki katına çıkarabilir; aşırı yüksek sıcaklık ışık azalmasına ve renk kaymasına neden olur. |
| Işık Azalması (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (saat) | Parlaklığın başlangıç değerinin %70 veya %80'ine düşmesi için gereken süre. | LED'in "kullanım ömrü"nü doğrudan tanımlamak. |
| Lumen Maintenance | % (örneğin %70) | Belirli bir kullanım süresinden sonra kalan ışık çıkışının yüzdesi. | Uzun süreli kullanım sonrası parlaklık koruma yeteneğini karakterize eder. |
| Renk Kayması (Color Shift) | Δu′v′ veya MacAdam Elipsi | Kullanım sırasında renkteki değişim derecesi. | Aydınlatma sahnesinin renk tutarlılığını etkiler. |
| Termal Yaşlanma (Thermal Aging) | Malzeme performansının düşmesi | Uzun süreli yüksek sıcaklığa maruz kalma nedeniyle kapsülleme malzemesinin bozulması. | Parlaklıkta azalmaya, renk değişimine veya açık devre arızasına yol açabilir. |
Dördüncü Bölüm: Kapsülleme ve Malzemeler
| Terim | Yaygın Türler | Basit Açıklama | Özellikler ve Uygulamalar |
|---|---|---|---|
| Paketleme Türü | EMC, PPA, Seramik | Çipi koruyan ve optik, termal arayüz sağlayan kasa malzemesi. | EMC ısıya dayanıklılığı iyi, maliyeti düşük; seramik ısı dağıtımı üstün, ömrü uzun. |
| Çip Yapısı | Düz Montaj, Ters Çevirme Montajı (Flip Chip) | Çip elektrot düzenleme yöntemi. | Ters montaj daha iyi ısı dağıtımı ve daha yüksek ışık verimliliği sağlar, yüksek güç için uygundur. |
| Fosfor kaplama | YAG, silikat, nitrür | Mavi ışık çipi üzerine kaplanır, bir kısmı sarı/kırmızı ışığa dönüştürülür ve beyaz ışık oluşturmak için karıştırılır. | Farklı fosforlar, ışık verimliliğini, renk sıcaklığını ve renksel geriverimi etkiler. |
| Lens/optik tasarım | Düzlem, mikrolens, tam yansıma | Paket yüzeyindeki optik yapı, ışık dağılımını kontrol eder. | Işık açısını ve ışık dağılım eğrisini belirler. |
Beş, Kalite Kontrolü ve Sınıflandırma
| Terim | Sınıflandırma İçeriği | Basit Açıklama | Amaç |
|---|---|---|---|
| Işık akısı sınıflandırması | Kodlar örneğin 2G, 2H | Parlaklık seviyelerine göre gruplandırılmıştır, her grubun minimum/maksimum lümen değeri vardır. | Aynı parti ürünlerin parlaklık tutarlılığını sağlayın. |
| Voltaj sınıflandırması | Kodlar örneğin 6W, 6X | İleri voltaj aralığına göre gruplandırma. | Sürücü güç kaynağı eşleştirmesini kolaylaştırır, sistem verimliliğini artırır. |
| Renk ayrımına göre sınıflandırma | 5-adım MacAdam elipsi | Renk koordinatlarına göre gruplandırın, renklerin çok dar bir aralıkta kalmasını sağlayın. | Renk tutarlılığını sağlayın, aynı armatür içinde renk düzensizliğinden kaçının. |
| Renk sıcaklığı kademelendirmesi | 2700K, 3000K vb. | Renk sıcaklığına göre gruplandırılmıştır, her grubun karşılık gelen koordinat aralığı vardır. | Farklı senaryoların renk sıcaklığı ihtiyaçlarını karşılar. |
VI. Test ve Sertifikasyon
| Terim | Standart/Test | Basit Açıklama | Anlam |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lümen Bakım Testi | Sabit sıcaklık koşullarında uzun süreli yanma ile parlaklık azalma verileri kaydedilir. | LED ömrünün hesaplanmasında kullanılır (TM-21 ile birlikte). |
| TM-21 | Ömür Tahmini Standardı | LM-80 verilerine dayanarak gerçek kullanım koşullarında ömür tahmini. | Bilimsel ömür tahmini sağlamak. |
| IESNA Standardı | Aydınlatma Mühendisliği Topluluğu Standardı | Optik, elektrik ve termal test yöntemlerini kapsar. | Sektörde kabul görmüş test esasları. |
| RoHS / REACH | Çevre Sertifikası | Ürünün zararlı maddeler (kurşun, cıva gibi) içermediğinden emin olun. | Uluslararası pazara giriş için erişim koşulları. |
| ENERGY STAR / DLC | Enerji verimliliği sertifikasyonu | Aydınlatma ürünleri için enerji verimliliği ve performans sertifikasyonu. | Genellikle kamu ihaleleri ve sübvansiyon programlarında kullanılır, piyasa rekabet gücünü artırır. |