Dil Seçin

LTR-X1503 Optik Sensör Veri Sayfası - Entegre Ortam Işığı ve Yakınlık Algılama - I2C Arayüzü - 3.0-3.6V - Türkçe Teknik Doküman

LTR-X1503 Tam Teknik Veri Sayfası, bu sensör ortam ışığı sensörü ve yakınlık sensörünü entegre eder, I2C arayüzü, düşük güç tüketimi ve programlanabilir kesme özelliğine sahiptir.
smdled.org | PDF Boyutu: 0.7 MB
Puan: 4.5/5
Puanınız
Bu belgeyi zaten değerlendirdiniz
PDF Belgesi Kapak Sayfası - LTR-X1503 Optik Sensör Veri Sayfası - Entegre Ortam Işığı ve Yakınlık Algılama - I2C Arayüzü - 3.0-3.6V - Çince Teknik Belge

İçindekiler

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

2. Teknik Özelliklerin Detaylı Açıklaması

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu sınırların ötesindeki stresler, cihazda kalıcı hasara neden olabilir.

2.2 Önerilen Çalışma Koşulları

Normal cihaz işlemi için.

2.3 Elektrik ve Optik Özellikler

Özellikler genellikle VDD = 1.8V ve Ta = 25°C koşullarında verilir.

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

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

5. Uygulama Devreleri ve Tasarım Kılavuzu

5.1 Önerilen Uygulama Devreleri

Tipik uygulama devresi, sensörü, gerekli ayrıştırma kapasitörlerini ve I2C yukarı çekme dirençlerini içerir.

5.2 Güç Sıralaması

Kritik gereksinimler:Potansiyel kilitlenme veya hasarı önlemek için doğru güç sıralamasına uyulmalıdır.

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

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.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

8.2 Tasarım Hususları ve En İyi Uygulamalar

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTR-X1503, entegre ALS/PS çözümleri pazarında rekabet etmektedir. Temel farklılaştırıcı avantajları şunları içerebilir:

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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:

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.