本文介紹ST TMOS傳感器在人體檢測方面的優勢,給智能產品帶來了那些創新和解決了現有產品的哪些技術痛點,以及它的技術原理和應用。
隨著科學與技術的發展,人們不斷追求更低能耗和高準確率的智能電子產品。意法半導體推出基于紅外信號的TMOS(溫度感應半導體金屬氧化物)人體存在檢測傳感器,助力智能產品性能的進一步提升和功能的更加完善。
優勢1:能探測靜止存在的物體。市場上用于人體感知的傳感器有很多,例如PIR紅外熱釋電傳感器和毫米波雷達,由于工作原理限制PIR傳感器和毫米波雷達都無法檢測到靜止的物體,而TMOS的存在檢測模式便能解決這些問題。
優勢2:定量檢測。TMOS傳感器是定量檢測目標物,根據目標物的物體表面溫度的大小,轉化成具體的數值顯示。因此在功能開發上更多可能,例如可以根據檢測到的紅外輻射量的變化情況來判斷人的進出方向。
優勢3:高靈敏。TMOS傳感器對目標物的移動變化反應靈敏,能解決PIR徑向檢測不靈敏的技術痛點。
優勢4:TMOS傳感器在人體檢測上的優勢。因TMOS檢測的波長范圍是5~20um,人體表面溫度散發的紅外波長是9.8um,剛好位于傳感器檢測帶寬的中心,所以易于檢測人體的存在。
TMOS傳感器是基于ST專有的MEMS技術,用于測量5~20um紅外波長范圍。TMOS傳感器內置一個精度0.5°C的溫度傳感器,兩個紅外感應區(一個亮區,一個暗區),通過差動讀數,消除自身溫度的一個影響,更加準確的得到視角范圍(FOV)內的目標物產生紅外輻射的一個情況。
TMOS傳感器內部示意圖如下:
ST最新一代高靈敏度 STHS34PF80人體感應檢測方案TMOS根據監測到的紅外輻射量的一個變化情況,經過內部算法的一個處理,能判斷出目標物的一個運動狀態是靜止還是移動。
Presence模式圖示:
ST最新一代高靈敏度 STHS34PF80人體感應檢測方案Motion模式示意圖:
ST最新一代高靈敏度 STHS34PF80人體感應檢測方案存在檢測:存在檢測是通過觀察TOBJECT的TMOS原始數據中每個低通濾波器(LPF_P_M & LPF_P)兩個輸出信號的差值來進行的。然后,將這兩個信號的差值與可以為目標應用程序配置的PRESENCE_THS和HYST_PRES兩個閾值進行比較。最后,當兩個濾波信號的差值超過閾值時,設置存在檢測標志信號(PRES_FLAG),如下圖所示:
ST最新一代高靈敏度 STHS34PF80人體感應檢測方案運動檢測:運動檢測通過觀察TOBJECT的TMOS原始數據中每個低通濾波器(LPF_P_M和LPF_M)兩個輸出信號的差值來進行運動檢測。然后,將兩個信號的差值與可以為目標應用程序配置的兩個閾值MOTION_THS和HYST_MOT進行比較。最后,當兩個濾波信號的差值超過閾值時,設置運動檢測標志信號(MOT_FLAG),如下圖所示:
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?場景應用圖
ST最新一代高靈敏度 STHS34PF80人體感應檢測方案場景圖?產品實體圖
ST最新一代高靈敏度 STHS34PF80人體感應檢測方案 ?產品實體圖?展示板照片
ST最新一代高靈敏度 STHS34PF80人體感應檢測方案 ?展示板照片?方案方塊圖
ST最新一代高靈敏度 STHS34PF80人體感應檢測方案方案方塊圖?核心技術優勢
1、高靈敏度
2、能探測靜止的物體
3、能區分靜止和移動的物體
4、低功耗
5、可編程中斷
6、定量檢測
7、完全集成的小型化模塊:3.2 x 4.2 x 1.455mm
8、溫度測量
9、可編程ODR:0.25~30HZ
?方案規格
1、人體靜止/移動檢測
2、工作電壓: 1.7V to 3.6V
3、目標物溫度靈敏度: 2000LSB/’C
4、工作電流:10uA @ 1Hz
5、待機模式電流: 1uA
6、接口:I2C 和3線SPI
7、靜止/移動檢測距離可達到3M(無透鏡),搭配合適透鏡可有效延長距離
8、內置溫度傳感器,精度±0.5°C typ @ -10 ~ 60’C
9、工作波長范圍:5um to 20um
10、視角范圍/FoV: 80degree
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