В беспроводных наушниках, умных очках и другой носимой электронике датчик приближения работает почти незаметно, но от него зависят энергопотребление и пользовательские сценарии. Он может определить, находится ли устройство на голове или в ухе, отключить дисплей, изменить режим воспроизведения или разбудить систему. Для такого узла важны не только дальность и точность, но и размеры, ток ожидания и устойчивость к внешнему освещению. Vishay обновила этот класс компонентов моделью VCNL36829UM.
Новый датчик объединяет вертикально-излучающий лазер VCSEL, фотодиод, специализированную микросхему обработки, 16-битный АЦП и цифровой интерфейс I2C. Все элементы размещены в прозрачном формованном корпусе размером 1,6 × 1,0 × 0,35 мм с внутренней перегородкой, которая уменьшает оптическую связь между излучателем и приемником. По данным Vishay, объем корпуса на 44% меньше по сравнению с решениями предыдущего поколения.
Принцип работы типичен для отражательного датчика. VCSEL формирует короткий оптический импульс, отраженный свет попадает на фотодиод, а электронная часть оценивает интенсивность сигнала. В отличие от обычного светодиода VCSEL дает управляемое направленное излучение и хорошо подходит для миниатюрных оптических модулей. VCNL36829UM обеспечивает 14-битное разрешение канала приближения и рассчитан на дистанции до 50 мм, что соответствует сценариям «есть объект рядом / объекта нет», а не дальномерным измерениям на метры.
Для мобильного устройства особенно важен режим ожидания. Vishay указывает ток до 5 мкА в idle-состоянии при типовом питании 1,8 В. Это позволяет держать датчик активным длительное время, не превращая его в заметного потребителя батареи. Одновременно производитель заявляет устойчивость к солнечному освещению до 200 klx. Такая характеристика важна для очков и носимой техники: сенсор должен сохранять работоспособность не только в помещении, но и на улице, где уровень фонового инфракрасного излучения намного выше.
Еще одна деталь — smart dual I2C slave address. Возможность выбора адреса упрощает размещение нескольких одинаковых датчиков на одной шине без внешних мультиплексоров. Это полезно, например, в гарнитуре с несколькими зонами обнаружения. При этом для конечной конструкции по-прежнему необходимо правильно спроектировать оптическое окно, учесть цвет и отражающую способность поверхности, исключить паразитные засветки от корпуса и проверить работу через защитное стекло.
Vishay ориентирует VCNL36829UM на TWS-наушники, VR/AR-гарнитуры, умные очки, носимые и IoT-устройства. Новинка показывает характерный путь развития сенсорной электроники: функциональность растет не за счет большого отдельного модуля, а за счет более плотной интеграции источника света, приемника, АЦП и цифровой логики. Для разработчика это уменьшает количество внешних компонентов и площадь платы, но одновременно повышает значение механики и оптики корпуса, от которых реальная точность датчика зависит не меньше, чем от самой микросхемы.
