Vishay 3D-Gestenerkennung - Schalter ohne Wippe

Applikationsbeispiel: Gestensteuerung im Lichtschalter.
Applikationsbeispiel: Gestensteuerung im Lichtschalter.

Für Industrie-, Smart-Home- oder Automotive-Anwendungen ausgelegt ist die neue Lösung von Vishay: 3D-Gestenerkennung mittels eines Proximity-Sensors mit drei integrierten IRED-Treiber-Stufen, einer bis zu 16-Bit auflösenden Messwerterfassung und intelligenter Interrupt-Auswertung auf Chip-Ebene.

Von: Vishay Semiconductor GmbH, Samy Ahmed (Manger Applications Engineer Sensors) Georg Sander (Manager Applications Engineer Sensors), Grafik: Alexander Kamay (Development Engineer: R&D Automotive Sensors),

Heute geht der Trend bei herkömmlichen Bedienelementen weg von der Ausführung mechanischer Schalterkonsolen und hin zu Touch- oder Gestensteuerung. Mit dem VCNL4035X01 präsentiert Vishay einen digitalen integrierten Näherungs- und Umgebungslicht-Sensor, der speziell für den Einsatz als optischer Front-End-Sensor für Gestensteuerungsapplikationen ausgelegt ist.

Dazu besitzt der Sensor drei integrierte Stromtreiber,…

...deren Verbindung jeweils mit einem externen IR Emitter möglich ist. Die Platzierung der Emitter lässt sich flexibel und individuell auf die Bedürfnisse der jeweiligen Applikationen anpassen. Eine Geste wird erkannt, in dem die relative Position zum Sensor und die Richtung bzw. Reihenfolge des Ein- und Austretens des Objektes in diesen Erfassungsbereich ermittelt wird.

Zusätzlich zu diesem Sensor und den verschiedensten dazu passenden Infrarot-Emittern (z.B. Intensität, Abstrahlcharakteristik, Bauform) stellt Vishay auch ein Evaluierungsboard und Demonstrationssoftware zur Verfügung, und bietet Hilfestellung auch bei der Entwicklung der Gesten-Algorithmen.

Betriebsmodus und Funktionen des Sensors

Der Sensor ermöglicht den Betrieb in zwei verschiedenen Modi: Self-Timed Mode und Gesture Mode [2]. Im Self-Timed Mode bestimmt ein interner Oszillator die Messrate des Sensors, und nur einer der drei Endstufen wird betrieben. Welcher von den drei Endstufen zum Einsatz kommt, ist programmierbar. In diesem Modus gilt es, die Messungen zu starten und dann auf ein Signal vom Interrupt Pin des Sensors zu warten. Diese Interrupt-Funktion vergleicht das kontinuierlich gemessene Signal mit intern gesetzten Schwellenwerten (obere und untere), und löst bei Über- bzw. Unterschreitung einen Interrupt aus. Hierzu lässt sich noch der Proximity Logic Mode einschalten, wobei eine Hysterese eingestellt wird, so dass sich der Interrupt-Pin automatisch zurücksetzt, sobald die untere Schwelle wieder unterschritten wird. Dieser Modus eignet sich besonders gut, um ein System in einem Standby-Zustand zu halten, und nur dann mit einer Auswertung anzufangen, wenn ein Objekt nah genug am Sensor ist.

Weil sich in der Regel oberhalb des Sensors…

...eine transparente Abdeckung befindet, die bereits zu einer Reflektion des gesendeten Infrarotsignales führt, unterstützt der Sensor eine interne Kalibrierungsmöglichkeit. Hierbei kann dieser konstante Offsetwert durch eine Proximity-Messung bestimmt und anschließend in das Cancellation Register geschrieben werden. Das Bauteil subtrahiert diesen Wert kontinuierlich von weiteren, neuen Messwerten.