CN210666434U - 一种感应洁具的感应电路及感应洁具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种感应洁具的感应电路及感应洁具，所述感应电路包括ToF传感器、控制线、微控制器；所述控制线包括SCL控制线、SDA控制线、GPI001控制线及XSHUT控制线；所述ToF传感器包括SCL引脚、SDA引脚、GPI001引脚及XSHUT引脚；所述ToF传感器的SCL引脚通过SCL控制线连接于微控制器；所述ToF传感器的SDA引脚通过SCL控制线连接于微控制器；所述ToF传感器的GPI001引脚通过SCL控制线连接于微控制器；所述ToF传感器的GPI001引脚通过SCL控制线连接于微控制器。微控制器通过控制线进行控制ToF传感器基于相位式激光测距对感应洁具前的物体进行感应，可以实现对感应洁具的前面是否有人进行感应；而采用ToF传感器，集成度高、体积小、支持回流焊、装配简单，开发成本低且开发周期短。
Description
技术领域
本实用新型涉及感应洁具技术领域，特别涉及一种感应洁具的感应电路及感应洁具。
背景技术
在感应洁具行业，传统的感应方式为主动式红外感应。这种感应方式通过接收目标物反射回的红外光强度来判断前方是否有物体。这种感应方式的缺点是，其可感应距离会随着目标物的反射率变化而变化。
为解决以上问题，很多洁具感应产品上安装PSD光电检测装置(PositionSensitiveDetector)以改善红外感应检测装置的缺陷。
如图1所示的PSD的剖面结构的示意图及图2所示的PSD等效电路图，PSD是一种在高电阻N层的表面设置高电阻P层，再在背面设置N层的结构，A，B为接在P层两端的两个电极。当入射光照射在PSD表面时，就会发生光电效应，产和电子空穴对，载流子达到P层后按照入射光点位置与电极A，B距离成反比的关系进行分配。
而PSD光电检测装置需要设置专用的光学镜片来保证正常工作，不同结构的产品需要不同孔径的透镜以调整，焦距，产品开发时间长。整个产品的结构笨重化，装配复杂度增加，成本压力增加。产品的功耗增加，比较不适合采用电池供电的场合使用。
实用新型内容
为此，需要提供一种感应洁具的感应电路及感应洁具，解决现有感应洁具采用PSD光电检测装置存在的产品开发时间长、结构笨重化、装配复杂、成本较大及不适合采用电池供电的场合使用的问题。
为实现上述目的，发明人提供了一种感应洁具的感应电路，所述感应电路应用于感应洁具包括ToF传感器、控制线、微控制器；
所述控制线包括SCL控制线、SDA控制线、GPI001控制线及XSHUT控制线；
所述ToF传感器包括SCL引脚、SDA引脚、GPI001引脚及XSHUT引脚；
所述ToF传感器的SCL引脚通过SCL控制线连接于微控制器；
所述ToF传感器的SDA引脚通过SCL控制线连接于微控制器；
所述ToF传感器的GPI001引脚通过SCL控制线连接于微控制器；
所述ToF传感器的GPI001引脚通过SCL控制线连接于微控制器。
进一步优化，所述ToF传感器为ToF传感器VL53L0X。
进一步优化，所述微控制器与ToF传感器的SCL引脚、SDA引脚通过IIC通讯协议进行数据通信。
进一步优化，所述SCL控制线通过上拉电阻R11连接于电源；
所述SDA控制线通过上拉电阻R10连接于电源；
所述GPI001控制线通过上拉电阻R9连接于电源；
所述XSHUT控制线通过上拉电阻R7连接于电源。
发明人还提供了另一个技术方案：一种感应洁具，所述感应洁具包括感应电路，所述感应电路包括ToF传感器、控制线、微控制器；
所述控制线包括SCL控制线、SDA控制线、GPI001控制线及XSHUT控制线；
所述ToF传感器包括SCL引脚、SDA引脚、GPI001引脚及XSHUT引脚；
所述ToF传感器的SCL引脚通过SCL控制线连接于微控制器；
所述ToF传感器的SDA引脚通过SCL控制线连接于微控制器；
所述ToF传感器的GPI001引脚通过SCL控制线连接于微控制器；
所述ToF传感器的GPI001引脚通过SCL控制线连接于微控制器。
进一步优化，所述ToF传感器为ToF传感器VL53L0X。
进一步优化，所述微控制器与ToF传感器的SCL引脚、SDA引脚通过IIC通讯协议进行数据通信。
进一步优化，所述SCL控制线通过上拉电阻R11连接于电源；
所述SDA控制线通过上拉电阻R10连接于电源；
所述GPI001控制线通过上拉电阻R9连接于电源；
所述XSHUT控制线通过上拉电阻R7连接于电源。
区别于现有技术，上述技术方案，微控制器通过控制线进行控制ToF传感器基于相位式激光测距对感应洁具前的物体进行感应，可以实现对感应洁具的前面是否有人进行感应；而采用ToF传感器，集成度高、体积小、支持回流焊、装配简单，开发成本低且开发周期短。
附图说明
图1为背景技术所述PSD的剖面结构的一种结构示意图；
图2为背景技术所述PSD等效电路图的一种示意图；
图3为具体实施方式所述感应洁具的感应电路的一种结构示意图
图4为具体实施方式所述ToF传感器的一种电路示意图；
图5为具体实施方式所述微控制器的一种电路示意图；
图6为具体实施方式所述ToF传感器测距时序图；
图7为具体实施方式所述相位式激光测距的一种示意图；
图8为具体实施方式所述IIC通讯协议的时序图。
附图标记说明：
110、ToF传感器，
120、微控制器。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图3-6，本实施例提供了一种感应洁具的感应电路，所述感应电路应用于感应洁具，包括ToF传感器110、控制线、微控制器120；
所述控制线包括SCL控制线、SDA控制线、GPI001控制线及XSHUT控制线；
所述ToF传感器110包括SCL引脚、SDA引脚、GPI001引脚及XSHUT引脚；
所述ToF传感器110的SCL引脚通过SCL控制线连接于微控制器120；
所述ToF传感器110的SDA引脚通过SCL控制线连接于微控制器120；
所述ToF传感器110的GPI001引脚通过SCL控制线连接于微控制器120；
所述ToF传感器110的GPI001引脚通过SCL控制线连接于微控制器120。
其中，所述SCL控制线通过上拉电阻R11连接于电源；
所述SDA控制线通过上拉电阻R10连接于电源；
所述GPI001控制线通过上拉电阻R9连接于电源；
所述XSHUT控制线通过上拉电阻R7连接于电源。
ToF传感器110基于ToF技术(TimeofFlight)，ToF传感器110发出经调制的近红外光，遇物体后反射，通过计算光线发射和反射时间差或相位差，来换算被拍摄景物的距离。其中，ToF传感器110为ToF传感器VL53L0XToF，ToF传感器110通过SCL，SDA，GPIO01，XSHUT四个IO口与所述MCU连接。上拉电阻R7一端与电源相连，另一端与XSHUT控制线相连。上拉电阻R9一端与电源相连，另一端与GPIO01控制线相连。上拉电阻R10一端与电源相连，另一端与SDA控制线相连。上拉电阻R11一端与电源相连，另一端与SCL控制线相连。XSHUT控制线用于微控制器120复位ToF传感器110；所述GPIO01控制线用于通知所述微控制器120处理ToF传感器110的中断请求。所述SDA控制线与所述SCL控制线用于微控制器120与ToF传感器110之间的通讯数据和控制指令传输。微控制器120通过ToF传感器110使用间接ToF方法——相位式激光测距进行对感应洁具的前面的物体进行感应；如图7所示，相位式激光测距利用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。该方法通过测量相位差来间接测量时间。具体的，假设调制的频率为f，调制的波形λ＝c/f，c为光速，测得调制光波信号在距离D上往返传播所形成的相移为△φ，那么可计算出激光在测量点与目标间的往返时间△t＝△φ/2πf，所以得到被测距离D为：
而微控制器120通过ToF传感器110检测感应洁具前面的物体进行判断感应洁具的前面是否有人；而采用ToF传感器110尺寸仅4.8mm*5.5mm*1.0mm，集成度高、体积小、支持回流焊、装配简单，开发成本低且开发周期短。
请参阅图8，在本实施例中，所述微控制器120与ToF传感器110的SCL引脚、SDA引脚通过IIC通讯协议进行数据通信。通过使用IIC通讯协议进行传输控制指令以及接收距离数据，进一步降低开发成本，缩短开发周期。
另一个实施例中，一种感应洁具，所述感应洁具包括感应电路，所述感应电路包括ToF传感器、控制线、微控制器；
所述控制线包括SCL控制线、SDA控制线、GPI001控制线及XSHUT控制线；
所述ToF传感器包括SCL引脚、SDA引脚、GPI001引脚及XSHUT引脚；
所述ToF传感器的SCL引脚通过SCL控制线连接于微控制器；
所述ToF传感器的SDA引脚通过SCL控制线连接于微控制器；
所述ToF传感器的GPI001引脚通过SCL控制线连接于微控制器；
所述ToF传感器的GPI001引脚通过SCL控制线连接于微控制器。
其中，所述SCL控制线通过上拉电阻R11连接于电源；
所述SDA控制线通过上拉电阻R10连接于电源；
所述GPI001控制线通过上拉电阻R9连接于电源；
所述XSHUT控制线通过上拉电阻R7连接于电源。
ToF传感器基于ToF技术(TimeofFlight)，ToF传感器发出经调制的近红外光，遇物体后反射，通过计算光线发射和反射时间差或相位差，来换算被拍摄景物的距离。其中，ToF传感器VL53L0XToF，传感器通过SCL，SDA，GPIO01，XSHUT四个IO口与所述MCU连接。上拉电阻R7一端与电源相连，另一端与XSHUT控制线相连。上拉电阻R9一端与电源相连，另一端与GPIO01控制线相连。上拉电阻R10一端与电源相连，另一端与SDA控制线相连。上拉电阻R11一端与电源相连，另一端与SCL控制线相连。XSHUT控制线用于微控制器复位ToF传感器VL53L0X；所述GPIO01控制线用于通知所述微控制器处理ToF传感器的中断请求。所述SDA控制线与所述SCL控制线用于微控制器与ToF传感器之间的通讯数据和控制指令传输。微控制器通过ToF传感器使用间接ToF方法——相位式激光测距进行对感应洁具的前面的物体进行感应；如图7所示，相位式激光测距利用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。该方法通过测量相位差来间接测量时间。具体的，假设调制的频率为f，调制的波形λ＝c/f，c为光速，测得调制光波信号在距离D上往返传播所形成的相移为△φ，那么可计算出激光在测量点与目标间的往返时间△t＝△φ/2πf，所以得到被测距离D为：
而微控制器通过ToF传感器检测感应洁具前面的物体进行判断感应洁具的前面是否有人；而采用ToF传感器尺寸仅4.8mm*5.5mm*1.0mm，集成度高、体积小、支持回流焊、装配简单，开发成本低且开发周期短。
在本实施例中，所述微控制器与ToF传感器的SCL引脚、SDA引脚通过IIC通讯协议进行数据通信。通过使用IIC通讯协议进行传输控制指令以及接收距离数据，进一步降低开发成本，缩短开发周期。需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种感应洁具的感应电路，所述感应电路应用于感应洁具，其特征在于，包括ToF传感器、控制线、微控制器；
所述控制线包括SCL控制线、SDA控制线、GPI001控制线及XSHUT控制线；
所述ToF传感器包括SCL引脚、SDA引脚、GPI001引脚及XSHUT引脚；
所述ToF传感器的SCL引脚通过SCL控制线连接于微控制器；
所述ToF传感器的SDA引脚通过SCL控制线连接于微控制器；
所述ToF传感器的GPI001引脚通过SCL控制线连接于微控制器；
所述ToF传感器的GPI001引脚通过SCL控制线连接于微控制器。
2.根据权利要求1所述感应洁具的感应电路，其特征在于，所述ToF传感器为ToF传感器VL53L0X。
3.根据权利要求1所述感应洁具的感应电路，其特征在于，所述微控制器与ToF传感器的SCL引脚、SDA引脚通过IIC通讯协议进行数据通信。
4.根据权利要求1所述感应洁具的感应电路，其特征在于，所述SCL控制线通过上拉电阻R11连接于电源；
所述SDA控制线通过上拉电阻R10连接于电源；
所述GPI001控制线通过上拉电阻R9连接于电源；
所述XSHUT控制线通过上拉电阻R7连接于电源。
5.一种感应洁具，所述感应洁具包括感应电路，其特征在于，所述感应电路包括ToF传感器、控制线、微控制器；
所述控制线包括SCL控制线、SDA控制线、GPI001控制线及XSHUT控制线；
所述ToF传感器包括SCL引脚、SDA引脚、GPI001引脚及XSHUT引脚；
所述ToF传感器的SCL引脚通过SCL控制线连接于微控制器；
所述ToF传感器的SDA引脚通过SCL控制线连接于微控制器；
所述ToF传感器的GPI001引脚通过SCL控制线连接于微控制器；
所述ToF传感器的GPI001引脚通过SCL控制线连接于微控制器。
6.根据权利要求5所述感应洁具，其特征在于，所述ToF传感器为ToF传感器VL53L0X。
7.根据权利要求5所述感应洁具，其特征在于，所述微控制器与ToF传感器的SCL引脚、SDA引脚通过IIC通讯协议进行数据通信。
8.根据权利要求5所述感应洁具，其特征在于，所述SCL控制线通过上拉电阻R11连接于电源；
所述SDA控制线通过上拉电阻R10连接于电源；
所述GPI001控制线通过上拉电阻R9连接于电源；
所述XSHUT控制线通过上拉电阻R7连接于电源。
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