手势感应识别控制操作模组规格书-阿达手势控制技术原理详解

2020年03月18日

手势感应识别控制操作模组规格书-阿达手势控制技术原理详解

手势感应识别控制模组 ADA55 Air Gesture Sensor

 手势控制模组

1. 产品概述

ADA55 是我司自主研发的第一款低功耗、高性能隔空手势识别与应用控制的人机交互 SOC 芯片, 内部集成图像传感器、DSP 处理、MCU 控制单元等。采用红外成像的原理实现隔空手势识别,使用高性能RISC CPU,通过内部实时高速的手势采集与运算处理,实现了手势的快速检测识别、信号输出指示以及终端应用控制。客户可根据需求做个性化的设计与控制方案开发,是一套完整的手势控制解决方案。手势应用方案操作控制安全、卫生、高效、便捷,产品可应用于人工智能、工业控制、医疗设备、消费电子、智能穿戴、智能家居、仪器仪表、汽车电子、虚拟现实等领域。

2. 主要特征

 

工作电压 3.0V~3.6V;

u UART 接口通信;

隔空手势操作感应距离可达 20cm;

u 待机功耗低、外围元件少、检测灵敏度高、响应速度快;

u 支持前移、后移、左移、右移、上移、下移、悬停、单击、挥动等多种隔空手势操作;

u 可定制手势操作功能。

 

3. 接口描述

 

1

 

P1

 

 

NC

16

2

15

P2

 

P8

3

14

P3

 

P7

4

13

P4

ADA55

NC

5

12

P5

 

NC

6

11

P6

 

NC

7

10

VDD

 

NC

8

9

GND

 

NC

 

 

 

PIN

名称

输入类型

输出类型

引脚说明

1

P1

TTL

CMOS

UART_RX 口,具有可编程上拉 I/O

2

P2

TTL

CMOS

UART_TX 口,具有可编程上拉 I/O

3

P3

TTL

CMOS

具有可编程上拉 I/O 与 PWM 输出

4

P4

TTL

CMOS

具有可编程上拉 I/O 与 PWM 输出

5

P5

TTL

CMOS

具有可编程上拉 I/O 与 PWM 输出

6

P6

TTL

CMOS

具有可编程上拉 I/O

7

VDD

POWER

正电源端

8

GND

POWER

接地参考端

14

P7

TTL

CMOS

具有可编程上拉 I/O

15

P8

TTL

CMOS

具有可编程上拉 I/O

1   引脚描述

注:其它标明为 NC 的引脚请勿连接使用。


4. 电气参数

 

符号

特性

最小值

典型值

最大值

单位

条件

VDD

工作电压

3.0

3.3

3.6

V

 

IDD1

工作电流

 

50

 

mA

normal current, VDD=3.3V

IDD2

睡眠电流

 

25

 

uA

sleep current, VDD=3.3V

IPD

掉电流

 

5

 

uA

VDD=3.3V

TA

工作温度

-10

25

70

 

TS

储存温度

-40

25

85

 

TSd

回流焊温度

 

 

220

 

2 电气参数

5. 方案应用

ADA55 手势应用方案去除了人机交互时的繁琐配置与复杂处理,降低了外部环境因素干扰,提高了检测灵敏度,改善了用户体验,增强了隔空手势识别与处理的实用性与可靠性。

手势控制模组

 1   手势方案应用

当手在平行于手势装置正上方的平面运动时,可以识别出手势移动的方向与速度,如“前移”、“后移”、“左移”、“右移”以及“手势移动的快慢”。当手在垂直于手势装置的方向运动时,可以识别出手势接近的动作状态, “上移”、“下移”、“拍动”、“悬停”等动作。当手移动并停留在手势装置上方时,可检测出手的停留状态与停留高度。手势芯片通过内部分析处理可输出多种控制状态,可处理为“开关”、“暂停”、“前进”、“后退”、“调光”、“上一曲”、“下一曲”、“音量加”、“音量减”、“模式切换”以及其它操作。产品可应用于人工智能、工业控制、医疗设备、消费电子、智能穿戴、智能家居、仪器仪表、汽车电子、虚拟现实等领域,如蓝牙音箱、灯具照明、智能开关、儿童玩具、控制面板、VR 眼镜、数码产品、安防产品、便携式产品、家电产品以及其它非接触式终端产品。

手势识别模组

 

2   抽油烟机势控制方案

 

手势识别操作

墙壁开关

 向左挥手控制第一路开关 手掌悬停控制第二路开关 向右挥手控制第三路开关

 6. 参考电路

3 墙壁开关手势控制方案

 手势控制开关

4 应用参考电路&Bin_CheckSum_0x2AFF

参考电路对应的手势操作说明:

1) 前后左右方向操作

手在模组感应距离内前后左右方向挥动时,对应的 P 口输出 20ms 低电平,对应 LED 指示灯闪烁一次。

2) LED 开关操作

手悬停在模组上方 300ms 以上,手移开可开关LED。

3) 睡眠状态

10s(为方便观察设的时间,真实应用中可延长)内无操作,模组自动进入睡眠,P1 口变为低电平; 在睡眠状态下,将手放在模组上方 1s 可以唤醒模组(5cm 内)。

4) 亮度调节

LED6 的亮度调节为PWM 控制(PWM 频率 32kHz),在 LED6 打开的状态下,做下压动作,LED6 亮度减小;做上拉动作,LED6 亮度增大,将手平移开,亮度保持;从最小亮度到最大亮度调节时间为 3s 左右(1%占空比到 100%占空比)。下压动作:手平移进入模组感应区,在模组上方保持不动 300ms,再做下压;上拉动作:手平移进入模组感应区,在模组上方保持不动 300ms,再做上拉;上拉之后可以直接下压操作调节,反之也是。操作示意图如下所示。

手势感应控制

5 隔空手势识别示意图

注意:

(1) 模组有效操作距离为 15cm 左右,在做下压动作时,刚开始停留动作应该距离模组高一些;在做上拉动作时,刚开始停留动作应该距离模组低一些。

(2) 上电 300ms 内模组感应区不要有东西阻挡,如果需要在模组上面加亚克力板使用,请将亚克力板盖上再上电使用。设计应用电路时,建议未使用引脚悬空。第 9/10/11/12/13/16 引脚为 NC 脚,禁止外接信号。


7. 串口协议

串口波特率 9600,8 个数据位,无校验位,2 个停止位。

P1:串口信号RX 输入脚;P2:串口信号TX 输出脚;P6:睡眠状态指示脚。

(1) 串口发送P2):

格式:0xAA,数据码,检验码,0x55 帧头:0xAA;

帧尾:0x55;

数据码:右:0x01;

0x02 0x03 0x04 上拉:0x05 下压:0x06;

上拉下压后手松开:0x07 悬停:0x08;

校验码:校验码为数据码的反码,比如做右动作时,数据码为 0x01,校验码为 0xFE。

(2) 串口接收P1):

格式:0xAA,设置编号,设定值,校验码,0x55 帧头:0xAA;

帧尾:0x55;

设置代号:0x51:设置两个连续有效手势动作有效间隔时间(上电默认 20ms); 0x52:设置睡眠使能或者自动进睡眠时间(上电默认不使能睡眠);

0x53:设置睡眠扫描时间间隔(上电默认 2s);

0x55:设置感应手势使能(上电默认全部感应手势使能);

设定值:1)当设置代号为 0x51 时,设定值设置连续有效手势动作有效间隔时间; 连续有效手势动作有效间隔时间 = 设定值 * 10ms;

2) 当设置代号为 0x52 时,设定值设置睡眠使能或者自动进睡眠时间(进睡眠后都需要手动唤醒);

0x00:立即进入睡眠;

0x01:使能自动睡眠,默认无操作 10s 自动睡眠;

0x02 - 0xFE:自动睡眠时间;自动睡眠时间 = 设定值 * 1s;

3) 当设置代号为 0x53 时,设定值设置睡眠扫描时间;

0x01:扫描时间间隔 1s(睡眠功耗 40uA 左右);0x02:扫描时间间隔 2s(睡眠功耗 20uA 左右);

4) 当设置代号为 0x55 时,设定值设置手势使能;

0x01:禁止使能右方向

0x02:禁止使能左方向

0x03:禁止使能后方向

0x04:禁止使能前方向

0x05:禁止使能上拉

0x06:禁止使能下压

0x08:禁止使能悬停

0x11:使能右方向

0x12:使能左方向

0x13:使能后方向

0x14:使能前方向

0x15:使能上拉

0x16:使能下压

0x18:使能悬停

检验码:设置代号 ^ 设定值;

设置功能成功,模组会发送 0xAA,0x11,0xEE,0x55 作为应答; 设置功能失败,模组会发送 0xAA,0x22,0xDD,0x55 作为应答;

注意:连续发送字节时,前个字节的结束信号与下个字节的起始信号要有 200us 以上的时间间隔;发送命令设置模组时,一帧数据要在 10ms 内发送完毕,否则设定不成功且无应答;模组在工作模式下才能串口接收,接收完数据后需要模组空闲状态才能处理数据,所以说假如接收数据时模组上方一直有物体,要把物体移开才能完成相应设置。

(3) 操作控制

1) 右方向操作:手向右方向挥动时,串口输出数据码 0x01;

2) 左方向操作:手向左方向挥动时,串口输出数据码 0x02;

3) 后方向操作:手向后方向挥动时,串口输出数据码 0x03;

4) 前方向操作:手向前方向挥动时,串口输出数据码 0x04;

5) 上拉操作:手在模组上方保持不动 200ms,再做上拉动作,串口输出数据码 0x05;

6) 下压操作:手在模组上方保持不动 200ms,再做下压动作,串口输出数据码 0x06;

7) 松手操作:如果触发了上拉或者下压动作,手移开,串口输出数据码 0x07;

8) 悬停操作:手在模组上方保持不动 200ms,手移开,串口输出数据码 0x08;

9) 睡眠指示:模组正常工作时,P6 脚输出高电平;模组进入睡眠时,P6 脚输出低电平;

10) 睡眠指示:睡眠唤醒:模组进入睡眠后,可以将手放在模组上方 5cm 以内感应 2s 唤醒模组。

8. 尺寸规格

手势模组尺寸大小为18mm±0.4mm*14mm±0.2mm*5.2mm±0.2mm,尺寸标注示意图如下所示:

手势感应控制

 

6   手势模组结构尺寸

1) 半孔焊盘的孔间距是 1.778mm±0.15mm,插针焊盘的孔间距也是 1.778mm±0.15mm;

2) 最上面半圆孔焊盘(插针焊盘)到上板边的间距是 2.28( 2.3)mm±0.2mm;

3) 最下面半圆孔焊盘(插针焊盘)到下板边的间距是 3.28( 3.3)mm±0.2mm;

4) 单边半圆孔焊盘和插针焊盘的间距 1.2mm±0.15mm,插针焊盘大小为 1.2mm±0.15mm,插针焊盘的过孔孔径为 0.8mm±0.15mm;

5) 两边半圆孔焊盘间距是 14mm±0.2mm,两边插针孔焊盘间距是 11.6mm±0.2mm;

6) 当模组从下往上安装在底板上时,底板的开孔尺寸是长 10.2mm±0.15mm X  18mm±0.15mm;

7) 产品外壳开孔为长方形时,外壳开孔尺寸是长 12mm±0.15mm X  7mm±0.15mm;

8) 开孔的左右沿模块中心线左右对称,上边与模块上边重合,下边在传感器中心孔以下 3.5mm±0.1mm的位置。

(注:如果无特殊说明,上面的间距都是中心与中心的间距;前、后、左、右手势方向如下所示)。

手势模组

7 模组 PCB 封装尺寸

9. 注意事项

1) 模组装配时,需要保证模组上表面与方案产品外壳表面平行,且模组上表面与外壳内表面贴紧, 不能有内部空隙。如果存在内部空隙时,需要增加一个挡光隔板或导光柱,用来隔离内部光源达到外壳内表面时产生的反射干扰,装配结构如下图所示。

 

 
  手势识别模组  

装配示意图 A

装配示意图 B装配示意图 C

8   手势模组装配示意图

2) 建议产品外壳的红外光透光度需要达到 85%以上。

3) 手势模组手工焊接参数:烙铁焊接温度 350±10℃,单个焊点焊接时间不能超过 3S。

4) 手势模组回流焊温度参考如下图所示,回流焊接温度不能超过 220℃,回流焊的温度过高时可能会损坏模组上的滤光片。

手势控制模组

 手势控制  手势操作  手势感应模组 手势识别与人机交互模组 开源手势识别模组 手势传感模组  手势识别模组  手势IC模组   手势控制原理 手势控制功能  手势控制技术 手势控制开关  手势控制台灯  深圳价格优势,研发厂家

 

来源:深圳市阿达电子有限公司
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4

在线客服

在线时间

周一至周五
8:00-23:00

周六至周日
9:00-23:00