洗手台上面的感应灯,人一走近就亮,站着刷牙却怎么都不熄,因为你没动。这种尴尬几乎都出在传感器选错。不少方案图省事用热释电(PIR),它只认得运动,人一站定,它眼里你就消失了。要让人不动也知道屋里有人,得换一种会持续丈量距离的东西。我们这次聊聊 WT4203A-C02,是唯创知音一颗走 dToF 路线的测距模组,专做这种贴着人、贴着设备的近端感知。

它的测法不复杂。模组里塞了一颗 940nm 的 VCSEL 激光和一组 SPAD 单光子接收阵列,光打出去碰到物体弹回来,芯片记下这段飞行时间,乘上光速再除二,就是距离。dToF 这条路的好处是它不去管物体是什么颜色、什么材质。白墙、黑毛巾、镜面、深色塑胶,反射率差得再远,飞行时间不会骗人。说明书里给的精度是不优于 4% 或者正负 1 厘米,按 2.0σ 算,做洗手台、垃圾桶这类几十厘米内的近距离判断够用了。最大能测到 5 米,常规工作区间是正向 2 到 500 厘米。
视场角给的是 25 度,不算宽。好处是它只盯正前方一小块,旁边走过的人不容易把它带偏。测距频率最高能到 90Hz,每秒报九十次距离,扫地机拿来贴墙走、防跌落,这个刷新率跟得上。
真要塞进产品里,这颗料对工程师算客气。它一共露五只脚,分别是 VCC、GND、TX、RX,外加一个 OUT 触发脚。TX、RX 是标准 3.3V 的 TTL 串口,8 位数据、无校验、一个停止位,默认波特率 9600,直接怼到常见 MCU 上就能聊。有一点要提醒,它是 3.3V 电平,主控若是 5V 的,中间得加一级电平转换,别直接并。OUT 这只脚很实用,设一个距离阈值,人进到范围它就拉高,主控不用去解析每一帧串口数据,中断一接就行。
串口指令走的是 7E 开头、EF 收尾的私有帧。设置类的命令,比如改触发距离、改自动上报间隔,写进去带断电记忆,下次上电不用重新配。V1.02 这版把指令列到了 C1 到 C9,加上 CA、CB、D1 几组,早先那个偏零指令已经拿掉了。比较省事的做法是,先把触发距离和上报方式用命令定好,剩下的交给 OUT 脚和中断,主控代码能轻不少。
盖板这道坎,是做带面盖产品最容易翻车的地方。光要透过玻璃打到外面再回来,盖板内表面会反射一部分光直接进接收端,这就是串扰,测出来会偏近。说明书给的解法很实在,优先用隔断方案,拿一块不透光材料从盖板中间把发射和接收隔开,隔断厚度大于 0.5 毫米、宽度大于模组本身的 2.4 毫米,串扰就压下去了。要是想做整块透明面板,盖板离传感器间隙得压到 0.1 毫米以内,或者加个硅胶套挡侧光,玻璃本身在 940nm 波段的透光率不能低于 87%。模组内部的直方图算法还会做玻璃穿透校准,对盖板表面的污渍和灰尘做补偿,所以正面盖一块玻璃也能做,只是前面那几个数得卡准。这几条都是踩过坑才写进文档的经验,照着做最稳。
功耗提示:WT4203A-C02 工作时电流约 37mA,电压 2.7 至 3.6V。电池供电设备可切入低功耗或深度睡眠模式,低功耗下检测间隔可在 250 至 1000 毫秒间配置,间隔越长平均电流越低,适合门厅等长期值守的存在感应。
落到具体设备,能用的地方不少。感应水龙头和泡沫皂液机靠接近检测做非接触出水,卫生也节水。智能马桶的自动翻盖同理。照明和空调做存在感应,人不动灯也亮,人离开才灭,顺手把忘关电的浪费掐掉。智能垃圾桶手一靠近就开盖。扫地机用 90Hz 那点刷新率做边角避障和防跌落。中控屏和音箱可以做到靠近唤醒,少一次触碰。
有一句话得说在前面。这颗模组说明书白纸黑字写的是室内使用,别硬把它塞到户外、塞到直射阳光下。940nm 的 VCSEL 是 Class 1,人眼安全,室内装不用走激光安规那套麻烦,但这不等于它能扛住室外强光。规划外壳和安装环境,按室内条件来就对了。
翻这颗模组的说明书,最让我踏实的是它把盖板串扰和断电记忆这两件小事写清楚了。不少测距料只给个距离就完事,真到量产,卡住工程师的往往是玻璃怎么开、配置掉电丢不丢。这两点它都给了数,方案落地心里会稳不少。
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