أخبار

أنت هنا: بيت / أخبار / معلومات محول بالموجات فوق الصوتية / مبدأ عمل محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية 1D وقت الرحلة وتطبيقه في الأجهزة المنزلية الذكية (1)

مبدأ العمل لمحول الطاقة بالموجات فوق الصوتية 1D وقت الرحلة وتطبيقه في الأجهزة المنزلية الذكية (1)

المشاهدات: 4 المؤلف: محرر الموقع وقت النشر: 2020-05-21 الأصل: موقع

استفسر

`XU_LQEPCWU744K158J

الأجهزة المنزلية الذكية هي منتجات الأجهزة المنزلية التي تم تشكيلها عن طريق إدخال المعالجات الدقيقة وتقنيات الاستشعار بالموجات فوق الصوتية وتقنيات اتصالات الشبكة في الأجهزة المنزلية. يجب أن يستجيب ذكاء الأجهزة المنزلية تلقائيًا وفقًا للبيئة المحيطة دون تدخل بشري. وهذا ينطوي حتما على مشاركة أجهزة الاستشعار. تقارن هذه الورقة عدة قياسات للمسافة لمحول المسافة بالموجات فوق الصوتية.
مثل أنبوب الأشعة تحت الحمراء، ومستشعر القرب، ومستشعر وقت الطيران ثنائي الأبعاد، ومستشعر مسافة المثلث، ويقدم على وجه التحديد مبدأ مستشعر وقت الطيران المباشر ثنائي الأبعاد وتطبيق التلفزيون الذكي كمثال.

إن تطوير المنازل الذكية لا يمكن إيقافه بالفعل، والأجهزة المنزلية الذكية تصل إلى أعلى نسبة في المنازل الذكية. الأجهزة المنزلية الذكية هي منتجات الأجهزة المنزلية التي تم تشكيلها عن طريق إدخال المعالجات الدقيقة وتقنيات الاستشعار وتقنيات اتصالات الشبكة في الأجهزة المنزلية. لديهم القدرة على فهم حالة الأجهزة المنزلية وحالة خدمة الأجهزة المنزلية تلقائيًا. على سبيل المثال، يمكننا توجيه عمل الأجهزة المنزلية مثل الروبوتات وأجهزة التلفاز من خلال الهواتف الذكية ومكبرات الصوت الذكية.

يحتاج ذكاء الأجهزة المنزلية إلى الاستجابة تلقائيًا وفقًا للبيئة المحيطة دون تدخل بشري. مثل هذا الإدراك التلقائي للبيئة المحيطة سيتضمن حتماً مشاركة أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية. تم التعرف ببطء على أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية لوقت الرحلة 1D التي تم طرحها في العامين الماضيين وتطبيقها من قبل كبرى الشركات المصنعة للمنزل الذكي.

مقارنة وتطبيق العديد من مخططات القياس
تشتمل حلول القياس شائعة الاستخدام في السوق بشكل أساسي على أنبوب الأشعة تحت الحمراء، ومستشعر القرب، ومستشعر وقت الرحلة أحادي الأبعاد، ومستشعر المسافة الثلاثي. المبادئ والمزايا والعيوب هي كما يلي:

30`%ZCDFV0JV_9OBD83HT7

الجدول 1: مقارنة بين حلول نطاق الأشعة تحت الحمراء
تعتبر أجهزة استشعار القرب من الأشعة تحت الحمراء وأنبوب الأشعة تحت الحمراء أكثر ملاءمة لحلول قياس المسافة في المنازل الذكية، مثل المحار الأوتوماتيكي ومقاعد المراحيض الأوتوماتيكية والحنفيات الأوتوماتيكية وسيناريوهات التطبيق الأخرى، لأن هذا المشهد لا يتطلب دقة عالية، ولكن الحنفيات الصحية والأوتوماتيكية عالية الجودة تتحول أيضًا إلى حل الاستشعار بالموجات فوق الصوتية لوقت الرحلة 1D.

تُستخدم محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية 1D لوقت الرحلة 200 كيلو هرتز بشكل أكبر للتعرف على العوائق واكتشاف السلالم للروبوتات الكاسحة، واكتشاف القرب من أجهزة التلفاز الذكية، وإضاءة القرب للأضواء الذكية، وحماية العين لأجهزة العرض ووظائف التركيز التلقائي، وأقفال الأبواب الذكية ثلاثية الأبعاد ومشاهد التطبيقات الأخرى. بعد ذلك، سنقدم مبدأ مستشعر الموجات فوق الصوتية لوقت الطيران المباشر 1D وتطبيق التلفزيون الذكي كمثال.

مبدأ العمل ومزايا مستشعر الموجات فوق الصوتية 1D في وقت الطيران المباشر
خذ TMF8801 الجديد الذي يمكنه اكتشاف مسافة 2 سم ~ 2.5 متر كمثال. الهيكل الداخلي هو كما يلي:

الشكل 1: مخطط الهيكل الداخلي TMF8801
يقوم جهاز إرسال الليزر بالأشعة تحت الحمراء (باستخدام VCSEL) بإصدار الفوتونات من خلال المكونات البصرية، وفي الوقت نفسه يرسل إشارة بدء إلى محول الوقت إلى الرقمي (TDC)، وسوف تنعكس الفوتونات مرة أخرى عندما تواجه عوائق، ويتم استقبالها بواسطة الصمام الثنائي الانهياري أحادي الفوتون عند الطرف المتلقي لـ TMF8801 ( SPAD) المستلم، وتسبب في انهيار SPAD، مما يعطي TDC إشارة التوقف. يقوم TDC بحساب الوقت بين إشارات البداية والتوقف لمعرفة زمن رحلة الفوتون من وإلى. إذا كانت سرعة الضوء معروفة، فيمكن حساب المسافة بين الجسم ومحول طاقة مستشعر الرياح بالموجات فوق الصوتية. المسافة هي قياس الرحلة في الوقت الحقيقي.

الشكل 2: مبدأ حساب المسافة
مزايا مستشعر وقت الرحلة TMF8801:

إخراج الرسم البياني
يمكن لـ TMF8801 إخراج بيانات الرسم البياني مباشرة. الرسم البياني هو تمثيل رسومي دقيق لتوزيع البيانات. تتم معالجتها عن طريق الجمع المستمر للأشعة تحت الحمراء التي ينعكسها الجسم وتعكس توزيع بيانات TDC، مما يسهل الحساب الدقيق لخوارزمية المسافة.