اصل کار مبدل اولتراسونیک 1 بعدی زمان پرواز و کاربرد آن در لوازم خانگی هوشمند (1)

هوشمندسازی لوازم خانگی نیاز به پاسخگویی خودکار با توجه به محیط اطراف بدون دخالت انسان دارد. چنین درک خودکار از محیط اطراف به طور اجتناب ناپذیری شامل مشارکت سنسورهای اولتراسونیک خواهد بود. سنسورهای اولتراسونیک 1 بعدی زمان پرواز معرفی شده در دو سال گذشته به آرامی توسط سازندگان بزرگ خانه های هوشمند شناسایی و اعمال شده است.

مقایسه و کاربرد چندین طرح محدوده
راه‌حل‌های متداول محدوده مورد استفاده در بازار عمدتاً شامل لوله مادون قرمز، سنسور مجاورت، سنسور زمان پرواز 1 بعدی و سنسور فاصله مثلثی است. اصول، مزایا و معایب به شرح زیر است:

اصل کار و مزایای سنسور اولتراسونیک 1 بعدی مستقیم زمان پرواز،
TMF8801 جدید را به عنوان مثال در نظر بگیرید که می تواند فاصله 2 سانتی متر تا 2.5 متر را تشخیص دهد. ساختار داخلی به شرح زیر است:

شکل 1: نمودار ساختار داخلی TMF8801
فرستنده لیزر مادون قرمز (با استفاده از VCSEL) فوتون‌ها را از طریق اجزای نوری ساطع می‌کند و در همان زمان یک سیگنال شروع به مبدل زمان به دیجیتال (TDC) می‌فرستد، فوتون‌ها هنگامی که با موانع مواجه می‌شوند به عقب منعکس می‌شوند و در دریافت avalan 801 TMF توسط یک دی‌دود 801 دریافت می‌شوند. SPAD) دریافت کرد و باعث سقوط بهمن SPAD شد، بنابراین به TDC سیگنال توقف داد. TDC زمان بین سیگنال های شروع و توقف را محاسبه می کند تا از زمان پرواز فوتون به سمت و سوی آن مطلع شود. اگر سرعت نور مشخص باشد، می توان فاصله بین جسم و مبدل سنسور باد اولتراسونیک را محاسبه کرد. فاصله یک اندازه گیری زمان واقعی پرواز است.

شکل 2: اصل محاسبه فاصله
مزایای سنسور زمان پرواز TMF8801:

1. خروجی هیستوگرام
   TMF8801 می تواند مستقیماً داده های هیستوگرام را خروجی دهد. هیستوگرام یک نمایش گرافیکی دقیق از توزیع داده ها است. با جمع آوری مداوم نور مادون قرمز منعکس شده توسط جسم و بازتاب توزیع داده های TDC پردازش می شود که محاسبه دقیق الگوریتم فاصله را تسهیل می کند.