Zasada działania przetwornika ultradźwiękowego czasu przelotu 1D i jego zastosowanie w inteligentnych urządzeniach domowych (2)

2. Odporny na zanieczyszczenia olejem i zakłócenia światła otoczenia
TMF8801 nie wymaga kalibracji plam i ma właściwości zapobiegające rozmazywaniu. Ponieważ pierwszym odbitym sygnałem przetwornika ultradźwiękowego ze stali nierdzewnej jest zawsze wartość zwracana przez szklaną pokrywę, a smuga i szklana pokrywa stają się całością jako pierwszy odbity sygnał. Dopiero po rozmyciu pierwszy odbity sygnał będzie bardzo silny, czyli stosunkowo słabszy niż drugi szczyt odbitego sygnału mierzonego obiektu. Wbudowany algorytm TMF8801 mierzy różnicę czasu pomiędzy dwoma zwróconymi szczytami sygnału, dzięki czemu smugi nie będą zakłócać działania TMF8801.

Rysunek 4: Schemat demonstracyjny wyjścia danych

Dodatkowo emitowane przez nie źródło światła podczerwonego ma długość fali 940 nm, a światło podczerwone o długości fali 940 nm ma mniej składowych w świetle otoczenia, a zakłócenia będą stosunkowo niewielkie.

3. Pomiar segmentowy bliski i daleki

TMF8801 posiada wbudowany algorytm, który może automatycznie przełączać się pomiędzy trybem bliskiego i dalekiego zasięgu w zależności od wyników pomiarów, dzięki czemu obliczenia na bliskim i długim dystansie są dokładniejsze.

4. Automatyczna kalibracja

Istnieją dwa rodzaje kalibracji. Jednym z nich jest kalibracja czasu. Przetwornik ultradźwiękowy krótkiego zasięgu oblicza głównie odległość do czasu wystrzelenia i odbicia lasera podczerwonego. Dlatego dokładność wbudowanego zegara jest bardzo wysoka. Aby uniknąć odchyleń zegara, TMF8801 automatycznie użyje zegara systemowego do kalibracji w czasie rzeczywistym. Drugim jest jednorazowa kalibracja optyczna linii produkcyjnej, która nie wymaga udziału człowieka. Wystarczy upewnić się, że znajduje się w ciemnym otoczeniu i że w promieniu 40 cm nie ma żadnych przeszkód, a następnie oprogramowanie może uruchomić kalibrację. Ponadto TMF8801 jest ograniczony kątem oświetlenia i można umieścić wiele czujników czasu przelotu 1D w celu zwiększenia kąta wykrywania.

Zastosowanie czujnika czasu przelotu 1D w telewizorze
W sierpniu 2019 r. na rynek zostanie wypuszczony „inteligentny ekran” telewizora Honor TV, który wyniósł inteligentny telewizor na nowy poziom, fajną interakcję głosową, magiczną interakcję między telefonami komórkowymi a dużymi ekranami, wspólne sterowanie inteligentnymi domami, podnoszenie kamer w celu robienia zdjęć itp. Jeśli jest wyposażony w ultradźwiękowy czujnik czasu przelotu 1D, można zrealizować więcej scenariuszy zastosowań.
Jak wszyscy wiemy, odległość do oglądania telewizji ma związek ze zdrowiem oczu. Im bliżej telewizora, tym silniejszy skurcz mięśni prostych oka i tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia zmęczenia wzroku. Szczególnie w przypadku dzieci, które nie mają wystarczającej samokontroli, nieświadomie podejdą do telewizji. Jeśli telewizor jest wyposażony w system wykrywający, czy obiekt jest blisko, gdy obiekt znajdzie się w określonym zasięgu, automatycznie przyciemni lub wyłączy podświetlenie wyświetlacza i wygeneruje ostrzeżenie przypominające dzieciom, aby trzymały się z daleka od telewizora i chroniły wzrok.
Wyposażony w wiele czujników ultradźwiękowych czasu przelotu 1D w telewizorze Smart TV, można wykryć odległość poruszających się obiektów, które stale zbliżają się pod różnymi kątami, w celu podjęcia odpowiednich reakcji.

Rysunek 6: Wpływ wielu czujników czasu przelotu 1D na telewizor.
Oprócz wykrywania bliskości ludzkiego ciała, ultradźwiękowy czujnik czasu przelotu 1D może być również używany z kamerą Smart TV w celu uzyskania automatycznego ustawiania ostrości. Obecnie istnieją dwa główne rozwiązania w zakresie ustawiania ostrości w aparatach. Jeden oparty jest na urządzeniu do obrazowania półprzewodników CCD. Wykorzystuje zasadę odbicia światła obiektu. Światło odbite przez obiekt jest odbierane przez czujnik ultradźwiękowy CCD w aparacie i przetwarzane przez komputer w celu wyregulowania ostrości elektrycznej. Urządzenie skupia uwagę. W miarę jak piksele aparatu będą coraz wyższe, czas ustawiania ostrości będzie coraz dłuższy. Drugie to rozwiązanie skupiające do ultradźwiękowego pomiaru odległości. Za pomocą czujnika czasu przelotu 1D można bezpośrednio podać czujnik odległości ogniskowania, co poprawia prędkość ogniskowania. W porównaniu z innymi rozwiązaniami skupiającymi, prędkość jest większa, a koszt niższy. Rozwój inteligentnego domu rozszerzył rynek zastosowań czujników, a jako członek rodziny czujników ultradźwiękowe przetworniki zbliżeniowe 1D czasu przelotu mają szerszy zakres scenariuszy zastosowań i mogą być stosowane w wielu codziennych urządzeniach gospodarstwa domowego, jeszcze bardziej unowocześniając przemysł inteligentnego domu i pomagając sprzętowi gospodarstwa domowego.