Принцип роботи 1D часпрольотного ультразвукового перетворювача та його застосування в побутових приладах для розумного дому（2）

2. Стійкий до масляного забруднення та впливу навколишнього світла
TMF8801 не потребує калібрування плям і має властивості проти розмазування. Оскільки перший відбитий сигнал ультразвукового перетворювача з нержавіючої сталі завжди є зворотним значенням скляної кришки, а пляма та скляна кришка стають єдиним цілим як перший відбитий сигнал. Лише після розмиття перший відбитий сигнал буде дуже сильним, що є відносно слабшим, ніж пік другого відбитого сигналу об’єкта вимірювання. Вбудований алгоритм TMF8801 вимірює різницю в часі між двома поверненими піками сигналу, тому плями не заважатимуть роботі TMF8801.

Рисунок 4: Демонстраційна діаграма виведення даних

Крім того, випромінюване джерелом інфрачервоного світла має довжину хвилі 940 нм, а інфрачервоне світло 940 нм має менше компонентів у навколишньому освітленні, і перешкоди будуть відносно невеликими.

3. Ближнє та дальнє сегментоване вимірювання

TMF8801 має вбудований алгоритм, який може автоматично перемикатися між режимами ближньої та дальньої відстані відповідно до результатів вимірювання, що робить розрахунок ближньої та дальньої відстані більш точним.

4. Автоматичне калібрування

Існує два типи калібрування. Один з них – калібрування часу. Ультразвуковий перетворювач короткого радіусу дії в основному обчислює відстань до моменту, коли інфрачервоний лазер виходить і відбивається назад. Тому точність вбудованого годинника дуже висока. Щоб уникнути відхилення годинника, TMF8801 автоматично використовуватиме системний годинник як калібрування, калібрування в реальному часі. Інший – одноразове оптичне калібрування виробничої лінії, яке не потребує участі людини. Потрібно лише переконатися, що він знаходиться в темному або темному середовищі, і немає перешкод у межах 40 см, тоді програмне забезпечення може запустити калібрування. Крім того, TMF8801 обмежений кутом освітлення, і можна розмістити кілька одновимірних датчиків часу прольоту, щоб розширити кут виявлення.

Застосування 1D-датчика часу польоту на телевізорі
У серпні 2019 року було випущено 'розумний екран' телевізора Honor, який висунув смарт-телевізор на новий рівень, класну голосову взаємодію, магічну взаємодію між мобільними телефонами та великими екранами, спільне управління розумними будинками, підйом камер для фотографування тощо. Якщо він оснащений ультразвуковим 1D-датчиком часу польоту, можна реалізувати більше сценаріїв застосування.
Як ми всі знаємо, відстань до телевізора залежить від здоров’я очей. Чим ближче до телевізора, тим сильніше скорочення прямих м'язів ока, і тим більше ймовірність зорової втоми. Особливо це стосується дітей, якщо вони не мають достатнього самоконтролю, вони підходять до телевізора несвідомо. Якщо телевізор обладнано схемою, яка може визначати, чи знаходиться об’єкт близько, коли об’єкт опиниться в межах певного діапазону, він автоматично зменшить або вимкне підсвічування дисплея та видасть попередження, щоб нагадати дітям триматися подалі від телевізора та захистити свій зір.
Оснащений декількома одновимірними ультразвуковими датчиками часу прольоту на смарт-телевізорі можна визначити відстань до рухомих об’єктів, які постійно наближаються під різними кутами, щоб відповідним чином реагувати.

Малюнок 6. Вплив кількох датчиків 1D time-of-flight на телевізор
Окрім визначення наближення до тіла людини, ультразвуковий датчик 1D time-of-flight також можна використовувати з камерою Smart TV для досягнення автофокусу. На даний момент існує два основних рішення для фокусування камери. Один заснований на напівпровідниковому пристрої зображення ПЗС. Він використовує принцип відбиття світла предмета. Світло, відбите від об’єкта, приймається ультразвуковим датчиком CCD на камері та обробляється комп’ютером для керування електричним фокусом. Прилад фокусується. Оскільки пікселі камери стають все вищими й вищими, час фокусування ставатиме довшим і довшим. Інший – це рішення для фокусування для ультразвукового вимірювання відстані. Використовуючи 1D-датчик часу прольоту, датчик відстані фокусування можна вказати безпосередньо, що покращує швидкість фокусування. Порівняно з іншими рішеннями для фокусування швидкість є вищою, а вартість нижчою. Розвиток розумного дому розширив ринок застосування датчиків, і, як член сімейства датчиків, 1D часпрольотні ультразвукові перетворювачі наближення мають ширший діапазон сценаріїв застосування та можуть бути застосовані до багатьох повсякденних побутових приладів, ще більше модернізуючи індустрію розумних домівок і допомагаючи побутовій техніці.