V zadnjih nekaj letih izjemno hitro narašča zanimanje za senzorje bližine. Dandanes so na primer zelo razširjeni v pametnih telefonih za izklop na dotik občutljivega zaslona telefona med klicanjem ali sprejemanjem klicev, saj onemogočanje na dotik občutljivega zaslona zmanjšuje porabo baterije pametnega telefona, ko uporabnik ne gleda na zaslon.
Prav tako se zmanjša nevarnost nenamerne prekinitve, če se uporabnik med klicem z delom telesa dotakne telefona. Do nedavnega so bili senzorji bližine sestavljeni iz infrardeče LED-diode, ki je oddajala pulze infrardeče svetlobe, in infrardečega detektorja, ki je meril amplitudo svetlobe, ki se je odbijala od ciljnega predmeta. Ta tehnika je gostiteljskemu procesorju omogočala oceno oddaljenosti senzorja od ciljnega predmeta. Vendar pa to natančnost omejuje dejstvo, da je količina svetlobe, ki se odbija od ciljnega predmeta, odvisna od več dejavnikov, kot sta barva in gladkost površine ciljnega predmeta.
Tehnologija FlightSense™ podjetja STMicroelectronics pa ima popolnoma drugačen pristop. Natančno meri čas, ki ga svetloba potrebuje, da prepotuje razdaljo do najbližjega predmeta in se odbije nazaj do senzorja. Prednost tega pristopa (ToF »Time-of-Flight – čas preleta) je ta, da je čas, ki ga svetloba potrebuje za vrnitev, odvisen le od prepotovane razdalje in ne od količine odbite svetlobe. Ker je hitrost svetlobe zelo natančno poznana, se razdalja od senzorja do ciljnega predmeta enostavno izračuna tako: »hitrost svetlobe« x »zakasnitev«.
Nova generacija laserskih modulov ToF podjetja STMicroelectronics, VL53L0X, se skriva v najmanjšem ohišju na tržišču in zagotavlja natančno merjenje razdalje pri različnih barvah ciljnega predmeta in lastnostih odbojnosti. Naprava lahko meri razdaljo do 2 metrov z do 3-odstotno natančnostjo glede na izbran kompromis med porabo energije in natančnostjo.
Modul VL53L0X vključuje oddajnik površinskega laserja VCSEL (Vertical Cavity Surface-Emitting Laser) z valovno površino 940 nm, ki je popolnoma neviden človeškemu očesu (slika 1). Laser je popolnoma varen za oči in v celoti skladen z najnovejšim standardom (IEC 60825-1:2014 – 3. izdaja) za laserske naprave 1. razreda. Opremljen je z notranjimi fizičnimi infrardečimi filtri ter omogoča daljše razdalje, visoko odpornost na svetlobo okolja in visoko odpornost na vzajemne vplive pokrivnega stekla. Odbojna infrardeča svetloba se meri z visoko občutljivim vrhunskim nizom SPAD (Single Photon Avalanche Diode – enofotonska plazovna dioda), tehnologijo, ki se uporablja pri najsodobnejših medicinskih skenerjih.
Uporaba več modulov VL53L0X pri eni zasnovi
Čeprav se je prvotni trg za naprave ToF osredotočal na eno napravo, ki meri samo razdaljo pred senzorjem, je pri številnih novih načinih uporabe, npr. na področju robotike in zaznavanja gibov, potrebna uporaba večjega števila senzorjev. Ena od težav, ki jo je treba upoštevati pri teh načinih uporabe, je potreba po virih GPIO gostiteljskega procesorja.
CY8CKIT-048 PSoC® Pioneer Kit
Digi-Key Electronics
2017_SE250_18
