رونمایی از سنسور VL53L5 شرکت ST و راز سنسور های ToF

اطلاعات مربوط به سنسورهای IEEE در سال 2021 دیگر به طور عمومی در دسترس قرار نگرفتند، اما شرکت ST پنج مقاله ارائه کرد که طیف وسیعی از موضوعات مختلف را پوشش می‌داد و یکی از زمینه‌های تحقیقاتی برجسته بود که به کمک آن‌ها می‌توان به اطلاعات بسیار خوبی در این زمینه دست پیدا کرد. نام یکی از این مقالات “An all-in-one 64-zone SPAD-based Direct-Time-of-Flight” است که در مورد سنسورهای ToF حرف‌هایی برای گفتن دارد و در این مقاله سعی داریم سنسور IEEE 2021 با نام VL53L5 را معرفی کنیم.

نام کامل این پنج مقاله در انتهای مطلب قرار داده شده است.

رونمایی از سنسور IEEE 2021 با نام VL53L5

VL53L5 که در پایان سال 2020 رونمایی شد، اولین حسگر زمان پرواز (ToF) شرکت ST است. اگر فضا و محدوده‌ای را که سنسور قرار است اسکن کند، همانند شبکه‌ای جدول مانند (Grid) در نظر بگیریم که 8*8 خانه دارد، می‌توان گفت که این سنسور به 64 منطقه به‌صورت همزمان نظارت دارد.
با انتشار مقالات IEEE Sensors 2021، عموم مردم اطلاعات فنی دستگاه را بسیار بهتر درک می‌کنند.

به‌عنوان‌مثال، ST در تحقیقات خود نشان داد که استفاده از یک شبکه 4×4 یا 8×8 تأثیر آن‌چنانی بر عملکرد ندارد زیرا در هر دو حالت، حداکثر برد سنسور چهار متر در تاریکی و حدود یک متر در یک اتاق با روشنایی استاندارد (5000 لوکس) است اما، شبکه 4*4 می‌تواند 60 فریم در ثانیه را ضبط کند درحالی‌که 64 منطقه، ضبط را به 15 هرتز محدود می‌کند بنابراین، مهندسان می‌توانند تفاوت‌های هر حالت را بهتر درک کنند.

سنسور IEEE 2021

بررسی در لایه سیلیکون

در مقالات پیوست شده، آزمایش‌های زیادی را انجام داده شده که در آن‌ها تمرکز سنسور را به‌جای کل 64 منطقه، تنها روی بخش‌های خاص و انتخابی محدود می‌کند و سرعت اسکن را در حالت‌های مختلفی تست می‌کند.

همچنین در این مقالات توضیح داده شده که یک میکروکنترلر خارجی، می‌تواند به‌صورت هم‌زمان پردازش‌های موازی بسیار بیشتری را انجام دهد، به همین خاطر از یک MCU نیز در کنار سنسور استفاده شده است.

بررسی ویژگی های خاص سنسور های IEEE 2021

بلوتوث BLE با تامین انرژی داخلی

در میان مقالات دیگری که ST ارائه داد، یک دستگاه حسگر نور وجود داشت که بدون باتری یا منبع تغذیه خارجی کار می‌کرد. حتی این حسگرها می‌توانستند انرژی کافی برای تأمین انرژی یک ماژول کم‌مصرف بلوتوث را، برای ارسال داده‌های آن تأمین کنند!

هرچند این ایده جدید نیست، اما این بار از نظر تجاری، تولید آن امکان‌پذیر می‌شود. برای دستیابی به چنین موفقیتی، این ماژول از یک مبدل فوتوولتائیک استفاده می‌کند که نور را به جریان الکتریکی تبدیل می‌کند. همچنین بلوتوث BLE فقط در حالت beacon برای صرفه‌جویی در انرژی کار می‌کند.

آشکارساز ذرات پیزوالکتریک

یکی دیگر از زمینه‌های مطالعه در این مقالات، کوچک‌سازی دستگاه‌های آشکارساز ذرات معلق بود چنین دستگاه‌هایی بسیار بزرگ هستند.

ST با استفاده از یک سیستم میکرو الکترومکانیکی (MEMS) و با استفاده از یک حسگر پیزوالکتریک، به‌راحتی دل زمین را می‌شکافد و اطلاعات را برای شما استخراج می‌کند! به بیان ساده، یک غشای دایره‌ای با یک لایه پیزوالکتریک در بالا که آن میان دو الکترود قرار گرفته، باعث می‌شود فرکانس تشدید کمتری در هنگام فرود ذرات روی لایه پیزوالکتریک ایجاد شود. این مقاله بسیار جالب است زیرا به عنوان یک مطالعه امکان سنجی عمل می‌کند.

لیست مقالات ST در رابطه با سنسور های IEEE2021