TI เปิดตัว ULC1001 ชิปล้างทำความสะอาดเลนส์อัลตร้าโซนิคของกล้องเองอัตโนมัติ

Texas Instruments (TI) ได้เปิดตัว ULC1001 ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิตอล (Digital signal processor หรือ DSP) ล้างทำความสะอาดเลนส์อัลตร้าโซนิค (Ultrasonic lens cleaning หรือ ULC) – ใช้ร่วมกับ DRV2901 piezo transducer driver – สามารถล้างทำความสะอาดกล้องเองอัตโนมัติ (self-cleaning) เพื่อตรวจจับและกำจัดสิ่งสกปรกฝุ่น, น้ำแข็ง และน้ำอย่างรวดเร็วโดยใช้การสั่นสะเทือนด้วยกล้องจุลทรรศน์

กล้องที่ใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ อุตสาหกรรม หุ่นยนต์ และเกษตรอัจฉริยะ ที่ต้องทำความสะอาดเป็นครั้งคราว และจะต้องทำความสะอาดด้วยมือจะทำให้กล้องหยุดทำงาน ค่าบำรุงรักษาที่สูงขึ้น และอื่นๆ นอกจากนี้ยังสามารถทำได้ผ่านชิ้นส่วนกลไก แต่จะเพิ่มความซับซ้อนให้กับระบบ ดังนั้น Texas Instruments ULC1001 และ DRV2901 จึงช่วยให้กล้องสามารถล้างสิ่งปนเปื้อนด้วยเองได้อย่างรวดเร็วโดยใช้การสั่นสะเทือนเพื่อกำจัดเศษขยะ

Datasheet ได้อธิบาย ULC1001 ว่าเป็น “ตัวปรับสัญญาณ Ultrasonic PWM ที่กำหนดค่าได้ด้วย I/V Sense Amplifiers” โดยมีข้อกำหนดดังต่อไปนี้:

• โหมดการล้างทำความสะอาดที่ตั้งโปรแกรมได้ในตัว
  • น้ำ (ขับออก)
  • น้ำแข็งละลาย (ละลายและขับออก)
  • ฝุ่น (การแห้งและขับออก)
  • ทำความสะอาดอัตโนมัติ (ตรวจจับและขับออก)
  • โหมดการทำความสะอาดแบบกำหนดเอง
• Embedded Algorithms
  • การปรับแต่งระบบเลนส์
  • การตรวจจับวัสดุอัตโนมัติ
  • การควบคุมพลังงาน
  • การตรวจสอบระบบ
• การตรวจสอบระบบ
  • การรายงานข้อผิดพลาด DRV290x
  • ความผิดพลาดของระบบเลนส์
  • การควบคุมอุณหภูมิของ Transducer
• ช่วงความถี่ Wide Drive
  • ประสิทธิภาพสูงของ Direct Drive (25 kHz – 5 MHz)
  • AD Modulation (<50 kHz) (<50 kHz)
• อินเทอร์เฟซโฮสต์ – I2C
• แหล่งสัญญาณนาฬิกา – Oscillator ภายนอก (แนะนำ 10 MHz, 5 ppm)
• พาวเวอร์ซัพพลาย – IOVDD: 3.3 V
• แพ็คเกจ – QFN-HR 32 พิน (5.0 x 4.5 มม.)
• ช่วงอุณหภูมิ – -40 ถึง 125°C

ชิปล้างทำความสะอาดเลนส์อัลตราโซนิก ULC1001 ใช้ร่วมกับ DRV2901 “Single-Channel PWM-input Piezo Transducer Driver” ที่มีคุณสมบัติหลักดังต่อไปนี้:

• การทำงานของแรงดันไฟฟ้า 12V ถึง 48V
• รองรับกำลังสูงสุด 50 W
• ประสิทธิภาพสูงของ power stage พร้อม MOSFET เอาท์พุต 90-mΩ
• รีเซ็ตการเปิดเครื่องเพื่อป้องกันการเปิดเครื่องโดยไม่มีการจัดลำดับการจ่ายไฟ
• วงจรป้องกันตนเองในตัว:
  • การป้องกันแรงดันตก
  • การป้องกันอุณหภูมิเกิน
  • ป้องกันการโอเวอร์โหลด
  • ป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร
• แพ็คเกจ – HTSSOP 44 พิน

เป็นเรื่องยากที่จะเชื่อว่าจะสามารถล้างทำความสะอาดเลนส์ได้อย่างเหมาะสม แต่ Texas Instruments อธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคโนโลยีนี้ในบล็อกโพสต์ที่แยกต่างหาก :

ULC ใช้ประโยชน์จากแนวคิดของการ Constructive interference ผ่าน resonance (การสั่งพ้อง) เพื่อขยายพลังงานจากการสั่นสะเทือนระดับจุลภาคเป็นพลังงานที่แรงพอที่จะเคลื่อนที่หรือทำให้น้ำเป็นละออง การเคลือบแบบ Hydrophobic และ oleophobic เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการลดขั้วของเลนส์ เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของระบบ ULC

ความถี่ resonance แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับธรรมชาติของสารปนเปื้อน และนี่เป็นสาเหตุส่วนหนึ่งที่ทำให้มีโหมดการล้างทำความสะอาดที่แตกต่างกัน

คุณสามารถประเมินโซลูชันด้วยตัวคุณเองด้วยโมดูล ULC1001-DRV290XEVM evaluation ที่ใช้ ULC1001 และ DRV290x พร้อมคุณสมบัติต่างๆ เช่น การตรวจจับอุณหภูมิ, การตรวจจับความผิดปกติของเลนส์ และการตรวจจับสารปนเปื้อนสำหรับการทำความสะอาดอัตโนมัติ, ชุดไม่ได้มาพร้อมกับเลนส์ ดังนั้นคุณต้องติดตั้งด้วยตัวเอง ฉันหารูปภาพของ EVM ไม่เจอ แต่วิดีโอด้านล่างแสดงวิธีแก้ปัญหาด้วยการขจัดคราบ, ขับน้ำออก, ไล่สิ่งสกปรก และให้เราเห็นภาพรวมของโมดูลและ GUI เพื่อควบคุมโหมดการล้างทำความสะอาด

ULC1001 ultrasonic lens cleaning DSP และ DVR2901 piezo transducer driver อยู่ระหว่างการผลิตจำนวนมากและสามารถซื้อได้ในราคา $6.43 (~210฿) และ $5.35 (~170฿) ในปริมาณ 1,000 หน่วย, โมดูล ULC1001-DRV290XEVM evaluation จำหน่ายในราคา $249 (~8,200฿)

ที่มา : TLS

แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : TI unveils ULC1001 ultrasonic lens cleaning chip for self-cleaning cameras