Blog dell'azienda Riciclare i sensori ottici Renesas:sensori di luce ambientale, driver di diodi laser, sensori LiDAR

Riciclare i sensori ottici Renesas:sensori di luce ambientale,driver per diodi laser,sensori LiDAR

Elettronica Co., srl di Shenzhen Mingjiada,in qualità di fornitore leader del settore di servizi di riciclaggio di componenti elettronici, ha sempre aderito alla filosofia del servizio "il cliente prima di tutto, l'integrità soprattutto". Offriamo servizi di riciclaggio professionali ed efficienti per aiutare le aziende a ottimizzare la gestione dell'inventario e ad accelerare il flusso di cassa.

Vantaggi del riciclaggio:

• Copertura completa di tutte le marche e modelli

• Un sistema di valutazione scientifico e preciso

• Modelli di transazione flessibili ed efficienti

• Procedure di trattamento sicure e conformi

• Rete di assistenza globale e supporto logistico

Sfruttando l'esperienza tecnologica della linea di prodotti ottici di Intersil, Renesas Electronics ha sviluppato una soluzione di rilevamento optoelettronico completa, tre in uno, che comprende il rilevamento della luce ambientale, l'azionamento dell'emissione laser e l'acquisizione del segnale LiDAR. Questa soluzione copre applicazioni quali elettronica di consumo, cabine di pilotaggio intelligenti, automazione industriale, robot umanoidi e guida autonoma. Combinando affidabilità di livello automobilistico, consumo energetico estremamente basso, modulazione ad alta velocità ed elevata integrazione, rappresenta la scelta unica per i componenti principali nei sistemi di rilevamento ottico.

I. Sensori di luce ambientale (ALS) Renesas: precisione a livello dell'occhio umano nel rilevamento dell'ambiente luminoso

Portafoglio prodotti principali e caratteristiche tecniche

I sensori di luce ambientale Renesas sono classificati in tre serie: digitali di livello consumer, digitali/analogici di livello automobilistico e sensori di luce compositi multisensore. Tutti utilizzano matrici di fotodiodi a base di silicio con un picco spettrale di 540–550 nm, replicando perfettamente la risposta dell'occhio umano alla luce visibile. Sono dotati di circuiti di filtraggio IR/UV integrati per mitigare le interferenze dei componenti infrarossi della luce solare e dell'illuminazione artificiale, eliminando al tempo stesso il rumore di sfarfallio della frequenza di alimentazione di 50/60 Hz.

Serie consumer per uso generico: ISL29013 / ISL29033

Specifiche elettriche: ADC a 16 bit, interfaccia digitale I²C, alimentazione 2,5–3,3 V, corrente di sospensione fino a 0,3 μA; quattro gamme di luminosità che coprono da 0,5 a 128.000 lux.

Vantaggi principali: uscita di interruzione a soglia programmabile, che elimina la necessità di interrogazione continua da parte del controller host; Pacchetto ODFN in miniatura da 2,1 × 2 mm, adatto per dispositivi sottili e portatili.

Applicazioni: oscuramento automatico dello schermo per smartphone e tablet, retroilluminazione della tastiera del laptop, smartwatch, compensazione dell'esposizione per fotocamere digitali e controllo dell'illuminazione domestica intelligente.

Serie digitale di livello automobilistico: ISL76682 / ISL76683 (certificato AEC-Q100)

Ampio intervallo di temperature da –40°C a +105°C, garantendo un funzionamento stabile in ambienti automobilistici difficili; L'ISL76682 ha una corrente operativa tipica di soli 55 μA e una corrente di spegnimento di <1 μA; l'ISL76683 presenta livelli di guadagno multipli e un'improvvisa interruzione dell'intensità della luce, consentendo il riattivazione attiva dell'MCU.

Scenari applicativi: oscuramento automatico degli schermi di controllo centrale a bordo del veicolo, luminosità adattiva del quadro strumenti, rilevamento della luce intensa dello specchietto retrovisore EC antiriflesso e compensazione della luce per le telecamere ADAS quando si entra nei tunnel.

Soluzione analogica automobilistica a basso costo: ISL76671

Uscita di tensione analogica con compensazione della corrente oscura incorporata; rilevamento ad alta precisione in condizioni di scarsa illuminazione (0,01–100 lux); circuiti periferici minimi; si interfaccia direttamente con l'ADC su chip dell'MCU automobilistico; utilizzato per l'illuminazione ambientale interna e la regolazione fine della retroilluminazione negli abitacoli entry-level.

Sensore di luce composito tutto in uno: OB1203SD/OB1203LC

Integrazione su chip singolo di luce ambientale, rilevamento di prossimità e rilevamento bioottico PPG, con driver LED integrato, comunicazione I²C e configurazione periferica minima a 6 pin; supporta il rilevamento dello schermo spento, il monitoraggio della frequenza cardiaca e dell'ossigeno nel sangue e il riconoscimento dei gesti, ampiamente utilizzato nei braccialetti intelligenti, negli auricolari TWS e nei dispositivi medici portatili.

Valore fondamentale

Distingue tra luce visibile e luce diffusa infrarossa per prevenire la distorsione del rilevamento in condizioni di illuminazione forte o debole; il consumo di energia statica estremamente basso prolunga la durata della batteria; i modelli di livello automobilistico soddisfano gli standard EMC automobilistici e gli standard sugli urti ad alta/bassa temperatura, mentre i modelli di livello consumer sono caratterizzati da un'estrema miniaturizzazione, che li rende adatti per moduli di rilevamento della luminosità in vari dispositivi portatili e robot umanoidi.

II. Driver a diodi laser (LDD) Renesas: controllo delle emissioni laser ad alta velocità e precisione

I driver dei diodi laser Renesas sono progettati specificamente per proiettori, dispositivi di archiviazione ottica e trasmettitori LiDAR e coprono tre categorie principali: modulazione multicanale ad alta velocità, driver a quattro canali di livello automobilistico e controllo a corrente costante per laser blu e infrarossi. Sono dotati di APC (controllo automatico della potenza) integrato, protezione da sovracorrente e sovratemperatura e regolazione della corrente DAC programmabile per stabilizzare la potenza di uscita del laser e prolungare la durata dei diodi laser LD.

Modelli chiave e scenari applicativi

Driver laser a tre canali ad alta velocità: ISL58315

Specifiche principali: 3 canali di uscita indipendenti, velocità di modulazione fino a 300 MHz, alimentazione singola da 3,3 V, contenitore 40-TQFN da 5×5 mm, regolazione DAC di corrente indipendente per canale, modulazione temporale sincrona.

Applicazioni: proiettori a scansione laser, sorgenti luminose di microproiezione AR/VR, moduli di proiezione di luce strutturata per robot umanoidi e azionamento sincrono di laser rossi, verdi e blu.

Driver di archiviazione ottica dedicati: ISL58781 / ISL58792

Compatibile con operazioni di lettura/scrittura multiformato CD/DVD/Blu-ray; integra DAC corrente di scrittura e amplificazione del feedback del fotorilevatore PD; calibrazione della corrente digitale seriale; stabilizza la potenza del laser in lettura/scrittura; utilizzato nelle unità ottiche desktop e nei dispositivi di masterizzazione portatili.

Driver laser a quattro canali di livello automobilistico: ISL78365

Certificato per il settore automobilistico AEC-Q100, con quattro canali modulati in modo indipendente e un ampio intervallo di temperature operative da –40 a 105 °C. Dispone di oscillazione a spettro esteso per ridurre le interferenze EMI; adatto per array di emettitori LiDAR automobilistici, illuminazione ambientale laser per auto e sorgenti di luce laser HUD.

Principali caratteristiche tecniche

Controllo automatico della potenza (APC): raccoglie il feedback della retroilluminazione laser in tempo reale per regolare dinamicamente la corrente di azionamento, compensando il decadimento della potenza LD causato dall'aumento della temperatura;

Controllo indipendente multicanale: la corrente e i tempi di commutazione sono completamente indipendenti per ciascun canale, adatti per la proiezione a tre colori LiDAR e RGB multilinea;

Meccanismi di protezione completi: la protezione su chip da sovracorrente, sovratemperatura e sottotensione impedisce che i costosi diodi laser vengano danneggiati da scariche elettrostatiche o cortocircuiti;

Modulazione degli impulsi ad alta velocità: la risposta di commutazione a livello di nanosecondi si adatta perfettamente ai requisiti di emissione di impulsi ad alta frequenza di ToF LiDAR.

III. Soluzione con sensore LiDAR Renesas: misurazione e percezione 3D ToF (Time-of-Flight).

Renesas non offre moduli LiDAR autonomi; fornisce invece una soluzione di sistema LiDAR completa che comprende un CI di acquisizione del segnale front-end e un driver laser. Il chip di acquisizione principale è il RAA2L6060, abbinato al front-end del sensore ToF ISL29501, per costruire sistemi LiDAR a stato solido a corto e medio raggio adatti per applicazioni industriali, di robotica e di percezione ausiliaria a bordo di veicoli.

1. IC di acquisizione LiDAR principale: RAA2L6060

Un chip di elaborazione front-end multicanale appositamente progettato per ToF LiDAR 2D/3D, che funge da hub di segnale per l'intero sistema LiDAR:

Principio di funzionamento: dispone di un generatore di temporizzazione integrato ad alta precisione che emette impulsi di attivazione per controllare il driver laser Renesas ISL78365, che emette impulsi laser a infrarossi; dopo che l'array di fotorilevatori esterni ha ricevuto i fotoni riflessi, il segnale viene immesso nel chip per l'amplificazione, l'integrazione e la conversione da analogico a digitale, dove viene calcolato il tempo di volo dei fotoni per produrre dati precisi sulla distanza;

Vantaggi prestazionali: Supporta più ingressi per tubo fotomoltiplicatore al silicio/serie di fotodiodi, con un'ampia gamma dinamica e resistenza alle interferenze in condizioni di luce solare intensa; emette nuvole di punti di distanza tramite un'interfaccia seriale digitale; incorpora algoritmi di filtraggio del rumore integrati per ridurre i falsi rilevamenti in ambienti esterni;

Certificazioni e range di temperatura: Disponibile sia in versione industriale che automotive; il modello di livello automobilistico è conforme alla norma AEC-Q100 e funziona in modo affidabile in ambienti estremi da -40°C a +125°C.

2. Front-end del sensore ToF: ISL29501

Un DAC di corrente integrato consente il pilotaggio diretto dell'emettitore a infrarossi; il singolo chip gestisce sia la modulazione del segnale ottico che il campionamento della ricezione. Rispetto ai tradizionali sensori a infrarossi discreti, offre una precisione di portata tre volte superiore consumando molta meno energia rispetto ai sensori di immagini visive. È adatto per LiDAR a stato solido a corto raggio, per evitare gli ostacoli negli aspirapolvere robotici, per misurare la portata delle mani nei robot umanoidi e per il rilevamento della presenza umana negli ascensori.

Scenari applicativi tipici

Automazione industriale: evitamento degli ostacoli per AGV, rilevamento delle dimensioni degli oggetti sulle catene di montaggio, misurazione della distanza di sicurezza per bracci robotici e rilevamento delle intrusioni per il personale di magazzino;

Robot umanoidi: rilevamento delle differenze nel livello del suolo per le gambe, misurazione della distanza di oggetti con le mani e riconoscimento 3D dei gesti facciali;

Rilevamento ausiliario montato sul veicolo: rilevamento di ostacoli in campo vicino per la guida autonoma a bassa velocità, radar di parcheggio automatico e rilevamento di ostacoli sui finestrini;

Smart Home: mappatura dell'intera casa per aspirapolvere robotici, rilevamento della presenza umana nei bagni e controllo gestuale degli elettrodomestici.

IV. Vantaggi delle soluzioni integrate rese possibili dalla sinergia tra tre principali linee di prodotti

Renesas ha realizzato uno sviluppo interno completo di componenti che coprono l'intera catena dal rilevamento della luce ambientale all'azionamento del laser e all'acquisizione del segnale radar, offrendo all'integrazione del suo sistema vantaggi unici:

Perfetto allineamento temporale del segnale: l'ALS (sensore di luce ambientale) rileva l'intensità della luce ambientale e regola dinamicamente la potenza di uscita del laser LDD (laser driver); in condizioni di luce intensa aumenta automaticamente la corrente di emissione laser, mentre in condizioni di scarsa illuminazione riduce il consumo energetico. La temporizzazione dell'intera suite IC è unificata, eliminando la necessità di ulteriore calibrazione della temporizzazione;

Compatibilità del controller singolo con i driver: gli MCU della serie RA possono interfacciarsi simultaneamente con le porte di comunicazione I²C di tutti e tre i tipi di dispositivi. Un unico ambiente di sviluppo software gestisce il rilevamento e l'attenuazione della luce ambientale, il controllo degli impulsi laser e l'analisi delle nuvole di punti radar, abbreviando notevolmente il ciclo di sviluppo;

Design a più livelli per un consumo energetico elevato e basso: il rilevamento statico della luce ambientale funziona con un consumo energetico in modalità sleep a livello di microampere, mentre il consumo energetico dinamico viene regolato in modo intelligente durante il funzionamento LiDAR, bilanciando la durata della batteria con prestazioni variabili;

Standard di qualità automobilistici e industriali unificati: la suite completa di componenti per applicazioni automobilistiche è certificata AEC-Q100, mentre i modelli industriali sono conformi agli standard di immunità industriale ESD ed EMC, rendendoli adatti per apparecchiature ad alta affidabilità come robot e sistemi automobilistici.

V. Riepilogo delle applicazioni industriali

Elettronica di consumo: sensore di luce ambientale ISL290XX + driver laser ISL583XX, utilizzato in telefoni cellulari, proiettori AR e dispositivi indossabili;

Cockpit intelligenti: sensore di luce ISL766XX di tipo automobilistico + driver laser a quattro canali ISL78365 + CI di acquisizione radar RAA2L6060, che consente l'oscuramento integrato della cabina di pilotaggio e il LiDAR a campo vicino nel veicolo;

Robot umanoidi/Automazione industriale: sensore ottico ibrido OB1203 + driver laser ad alta velocità ISL58315 + ToF a corto raggio ISL29501, che consente il rilevamento della luminosità ambientale, l'imaging a luce strutturata e l'elusione degli ostacoli a distanza ravvicinata tramite la percezione 3D.

I dispositivi di rilevamento optoelettronici a catena intera di Renesas coprono l'intero spettro di requisiti di rilevamento ottico, dal rilevamento di base della luce visibile alla misurazione laser 3D ad alta precisione, fornendo ai dispositivi finali soluzioni optoelettroniche one-stop altamente stabili, altamente integrate e a basso consumo.