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GIUGNO-LUGLIO 2021 AUTOMAZIONE OGGI 431 73 stanza, quindi le misure sono più accurate a distanze inferiori. Il rumore dei sensori ToF proviene da fonti interne come il rumore del sensore e il rumore di illuminazione. Melexis ha recentemente introdotto il sensore ToF VGAMLX75027 e il sensore ToF Qvga MLX75026, che sono in grado di raggiun- gere risoluzioni più elevate e una riduzione delle ambiguità nelle lunghe distanze utilizzando frequenze di modulazione più basse. Inoltre, i sensori sono stati certificati per l’utilizzo negli intervalli operativi compresi fra -40 °C e 105 °C, e ciò li rende adatti per le applicazioni automotive. Tuttavia, in questo tipo di misure non è importante solo il sensore. Un altro componente vitale è l’unità di illuminazione, che consiste nei componenti emettitori di luce e nei circuiti elettronici di pilotaggio che li accompagnano. Come affrontare le sfide dell’illuminazione L’unità di illuminazione nei sensori ToF è fondamentale e, se si sceglie il componente giusto, esso può aiutare a ovviare al rumore di illuminazione presente in alcune letture. Le sorgenti luminose a infrarossi (IR) offrono le prestazioni migliori. Attual- mente esistono due tecnologie alternative di emissione di luce IR allo stato solido di cui è opportuno parlare. Si tratta dei LED e dei Vcsel. Come per qualsiasi tecnologia, entrambe le opzioni presentano vantaggi e svantaggi intrinseci. Da un lato, i LED sono una tecnologia più datata, e quindi più matura. Tuttavia, c’è stato un grande sforzo nella produzione in massa dei Vcsel. Quindi, in questa fase, entrambe le soluzioni sono in grado di garantire l’integrazione su larga scala in ap- plicazioni high-tech. Entrambe le tecnologie presentano inoltre capacità simili di pilotaggio in corrente, e poiché il modello di illuminazione di un Vcsel è simile a quello di un LED, la sicurezza degli occhi di entrambe le tecnologie è paragonabile. I LED offrono vantaggi rispetto ai Vcsel in alcune aree. La prima è data dal costo. Attualmente, i LED sono più economici da pro- durre rispetto ai Vcsel. Tuttavia, gli sforzi di produzione in massa dei Vcsel ne stanno facendo scendere il prezzo, e questo van- taggio sta diventando sempre più risicato, al punto che ben presto po- trebbe essere necessario rivedere tale valutazione. I LED funzionano meglio anche in termini di stabilità della potenza in uscita, dato che l’u- scita di un Vcsel è più sensibile alla temperatura del 50%. Anche i Vcsel possiedono alcuni vantaggi rispetto ai LED. Uno dei principali vantaggi dell’utilizzo dei Vcsel è la loro immunità alla luce solare. La luce ambientale (come la luce solare diurna e la luce dei fari) può interferire con i dispositivi di tracciamento basati su LED, poiché essi operano su un ampio spettro. Siccome i Vcsel operano in uno spettro più ristretto, è possibile uti- lizzare un filtro spettrale con banda più stretta, che consente di otte- nere valori più elevati di rapporto segnale-rumore, di sensibilità e di resilienza alle variazioni delle con- dizioni ambientali, come quelle associate alla guida. Anche se i LED sono più maturi, i migliori dispositivi Vcsel a di- sposizione offrono attualmente una migliore efficienza rispetto ai migliori LED. Mentre i LED presentano una larghezza di spet- tro superiore, la stabilità spettrale dei Vcsel è migliore su un in- tervallo di temperatura più ampio. Infine, i Vcsel hanno tempi di salita e discesa molto più rapidi, e di conseguenza possono raggiungere una risoluzione molto più alta rispetto ai LED. Anche se entrambe le fonti di illuminazione hanno i loro van- taggi, per quanto riguarda le applicazioni di monitoraggio dell’abitacolo, i vantaggi dei Vcsel superano quelli offerti dai LED. Nel complesso, ciò è dovuto al fatto che i Vcsel possiedono uno spettro in uscita stretto, un basso coefficiente spettrale di temperatura e un’elevata capacità di modulazione. Come scegliere un driver Vcsel Quando cercate di scegliere l’elettronica ideale di pilotaggio dei sistemi di illuminazione per la vostra applicazione, esistono diversi fattori da considerare, e sono tutti importanti. Il primo aspetto (e uno dei più importanti per il monitoraggio dell’abitacolo) è la verifica che il driver del Vcsel sia qualificato per applicazioni au- tomotive. Esistono diversi driver per sensori ToF sul mercato, ma pochissimi sono di classe automotive. Il driver di Lumentum è una soluzione qualificata per applicazioni di classe automotive, ma una soluzione alternativa è costituita dall’utilizzo di un circuito di pilotaggio a componenti discreti di classe automotive. Un altro aspetto da considerare è il tempo di risposta e ideal- mente è desiderabile che sia breve. Esistono alcuni componenti standard disponibili sul mercato, dai condensatori ai diodi e ai transistor a effetto di campo (FET), che sono di classe automotive. Utilizzando componenti facili da reperire, è possibile progettare e fabbricare un esempio di prototipo di sistema di illuminazione nel giro di poche settimane. Potreste anche voler verificare che il sistema che state mettendo a punto possa supportare frequenze di modulazione fino a 100 MHz. Melexis ha recentemente introdotto i sensori ToF VGAMLX75027 e ToF Qvga MLX75026 in grado di raggiungere risoluzioni elevate e riduzione delle ambiguità nelle lunghe distanze utilizzando frequenze di modulazione più basse