Czujniki time of flight

Pomiar odległości metodą Time-of-Flight

Jak sama nazwa wskazuje, pomiar odległości obiektów metodą Time-of-Flight bazuje na określeniu czasu przelotu wiązki światła z nadajnika do przeszkody, a następnie (po odbiciu od niej) z powrotem. Czas od nadania impulsu świetlnego do jego ponownego odebrania jest zatem dwukrotnie dłuższy, niż wynikałoby to z odległości pomiędzy dalmierzem, a wykrytym obiektem - ta prosta zasada działania, przy znajomości prędkości propagacji światła w powietrzu (zbliżonej do prędkości w próżni) pozwala zatem szybko obliczyć rzeczywisty dystans pokonany przez fotony. Tyle teorii - praktyka jak zwykle okazuje się nieco bardziej skomplikowana, warto bowiem zwrócić uwagę, że przy ogromnej prędkości światła (300 tys. km/s) czas, w jakim światło pokonuje dystans 1 cm to zaledwie 67 ps (1 pikosekunda = 1/1000000000000 sekundy)! Czujniki ToF są zatem niezwykle zaawansowane od strony elektronicznej, muszą bowiem pracować bardzo silnym reżimie czasowym. Na szczęście, dziś tak zaawansowane elementy są dostępne nawet dla amatorów elektroniki i to w niewiarygodnie przystępnych cenach.

Laserowe czujniki odległości - co wybrać do pomiaru odległości w różnych aplikacjach?

Wybierając modułowy lub scalony dalmierz należy zadać sobie pytanie, jakich parametrów właściwie oczekujemy od naszego sensora? Maleńkie scalone sensory, np. VL53L5CX, oferują zwykle stosunkowo niewielki zakres pomiarowy, nieprzekraczający kilku metrów, za to ich dokładność sięga nawet pojedynczych milimetrów - z tego względu doskonale nadają się np. do małych robotów mobilnych (w tym minisumo). Jeżeli planujesz budowę bardzo szybko poruszającego się pojazdu (np. drona), warto zwrócić uwagę na nieco większe moduły o nieporównywalnie dalszym zasięgu. Przykładowo, analogowy moduł Lidar TF03 pozwala na pomiar odległości do 180 metrów, a TF350 - nawet 350 metrów! Dodatkowo, urządzenia te mają klasę szczelności IP67, dzięki czemu mogą pracować nawet w najbardziej niekorzystnych warunkach pogodowych.