La tecnologia di pulizia degli obiettivi ad ultrasuoni porta l’affidabilità in primo piano

Autore: TI Staff

Gli sviluppi nell’autonomia portano a una moltiplicazione del numero di telecamere e sensori su veicoli, droni, robot e altro ancora: un metodo ad azionamento puramente elettrico può contribuire a tenerli puliti

Se avete mai osservato un cane mentre si scuote l’acqua di dosso, siete stati testimoni della «fisica a quattro zampe», che ha ispirato il primo chipset al mondo per la pulizia degli obiettivi ad ultrasuoni costruito appositamente.

Proprio come un cane si scuote istintivamente per pulirsi, la tecnologia di pulizia degli obiettivi ad ultrasuoni utilizza vibrazioni controllate con precisione per auto-pulire gli obiettivi delle telecamere quando sono sporchi o bagnati. Il mondo in cui viviamo sta diventando sempre più automatizzato e sempre più telecamere e sensori vengono aggiunti a automobili, robot, fabbriche e non solo. Poiché gli agenti inquinanti e l’umidità possono ostruire la visione della telecamera e compromettere i processi decisionali in tempo reale, diventa sempre più fondamentale disporre di funzionalità di pulizia.

Per saperne di più sulla nostra gamma per la pulizia ad ultrasuoni

«Più o meno nell’estate del 2015 la guida autonoma ha iniziato a prendere piede e si prevedeva che presto ci sarebbero state 10-15 telecamere in media su un’automobile», ha detto Dave Magee, ingegnere presso i Kilby Labs, i laboratori di ricerca applicata della nostra azienda. «Ciò porta a porsi una domanda molto pratica: come si fa a tenerle tutte pulite?»

Le soluzioni di pulizia tradizionali, come l’acqua o gli spray ad aria compressa, sono sempre più complessi da installare e mantenere quando si rende necessario portare le tubazioni per l’acqua e l’aria agli obiettivi posti tutt’intorno all’automobile. Dave ha iniziato a studiare la possibilità di utilizzare le vibrazioni ultrasoniche per ottenere un sistema puramente elettrico per tenere puliti gli obiettivi delle telecamere.

«Utilizzando un componente elettromeccanico detto trasduttore piezoelettrico, possiamo generare piccole vibrazioni, invisibili all’occhio umano», ha spiegato Avi Yashar, product marketing engineer presso il nostro settore Audio, che lavora sul progetto di pulizia degli obiettivi ad ultrasuoni. «Un obiettivo vibra a una data frequenza naturale: applicando vibrazioni ultrasoniche a quella frequenza specifica, il vetro trema vigorosamente a livello microscopico, espellendo quindi gli agenti inquinanti visibili, come l’acqua o lo sporco che si sono depositati sulla superficie».

Una bella scossa

Lo sviluppo di una tecnologia di pulizia degli obiettivi ad ultrasuoni in grado di sfruttare questo fenomeno ha richiesto di risolvere quelli che Dave descrive come alcuni «problemi fisici veramente complessi» per coordinare la vibrazione dell’obiettivo con la vibrazione del trasduttore. Grazie alla sua ricerca e ai suoi test condotti nei Kilby Labs, tuttavia, non soltanto ha scoperto un metodo per controllare queste vibrazioni in modo sicuro e affidabile senza rompere il vetro, ma ha anche avviato una collaborazione con gli ingegneri del nostro settore Audio per integrare i sistemi di controllo e monitoraggio nel primo chipset al mondo per la pulizia degli obiettivi ad ultrasuoni costruito appositamente.

«Gli algoritmi e l’azionamento elettrico del sistema ad ultrasuoni sono assolutamente unici nel loro genere», ha detto Kelly Griffin, ingegnere di sistema presso il nostro settore Audio. «Altre soluzioni richiederebbero l’uso di più chip, uniti a un microcontroller separato. Nel nostro caso, invece, abbiamo preso quella che sarebbe stata una soluzione a cinque chip e l’abbiamo ridotta a una soluzione a due chip, mettendo a disposizione dei progettisti un metodo compatto e conveniente per integrare la pulizia degli obiettivi ad ultrasuoni nei loro sistemi».

Integrando più sistemi, il chipset per la pulizia ad ultrasuoni degli obiettivi sviluppato dalla nostra azienda è in grado di rilevare automaticamente la presenza di un’ostruzione sull’obiettivo e di attivare un ciclo di pulizia per rimuovere gli agenti inquinanti, riducendo in tal modo la necessità di intervento e manutenzione da parte delle persone. Il chipset può essere calibrato per diversi tipi di obiettivi ed è in grado di monitorare il sistema di pulizia per rilevare i malfunzionamenti. Oltre a rimuovere l’acqua e la polvere, è anche in grado di sciogliere il ghiaccio generando calore per mezzo di rapide vibrazioni.

Tutte queste funzionalità sono gestite per mezzo di una singola coppia di fili, mentre il chipset può essere alloggiato nello spazio riservato alla telecamera e sfrutta le linee di alimentazione e dati già presenti per la telecamera stessa.

La telecamera autopulente

Il chipset di pulizia degli obiettivi ad ultrasuoni offre notevoli vantaggi in termini di efficienza in quelle applicazioni in cui non è possibile interrompere il funzionamento per pulire manualmente un obiettivo.

Oltre ai sistemi di guida autonoma, tali applicazioni comprendono le linee di produzione automatizzate, i dispositivi medici di acquisizione delle immagini o i droni utilizzati per le consegne, ossia tutto ciò che utilizzi un obiettivo o un sensore di telecamera.

«Anziché spegnere i macchinari di una fabbrica ogni volta che si rende necessario pulire l’obiettivo, si potrebbe utilizzare un sistema con cui tali obiettivi si puliscano periodicamente in automatico senza dover fermare la linea di produzione», ha spiegato Kelly. «In alternativa, si potrebbero pulire gli obiettivi di un drone utilizzato per le consegne durante il volo. Questa funzionalità offrirà vantaggi notevoli consentendo di utilizzare queste applicazioni anche in presenza di tempo umido».

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