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LIGHTING 13 - MARZO 2017
Lighting
anche se in questo caso il prodotto è stato concepi-
to esplicitamente per l’applicazione in questione.
In un sensore di triangolazione, il modulo emette
la luce focalizzandola su un oggetto. La luce viene
poi riflessa dall’oggetto al sensore. Per determina-
re la posizione corretta dell’oggetto, i fotodiodi
della matrice devono rispondere tutti allo stesso
modo. La tolleranza massima tra i fotodiodi può
attestarsi all’1% o inferiore, in base alla precisione
posizionale necessaria. La sorgente luminosa uti-
lizzata è mostrata in figura 4.
Come si evince dalla figura, la sorgente luminosa
è costituita da una matrice di LED a montaggio su-
perficiale per illuminare una vasta area durante i
test. Sono presenti 3 sensori LTV per garantire la
ridondanza (ossia che, in caso di danneggiamento
di un sensore, questo possa essere rilevato con faci-
lità a partire dalle misurazioni degli altri due). Du-
rante lo sviluppo, i LED iniziali sono stati sostituiti
con modelli più adatti. In questo caso si è optato
per la sostituzione in quanto il LED originale forniva
l’illuminamento richiesto solo quando alimentato con
la corrente massima. In questo modo il calore generato
risulta eccessivo; anche i sensori sono stati cambiati, dato
che quelli iniziali erano andati in saturazione, vanifican-
do il controllo accurato della sorgente.
Una volta risolti tutti i problemi iniziali con la sorgente
luminosa è iniziata la raccolta dati da un dispositivo rea-
le. I dati sono mostrati nella figura 5.
Il grafico mostra che nella matrice vi è una caduta pari
al 3% nella tensione di uscita (compresa nell’intervallo
delle prestazioni attese). I pixel confinanti presentano
un disallineamento massimo dello 0,3%, un valore ben
entro le specifiche.
Durante la produzione, in genere si testano due DUT
in parallelo. La sorgente luminosa illumina contempora-
neamente entrambi i DUT. In questo caso è necessario
garantire che i risultati ottenuti in entrambi i siti siano
confrontabili. Eventuali problemi con la sorgente lumi-
nosa, come le macchie luminose o scure, darebbero ori-
gine a un problema di correlazione. Il grafico di figura 6
riporta i risultati ottenuti con un fotodiodo nella matri-
ce, misurati su 9 dispositivi diversi. Ciascun dispositivo è
stato testato 50 volte.
Come si evince con chiarezza dal grafico, la correlazione
tra i due siti è eccellente, mentre la correlazione tra i siti
per tutti i fotodiodi della matrice ha dato risultati altret-
tanto buoni.
Disporre di una sola scheda di interfaccia per DUT (DIB)
per il test non è sufficiente per la produzione a regime.
Di conseguenza, è necessario fabbricare più schede, che
richiederanno più sorgenti luminose. Per garantire una
buona correlazione tra le schede, la sorgente luminosa
deve essere calibrata prima di essere immessa nel ciclo
produttivo. Il processo prevede l’uso di campioni con
una risposta nota alla luce. La corrente erogata alla nuo-
va sorgente luminosa sarà quindi regolata per fornire la
potenza richiesta. Una volta nota la corrente, la tensione
proveniente dai sensori di luce posti nella sorgente lumi-
nosa è registrata e utilizzata per controllare la sorgente
in tutti i cicli successivi.
Il grafico di figura 7 riporta 10 dispositivi sottoposti a 10
cicli ciascuno. In totale sono stati eseguiti quattro cicli
produttivi, dei quali due sono stati condotti sulla prima
scheda di produzione e due sulla nuova scheda. Il risulta-
to mostra un’ottima correlazione tra le due schede.
In definitiva, la progettazione di una sorgente luminosa
per testare i sensori di luce impone di prendere in consi-
derazione un certo numero di fattori. La soluzione deve
risultare facilmente adattabile senza ricorrere a costosi
software per progettare la fonte. Ove possibile, durante
la progettazione è opportuno usare un LED con ingom-
bri standard. In alcune applicazioni, potrebbe essere
necessario prendere in considerazione l’alloggiamento
della sorgente in un cilindro portamatrice. Questo per-
mette di montare distanziatori sui supporti a vite e di
aggiungere dei diffusori con molta facilità.
Inoltre, è necessario controllare l’uscita della sorgente
luminosa durante l’uso. Per conseguire tale obiettivo, è
possibile prevedere nel progetto un sensore di retroazio-
ne idoneo. Il valore della corrente dovrebbe essere man-
tenuto il più basso possibile per ridurre la quantità di
calore generato dalla fonte. Qualora il calore generato
risulti eccessivo, sarà necessaria prevedere una gestione
termica adeguata per evitare danni al LED oppure gene-
rare una variazione della lunghezza d’onda dominante.
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