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55 - ELETTRONICA OGGI 488 - SETTEMBRE 2020 COMPONENTS OPTICAL SENSORS tà verticale a emissione superficiale). Insieme a LUMI- LEDS e BECOM Bluetechnix, Melexis ha sviluppato un kit di valutazione completo (EVK75024) per le proprie soluzioni ToF, il quale offre ai progettisti la possibilità di valutare le prestazioni e la convenienza della tecnolo- gia LED e VCSEL per la propria applicazione. L’EVK si basa su due dispositivi chiave: la matrice di sensori a tempo di volo MLX75024 e il companion chip a tempo di volo MLX75123BA. In breve, il dispositivo MLX75024 è un sensore di immagini ToF con risolu- zione QVGA (320 x 240 pixel) in un package BGA a li- vello di wafer che è qualificato in base allo standard AEC-Q100 (di Classe 2). Esso si avvale della tecnologia di pixel DepthSense di Sony ed è adatto per il monito- raggio nell’abitacolo, per il riconoscimento dei gesti e per la visione industriale, oltre che per altre applica- zioni. L’MLX75123BA è il companion chip dedicato per la matrice di sensori ToF e integra convertitori ADC ad alta velocità per fornire i dati dei sensori digitali trami- te una porta parallela della fotocamera. Esso genera anche il segnale di controllo utilizzato per indirizzare la sorgente luminosa. Utilizzo dei sensori ToF in pratica La scelta se utilizzare VCSEL o LED come sorgente luminosa per il rilevamento ToF dipenderà dall’appli- cazione. In alcuni casi, può risultare necessaria la più costosa sorgente luminosa VCSEL per assicurare una maggiore rimozione della luce solare, grazie alla loro stretta banda di irradianza che consente l’utilizzo di un filtro. Laddove la rimozione della luce solare non è così critica, i LED possono risultare più appropriati. La larghezza di banda più ampia dei LED può anche fornire un livello complessivo di irradianza più elevato, che può essere utilizzato dal ricevitore. Un’altra differenza fondamentale è data dai rispettivi tempi di salita e di discesa dei segnali delle due sor- genti luminose. I VCSEL sono caratterizzati da un tem- po di salita/discesa più breve rispetto ai LED, il che consente di utilizzare una frequenza di modulazione più elevata. Con un tempo di salita/discesa natural- mente più lungo, i LED sono limitati nella loro ampiezza di modulazione e quindi nella frequenza di modulazio- ne. Tuttavia, sovra-pilotando i LED è possibile ridurne i tempi di salita/discesa, estendendo così la loro fre- quenza di modulazione senza alcun degrado significa- tivo della modulazione stessa. Il companion chip ToF MLX75123BA, utilizzato nell’EVK, supporta frequenze di modulazione comprese tra 12 MHz e 40 MHz. Il kit EVK75024 consente ai progettisti di comprendere meglio i principali parametri relativi alla progettazione di un’applicazione ToF basata sul sensore e sul com- panion chip di Melexis, utilizzando LED IR o VCSEL. La post-elaborazione dei dati dell’immagine digitale for- niti dal chipset è in gran parte eseguita dal firmware dell’EVK, che opera su un processore quad-core i.MX6, il quale è alloggiato su una scheda PCB separata ed è fornito come parte integrante dell’EVK. In figura 1 è illustrato un diagramma a blocchi del kit. L’EVK è progettato per essere utilizzato con un pac- chetto software complementare in esecuzione su un PC connesso al kit. Il software fornisce un’interfaccia GUI per controllare il kit e per visualizzare le imma- gini prodotte, sia in tempo reale sia con la possibili- tà di effettuare e di riprodurre registrazioni video. La GUI assicura inoltre l’accesso ai parametri utilizzati per configurare l’EVK, due dei quali sono il tempo di integrazione del sensore (noto anche come tempo di esposizione) e la potenza in uscita delle sorgenti lu- minose IR. La combinazione di questi due parametri definisce le prestazioni del sensore per una determinata scena o Fig. 1 – Diagramma a blocchi dell’EVK75024