Ultraschall-Linsenreinigung

Da Sensorsysteme in Automobilen und Industrien immer häufiger zum Einsatz kommen und sich zunehmend auf sie verlassen, ist ihr zuverlässiger und ungehinderter Betrieb wichtig. Die Ultraschall-Linsenreinigung (ULC) entfernt durch präzise gesteuerte Vibrationen Verunreinigungen, die kamerabasierte Sensoren blockieren könnten. SiTime MEMS-Timing bietet die perfekte kompakte, stromsparende und vibrationsresistente Lösung für zuverlässige Taktung in der ULC.

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Bei der Ultraschall-Linsenreinigung (ULC) wird die Linse durch präzise gesteuerte Vibrationen auf ihre Resonanzfrequenz gebracht, wodurch Verunreinigungen von der Linsenoberfläche gelöst werden. Verschiedene Vibrationsmodi entfernen Wasser, Schlamm, Eis und mehr.

Die Linsenreinigung mit Ultraschall ist besonders nützlich für Anwendungen in den Bereichen Automobil, Industrie, Robotik, Überwachung und Verteidigung.

Texas Instruments bietet zwei Bausteine für Ultraschall-Linsenreinigungssysteme an: den PWM-Modulator ULC1001 und den Treiber DRV2901 . Der DRV2901 steuert einen piezoelektrischen Wandler an, der die Linse in Bewegung versetzt.

Das Ultraschall-Linsenreinigungssystem von TI benötigt einen einzelnen 10-MHz-Oszillator als Taktgeber mit einer empfohlenen Temperaturstabilität von ±5 ppm. Der MEMS-basierte SiT5008 TCXO erfüllt diese Anforderung bei sehr geringem Platzbedarf (2,5 x 2,0 mm). Für extrem niedrigen Stromverbrauch und einen kleineren Platzbedarf (1,6 x 1,2 mm) kann der ±25-ppm-Oszillator SiT1625 verwendet werden.

Aufgrund ihrer Konstruktion sind Silizium-MEMS-Oszillatoren 30-mal widerstandsfähiger gegen Stöße und Vibrationen als Bausteine auf Quarzbasis – ein wichtiger Faktor in einer vibrierenden Umgebung wie der Ultraschallreinigung von Linsen.

MEMS-Resonatoren sind hermetisch abgedichtet und daher unempfindlich gegenüber Verunreinigungen, die in Industrie- und Verteidigungsumgebungen vorhanden sein können.

Vorteile der SiTime Timing Solutions

SiTime Bausteine bieten gegenüber herkömmlichen Oszillatoren auf Quarzbasis die folgenden Vorteile:

• Unkompensierte Oszillatoren (XO) weisen eine bis zu zwei Mal bessere Frequenzstabilität über den gesamten Betriebstemperaturbereich auf.
• Die Stabilität temperaturkompensierter Oszillatoren (TCXO) beträgt nur ±0,1 ppm bei -40 °C bis +85 °C (SiT5356). Für die Ultraschallreinigung von Linsen empfiehlt SiTime den SiT5008 (±2 ppm bei -40 °C bis +85 °C).
• Dreißigmal bessere Stoß- und Vibrationsfestigkeit.
• Je niedriger die Frequenz, desto größer muss ein Quarzresonator sein. Kleinere Silizium-MEMS-Oszillatoren unterliegen dieser Einschränkung nicht. Kleinere Abmessungen wie 2,5 x 2,0 mm und weniger sind problemlos realisierbar.