สปีดแรง 6 Mbit/s ไม่กลัวคลื่นรบกวน Vishay เปิดตัว Optical Sensor ซีรีส์ใหม่ VCND2040/VCND2045
Highlight
ล่าสุด Vishay ยกระดับเทคโนโลยีนี้สู่ภาคอุตสาหกรรมด้วยการเปิดตัวเซนเซอร์แสง 4 รุ่นใหม่ (VCND2040X02, VCND2040SLX02, VCND2045X02, VCND2045SLX02) รวมตัวส่ง IR และตัวรับ PIN Photodiode ในแพ็กเกจจิ๋วเพียง 4.4 x 2.25 x 1.9 มม. ชูจุดเด่นการสื่อสารไร้สายด้วยแสง (Wireless Optical Communication) สปีดสูงถึง 6 Mbit/s
รองรับการใช้งานหลากหลาย ทั้งระบบสื่อสารระยะสั้น, สวิตช์ออปติคัล, เซนเซอร์จับตำแหน่ง, เอ็นโค้เดอร์, ระบบ BMS และหุ่นยนต์อุตสาหกรรม มีให้เลือก 2 สปีด คือ ซีรีส์ VCND2040 (ตอบสนอง 18 ns) และ ซีรีส์ VCND2045 (ตอบสนองเร็วพิเศษ 9 ns) พร้อมแก้ปัญหาสัญญาณกวนด้วยเลนส์แยกอิสระ 2 ตัว (Two Independent Lenses) ร่วมกับแผงกั้น Integrated Crosstalk Barrier และดีไซน์ขา Wettable Flank ติดตั้งบน PCB ได้ทั้ง Side-view และ Top-view ตอบโจทย์งานวิศวกรรมที่ต้องการความเร็ว แม่นยำ และเสถียรสูงสุด
In Detail
ไขลับความเร็วสปีดแสง! ทำความรู้จัก Optical Sensor กับ Photodiode พร้อมเปิดตัว Vishay VCND2040 และ VCND2045 ยุคใหม่ของการสื่อสารไร้สายระยะสั้น
คุณเคยสงสัยไหมว่า… ทำไมเวลาเรายกโทรศัพท์มือถือขึ้นมาแนบหูขณะคุยสาย หน้าจอถึงดับลงเป็นสีดำได้เองอัตโนมัติ?
เบื้องหลังการทำงานอันชาญฉลาดนี้คือ Optical Sensor (เซนเซอร์แสง) ที่ทำงานร่วมกับ Photodiode (โฟโตไดโอด) ซึ่งทำหน้าที่ตรวจจับการสะท้อนของแสงอินฟราเรด เมื่อมีวัตถุ (อย่างใบหน้าหรือหูของเรา) ขยับเข้าใกล้ เซนเซอร์จะรับรู้การเปลี่ยนแปลงของแสง แล้วสั่งตัดการทำงานของหน้าจอทันที เพื่อป้องกันไม่ให้แก้มหรือหูของเราไปโดนปุ่มกดโดยไม่ตั้งใจ ทั้งยังช่วยประหยัดพลังงานอีกด้วย
เทคโนโลยีเซนเซอร์แสงและโฟโตไดโอดนี้ ไม่ได้อยู่แค่ในสมาร์ตโฟนเท่านั้น แต่กำลังกลายเป็นหัวใจสำคัญของการส่งข้อมูลและการตรวจจับในหลากอุตสาหกรรม และล่าสุด Vishay Intertechnology ได้เปิดตัวนวัตกรรมเซนเซอร์แสง 4 รุ่นใหม่ ได้แก่ VCND2040X02, VCND2040SLX02, VCND2045X02 และ VCND2045SLX02 ที่จะมาเปลี่ยนโฉมการรับส่งข้อมูลระยะสั้นให้รวดเร็วและปลอดภัยยิ่งกว่าที่เคย
รวมส่งและรับในชิปเดียว: เล็ก เร็ว และทนทานต่อสัญญาณกวน
เซนเซอร์สื่อสารด้วยแสงอินฟราเรดจาก Vishay Semiconductors ทั้ง 4 รุ่น ได้แก่ VCND2040X02, VCND2040SLX02, VCND2045X02 และ VCND2045SLX02 รวมตัวส่งสัญญาณอินฟราเรด (IR Emitter) และตัวรับสัญญาณแสง (Photodiode) ไว้ในแพ็กเกจ SMD ขนาดเล็กเพียง 4.4 × 2.25 × 1.9 มิลลิเมตร รองรับการส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงสุด 6 Mbit/s โดยมีรายละเอียดคุณสมบัติแสดงในตารางที่ 1
Device Specification Table 1 :
| Part number | VCND2040X02 | VCND2040SLX02 | VCND2045X02 | VCND2045SLX02 |
|---|---|---|---|---|
| Package | Top view | Side view | Top view | Side view |
| feature | single-stack IR emitter | double-stack IR emitter | ||
| Radiant intensity (typ.) | 35 mWsr | 65 mWsr | ||
| Radiant power (typ.) | 8 mW | 12 mW | ||
| Rise / fall time | 18 ns | 9 ns | ||
| Forward voltage (VF, @ IF= 24 mA) | 1.5 V | 2.5 V | ||
จุดเด่นสำคัญคือภูมิคุ้มกันต่อสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC / EMI / RFI) เนื่องจากใช้แสงอินฟราเรดเป็นสื่อกลางในการสื่อสารแทนคลื่นวิทยุ จึงเหมาะสำหรับระบบที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูงในสภาพแวดล้อมที่มีสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า อีกทั้งยังช่วยลดความเสี่ยงจากการดักรับสัญญาณไร้สายเมื่อเทียบกับการสื่อสารผ่าน RF ในรูปแบบทั่วไป ทั้งนี้ ความปลอดภัยของระบบยังขึ้นอยู่กับการออกแบบและมาตรการรักษาความปลอดภัยที่ใช้ร่วมกันด้วย
อุปกรณ์รองรับการสื่อสารด้วยแสงผ่านอากาศในระยะสั้น (Free-Space Optical Communication) และสามารถขยายระยะการส่งข้อมูลได้หลายเมตรด้วยไฟเบอร์ออปติกและอุปกรณ์เชื่อมต่อทางแสงที่เหมาะสม รองรับการเดินสายผ่านเส้นทางคดเคี้ยวและพื้นที่ติดตั้งจำกัด โดยมีการสูญเสียพลังงานทางแสงต่ำตามการออกแบบระบบ
ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ จึงเหมาะสำหรับระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ระบบกักเก็บพลังงาน (ESS) ยานยนต์ และระบบอัตโนมัติในภาคอุตสาหกรรมที่ต้องการการสื่อสารข้อมูลด้วยแสงที่รวดเร็ว เชื่อถือได้ และลดผลกระทบจากสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า
แม้จะรับรองมาตรฐานยานยนต์ระดับ AEC-Q102 แต่ขอบเขตการใช้งานของเซนเซอร์ซีรีส์นี้กว้างขวางกว่าเรื่องรถยนต์มาก โดยครอบคลุมทั้ง:
- ระบบสื่อสารไร้สายด้วยแสง (Wireless Optical Communication): รับ-ส่งข้อมูลระหว่างโหนดหรืออุปกรณ์ใกล้เคียงโดยไม่ต้องต่อสาย
- เซนเซอร์จับตำแหน่ง (Position Sensor): ตรวจจับระยะและการเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนในระบบกลไก
- สวิตช์ออปติคัล (Optical Switch): ตัด-ต่อการทำงานด้วยแสงอย่างแม่นยำ ไร้การสึกหรอของหน้าสัมผัส
- ออปติคัลเอ็นโค้เดอร์ (Optical Encoder): วัดความเร็วและการหมุนในระบบมอเตอร์หรือหุ่นยนต์
- ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) และระบบกักเก็บพลังงาน: ส่งข้อมูลระหว่างเซลล์แบตเตอรี่และโหนดควบคุม
- ระบบโรงงานอัตโนมัติ (Industrial Automation): สื่อสารและตรวจจับในเครื่องจักร อุปกรณ์ควบคุม และหุ่นยนต์อุตสาหกรรม
โครงสร้างฉลาด ยืดหยุ่นทุกรูปแบบการติดตั้ง
เพื่อป้องกันปัญหาแสงจากตัวส่งเล็ดลอดไปรบกวนตัวรับเอง (Crosstalk) Vishay ได้ออกแบบให้มีเลนส์แยกอิสระ 2 ตัวพร้อมแผงกั้น Crosstalk ในตัว ช่วยให้การสื่อสารแบบรับ-ส่งผ่านอากาศ (Free-to-air) ทำได้อย่างแม่นยำ และหากต้องการส่งสัญญาณระยะไกลขึ้นหลายเมตรผ่านช่องแคบหรือเส้นทางคดเคี้ยว ก็สามารถจับคู่กับสายไฟเบอร์ออปติกภายนอกได้โดยสูญเสียพลังงานน้อยมาก
นอกจากนี้ การออกแบบขาเชื่อมต่อแบบ Wettable Flank ยังช่วยให้นักออกแบบเลือกติดตั้งบนแผ่น PCB ได้ทั้งแบบ Side-view (มองด้านข้าง) หรือ Top-view (มองจากด้านบน) ช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นในการจัดวางตำแหน่งและลดความซับซ้อนในการออกแบบวงจร
Bunpajarn Insight
เมื่อพิจารณาในภาพรวม การเปิดตัวเซนเซอร์ออปติคัลซีรีส์ VCND2040 และ VCND2045 จาก Vishay นับเป็นการเดินเกมที่น่าสนใจอย่างยิ่งในตลาดยานยนต์และระบบอุตสาหกรรมยุคใหม่ การนำเทคโนโลยีสื่อสารด้วยแสงไร้สาย (Wireless Optical Communication) มาแก้ปัญหาเรื่องคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ารบกวน (EMC/EMI/RFI) ถือเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญ โดยเฉพาะในระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ของยานยนต์ไฟฟ้า ซึ่งมักเจอสัญญาณรบกวนความถี่สูงจากมอเตอร์และอินเวอร์เตอร์ การตัดปัญหาคลื่นรบกวนได้แบบ 100% พร้อมความเร็วระดับ 6 Mbit/s และเวลาตอบสนองที่ไวถึง 9 นาโนวินาที จึงช่วยยกระดับความเสถียรและความปลอดภัยของระบบได้อย่างดีเยี่ยม อีกทั้งการดีไซน์เลนส์แยกอิสระ (Two Independent Lenses) ร่วมกับแผงกั้น Crosstalk Barrier ในตัว และขาแบบ Wettable Flank ที่รองรับการติดตั้งทั้ง Side-view และ Top-view ยังช่วยลดความซับซ้อนในการออกแบบแผ่น PCB ของวิศวกรลงไปได้มาก
อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้ยังคงมีข้อจำกัดธรรมชาติบางประการที่ต้องคำนึงถึง เนื่องจากเป็นการสื่อสารด้วยแสงอินฟราเรด จึงต้องการเส้นทางส่งสัญญาณแบบสายตาเห็น (Line-of-Sight) หรือระยะทางที่ไม่ไกลนัก ทำให้ไม่เหมาะกับการส่งข้อมูลระยะไกลข้ามห้องหรือผ่านสิ่งกีดขวางหนาๆ เว้นแต่จะเชื่อมต่อกับสายไฟเบอร์ออปติกเพิ่มเติม นอกจากนี้ แม้ตัวเซนเซอร์จะมีแผงกั้นแสงรบกวนภายใน แต่การนำไปใช้นอกสถานที่หรือในพื้นที่เปิด อาจยังต้องระมัดระวังเรื่องฝุ่นละออง คราบสกปรก หรือแสงจากภายนอกที่อาจเข้ามาบดบังหน้าเลนส์ รวมถึงต้นทุนการผลิตของชิปและชิ้นส่วนออปติคัลเสริมที่อาจสูงกว่าวงจรการสื่อสารไร้สายแบบเดิม
Bunpajarn News
Product page : Vishay Intertechnology, Inc.
Datasheet :
VCND2040X02, VCND2040SLX02
VCND2045X02, VCND2045SLX02
Bunpajarn | Learn • Share • Grow Together.
พื้นที่สำหรับคนที่รักและสนใจ Electronics & Embedded
