スイッチングフォトリフレクタ（非接触空間センサー）

スイッチングフォトリフレクタは2019年に私が発明した非接触空間センサーのセンシング方式です。その核心はSPIでADコンバータを読む事です。しくみは簡単なのですが、針先のような瞬間に計測する独特のロジックは非常に珍しく、認識しにくいと思います。今回はこのセンサーの制御について詳しく解説します。

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反射光は距離に比例せず、瞬間の測定は不安定ですが、下記の処理で自然な感じに見えます。

1.ADコンバータ※をSPIで読むと同時に赤外線LEDを10uSオーバードライブ
　※MCP3208 https://www.microchip.com/en-us/product/MCP3208
2. 赤外線LED OFF/ONの２回反射光を読み、その差を距離データとします。
3. 8個のセンサーで順に上記2.を実行します。
4.センサー起動時に自然光の強さを測定し距離データから引いて校正します。

　　※初期値：起動時の自然光の強さ

ADコンバータ値が未検出より上がり（左に移動）約１６倍に

他の電子工作に比べ処理が複雑ですが１サイクル（最短約1mS）毎に８個の距離データを取得できます。このデータによる制御で解像度約１センチの非接触スイッチや非接触タッチパネル、魔法の地図など近未来製品を創り出すことができます。

これらの試作品は真似が難しく独自の分野を生み出す力があります。感染症対策や非接触入力装置の他、日本が得意とする電子機器や模型などと相性が良いです。回路図はユーザーマニュアルから、ソフトウェアはwebsiteのUser Guideから公開しています。

日本が外国との開発競争に勝つには斬新な製品を創り出すしかありません。これらの試作品を製品化して世界で使ってもらい、電機産業を復活させたいと思います。このようなストーリーを創りたい、２１世紀を生きる子供たちのために。力を貸してもらえませんか。

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発売中　https://www.switch-science.com/catalog/6495/
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3duilab

赤外線フォトリフレクタを利用した次世代の非接触空間センサー「双方向ハンドセンサー」を開発しています。電子回路と組込みソフトウェアのエンジニアです。事故で指先を失いました（冬山で凍傷になって）😁 動画まとめ　https://imgur.com/user/3duilab/posts　 website　https://interactive-hand-sensor.com/root/

3duilab さんが 2022/03/30 に編集をしました。 (メッセージ: 初版)

Opening

Uta-Aoya 2022/03/31

非接触空間センサー、興味深く見させていただきました。
使い方の動画を見て「Qwiic - VL53L5CX搭載 ToF測距センサ」にも似たものを感じましたが、使用する際においてのお互いの得意/不得意を整理して記載いただけると、より深く理解できると感じました。

・Qwiic - VL53L5CX搭載 ToF測距センサ
https://www.switch-science.com/catalog/7611/
・動画：使用例
https://www.youtube.com/watch?v=sVQ8IyNzz74

3duilab 2022/04/01

Uta-Aoya様、コメントありがとうございます。
Qwiicのセンサーは主にYouTube動画から考察しました。
（YouTube以外の測定条件もあると思います）

非接触センサー	Qwiic-VL53L5CX搭載LIDAR	非接触空間センサー
測定方法	光の往復時間	反射光の強さ
光の性質	赤外線レーザー	普通の赤外線
測定精度	高い	低い(相対的測定のみ)
測定距離	4メーター	約２０センチ
速度	遅い	速い(リアルタイムで制御可能)
配置	１点から放射状に測定	直線(8個)又は平面(8X8個など)状に配置し直線的に上空を測定
センサー単体価格(円)	3,368	11,000