时间:2025/12/26 22:37:09
阅读:15
STUS050是一款由STMicroelectronics(意法半导体)推出的超声波传感器系统级封装(SiP)器件,专为工业、消费类和汽车应用中的近距离探测与测距设计。该器件集成了一个或多个压电超声波换能器以及配套的专用集成电路(ASIC),形成了一个紧凑且高度集成的解决方案。STUS050的工作原理基于发送高频脉冲信号激励超声波发射器产生声波,声波在空气中传播并遇到物体后反射回来,由接收器捕捉回波信号。通过测量发射和接收之间的时间差(飞行时间,ToF),可以精确计算出目标物体的距离。该器件采用小型化封装技术,便于集成到空间受限的应用中,如机器人避障、液位检测、自动对焦辅助、停车场辅助系统等。其内部ASIC通常包含信号调理电路、增益控制放大器、滤波器、阈值检测器以及数字接口逻辑,使得外部控制器可以通过I2C或SPI等标准通信协议轻松读取距离数据或配置工作模式。STUS050的设计注重低功耗运行,支持多种待机和唤醒机制,适合电池供电设备使用。此外,它具备良好的环境适应性,能够在一定范围的温度和湿度条件下稳定工作,并对灰尘、光照变化等干扰因素具有较强的抗干扰能力。整体而言,STUS050提供了一种高可靠性、易于集成的非接触式测距方案,适用于需要中短距离感知的各种智能设备。
型号:STUS050
制造商:STMicroelectronics
传感器类型:超声波ToF传感器
工作电压范围:2.7V 至 3.6V
通信接口:I2C/SPI(具体取决于固件配置)
测距范围:典型10cm 至 500cm
分辨率:可达1cm
工作频率:约40kHz(中心频率)
发射脉冲数量可编程
内置温度补偿功能
工作温度范围:-40°C 至 +85°C
封装形式:小型表面贴装SiP模块
防护等级:IP5K4M(防尘防水溅)
低功耗模式电流:<10μA(待机)
主动测距平均电流:<5mA
STUS050的核心特性之一是其系统级封装(SiP)架构,将敏感的压电元件与复杂的模拟前端(AFE)和数字处理单元集成在一个紧凑的封装内,极大简化了客户的设计流程。这种集成方式不仅减少了外部元器件的数量,还优化了信号路径,提高了系统的信噪比和测量精度。其内部ASIC具备自适应增益控制(AGC)功能,在不同距离和反射率的目标面前能够动态调整接收增益,确保弱回波信号也能被有效捕获,从而提升检测可靠性。同时,该器件支持可编程的发射脉冲串长度和频率调制,允许用户根据应用场景优化性能,例如在嘈杂环境中增强抗干扰能力或在低功耗模式下减少发射能量。
另一个关键特性是内置的数字信号处理能力。STUS050可以在本地完成从原始回波采集到距离计算的全过程,减轻主控MCU的负担。它支持多回波识别,能够区分主要目标和次要反射物(如地面或背景障碍),并通过算法筛选出最相关的目标距离信息。此外,器件集成了温度传感器,用于实时监测环境温度并进行声速校正,显著提升了在变温条件下的测距准确性。为了增强鲁棒性,STUS050具备自动背景噪声抑制和静态物体学习功能,可避免因固定结构(如外壳内部)引起的误触发。
在功能安全方面,STUS050设计有多种自检机制,包括开路/短路检测、换能器阻抗监测和通信完整性检查,确保系统长期运行的可靠性。它还支持中断输出引脚,可在检测到有效目标时触发外部中断,实现快速响应。由于其符合AEC-Q100标准的部分等级要求,该器件也适用于部分车载应用,如自动泊车辅助系统或车内存在检测。整体上,这些特性使STUS050成为一个智能化、高集成度且稳健的超声波传感解决方案。
STUS050广泛应用于需要非接触式距离测量的各类场景。在消费电子领域,常用于扫地机器人和自主移动机器人(AMR)中实现壁面跟随、悬崖检测和障碍物规避功能,帮助设备构建环境地图并规划路径。在智能家居系统中,可用于自动水龙头、干手器或坐便盖的感应控制,提升卫生水平和用户体验。在工业自动化方面,该传感器适用于料位监控、传送带物品定位、堆垛机防撞保护等任务,尤其适合粉尘或光线不佳的恶劣环境,因为超声波不受光照条件影响。
在汽车电子中,STUS050可用于倒车雷达系统(泊车辅助)、盲区监测以及车内乘员存在检测(如儿童遗留提醒)。其高可靠性和温度稳定性使其能在宽温环境下持续工作。此外,在无人机领域,该器件可用于地面接近传感,辅助精准降落和悬停控制。医疗设备中也可利用其进行无创液位检测,例如透析机或输液泵中的液体余量监控。由于支持低功耗运行,STUS050也适用于物联网(IoT)节点设备,如无线传感器网络中的智能门禁或资产追踪标签。总体来看,只要涉及中短距离的空间感知需求,STUS050都能提供一个高效、稳定的解决方案。
STMUS040