TMOS(IR)センサーを動かしてみた！(STマイクロエレクトロニクス製 STHS34PF80)

STHS34PF80とは？

STマイクロエレクトロニクス製 STHS34PF80とは、赤外線センサー(IRセンサー)であり、視野角内にある物体の赤外線放射を測定することで、物体の動きを検知したり人の存在を感知したりすることができます。
従来の焦電型赤外線センサー(PIR)などの既知のテクノロジーと比べて感度が高く、動いていない対象を感知する能力も優れているため、システム設計者にとって多くのメリットがあります。
そのため、新しい用途を可能にするだけでなく、既存システムのコストを削減できます。例えば、フレネルレンズなどの赤外線濃縮器を不要にします。

使用機材:ネクスティエレクトロニクス オリジナル基板

ネクスティ エレクトロニクスでは、社内の開発部でオリジナル基板の開発を実施しています。
STマイクロエレクトロニクスのSTHS34PF80（TMOS IR センサー）を動作させる今回の実験も、下記のオリジナルの基板を使用しました。

MCU基板

MCU基板は、STマイクロエレクトロニクス社のMCU(STM32H753)を搭載し、SDRAM(256Mb), NOR-FLASH(512Mb)や、Audio codecがメインで搭載されています。
また、M.2コネクタを基板の裏面に搭載しており、Wi-Fi/BTモジュール、LTM-Mモジュールを拡張出来るような作りにしています。
基板の詳細はこちら(STマイクロエレクトロニクス社製MCU搭載リファレンスボード | 技術コラム)で解説しています。

MCU基板

拡張基板

拡張基板は、IoT向け小型プラットフォーム(※1 Leafony)のLeafonyバスに準拠したセンサーリーフ(加速度センサー、温度センサー、気圧センサー、CO2センサーなど)を組み合わせて使用出来るにしています。また、Analog Devicesのジェスチャーセンサー、日清紡マイクロデバイスの60GHzレーダーも搭載可能な作りにしています。
※1 「Leafony」は、LEAFONY SYSTEMS株式会社の登録商標です。 そして、今回ご紹介するTMOSセンサー(STHS34PF80)も基板上に実装しています。
※2 下記の写真赤枠がSTHS32PF80です。

拡張基板

TMOSセンサー拡大図

STHS34PF80（TMOS IR センサー）の実際の動作

GUI画面

下図のようなGUI画面を社内で作成し、実際の動作を見ていきましょう。
①Presence Detection(存在検知)およびMotion Detection(動体検知)
　センサー内部のレジスタ値を定期的に読み、実際のセンサーの値をグラフとして表示します。
また、センサー内部での検出結果も表示します。

②Ambient Temperature Shock Detectionは今回のコラムでは割愛します。

③GUIの「デモ機設定」エリアでは、センサーの検出のためのしきい値、ヒステリシスをPresence Detection、Motion Detectionで個別設定出来るようにしています。

STHS34PF80（TMOS IR センサー）の実際の動作(その１)

>センサーから2m程度離れた所にいた場合でもPresence Detection(人検知)ができることを確認できました。
※写真撮る際は止まっているため、Motion Detectionは認識していませんが、センサーの前で動くと動作検出有がセンサーから送られてきます。

STHS34PF80（TMOS IR センサー）の実際の動作(その2)

センサーから1m程度離れた所から手を動かし続けた場合の動作結果が下図です。
手が一定間隔で動作しているため、グラフが波打つような表示になっています。
また、手が動いているため、Motion Detection(動体検知)もできていることがわかります。
GUI上のグラフや、検出結果はセンサー内のレジスタの値をそのまま表示するように作っているため、センサー内部の動きがわかりやすくなっています。

まとめ

今回、STHS34PF80(TMOS IRセンサー)を使用してみて、STマイクロエレクトロニクスのSTHS34PF80はフレネルレンズを使用しなくても4m近くまで物体を検知でき、I2CのI/Fでデータを取得できるため、容易に動作確認することができました。
細かいレジスタの設定などは今回行わなかったため、次回以降のコラムで、ソースコードなども併せて解説予定です。

ネクスティ エレクトロニクスの取り組み

株式会社ネクスティ エレクトロニクスは、豊田通商グループのエレクトロニクス事業の中核企業として、カーエレクトロニクスの分野においてトップクラスの規模を誇ります。
技術と商材を核として、幅広い分野でお客さまや世の中のニーズに応え、 社会課題のソリューションを提供し、より善き社会の実現に貢献していきます。

また、ネクスティ エレクトロニクスの開発部隊では、取り扱い商材を活用した自社開発、受託開発(ハードウェア、ソフトウェア開発)なども実施しています。
お客様の困りごとなどの解決なども含め寄り添って対応いたしますので、お気軽にお問合せください。