औद्योगिक उत्पादन के लिए मिलीमीटर-तरंग रडार सेंसर

कृत्रिम बुद्धिमत्ता, 5जी और बड़ी डेटा प्रौद्योगिकियां सभी क्षेत्रों में औद्योगिक उन्नयन में तेजी ला रही हैं। उद्योग 4.0 युग के आगमन के साथ, औद्योगिक प्रौद्योगिकियाँ अधिक बुद्धिमत्ता और स्वचालन की ओर विकसित हो रही हैं। औद्योगिक स्वचालन प्रौद्योगिकी चीन के वर्तमान औद्योगिक विकास में एक प्रमुख फोकस के रूप में खड़ी है। मिलीमीटर {{5}वेव रडार सेंसर, जो अपनी मजबूत प्रवेश क्षमताओं की विशेषता रखते हैं, औद्योगिक स्वचालन परियोजनाओं में व्यापक रूप से नियोजित होते हैं। औद्योगिक रोबोट और रोबोटिक हथियारों जैसे बुद्धिमान उपकरणों के मानकीकृत और कुशल स्वचालित संचालन मिलीमीटर {{7}वेव रडार की उच्च {{7}सटीक पहचान क्षमताओं से निकटता से जुड़े हुए हैं।

औद्योगिक अनुप्रयोगों में मिलीमीटर वेव रडार अन्य रडारों की तुलना में क्या लाभ रखता है?

वर्तमान में, रडार सेंसर को मुख्य रूप से तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है: लिडार, अल्ट्रासोनिक रडार, और मिलीमीटर {{0}वेव रडार। प्रत्येक प्रकार अलग-अलग सिद्धांतों पर काम करता है और उसकी पहचान क्षमताएं अलग-अलग होती हैं। नीचे, हम औद्योगिक अनुप्रयोगों में मिलीमीटर तरंग रडार के लाभों का विश्लेषण करते हैं।

बेहतर प्रवेश क्षमता: अपने विशिष्ट संचालन सिद्धांतों के आधार पर, विभिन्न रडार अलग-अलग भेदन क्षमता प्रदर्शित करते हैं। लिडार वस्तुओं की निगरानी के लिए लेजर किरणों पर निर्भर करता है और बाधाओं को भेद नहीं सकता है। अल्ट्रासोनिक रडार अल्ट्रासोनिक तरंगों का उत्सर्जन करके वस्तुओं का पता लगाता है, जो सघन या कठिन लक्ष्यों को भेदने में विफल होते हैं। मिलीमीटर वेव रडार विद्युत चुम्बकीय तरंगें उत्सर्जित करके वस्तुओं का पता लगाता है, जो पानी, कांच और वनस्पति जैसी कई गैर-धातु सामग्री में प्रवेश कर सकती हैं। इन तीन प्रकार के राडार में से, मिलीमीटर वेव राडार बेहतर प्रवेश क्षमता प्रदर्शित करता है।

लंबी पहचान सीमा

LiDAR लेजर बीम के माध्यम से वस्तुओं की निगरानी करता है, बिना किसी बाधा के 50 मीटर तक की दूरी का पता लगाता है। अल्ट्रासोनिक रडार 0.1 और 3 मीटर के बीच उच्चतम पहचान सटीकता प्राप्त करता है, विशिष्ट पार्श्व पहचान सीमा 8 मीटर तक होती है। इसका उपयोग आमतौर पर ऑटोमोटिव रडार सिस्टम में किया जाता है। मिलीमीटर तरंग रडार सेंटीमीटर तरंगों और माइक्रोवेव के बीच आवृत्तियों पर काम करता है, जो बेहतर प्रवेश के लिए ऑप्टिकल और माइक्रोवेव रडार दोनों के लाभों को जोड़ता है। इसकी विशिष्ट पहचान सीमा 0 से 200 मीटर तक फैली हुई है, जो इसे सबसे लंबी दूरी का विकल्प बनाती है।

यह ऑपरेटिंग वातावरण में हस्तक्षेप के प्रति मजबूत प्रतिरोध प्रदर्शित करता है। इसके विपरीत, चमकदार हस्तक्षेप के कारण तेज धूप में LiDAR का प्रदर्शन ख़राब हो जाता है, जिससे पता लगाने के परिणाम प्रभावित होते हैं। इसके अतिरिक्त, उच्च तापमान या धुएँ वाली स्थितियाँ माप सटीकता से समझौता कर सकती हैं। अल्ट्रासोनिक रडार एक माध्यम से फैलने वाली अल्ट्रासोनिक तरंगों पर निर्भर करता है। चूंकि अल्ट्रासोनिक ट्रांसमिशन की गति अलग-अलग मीडिया के साथ भिन्न होती है, बारिश, बर्फ या रेतीले तूफ़ान जैसी प्रतिकूल मौसम की स्थिति माप सटीकता को प्रभावित कर सकती है। हालाँकि, मिलीमीटर वेव रडार मध्यम प्रकार, प्रकाश की तीव्रता या तापमान से अप्रभावित रहता है, जो बाहरी पर्यावरणीय हस्तक्षेप के लिए मजबूत प्रतिरोध प्रदान करता है।

विस्तारित डिटेक्शन रेंज, बेहतर प्रवेश क्षमता और पर्यावरणीय लचीलेपन जैसे फायदों के माध्यम से मिलीमीटर {{0}वेव रडार LiDAR और अल्ट्रासोनिक रडार से बेहतर प्रदर्शन करता है। अब इसे औद्योगिक स्वचालन में व्यापक रूप से अपनाया जाता है। इसका समर्थन करने के लिए, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ने विभिन्न औद्योगिक स्वचालन अनुप्रयोगों के लिए विशेष मिलीमीटर तरंग रडार चिप्स पेश किए हैं।

टीआई आईडब्ल्यूआर1443 76–81GHz औद्योगिक सुरक्षा मिलीमीटर-वेव रडार सेंसर

जैसे-जैसे तकनीकी क्षमताएं आगे बढ़ रही हैं, पारंपरिक कारखाने रोबोटिक हथियारों और बुद्धिमान रोबोट जैसे स्वचालन उपकरणों को एकीकृत करके स्मार्ट विनिर्माण की ओर बढ़ रहे हैं। पूर्णतः स्वचालित सुविधाओं में सुरक्षा सर्वोपरि रहती है। इसे संबोधित करने के लिए, टीआई ने कर्मियों और वस्तु का पता लगाने के लिए औद्योगिक मिलीमीटर तरंग सेंसर विकसित किया है। जब सेंसर निकट आने वाले व्यक्तियों या वस्तुओं का पता लगाता है, तो यह टकराव की घटनाओं को कम करने के लिए सुरक्षा प्रणालियों को ट्रिगर करता है। मिलीमीटर वेव सेंसर उच्च धूल स्तर या कारखाने के वातावरण में अलग-अलग प्रकाश की तीव्रता से अप्रभावित पहचान सटीकता बनाए रखते हैं।

IWR1443 FMCW तकनीक पर आधारित एक अत्यधिक एकीकृत मिलीमीटर वेव सेंसर चिप है। 76-81 गीगाहर्ट्ज मिलीमीटर तरंग बैंड पर काम करते हुए, इसमें पारंपरिक 24 गीगाहर्ट्ज बैंड की तुलना में छोटी तरंग दैर्ध्य होती है। 4GHz की निरंतर बैंडविड्थ के साथ, यह दूरी रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाता है, जिससे आस-पास की वस्तुओं का पता लगाने में सुविधा होती है।

चिप आंतरिक रूप से एक बंद {{0}लूप पीएलएल अल्ट्रा{{1}सटीक रैखिक आवृत्ति मॉड्यूलेशन पल्स इंजन को एकीकृत करती है। यह मिलीमीटर तरंग सिग्नल ट्रांसमिशन के दौरान दो चैनलों के एक साथ संचालन के साथ, तीन सिग्नल ट्रांसमिशन चैनल और दो सिग्नल रिसेप्शन चैनल का समर्थन करता है। IWR1443 में दो ARM Cortex-R4F रेडियो नियंत्रण प्रणालियाँ शामिल हैं: एक RF अंशांकन और सुरक्षा निगरानी के लिए, दूसरा चिप मास्टर नियंत्रण के लिए, जो मास्टर और स्लेव दोहरे मोड के बीच निर्बाध स्विचिंग को सक्षम करता है।

इंटरफेसिंग के लिए, इसमें दो एसपीआई इंटरफेस हैं जो नियंत्रण के लिए परिधीय प्रोसेसर के साथ कनेक्टिविटी को सक्षम करते हैं। पावर प्रबंधन एक कम ड्रॉपआउट पावर नेटवर्क का उपयोग करता है, जिससे बिजली आपूर्ति अस्वीकृति अनुपात में वृद्धि होती है। -40 डिग्री से 105 डिग्री की विस्तृत तापमान सीमा के भीतर काम करते हुए, IWR1443 एक कॉम्पैक्ट 10.4 मिमी × 10.4 मिमी 161-पिन BGA पैकेज का उपयोग करता है। यह अंतरिक्ष आवश्यकताओं को कम करते हुए इंजीनियरों के लिए आसान लेआउट डिज़ाइन की सुविधा प्रदान करता है। अपने छोटे पदचिह्न, कम बिजली की खपत, उच्च सटीकता और व्यापक तापमान सहनशीलता द्वारा विशेषता, यह चिप फैक्ट्री स्वचालन, औद्योगिक दूरी सेंसर, औद्योगिक गति सेंसर और सुरक्षा सुरक्षा उपकरणों सहित औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है।

टीआई आईडब्ल्यूआर6843 60–64GHz औद्योगिक स्मार्ट रोबोट मिलीमीटर-वेव रडार सेंसर

जब औद्योगिक रोबोट मनुष्यों के साथ काम करते हैं, तो वे धीरे-धीरे चलते हैं। रोबोटिक हथियारों और स्वचालित औद्योगिक रोबोटों के निर्माताओं को संभावित टकरावों का तेजी से पता लगाने और रोकने के लिए रोबोट डिजाइन में पर्यावरण संवेदी क्षमताओं को बढ़ाना चाहिए। इसे संबोधित करने के लिए, TI ने रोबोटों के लिए IWR6843 मिलीमीटर{{3}वेव रडार सेंसर विकसित किया।

एफएमसीडब्ल्यू तकनीक पर आधारित यह इंटेलिजेंट सेंसर चिप 60-64 गीगाहर्ट्ज फ्रीक्वेंसी बैंड में काम करते हुए वास्तविक समय में डेटा प्रोसेसिंग और निर्णय लेने का काम करती है। यह 4{{7}चैनल रिसेप्शन, मिलीमीटर-वेव सिग्नल के 3{8}}चैनल ट्रांसमिशन, पीएलएल बंद-लूप नियंत्रण और हार्डवेयर त्वरण का समर्थन करता है। इसके विनिर्देश काफी हद तक IWR1443 के साथ संरेखित हैं, जो मुख्य रूप से बढ़ी हुई कम्प्यूटेशनल शक्ति के लिए C674x DSP सिग्नल प्रोसेसर को एकीकृत करके भिन्न हैं। यह रडार सेंसर चिप 10 मीटर के भीतर वस्तुओं का पता लगाता है, जिसमें पता लगाए गए लक्ष्य के प्रकार पर कोई प्रतिबंध नहीं है।

डिटेक्शन एंगल के संबंध में, यह औद्योगिक रोबोट और अन्य वस्तुओं या लोगों के बीच खतरनाक टकराव को रोकने के लिए, आसपास के वातावरण को सटीक रूप से समझने के लिए अधिकतम 120 डिग्री चौड़े कोण डिटेक्शन का समर्थन करता है। IWR6843 धुएं, धूल, या खराब रोशनी वाले वातावरण में प्रभावी ढंग से काम करता है और पारदर्शी वस्तुओं का पता लगा सकता है, औद्योगिक उत्पादन की जरूरतों को पूरा कर सकता है और मानव मशीन इंटरैक्शन चुनौतियों का समाधान कर सकता है।

सारांश

औद्योगिक स्वचालन की तीव्र प्रगति सेंसर प्रौद्योगिकी के साथ घनिष्ठ रूप से जुड़ी हुई है। मिलीमीटर-वेव रडार अपनी प्रवेश क्षमता, पता लगाने की सीमा और पर्यावरणीय हस्तक्षेप के प्रतिरोध के लिए जाना जाता है। लिडार की तुलना में, यह अपेक्षाकृत कम लागत का लाभ प्रदान करता है और अब इसे औद्योगिक उत्पादन में व्यापक रूप से अपनाया जाता है। यह तकनीक औद्योगिक स्वचालन को आगे बढ़ाती है, इसे उन्नत क्षमताओं के साथ उद्योग 4.0 के युग को अपनाने के लिए तैयार करती है।