传感器功能快速扩展,新型可穿戴设备面世

物联网与传感器 时间:2018-09-19来源:电子产品世界

  在多种传感器和其他无线技术的推动之下,用于监控健康和健身的可穿戴设备成为了一个高增长市场。如今,这些高度微型化的设备可能包括陀螺仪、加速计、温度和压力传感器、GPS模块甚至麦克风,并且通过蓝牙、WiFi、ANT或结合多种无线技术进行连接。这些产品能够追踪方向并进行空间定位,对于训练中的运动员和医疗保健领域的24小时生命体征监控具有重大价值。它们积累的数据通常需要无线传输,而传统天线需占用的较大空间,这一直是一个设计上的挑战。

  芯片天线的面世彻底改变了小型化的无线设计,并大大减少了天线在PCB上和设备外壳内占用的空间。虽然这些芯片天线通常依赖于地平面以实现有效辐射,但它们不再需要在PCB上隔离以避免干扰,工程师将其称为“禁止(keep out)”区域。这允许智能手表包含一个或两个天线,可能长度约为2毫米,而智能手机则可能有四个或更多天线。

  例如,儒卓力产品组合中的AVX 2.4 GHz陶瓷芯片天线支持Wi-Fi、ANT、ZigBee和蓝牙,匹配代码1001312,小巧的尺寸为2.0 mm x 1.2mm x 0.55mm。

  为了传输和接收数据,客户可以从我们来自四十家供应商的丰富产品组合中进行选择。来自Nordic Semiconductor的nRF52和nRF91系列是我们的亮点产品,而Redpine提供的RS9116和RS14100系列亦是具有多协议功能的SoC器件。来自InsightSiP、Telit和Garmin的模块可以缩短产品上市时间,并且可以为中小型规模的生产节省成本。

儒卓力嵌入式及无线产品营销总监 Bernd Hantsche

  随着市场上可用的微机电系统(MEMS)传感器的数量迅速增加,可穿戴设备的功能范围日益扩大。例如,儒卓力产品组合包括Bosch Sensortec BME680,这是第一款可以精确地线性检测气体、气压、湿度和温度的集成式MEMS传感器。BME680具有节省空间的设计和低功耗,尺寸仅为3.0 mm x 3. mm x 0.95 mm,是专为可穿戴设备和移动应用而开发的集成环境传感器。

  该传感器可检测多种不同的气体,包括含有甲醛的油漆、清漆、脱漆剂、清洁剂、家具、办公设备、粘合剂和酒中的挥发性有机化合物。

  这款传感器具有±0.12hPa精度和1.5Pa/K TCO性能,带有极其精确的气压计,还包含用于测量湿度和温度的高分辨率、低噪声传感器。它的可穿戴产品应用包括随身气象站,可用于评估极限运动的天气状况,以及用于一般的运动和健身设备。

  传感器功能的快速扩展,使得新型可穿戴设备得以面世。

  儒卓力提供多种适用于可穿戴应用的传感器产品,包括威世的VCNL4020C高分辨率数字生物传感器和环境光传感器。该器件是完全集成的,封装中包含了红外发射器,它具有16位分辨率,环境光光谱灵敏度接近人眼。

  VCNL4020C生物传感器采用紧凑的4.9 mm x 2.4 mm x 0.83 mm矩形无引线(LLP)封装,可检测0.25 lx至16.3 klx的环境光,并通过信号调制实现出色的环境光抑制,在100Hz和120Hz下具有闪烁噪声抑制功能,并带有一个接近光电二极管以支持接近感应功能,具有出色的串扰抗扰度。

  为满足可穿戴设备的低功耗要求,VCNL4020C的电源电压范围为2.5 V至3.6 V,低待机电流消耗仅为I.5μA。该生物传感器符合RoHS标准且无卤素,湿度敏感度等级(MSL)为4,符合J-STD-020标准要求。

  VCNL4020C的应用包括健康监测,特别是心率和脉搏血氧饱和度测量。

  儒卓力产品系列还包括来自富士通欧洲的WL-CSP封装型款MB85RS1MT 1Mbit SPI FRAM器件。这种新型WL-CSP封装尺寸仅为3.09×2.28×0.33mm,与业界标准SOP-8封装相比,表面安装面积减少了77%,器件高度减少了80%,允许FRAM器件成为理想用于可穿戴和传感器应用的非易失性存储器解决方案。

  各种可穿戴设备领域经历了快速的增长,不仅需要超小的器件尺寸,还要极低的功耗以实现最长的电池寿命,并支持高耐久性写入循环以实现实时数据记录。FRAM提供卓越性能以满足这些严格要求。

  一些功能更复杂的传感设备是惯性测量单元(IMU)。儒卓力产品组合包括来自Bosch Sensortec的BMI160,这是采用最先进low-g 3D加速计和3轴陀螺仪的IMU产品,设计用于移动电话、平板电脑、可穿戴设备、遥控器、游戏控制器和玩具中的低功耗、高精度6轴和9轴应用。可穿戴设备包括头戴式显示器(HMD),而用于AR/VR应用的HMD已成为现在的新兴市场趋势。

  对于没有创建无线应用经验的人来说,Nordic Semiconductor的nRF52840-Dongle是很好的入门产品。这款低成本USB存储棒允许使用ZigBee 3.0、Thread、蓝牙5、ANT、Gazell和蓝牙Mesh堆栈。除此之外,借助于免费的可编程器件,客户可以使用任何其他IEEE802.15.4或FSK/ASK堆栈。这款USB存储棒带有15个GPIO、一个按钮和一个RGB-LED,是完美的低成本(低于10美元)开发套件。

关键词: 传感器 儒卓力

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