Sensorlösungen zur Wahrnehmung der Welt

Das MEMS-Mikrofon ermöglicht Maschinen, klare Audiosignale zu „hören“.

Dank modernster Technologie hat Infineon eine Reihe von XENSIV™-Sensoren für Anwendungen in den Bereichen Automotive, Industrie und Consumer eingeführt. Dazu gehören hochleistungsfähige mikro-elektromechanische Systeme (MEMS)-Mikrofone, die den fortschrittlichsten Automobil-Qualitätsstandard AEC-Q103-003 erfüllen, RASIC™ 77-GHz-Chips für radarbasierte Fahrerassistenzsysteme sowie photoakustische Spektroskopie (PAS)-CO2-Sensoren für Anwendungen in der intelligenten Heim- und Gebäudeautomation mit hoher Kapazität.   Das neue XENSIV™ IM73A135 MEMS-Mikrofon von Infineon unterstützt ein erstklassiges Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) von 73 dB und einen hohen akustischen Überlastungspunkt von 135 dB SPL, was eine kristallklare Audioaufnahme ermöglicht. Dieses Mikrofon mit hohem Dynamikbereich hat eine kleine Größe von 4×3×1,2 mm³ und basiert auf der neuen „Sealed Double Membrane“ (SDM)-MEMS-Technologie von Infineon, die eine bessere Handhabung im Montageprozess ermöglicht. Mit dem IM73A135 können Designer ein hohes Audio-Leistungsniveau erreichen, das bisher nur mit Elektret-Kondensatormikrofonen (ECM) erzielt werden konnte, während sie gleichzeitig die inhärenten Vorteile der MEMS-Technologie nutzen.   Basierend auf einem miniaturisierten, symmetrischen Mikrofon-Design nutzt die SDM-MEMS-Technologie von Infineon ein Arbeitsprinzip, das dem von Mikrofonen in hochwertigen Tonstudios ähnelt, um hochlineare Ausgangssignale zu erzielen. Typische Anwendungen der XENSIV™ MEMS-Mikrofone von Infineon umfassen hochwertige Audioerfassung für Kameras, Camcorder und Konferenzsysteme, Sprachschnittstellen für intelligente Lautsprecher, Heimautomatisierungs- und IoT-Geräte, aktive Geräuschreduzierung für Kopfhörer sowie Audio-Mustererkennung für vorausschauende Wartung, Sicherheits- oder Schutzanwendungen.

Das MEMS-Mikrofon ermöglicht Maschinen, klaren Audio "zu hören"

```html In Bewegungsdetektionsanwendungen hat Radar viele Vorteile gegenüber passiver Infrarot (PIR)-Technologie, einschließlich höherer Genauigkeit und präziserer Messung erkannter Objekte, was den Weg für neue Funktionen in der Geschwindigkeitsmessung und Bewegungserkennung ebnet. Diese fortschrittlichen Funktionen ermöglichen es einer Vielzahl von „Dingen“, wie Robotern, Autos, Smart-Home-Geräten und sogar Lampen, ihre Umgebung „zu sehen“ und dynamisch darauf zu reagieren.   Infineon bietet ein umfassendes Portfolio an XENSIV™ mmWave-Radarsensoren, um ein breites Spektrum an Industrie-, Haushalts- und Verbraucheranwendungen zu unterstützen, darunter das kleinste 24-GHz-MMIC in der derzeit größten und integriertesten 24-GHz-Radarsender-Empfänger-Familie auf dem Markt. Darüber hinaus führt Infineon auch eine vollständige Palette von automobilen Radar-Front-End-Monolithisch-Mikrowellen-Integrierten-Schaltungen (MMIC) (RASIC™) für 24/77/79 GHz ein, die alle Anwendungen von sicherheitskritischen Anwendungen (wie automatisches Notbremsen) bis hin zu Fahrerassistenzsystemen unterstützen können.   Die XENSIV™-Sensorfamilie von Infineon umfasst zudem Dopplerradare und frequenzmodulierte kontinuierliche Wellenradarsysteme (FMCW). Das Produktportfolio umfasst das derzeit kleinste 24-GHz-MMIC auf dem Markt sowie die am stärksten integrierte und größte 24-GHz-Radarsender-Empfänger-Serie.   Diese 24-GHz- und 60-GHz-Radarsensoren decken eine Vielzahl von Anwendungen ab, von denen viele auf Bewegungsdetektion basieren, wie Beleuchtungslösungen, automatische Türen, Kamera- und Sicherheitssysteme oder Smart-Home-Geräte. Radartechnologie zeichnet sich durch eine kleinere Systemgröße, höhere Genauigkeit und präzisere Messung erkannter Objekte aus und kann außerdem die Richtung, Geschwindigkeit und Entfernung bewegter Objekte sowie sogar deren Position anhand der Antennenkonfiguration bestimmen. ```

Hochpräzisionssensoren, die Kohlenstoffdioxid "riechen" können

Aufgrund der COVID-19-Pandemie hat sich das Bewusstsein der Menschen für die Qualität der Raumluft weiter verbessert. Insbesondere Kohlendioxid (CO2) kann sich negativ auf Gesundheit und Produktivität auswirken, was zu Schläfrigkeit und Kopfschmerzen führen kann. Intelligente Sensoren für die Überwachung der Raumluftqualität können steigende CO2-Werte wahrnehmen und Benutzer daran erinnern oder eine Systemreaktion auslösen. Angesichts des Zusammenhangs zwischen CO2- und Aerosolkonzentrationen sind CO2-Sensoren hilfreich, um die Verbreitung der Epidemie zu reduzieren. Darüber hinaus können CO2-Sensoren die bedarfsgerechte Belüftung unterstützen, was zu einer verbesserten Energieeffizienz und erheblichen Einsparungen bei den Energiekosten führt.   Der PAS CO2-Sensor von Infineon verfügt über einen integrierten photoakustischen Wandler auf einer Leiterplatte (PCB), einschließlich eines akustischen Detektors, einer Infrarotquelle und eines optischen Filters, eines Mikrocontrollers zur Signalverarbeitung sowie eines MOSFET-Chips zum Ansteuern der Infrarotquelle. Im Vergleich zu nichtdispersiven Infrarot-CO2-Sensoren (NDIR) kann durch die hervorragende Empfindlichkeit der akustischen Detektoren in Kombination mit einem integrierten PCB-Design der Platzbedarf um mehr als 75 % reduziert werden.   Der PAS CO2-Sensor von Infineon zeichnet sich durch seine äußerst kleine Bauform, hohe Qualität, Präzision und Kosteneffizienz aus. Die führende Position von Infineon in der MEMS-Technologie bildet die Grundlage für diese einzigartige und präzise CO2-Nachweismethode. Zuverlässige CO2-Messungen ermöglichen die intelligente Überwachung der Raumluftqualität und fördern die Verbesserung von Gesundheit, Produktivität und allgemeinem Wohlbefinden. Diese Eigenschaften machen die PAS CO2-Sensoren zur idealen Lösung für Anwendungen in der Gebäudeautomation sowie zur Integration in Verbraucher-IoT-Geräte wie Luftreiniger, Thermostate, Babyüberwachungsgeräte, Wecker und smarte Lautsprecher.

Ultraschallsensoren, die ihre Umgebung "fühlen"

Ein Näherungssensor ist eine berührungslose Methode, die verwendet werden kann, um einfache "da/nicht da"-Logik bereitzustellen oder den genauen Abstand zu einem Objekt präzise zu messen. Es gibt viele verschiedene Optionen für Näherungssensoren, die unterschiedliche Sensortechnologien auf dem Markt abdecken, darunter Ultraschall-, fotoelektrische, Laser-Entfernungsmesser- und induktive Sensoren. Sie sind sehr gut geeignet für einen moderaten Bereich der Erkennung von wenigen Zoll bis zu mehreren Metern. Wenn man die Kosten für den Betrieb und die Herausforderungen bei der Bereitstellung betrachtet, sind Ultraschallsensoren in der Regel die beste Gesamtlösung, da sie kostengünstig sind, sowohl Präsenz als auch Entfernung erkennen können und einfach zu verwenden sind.   Same Sky ist ein branchenbekannter Anbieter von Ultraschallsensoren mit einer Produktreihe von Ultraschallsensoren, die für Entfernungen von 0,2 bis 18 Metern ausgelegt sind. Das Unternehmen bietet eine Auswahl an Sender-, Empfänger- und Transceiver-Optionen mit analogem Ausgang. Das Modell des Ultraschallwandlers ist in einem kompakten Gehäuse aus Aluminium oder Kunststoff mit Durchgangsbohrung montiert und ist für 80 bis 180 Vdc ausgelegt, um präzise Messungen in verschiedensten Erkennungs-, Distanz- und Näherungsanwendungen zu ermöglichen.   Die Ultraschallempfänger von Same Sky können verwendet werden, um Ultraschallwellen in elektrische Signale umzuwandeln, mit Strahlwinkeln von 75 Grad oder 80 Grad, Entfernungen von bis zu 18 Metern und Frequenzen von 39 kHz. Die Ultraschallsender von Same Sky werden verwendet, um elektrische Signale in Ultraschallwellen umzuwandeln, mit Entfernungen von bis zu 18 Metern, Frequenzen von 23 bis 40 kHz und Strahlwinkeln von 75 oder 80 Grad. Der Ultraschall-Transceiver von Same Sky integriert die Sende- und Empfangsfunktionen in einer einzigen Einheit und bietet Anwendern vereinfachte Lösungen für Distanzmessung, Objekterkennung und Näherungssensorik.

KNX-Technologie für den Brückenschlag zwischen Smart Buildings und Elektrofahrzeugen

KNX ist ein weltweit führender technischer Standard für Gebäudeautomation, der flexibel, personalisiert, sicher und zuverlässig ist. Es bietet integrierte, zukunftssichere Lösungskonzepte, die zeitsparend und einfach zu installieren sind. KNX ist ein internationaler Standard, um den Traum von Automatisierung zu verwirklichen. Zudem kann KNX Ladestationen für Elektrofahrzeuge nahtlos in das Energiemanagement intelligenter Gebäude integrieren. Auf diese Weise hat KNX eine bahnbrechende Verbindung zwischen Elektrofahrzeugen und Gebäudeautomation geschaffen.   Die KNX-Technologie basiert auf ETS-Tools, die eine optimale und sichere Interaktion aller Geräte, Installationen und Ladestationen in intelligenten Häusern und Gebäuden sowie eine reibungslose Konfiguration und Inbetriebnahme ermöglichen. ETS steht für Engineering Tool Software. ETS ist eine völlig neue Generation von Smart-Automationssoftware. Es handelt sich um eine herstellerunabhängige Konfigurationssoftware, mit der intelligente Haus- und Gebäudeinstallationen mit dem KNX-System entworfen und eingerichtet werden können. ETS ist eine Software, die auf Computern mit Windows©-Betriebssystem läuft.   Durch die intelligente Integration von Ladestationen in das KNX-Energiemanagementsystem eines intelligenten Hauses oder Gebäudes können Nutzer ihre eigenen Energiequellen, wie Photovoltaikanlagen, nutzen, um ihre Elektrofahrzeuge über KNX zu laden. Dasselbe System kann bis zu fünf verschiedene Ladepunkte von verschiedenen Herstellern verbinden und saubere Energie effizient für Elektrofahrzeuge nutzen, wodurch die Stabilität lokaler Netze und Stromnetze sichergestellt wird.   Darüber hinaus kann mit der KNX-Technologie Automatisierung realisiert werden, und es wird nur ein System benötigt, um sicherzustellen, dass alle Komponenten über eine gemeinsame Sprache kommunizieren – egal, ob Sie Beleuchtung, Jalousien, Sicherheitssysteme, Energiemanagement, Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen, Signal- und Überwachungssysteme, Schnittstellen für Service- und Gebäudeleitsysteme, Fernbedienungen oder Audio- und Videosteuerungen steuern möchten. Alle diese Funktionen können über ein einheitliches System ausgeführt werden, wodurch die Steuerung von Häusern und Gebäuden einfacher wird.

Miniatur-KNX-Transceiver mit Spannungsregler

Für KNX-Anwendungen stellt STMicroelectronics den STKNX vor, einen miniaturisierten KNX-Transceiver mit Spannungsregler. Dabei handelt es sich um ein Transceiver-Gerät für die KNX-TP-Kommunikation in einem kleinen Gehäuse mit wenigen externen Komponenten, das ein sehr kompaktes KNX-Knoten-Design und eine einfache Schnittstelle zum Mikrocontroller ermöglicht, wodurch der Austausch diskreter Komponenten der physikalischen Schicht erleichtert wird.   Das STKNX-Gerät verfügt über zwei integrierte Regler für externe Anwendungen, darunter einen wählbaren 3,3 V/5 V-20 mA-Linearenregler und einen einstellbaren 1 V bis 12 V-150 mA-Hocheffizienz-DC/DC-Step-Down-Schaltregler. Der integrierte KNX-Bus-Stromextraktor unterstützt bis zu 30 mA Busstrom, der die Leistungsanforderungen externer Geräte sowie des STKNX-Transceivers selbst erfüllen kann. Gleichzeitig wird laut KNX-Spezifikationen die Anstiegsrate des Busstroms begrenzt. Der STKNX gewährleistet eine sichere Kopplung mit dem Bus und bietet Busüberwachungswarnungen, wenn der Bus abgeschaltet wird.   STMicroelectronics hat außerdem die EVALKITSTKNX vorgestellt, ein Evaluations- und Entwicklungskit für den miniaturisierten STKNX-Transceiver, das die Schaltungsplatine des miniaturisierten STKNX-Transceivers von STMicroelectronics integriert und zudem alle Komponenten umfasst, die zur Bewertung der Leistung des STKNX-Schaltkreises und zur Entwicklung von KNX-Geräten auf einem Twisted-Pair-Medium gemäß dem TP1-256-Standard benötigt werden. Durch die Verwendung von Arduino- und Morpho-Erweiterungsanschlüssen ermöglicht das Kit den Benutzern, bestehende STM32-Erweiterungsplatinen zu verbinden oder benutzerdefinierte Platinen zu entwickeln, um einen vollständigen Prototyp von KNX-Geräten zu realisieren.   STMicroelectronics hat zudem den ST-LINK/V2-1 Onboard-Debugger/Programmierer eingeführt, der den Benutzern alle Funktionen bietet, die zum Debuggen und Programmieren der Softwareumgebung erforderlich sind. Es wird keine separate Sonde benötigt – die Verbindung erfolgt einfach über USB. Zusätzlich wird ein HE10-20-Pin-Steckverbinder bereitgestellt, um alternative Debugging-Umgebungen über die Schnittstellen Serial Wire Debugging (SWD) und JTAG zu nutzen.

Fazit

Durch verschiedene Sensoren können Maschinen die Fähigkeit erlangen, Umweltbedingungen wahrzunehmen und entsprechende Reaktionen auszuführen, wodurch sie den Menschen mehr Komfort im Alltag bieten. Die in diesem Artikel vorgestellten Sensoren können dem System helfen, den Zustand der Umgebung vollständig zu erfassen und zusammen mit einem intelligenten Steuerungssystem problemlos verwandte Geräte zu steuern, um das ideale Leben mit vollständiger Automatisierung zu erreichen.