Soluciones de sensores para percibir el mundo

El micrófono MEMS permite a las máquinas "escuchar" audio claro

Gracias a la tecnología líder en la industria, Infineon ha introducido una gama de sensores XENSIV™ para aplicaciones automotrices, industriales y de consumo, que incluyen micrófonos de sistema micro-electromecánico (MEMS) de alto rendimiento que cumplen con el estándar de calidad automotriz más avanzado AEC-Q103-003, chips RASIC™ de 77 GHz para sistemas de asistencia al conductor basados en radar, y sensores de CO2 de espectroscopía fotoacústica (PAS) para aplicaciones de hogares inteligentes y automatización de edificios de alta capacidad.   El nuevo micrófono MEMS XENSIV™ IM73A135 de Infineon soporta una relación señal-ruido (SNR) de primera clase de 73 dB y un alto punto de sobrecarga acústica de 135 dB SPL, permitiendo una captura de audio cristalina. Este micrófono de alto rango dinámico tiene un tamaño pequeño de 4×3 x 1.2 mm3 y se basa en la nueva tecnología de MEMS de doble membrana sellada (SDM) de Infineon, que puede lograr un mejor manejo en el proceso de ensamblaje. El IM73A135 permite a los diseñadores alcanzar un nivel de rendimiento de audio que anteriormente solo se lograba con micrófonos de condensador electret (ECM), mientras se obtienen las ventajas inherentes de la tecnología MEMS.   Basada en un diseño miniaturizado de micrófono simétrico, la tecnología MEMS SDM de Infineon utiliza un principio de funcionamiento similar al de los micrófonos utilizados en estudios de grabación de alta gama para lograr señales de salida altamente lineales. Las aplicaciones típicas de los micrófonos MEMS XENSIV™ de Infineon incluyen adquisición de audio de alta calidad para cámaras, videocámaras y sistemas de conferencias, interfaces de usuario por voz para altavoces inteligentes, automatización del hogar y dispositivos del Internet de las Cosas, reducción activa de ruido para auriculares, y detección de patrones de audio para mantenimiento predictivo, aplicaciones de seguridad o protección.

El micrófono MEMS permite que las máquinas "escuchen" audio claro

En aplicaciones de detección de movimiento, el radar tiene muchas ventajas sobre la tecnología infrarroja pasiva (PIR), incluyendo mayor precisión y una medición más precisa de los objetos detectados, allanando el camino para nuevas características en la detección de velocidad y sensores de movimiento. Estas funciones avanzadas permiten que una variedad de “cosas” como robots, automóviles, dispositivos domésticos inteligentes e incluso luces “vean” su entorno y hagan respuestas dinámicas.   Infineon ofrece una amplia cartera de sensores de radar XENSIV™ mmWave para apoyar una amplia gama de aplicaciones industriales, domésticas y de consumo, incluyendo el MMIC de 24 GHz más pequeño en la familia de transceptores de radar de 24 GHz más grande y más integrada actualmente disponible en el mercado. Además, Infineon también presenta una gama completa de circuitos integrados de microondas monolíticos (MMIC) 24/77/79 GHz para sistemas de radar automotriz (RASIC™), que pueden soportar todas las aplicaciones desde aplicaciones críticas para la seguridad (como frenado automático de emergencia) hasta asistencia al conductor.   La familia de sensores XENSIV™ de Infineon también incluye sistemas de radar Doppler y radar de onda continua modulada en frecuencia (FMCW). La cartera de productos incluye el MMIC de 24 GHz más pequeño del mercado y la serie de transceptores de radar de 24 GHz más integrada y grande en la actualidad.   Estos sensores de radar de 24 GHz y 60 GHz cubren una amplia gama de aplicaciones, muchas de las cuales se basan en sistemas de disparo por detección de movimiento, como soluciones de iluminación, puertas automáticas, cámaras y sistemas de seguridad, o dispositivos domésticos inteligentes. La tecnología de radar tiene un tamaño de sistema más pequeño, mayor precisión y una medición más precisa de los objetos detectados, y también puede determinar la dirección, velocidad y distancia de los objetos en movimiento, e incluso determinar la posición de los objetos en movimiento de acuerdo con la configuración de la antena.

Sensores de alta precisión que pueden "oler" el dióxido de carbono

Debido a la pandemia de COVID-19, la concienciación de las personas sobre la calidad del aire en interiores ha mejorado aún más. Específicamente, el dióxido de carbono (CO2) puede tener un impacto negativo en la salud y la productividad, provocando somnolencia y dolores de cabeza. Los sensores inteligentes de calidad de aire en interiores pueden detectar el aumento del nivel de CO2 y recordar a los usuarios o activar una respuesta del sistema. Considerando la correlación entre el CO2 y la concentración de aerosoles, los sensores de CO2 son útiles para reducir la propagación de la epidemia. Además, los sensores de CO2 pueden facilitar la ventilación controlada por demanda, resultando en una mejor eficiencia energética y ahorros significativos en los costos de energía.   El sensor PAS CO2 de Infineon tiene un transductor fotoacústico integrado en un PCB, que incluye un detector acústico, una fuente infrarroja y un filtro óptico, un microcontrolador para el procesamiento de señales y un chip MOSFET para controlar la fuente infrarroja. En comparación con los sensores de CO2 infrarrojos no dispersivos (NDIR), la excelente sensibilidad de los detectores acústicos combinada con un diseño de PCB integrado puede reducir el requerimiento de espacio en más del 75%.   El sensor PAS CO2 de Infineon es un sensor de CO2 de forma extremadamente pequeña, de alta calidad, alta precisión y rentable. La posición de liderazgo de Infineon en la tecnología MEMS es la base de este método único y preciso de detección de CO2. La medición fiable de CO2 permite una monitoreo inteligente de la calidad del aire en interiores, promoviendo la mejora de la salud, la productividad y el bienestar general. Estas características hacen que los sensores PAS CO2 sean ideales para aplicaciones de automatización de edificios e integración en dispositivos IoT para el consumidor, como purificadores de aire, termostatos, dispositivos de monitoreo para bebés, alarmas de despertador y altavoces inteligentes.

Sensores ultrasónicos que "sienten" su entorno

Un sensor de proximidad es un método sin contacto que se puede utilizar para proporcionar una lógica simple de “presente/no presente” o medir con precisión la distancia exacta a un objeto. Existen muchas opciones diferentes para los sensores de proximidad, cubriendo varias tecnologías de detección en el mercado, incluyendo sensores ultrasónicos, fotoeléctricos, telemetros láser y sensores inductivos, que son muy adecuados para un rango de detección moderado, desde algunos centímetros hasta decenas de pies. Al considerar el costo de propiedad y los desafíos de implementación, los sensores ultrasónicos suelen ser la mejor solución en general, porque son económicos, capaces de detectar presencia y distancia, y fáciles de usar.   Same Sky es un proveedor reconocido en la industria de sensores ultrasónicos con una familia de sensores ultrasónicos con clasificación de 0.2 a 18 metros, ofreciendo una gama de opciones de transmisor, receptor y transceptor con salida analógica. El modelo de transductor ultrasónico está montado en un recinto compacto de aluminio o plástico con montaje de orificio pasante y está clasificado de 80 a 180 Vdc para proporcionar mediciones precisas en una variedad de aplicaciones de detección, distancia y proximidad.   Los receptores ultrasónicos de Same Sky se pueden utilizar para convertir ondas ultrasónicas en señales eléctricas, con ángulos de haz de 75 grados o 80 grados, distancias clasificadas de hasta 18 metros y frecuencias clasificadas de 39 kHz. Los transmisores ultrasónicos de Same Sky se utilizan para convertir señales eléctricas en ondas ultrasónicas, con distancias clasificadas de hasta 18 metros, frecuencias clasificadas de 23 a 40 kHz y ángulos de haz de 75 o 80 grados. El transceptor ultrasónico de Same Sky integra las funciones de transmisión y recepción en un solo paquete, proporcionando a los usuarios soluciones simplificadas para la medición de distancia, detección de objetos y sensores de proximidad.

Tecnología KNX para construir un puente entre edificios inteligentes y vehículos eléctricos

KNX es un estándar técnico líder mundial en automatización de edificios, que es flexible, personalizado, seguro y fiable. También cuenta con soluciones características integradas a prueba de futuro que ahorran tiempo y son fáciles de instalar. Es un estándar internacional para realizar el sueño de la automatización. KNX también puede integrar sin problemas estaciones de carga de vehículos eléctricos en la gestión energética de edificios inteligentes. De esta manera, KNX ha construido un puente innovador entre vehículos eléctricos y la automatización de edificios.   La tecnología KNX se basa en herramientas ETS para la interacción óptima y segura de todos los dispositivos, instalaciones y estaciones de carga en hogares y edificios inteligentes, así como para una configuración y puesta en marcha fluidas. ETS significa Software de Herramientas de Ingeniería. ETS es una generación completamente nueva de software de automatización inteligente. Es una herramienta de software de configuración independiente del fabricante para diseñar y configurar instalaciones de control inteligente de hogares y edificios con el sistema KNX. ETS es un software que se ejecuta en computadoras basadas en la plataforma Windows©.   Al integrar inteligentemente las estaciones de carga en el sistema de gestión energética KNX de un hogar o edificio inteligente, los usuarios pueden utilizar sus propias fuentes de generación de energía, como sistemas fotovoltaicos, para cargar sus vehículos eléctricos a través de KNX. El mismo sistema puede conectar hasta cinco puntos de carga diferentes de distintos fabricantes y utilizar energía limpia de manera eficiente para los vehículos eléctricos, lo que puede garantizar la estabilidad de las redes locales y los sistemas eléctricos.   Además, la tecnología KNX se puede utilizar para realizar la automatización, y solo se necesita un sistema para asegurar que todos los componentes se comuniquen a través de un lenguaje común, sin importar si se quiere controlar la iluminación, persianas, sistemas de seguridad, gestión de energía, calefacción, ventilación, sistemas de aire acondicionado, sistemas de señalización y monitoreo, interfaces para sistemas de servicio y control de edificios, controles remotos, o controles de audio y video. Todas estas funciones pueden operar a través de un sistema uniforme, facilitando el control de hogares y edificios.

Transceptor KNX en miniatura con regulador de voltaje

Para aplicaciones KNX, STMicroelectronics introduce el STKNX, un transceptor KNX en miniatura con un regulador de voltaje. Este es un dispositivo transceptor para la comunicación KNX TP en un paquete pequeño con pocos componentes externos que permite un diseño de nodo KNX muy compacto y una interfaz simple con el microcontrolador, permitiendo el fácil reemplazo de componentes de capa física discreta.   El dispositivo STKNX cuenta con dos reguladores integrados para aplicaciones externas, incluyendo un regulador lineal seleccionable de 3.3 V/5 V-20 mA y un convertidor reductor de conmutación DC/DC de alta eficiencia ajustable de 1 V a 12 V-150 mA. El extractor de potencia del bus KNX integrado soporta hasta 30 mA de corriente de bus, que puede alimentar los requerimientos de potencia de dispositivos externos y los propios transceptores STKNX. Al mismo tiempo, la tasa de subida de corriente del bus está limitada de acuerdo con las especificaciones KNX. STKNX asegura un acoplamiento seguro con el bus y proporciona advertencias de monitoreo del bus cuando el bus está apagado.   STMicroelectronics también ha introducido EVALKITSTKNX, un kit de evaluación y desarrollo de transceptor STKNX en miniatura, que integra la placa de circuito del transceptor STKNX en miniatura de STMicroelectronics, e incluye todos los componentes necesarios para evaluar el rendimiento del circuito STKNX y desarrollar dispositivos KNX en medio de par trenzado según el estándar TP1-256. Al usar conectores de extensión Arduino y Morpho, el kit permite a los usuarios conectar placas de expansión STM32 existentes o desarrollar placas personalizadas para implementar un prototipo completo de dispositivos KNX.   STMicroelectronics también ha introducido el depurador/programador a bordo ST-LINK/V2-1, que proporciona a los usuarios todas las funciones requeridas para depurar y programar el entorno de software. No se necesita una sonda separada, solo a través de la conexión USB. También se proporciona un conector HE10 de 20 pines para usar cualquier entorno de depuración alternativo a través de las interfaces Serial Wire Debugging (SWD) y JTAG.

Conclusión

A través de varios sensores, las máquinas pueden tener la capacidad de percibir las condiciones ambientales y hacer respuestas correspondientes, proporcionando así más comodidad para la vida de las personas. Todos los tipos de sensores presentados en este artículo pueden ayudar al sistema a comprender completamente el estado del entorno circundante y controlar fácilmente los dispositivos relacionados combinados con un sistema de control inteligente para lograr la vida ideal de plena automatización.