I sensori sono diventati un pilastro della tecnologia moderna, integrati in quasi tutti i dispositivi e presenti in ogni settore. Mentre i sensori analogici tradizionali erano spesso dispositivi grandi ed energivori, i moderni sensori digitali si trovano ora ovunque nei dispositivi, spesso sono tra i componenti più piccoli, più efficienti e, in genere, a basso consumo. Esaminiamo i sensori a basso consumo e a bassissima potenza più diffusi sul mercato e vediamone le applicazioni più comuni.
Sensori di corrente a basso consumo
I sensori di corrente possono essere uno strumento prezioso per determinare lo stato generale di un circuito a bassa corrente e il consumo energetico complessivo di un sistema. Il rilevamento può anche essere utile per ridurre al minimo il consumo energetico di un dispositivo a basso consumo. Nelle applicazioni che richiedono un consumo energetico estremamente ridotto, l'utilizzo di un sensore di corrente efficiente nei consumi è essenziale. Esistono diversi metodi per il rilevamento della corrente, a seconda dell'applicazione, della tensione e delle correnti misurate.
Per applicazioni a bassissima potenza, come i dispositivi IoT remoti alimentati a batteria, consigliamo di implementare metodi di rilevamento della corrente low-side. Per tali applicazioni si utilizzano spesso amplificatori di rilevamento della corrente progettati appositamente, ad esempio l'amplificatore INA199 di TI. Questo amplificatore per impieghi speciali è progettato specificamente per applicazioni di rilevamento della corrente perché presenta un margine di errore estremamente basso rispetto agli amplificatori OP con capacità simile. Per scoprire di più sul rilevamento di corrente low-side, consulta il nostro articolo What is Low-Side Current Sensing? (Che cos'è il rilevamento della corrente low-side?).
Sensori radar a basso consumo
Il radar si è evoluto in modo significativo da quando è stato introdotto per la prima volta negli anni Trenta. In effetti, se ci limitiamo agli ultimi 10 anni, il suo sviluppo è stato notevole. Con l'aumento dell'integrazione dei microcontroller e la specializzazione nelle applicazioni radar, i moduli radar stanno diventando sempre più precisi e a basso consumo. Un ottimo esempio di sensore radar a basso consumo è il BGT24LTR11 di Infineon. Questo sensore si basa sulla tecnologia radar a 24 GHz. Attualmente è il più piccolo MMIC a 24 GHz sul mercato. I sensori radar a basso consumo come questi sono sufficienti per applicazioni come il rilevamento della direzione di movimento basato su doppler, la stima della velocità e la misurazione della distanza agli oggetti. Per saperne di più sul prodotto Infineon in particolare oppure su una scheda di sviluppo molto simile, DEMO SENSE2GOL, non dimenticare di leggere Intelligent Sensors using 24GHz Radar Technology (Sensori intelligenti che utilizzano la tecnologia radar a 24 GHz).
Sensori a effetto Hall a basso consumo
I sensori a effetto Hall sono uno strumento eccezionale per gli ingegneri elettronici; trovano impiego in varie applicazioni, come i circuiti di controllo o i circuiti di commutazione quando gli interruttori meccanici non possono essere utilizzati a causa delle condizioni ambientali. Poiché i sensori a effetto Hall rilevano i campi magnetici, possono essere schermati e protetti da fattori ambientali dannosi, a differenza degli interruttori meccanici. Purtroppo, i sensori a effetto Hall richiedono energia per funzionare e questo può renderli poco appetibili per applicazioni in cui è richiesto un consumo energetico estremamente basso. Tuttavia, diversi sensori a effetto Hall possono raggiungere un consumo energetico bassissimo durante il funzionamento.
I sensori a effetto Hall della Serie DRV di TI, ad esempio, sono tutti in grado di ridurre il consumo energetico. Questa serie vanta anche vari tipi magnetici diversi (bipolare, latch bipolare, omnipolare, raziometrico, unipolare, ecc.). La serie DRV è stata ottimizzata per l'uso industriale e automobilistico, rendendo i sensori estremamente resistenti nelle applicazioni IoT. Questi sensori vantano anche diversi livelli di sensibilità minima di rilascio del sensore magnetico, che vanno da -180 G a 300 G. Per saperne di più sui sensori a effetto Hall industriali e per il settore automobilistico, leggi questo articolo.
Sensori di temperatura a basso consumo
sensori di temperatura sono diventati un componente essenziale in quasi tutti i dispositivi elettrici del settore IoT, ma anche nei settori industriale, automobilistico, agricolo e persino residenziale. La versatilità e l'affidabilità dei moderni sensori di temperatura superano di gran lunga le caratteristiche dei sensori analogici tradizionali. Possono anche essere estremamente precisi. Tuttavia, in molte applicazioni, come l'IoT Smart Agriculture da remoto, il consumo energetico e l'affidabilità del sensore di temperatura sono di fondamentale importanza per garantire che il prodotto rimanga operativo per un periodo di tempo desiderato, pur mantenendo la sua efficacia. STMicroelectronics offre un sensore di temperatura a bassissima potenza, la Serie STLM20. Questa serie fornisce una tensione di esercizio da 2,4 a 5,5 V, con una tensione massima tipica di 4,8 e 8,0 uA. Fornisce un'accuratezza tipica della temperatura di +/- 0,5 °C. I sensori di temperatura a basso consumo sono ideali per smartphone, dispositivi IoT portatili e persino dispositivi di monitoraggio RF.
LA MARCIA IN PIÙ: sensore combinato, magnetico e di temperatura
Se cerchi un consumo energetico estremamente ridotto sia del sensore magnetico (a effetto Hall) che del sensore di temperatura, prendi in considerazione il sensore magnetico 3D TVL493D di Infineon. Inoltre, il nostro articolo 3D Magnetic Sensor with Ultra-Low Power (Sensore magnetico 3D a bassissima potenza) illustra le caratteristiche di questo sensore, oltre alle applicazioni in cui può ridurre il numero di componenti e il consumo energetico del sistema.
Sensore IR a basso consumo
I sensori a infrarossi a basso consumo vengono utilizzati più spesso nei sistemi di rilevamento di prossimità. Purtroppo, la maggior parte dei sensori IR richiede l'uso sia di un emettitore che di un ricevitore e questo può incidere notevolmente sul consumo di energia di un sensore. Anche se questo complica il rilevamento di prossimità a lungo raggio nei sensori IR a basso consumo, questi ultimi sono eccellenti nel rilevamento di prossimità a corto raggio, fino a ~50 cm. Il Si1102, di Silicon Labs, ad esempio, è un sensore IR a impulso singolo ad alte prestazioni che consente un consumo energetico estremamente ridotto. Il Si1102 è molto versatile; è implementabile in qualsiasi applicazione in cui sono disponibili da 2 a 5,5 V, pur consumando meno di 10 uA di corrente.
Conclusione: una gamma diversificata di tipi di sensori a basso consumo
Poiché i componenti elettronici remoti e i dispositivi IoT alimentati a batteria sono stati utilizzati in quasi tutti i settori, i sensori a basso consumo sono oggi particolarmente apprezzati. Questo aumento di popolarità ha portato a una massiccia ondata di innovazione per vari tipi di sensori, che ha consentito di ottimizzare il consumo energetico, l'accuratezza e l'efficienza dei costi. Per saperne di più sui sensori di tutti i tipi, non dimenticare di visitare Arrow.com.
