世界を正確に認識するインテリジェントセンサー

ウェアラブルデバイスやIoTデバイスに適用されるインテリジェントセンサー

インテリジェント センサーは、生体認証、湿度、磁気、光学、温度、その他の物理的および環境的データなど、生活におけるさまざまなデータを感知できます。これらのデータはさまざまなデバイスに適用され、対応する機能を作成できます。たとえば、生体認証センサーはPPGを通じて脈拍を検出でき、湿度および温度センサーは家庭および産業環境の温度と湿度を監視するために使用でき、磁気センサーはドアや窓の開閉状態を検出できます。光学センサーは、物体検出や人員近接検出に使用できます。これらのセンサーは、ウェアラブルデバイスやIoTデバイスで広く使用されています。

現在のCOVID-19パンデミックを例にとると、この課題に対処する1つの方法は、非接触型手首温度センサーなどのテクノロジーを使用して、個人の体温が許容範囲内であるかどうかを判断することです。隔離や社会的距離を保つことが難しい場合、症状が現れる前に発熱の有無を検査することは実用的かつ有用な戦略および方法です。

パフォーマンスを犠牲にすることなく消費電力に重点を置いた生体認証センサー

Silicon Labsは、パフォーマンスを犠牲にすることなく消費電力に重点を置いたPPGベースの生体認証センサーを含むインテリジェント センサーの開発で業界ですでに高い評価を得ており、統合モジュールから個別のセンサー製品までを網羅し、さまざまなウェアラブル アプリケーションで光学式心拍数 (HR) モニタリングや心電図 (ECG) 用の使いやすさと設計柔軟性に優れた一連の製品を提供しています。Silicon Labsのソリューションは、最高クラスのパワーとパフォーマンスを備えた個別のセンサー製品から、LED、フォトダイオード、アナログ フロントエンドを備えた統合モジュールを組み合わせた完全な監視ソリューション、Bluetooth経由で心拍数情報を送信するアルゴリズムやワイヤレスMCUまで多岐にわたります。Silicon Labsのセンサーを使用すると、消費電力が削減され、精度が向上します。同時に、心拍数モニタリング ソリューションによって設計が簡素化され、Silicon Labsのシステム レベルの統合と高度な機能セットによって市場投入までの時間が短縮されます。

Silicon Labsが発表したSi117xモジュールは、業界で最も低電力の光心拍数ソリューションとクラス最高の電力を兼ね備えています。小型の統合モジュールは最大4つの異なるLED (すべてのLEDを同時に駆動可能) をサポートし、光学設計を簡素化します。Si1172およびSi1173製品は、光学式心拍数測定とともに単一チャネルECG測定も実行できます。付加価値を高め、ユーザーからより多くの生理学的情報を収集することができ、スポーツウォッチ、耳による心拍数管理デバイス、フィットネスバンドなどの製品に適用できます。

工場で完全に校正された温度および湿度センサー

Silicon Labsは、産業界やIoTのニーズに応える温度および湿度センサー ソリューションのシリーズも発売しました。Si70xx(Si7013/20/21/34)シングルチップ相対湿度および温度センサーは、検証後に最も先進的で革新的な技術を使用して設計されており、業界の相対湿度および温度センサーで最も低い消費電力を実現できます。また、湿度測定には特許取得済みの業界標準の低Kポリマー誘電体とCMOSミックス信号集積回路を使用し、優れた精度と長期安定性、低ドリフト、低ヒステリシスを実現します。これらは高精度アプリケーション向けに設計されていますが、Si7006は従来個別の湿度/温度センサーを使用する低精度アプリケーション向けです。

これらの温度および湿度センサーは工場で完全に校正されており、PCBアセンブリ中にすべてのSi70xxデバイスに対して追加の湿度/温度校正は必要ありません。第2世代のSi7006/13/20/21デバイスは、アナログ - デジタル コンバータ、信号処理、I²Cホスト インターフェイスと組み合わされ、3 x 3 mmパッケージで提供され、1.9 ～ 3.6 Vの広い電源電圧で提供されます。一方、第3世代のSi7034デバイスは、より小型の2 x 2 mmパッケージで提供され、1.67 ～ 1.98 Vの低い電源電圧で提供されます。資産追跡、産業用監視、IoTノードなどのウェアラブル デバイスやコンシューマー デバイスに適用できます。

低消費電力・高感度の磁気センサー

Silicon Labsが導入したホール効果磁気センサーは、低消費電力と高感度で物体検出と位置検知に重点を置くことができます。これらのさまざまな磁気センサーはクラス最高のパワーと感度を備えており、バッテリー寿命を延ばし、範囲を広げ、磁石のサイズとコストを削減できます。Silicon Labsのソリューションには、I²C構成可能性、改ざん検出、内蔵温度センサーなど、数多くの高度な機能が含まれています。

Si7210ホール効果磁気センサーを使用すると、必要に応じてデバイスを制御および構成し、I²Cを介して磁場データを読み取ることができます。設定可能なデジタル出力を備えており、指定されたイベントが発生したときにホストを中断できます。スイッチ/ラッチおよびリニア出力磁気センサーの理想的な代替品です。Si7210磁気センサーは、スリープ時の消費電力が100 nAで、5サンプルで1秒あたり400 nAという超低消費電力です。デバイスの設定、データへのアクセス、I2C経由のウェイクアップ/スリープが可能で、0.1% の高い直線性と30μT RMS未満の低ノイズを備え、1℃ の高精度温度センサーを内蔵し、内蔵コイルを介してテスト磁場を生成でき、ユニポーラ/オムニポーラ スイッチとラッチ出力を提供します。1.71～5.5Vの電源範囲で動作可能です。また、0～70℃および-40～+125℃のバリアント製品も提供しており、業界標準のSOT23および超薄型0.37mm DFN8パッケージをサポートし、ドアおよび窓センサー、バッテリー検出、位置検知に適用できます。

優れた性能を備えた赤外線ベースの光学センサー

Silicon Labsが発表したこの光学センサーは赤外線をベースとしており、物体検出や人体近接検出に適しており、紫外線指数、周囲光、長距離近接、心拍数/脈拍酸素飽和度測定、2Dまたは3Dジェスチャ動作検知を感知できます。

Silicon LabsのSi115xソリューションは、I²Cデジタル インターフェイスとプログラム可能なイベント割り込み出力を備えた周囲光センサー、近接センサー、ジェスチャ検出器です。SI115Xセンサーには、デュアル23ビット アナログ - デジタル コンバーター、可視光および赤外線フォトダイオードの統合高感度アレイ、デジタル信号プロセッサ、およびプログラム可能な駆動レベルを備えた最大3つの統合LEDドライバーが含まれています。

Si115Xは、広いダイナミック レンジとさまざまな光源 (直射日光を含む) の下で優れたパフォーマンスを発揮します。Si115Xセンサーは暗いガラスカバーの下でも動作します。フォトダイオードの応答と関連するデジタル変換回路は、人工光のちらつきノイズや自然光のフラッターノイズの影響を受けません。Si115Xセンサーには2つ以上のLEDがあり、多軸近接モーション検出をサポートし、サーモスタット、ドアおよび窓センサー、日光採光ノードに適用できます。

高性能の設定可能な温度センサー

シリコンラボの温度センサーは、I²Cベースでサイズが最適化されたパッケージによる高性能と構成可能性に重点を置いており、 ± 0.1から ±1℃、業界トップクラスの消費電力で、システムのバッテリー寿命を延ばすことができます。これらのセンサーは、業界標準のIを介して最大400kHzの周波数で動作します。 ² Cインターフェースを備え、2 x 2 mmまたは3 x 3 mmの小型パッケージで提供されます。

Silicon LabsのSi705xデジタル温度センサーは、全動作電圧および温度範囲にわたって業界をリードする低消費電力と高精度を実現します。これらのモノリシックCMOS ICは、バンドギャップ温度センサーアセンブリ、最大14ビットの分解能を持つアナログ-デジタルコンバータ、信号処理、キャリブレーションデータ、およびIを備えています。 ² Cインターフェース。新しい信号処理とアナログ設計の特許を使用することで、センサーは消費電流をほとんど消費せずに、広い温度範囲と電圧範囲で精度を維持できます。

Si705xセンサーは工場で完全に調整され、3 x 3 mm DFNにパッケージ化されています。1秒あたり1回のサンプリングに必要な平均電流は195nAのみで、数年間動作させるにはコイン型電池のみが必要です。医療用および皮膚温度パッチ、産業安全監視、IoTセンサー ノードに適用できます。

結論

インテリジェント センサーは、電子機器が環境を感知するための最適なツールになりました。ウェアラブルデバイスやIoTノードデバイスに広く利用されており、人体や環境のさまざまなデータを正確に感知し、人々の生活に無限の利便性をもたらします。Silicon Labsが発表したインテリジェント センサー シリーズは、優れたパフォーマンスと精度を備えており、関連アプリケーションにとって最適な選択肢の1つとなります。