센서는 거의 모든 장치에 필수적인 현대 기술의 기본이 되었으며 모든 분야에 존재합니다. 기존의 아날로그 센서는 대부분 크기가 크고 전력이 많이 소모되는 장치였다면 현대 디지털 센서는 모든 장치에 존재하며, 구성요소 중에서 크기가 가장 작고, 가장 효율적이며, 전력을 많이 소모하지 않습니다. 시장에서 가장 인기가 많은 저전력 및 초저전력 센서를 탐색하고 가장 일반적인 용도에 대해 살펴보겠습니다.
저전력 전류 센서
전류 감지는 저전력 회로의 전반적인 상태와 시스템의 전체 에너지 소비량을 판단하는 중요한 도구일 수 있습니다. 감지는 저전력 장치의 전력 소비량을 최소화하는 데에도 도움이 될 수 있습니다. 초저전력 소비를 요하는 용도에서는 그 자체의 전력 소비가 적은 전류 센서를 사용하는 것이 필수적일 수 있습니다. 용도, 측정되는 전류와 전압에 따라 몇 가지 전류 감지 방법이 있습니다.
배터리 전력을 사용하는 원격 IoT 장치 같은 초저전력 응용 사례에는 로우 사이드 전류 감지 방식을 구현하는 것이 좋습니다. 이 응용 사례에서는 특별히 설계한 전류 감지 증폭기(예: TI의 INA199 증폭기)를 많이 사용합니다. 이 특수 목적 증폭기는 전류 감지용으로 특별히 설계되었는데, 그 이유는 유사한 성능의 OP 증폭기에 비해 오차가 매우 작기 때문입니다. 로우 사이드 전류 감지에 관해 자세히 알아보려면 로우 사이드 전류 감지란 무엇인가?
저전력 레이더 센서
레이더는 1930년대 처음 도입된 이후 크게 발전했습니다. 엄밀히 말해 지난 10년 동안 크게 발전했습니다. 레이더 응용 사례에서 마이크로컨트롤러가 통합되고 전문화되면서 레이더 모듈의 정확도와 저전력 성능이 향상되고 있습니다. 저전력 레이더 센서의 확실한 예가 바로 Infineon의 BGT24LTR11입니다. 이 센서는 24Ghz 레이더 기술로 작동합니다. 이 센서는 현재 시장에서 가장 작은 24Ghz MMIC입니다. 이와 같은 저전력 레이더 센서는 도플러 기반의 이동 방향 감지, 속도 추정, 물체와의 거리 측정 같은 용도에 적합합니다. 이 Infineon 제품 또는 DEMO SENSE2GOL 자매 개발 보드에 관해 자세히 알아보려면 24GHz 레이더 기술을 사용하는 지능형 센서를 꼭 읽어보십시오.
저전력 홀 효과 센서
홀 효과 센서는 전기 엔지니어에게 유용한 도구입니다. 환경 조건 때문에 기계식 스위치를 사용할 수 없을 때 스위칭 회로나 제어 회로 등 다양한 용도에서 이 센서를 사용할 수 있습니다. 홀 효과 센서는 자기장을 감지하기 때문에 유해 환경 요인을 차단해 스스로를 보호할 수 있지만 기계식 스위치는 그럴 수 없습니다. 아쉽게도 홀 효과 센서는 작동하는 데 에너지가 들기 때문에 초저전력을 요하는 용도에는 적합하지 않을 수 있습니다. 그러나 일부 홀 효과 센서는 초저전력으로 작동할 수 있습니다.
예를 들어, TI의 DRV 시리즈에 속하는 홀 효과 센서는 모두 초저전력 소비가 가능합니다. 또한 이 시리즈는 양극, 양극 래치, 전극, 비율계량, 단극 등 다양한 자기형을 사용합니다. DRV 시리즈는 산업용과 자동차용으로 최적화되었기 때문에 IoT 용도에서 센서 내구성이 매우 뛰어납니다. 이 센서는 마그네틱 센서의 최소 방출 감도 범위가 -180G에서 300G로 다양합니다. 산업용 및 자동차용 홀 효과 센서에 관해 자세히 알아보려면 이 문서를 꼭 읽어보십시오.
저전력 온도 센서
온도 센서는 IoT 부문뿐만 아니라 산업, 자동차, 농업, 심지어 가정 부문까지 거의 모든 전기 장치에서 필수 구성요소가 되었습니다. 다양하게 활용할 수 있고 신뢰할 수 있는 최신형 온도 센서는 기존 아날로그 센서의 능력을 훨씬 능가합니다. 또한 정확도가 매우 높습니다. 그러나 원격 IoT 스마트 농업을 포함해 여러 용도에서 온도 센서의 전력 소비와 신뢰도가 매우 뛰어나 원하는 시간 동안 제품이 계속 작동하면서 그 효율성을 유지할 수 있습니다. STMicroelectronics는 자사 STLM20 시리즈를 통해 초저전력 온도 센서를 제공합니다. 이 시리즈는 작동 전압이 2.4~5.5V이며, 일반 최대 공급 전압이 4.8uA와 8.0uA입니다. 일반 온도 정확도는 +/- 0.5degC입니다. 저전력 온도 센서는 스마트폰, 휴대용 IoT 장치 및 RF 모니터링 장치에도 적합합니다.
보너스: 마그네틱 및 온도 병용 센서
마그네틱(홀 효과) 센서와 온도 센서 모두에서 초저전력 소비 성능을 원한다면 Infineon의 3D 마그네틱 센서인 TVL493D를 사용해보십시오. 추가적으로 초저전력 3D 마그네틱 센서 기사에서 이 센서의 기능과 이 센서로 부품 수와 시스템 전력 소비를 줄일 수 있는 응용 분야를 소개합니다.
저전력 IR 센서
저전력 적외선 센서는 근접 감지 시스템에서 가장 많이 사용됩니다. 아쉽게도 대부분의 IR 센서는 방출기와 수신기를 모두 사용해야 하는데, 이는 센서의 전력 소비량에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 저전력 IR 센서로 장거리 근접 감지를 하기는 어렵지만 50cm 이하의 단거리 근접 감지 성능은 우수합니다. 예를 들어, Silicon Labs의 Si1102는 초저전력 소비가 가능한 고성능, 단일 펄스 IR 센서입니다. Si1102는 활용도가 매우 높습니다. 10uA 미만의 전류를 소비하면서 2-5.5V를 사용하는 응용 분야에 구현할 수 있습니다.
결론: 다양한 범위의 저전력 센서 유형
원격 전자 장치와 배터리 전력을 사용하는 IoT 장치가 거의 모든 부문으로 진출하면서 저전력 센서의 인기가 매우 높습니다. 이렇게 인기가 커지면서 다양한 센서 유형에서 혁신이 이루어져 전력 소비, 정확도, 비용 효율성이 최적화되었습니다. Arrow.com에서 각종 센서에 관해 자세히 알아볼 수 있습니다.
