세상을 인식하는 센서 솔루션

MEMS 마이크는 기계가 선명한 오디오를 "듣도록" 합니다.

업계 선도 기술 덕분에 Infineon은 자동차, 산업 및 소비자 응용 제품을 위한 XENSIV™ 센서 제품군을 선보였으며, 여기에는 자동차 품질의 첨단 표준인 AEC-Q103-003을 충족하는 고성능 마이크로 전자 기계 시스템(MEMS) 마이크로폰, 레이더 기반 운전자 지원 시스템을 위한 RASIC™ 77-GHz 칩, 스마트 홈 및 건물 자동화 응용 제품을 위한 광음향 분광법(PAS) CO2 센서가 포함됩니다.   Infineon의 새로운 XENSIV™ IM73A135 MEMS 마이크로폰은 73dB의 최상급 신호 대 잡음비(SNR)와 135dB SPL의 높은 음향 과부하 한계를 지원하여 매우 선명한 오디오 캡처를 가능하게 합니다. 이 높은 동적 범위를 가진 마이크로폰은 4×3×1.2 mm³의 작은 크기를 가지고 있으며 Infineon의 새로운 밀폐 이중 멤브레인(SDM) MEMS 기술을 기반으로 제작되어 조립 과정에서 더 나은 처리 성능을 발휘할 수 있습니다. IM73A135는 설계자들이 이전에는 전기 전도성 마이크(ECM)로만 달성되었던 고급 오디오 성능을 달성하면서도 MEMS 기술의 본래 장점을 얻을 수 있도록 합니다.   소형 대칭 마이크 디자인을 기반으로 한 Infineon의 SDM MEMS 기술은 고급 음악 녹음 스튜디오에서 사용하는 마이크와 유사한 작동 원리를 통해 매우 선형적인 출력 신호를 달성합니다. Infineon XENSIV™ MEMS 마이크로폰의 주요 응용 제품에는 카메라, 캠코더 및 회의 시스템을 위한 고품질 오디오 캡처, 스마트 스피커를 위한 음성 사용자 인터페이스, 스마트 홈 및 사물 인터넷(IoT) 장치, 헤드폰을 위한 능동 소음 감소, 예측 유지 보수, 보안 또는 안전 응용 제품을 위한 오디오 패턴 감지가 포함됩니다.

MEMS 마이크로폰은 기계가 깨끗한 오디오를 "들을" 수 있도록 합니다

동작 감지 애플리케이션에서 레이더는 수동 적외선(PIR) 기술에 비해 더 높은 정확도와 감지된 객체에 대한 더 정교한 측정을 포함한 많은 장점을 제공합니다. 이는 속도 감지 및 동작 감지에서 새로운 기능을 가능하게 하며, 로봇, 자동차, 스마트 홈 장치, 심지어 조명과 같은 다양한 “사물”이 주변 환경을 “볼 수” 있고 동적인 반응을 수행할 수 있도록 해줍니다.   Infineon은 현재 시장에서 제공되는 가장 작고 가장 통합된 24GHz 레이더 트랜시버 제품군에서 가장 작은 24GHz MMIC를 포함하여 산업, 주거 및 소비자 애플리케이션을 위한 광범위한 XENSIV™ mmWave 레이더 센서 포트폴리오를 제공합니다. 그뿐만 아니라, Infineon은 안전 주도적 애플리케이션(예: 자동 비상 제동)부터 운전자 지원까지 모든 애플리케이션을 지원할 수 있는 자동차용 레이더 24/77/79GHz 프런트엔드 단일 마이크로파 집적회로(MMIC) (RASIC™)도 선보이고 있습니다.   Infineon의 XENSIV™ 센서 제품군에는 또한 도플러 레이더 및 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이더 시스템이 포함됩니다. 이 제품 포트폴리오에는 현재 시장에 출시된 가장 작은 24GHz MMIC와 현재 가장 통합되고 가장 큰 24GHz 레이더 트랜시버 시리즈가 포함되어 있습니다.   이 24GHz 및 60GHz 레이더 센서는 조명 솔루션, 자동문, 카메라 및 보안 시스템 또는 스마트 홈 기기와 같이 동작 감지 트리거링 시스템에 기반한 다양한 애플리케이션을 포괄합니다. 레이더 기술은 더 작은 시스템 크기, 더 높은 정확도, 감지된 객체에 대한 더 정밀한 측정을 제공할 수 있으며, 이동하는 객체의 방향, 속도 및 거리뿐만 아니라 안테나 구성에 따라 이동 객체의 위치를 결정하는 것도 가능합니다.

이산화탄소를 "감지"할 수 있는 고정밀 센서

COVID-19 팬데믹으로 인해 실내 공기질에 대한 사람들의 인식이 더욱 높아졌습니다. 특히, 이산화탄소(CO2)는 건강과 생산성에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며 졸음과 두통을 초래할 수 있습니다. 스마트 실내 공기질 센서는 증가하는 CO2 수준을 감지하여 사용자에게 알리거나 시스템 반응을 유발할 수 있습니다. CO2 농도와 에어로졸 농도의 상관관계를 고려할 때, CO2 센서는 전염병 확산을 줄이는 데 유용합니다. 또한, CO2 센서는 필요에 따른 환기를 가능하게 하여 에너지 효율성을 향상하고 에너지 비용을 크게 절감할 수 있습니다.   인피니언의 PAS CO2 센서는 PCB 상에 통합된 광음향 변환기를 포함하고 있으며, 여기에는 음향 감지기, 적외선 소스와 광학 필터, 신호 처리를 위한 마이크로컨트롤러, 적외선 소스 구동을 위한 MOSFET 칩이 포함되어 있습니다. 비분산 적외선(NDIR) CO2 센서와 비교할 때, 음향 감지기의 우수한 감도와 통합 PCB 설계를 결합함으로써 공간 요구 사항을 75% 이상 줄일 수 있습니다.   인피니언의 PAS CO2 센서는 매우 작은 폼 팩터를 가지고 있으며, 고품질, 고정밀, 비용 효율적인 CO2 센서입니다. 인피니언의 MEMS 기술에서의 선도적 위치는 이 독창적이고 정확한 CO2 감지 방법의 기초가 됩니다. 신뢰할 수 있는 이산화탄소 측정은 실내 공기질의 스마트 모니터링을 가능하게 하여 건강, 생산성, 전반적인 웰빙의 개선을 촉진합니다. 이러한 특징들은 PAS CO2 센서를 건물 자동화 애플리케이션과 공기 청정기, 온도 조절기, 아기 모니터링 장치, 알람 시계, 스마트 스피커와 같은 소비자 IoT 기기 통합에 이상적으로 만듭니다.

주변 환경을 "감지"하는 초음파 센서

근접 센서는 비접촉 방식으로, 단순히 물체가 “존재한다/존재하지 않는다”는 논리를 제공하거나 물체와의 정확한 거리를 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 근접 센서는 시장에서 다양한 검출 기술을 다루는 여러 가지 옵션이 있으며, 초음파, 광전, 레이저 거리 측정기 및 유도 센서를 포함하고 있습니다. 이러한 센서는 몇 인치에서 수십 피트에 이르는 중간 범위의 검출에 매우 적합합니다. 소유 비용과 배포의 어려움을 고려할 때, 초음파 센서는 일반적으로 전체적으로 가장 적합한 솔루션으로 간주되며, 이는 비용이 저렴하고, 존재와 거리를 감지할 수 있으며, 사용하기 쉽기 때문입니다.   Same Sky는 업계에서 유명한 초음파 센서 공급업체로, 0.2에서 18미터까지의 초음파 센서를 제공하며 아날로그 출력을 갖춘 송신기, 수신기 및 송수신기 옵션을 다양하게 제공합니다. 초음파 변환기 모델은 컴팩트한 알루미늄 또는 플라스틱 하우징에 장착되어 있으며, 관통형 마운팅으로 설치되며 80에서 180Vdc로 정격되어 있어 다양한 검출, 거리 및 근접 애플리케이션에서 정확한 측정을 제공합니다.   Same Sky의 초음파 수신기는 초음파를 전기 신호로 변환하는 데 사용되며, 빔 각도는 75도 또는 80도, 정격 거리는 최대 18미터, 정격 주파수는 39kHz로 제공됩니다. Same Sky의 초음파 송신기는 전기 신호를 초음파로 변환하는 데 사용되며, 정격 거리는 최대 18미터, 정격 주파수는 23에서 40kHz, 빔 각도는 75도 또는 80도로 제공됩니다. Same Sky의 초음파 송수신기는 송신 기능과 수신 기능을 하나의 패키지로 통합하여, 거리 측정, 물체 감지 및 근접 센싱을 위해 사용자에게 간소화된 솔루션을 제공합니다.

스마트 빌딩과 전기 차량 간의 연결을 위한 KNX 기술

KNX는 유연하고, 개인화 가능하며, 안전하고 신뢰할 수 있는 세계적인 건물 자동화 기술 표준입니다. 또한, 시간이 절약되고 설치가 용이한 미래 지향적 통합 솔루션 특성을 갖추고 있습니다. KNX는 자동화의 꿈을 실현하기 위한 국제 표준입니다. KNX는 전기차 충전소를 스마트 빌딩 에너지 관리 시스템에 매끄럽게 통합할 수 있습니다. 이러한 방식으로 KNX는 전기차와 빌딩 자동화 사이에 혁신적인 다리를 구축하였습니다.   KNX 기술은 스마트 홈과 빌딩에서 모든 장치, 설치 및 충전소의 최적화되고 안전한 상호 작용을 위해 ETS 도구를 기반으로 하며, 원활한 구성 및 운영을 지원합니다. ETS는 Engineering Tool Software(엔지니어링 도구 소프트웨어)의 약자로, 스마트 자동화 소프트웨어의 완전히 새로운 세대를 의미합니다. 이는 제조사에 독립적인 구성 소프트웨어 도구로, KNX 시스템을 사용하여 지능형 주택 및 건물 관리 설치 시스템을 설계하고 구성하는 데 사용됩니다. ETS는 Windows© 플랫폼 기반 컴퓨터에서 실행되는 소프트웨어입니다.   KNX 에너지 관리 시스템을 스마트 홈 또는 건물에 통합해 충전소를 지능적으로 연결하면, 사용자는 KNX를 통해 태양광 시스템과 같은 자체 전력 생성 소스를 사용해 전기차를 충전할 수 있습니다. 동일한 시스템은 서로 다른 제조사의 최대 5개의 충전 포인트를 연결할 수 있으며, 전기차를 위해 청정 에너지를 효율적으로 사용해 지역 네트워크와 전력망의 안정성을 보장할 수 있습니다.   이와 더불어, KNX 기술은 자동화를 실현하는 데 사용될 수 있으며, 조명, 셔터, 보안 시스템, 에너지 관리, 난방, 환기, 공조 시스템, 신호 전달 및 모니터링 시스템, 서비스 및 빌딩 제어 시스템과의 인터페이스, 원격 제어 또는 오디오 및 비디오 제어를 관리하고자 할 때 단 하나의 시스템만으로 공통 언어를 통해 모든 구성 요소가 통신할 수 있도록 보장합니다. 이 모든 기능은 통일된 시스템을 통해 작동할 수 있어 주택 및 건물 제어를 더욱 간편하게 만듭니다.

전압 조정기가 포함된 소형 KNX 트랜시버

KNX 애플리케이션을 위해 STMicroelectronics는 전압 조정기가 포함된 소형 KNX 트랜시버인 STKNX를 소개합니다. STKNX는 소형 패키지에 최소한의 외부 컴포넌트를 사용하여 매우 컴팩트한 KNX 노드 설계를 가능하게 하고, 마이크로컨트롤러와 간단한 인터페이스를 제공하여 개별 물리 계층 컴포넌트의 손쉬운 교체가 가능합니다.   STKNX 디바이스는 외부 애플리케이션을 위한 두 개의 통합형 조정기를 제공합니다. 여기에는 선택 가능한 3.3 V/5 V-20 mA 리니어 조정기 및 1 V에서 12 V까지 조정 가능한 150 mA 고효율 DC/DC 스텝다운 스위칭 컨버터가 포함됩니다. 통합된 KNX 버스 전원 추출기는 최대 30 mA의 버스 전류를 지원하여 외부 디바이스 및 STKNX 트랜시버 자체의 전원 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다. 동시에 KNX 사양에 따라 버스 전류 슬루율이 제한됩니다. STKNX는 버스와의 안전한 결합을 보장하고, 버스 전원이 꺼질 때 버스 모니터링 경고를 제공합니다.   STMicroelectronics는 또한 EVALKITSTKNX라는 소형 STKNX 트랜시버 평가 및 개발 키트를 도입했습니다. 이 키트는 STMicroelectronics의 소형 STKNX 트랜시버 전자 회로 기판을 통합하며, STKNX 회로 성능을 평가하고 TP1-256 표준에 따라 트위스티드 페어 매체에서 KNX 디바이스를 개발하는 데 필요한 모든 구성 요소를 포함합니다. Arduino 및 Morpho 확장 커넥터를 사용하여, 사용자는 기존 STM32 확장 보드를 연결하거나 맞춤형 보드를 개발하여 KNX 디바이스의 완전한 프로토타입을 구현할 수 있습니다.   STMicroelectronics는 또한 ST-LINK/V2-1 온보드 디버거/프로그래머를 도입했습니다. 이는 소프트웨어 환경을 디버그하고 프로그래밍하는 데 필요한 모든 기능을 사용자에게 제공합니다. 별도 프로브가 필요하지 않으며, USB 연결만으로 작동합니다. 또한, Serial Wire Debugging(SWD) 및 JTAG 인터페이스를 통해 대체 디버깅 환경을 사용할 수 있도록 HE10 20핀 커넥터도 제공합니다.

결론

다양한 센서를 통해 기계는 환경 조건을 감지하고 이에 따른 반응을 할 수 있는 능력을 갖추어 사람들의 생활에 더 많은 편리함을 제공할 수 있습니다. 이 글에서 소개된 다양한 센서는 시스템이 주변 환경의 상태를 완벽히 파악하고, 지능형 제어 시스템과 결합하여 관련 장치를 쉽게 제어함으로써 완전 자동화된 이상적인 삶을 실현할 수 있도록 도와줍니다.