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活用各种传感器 巧妙实现智能工业应用场景

2020/10/08 - DIGITIMES企划

现今各种智能工业应用情境皆须以IoT传感器为基础,例如欲检测马达震动变化,需要藉助振动传感器;欲侦测土壤环境变化,需要利用土壤传感器;欲感测建筑构造摇晃,则需采用地震传感器。为因应日益增加的AIoT应用需求,罗姆半导体(ROHM)备妥齐全的动作、环境和人体传感器产品线,结合各种无线通讯模块、传感器控制,搭建完整解解决方案。

罗姆台湾技术中心资深工程师吕建平指出。传感器主要根据前端环境的物理量变化做数据呈现,可能是温度、压力、磁场感应、光源感应...等等,先透过AMP进行误差值补偿、讯号放大,再经由A/D转换,产生对应RF讯号,或经由Gateway向外传送、执行后续大数据分析。

论及罗姆传感器的三大强项,依序是光学、磁场与MEMS。以MEMS而论,核心产品源自几年前购并的Kionix G Sensor(加速度传感器),其中KXR94、KX03A及KX04A等产品,不仅通过AEC-Q100车规验证,且拥有摄氏负40度到正125度等严苛环境的高耐受度;薄型包装的KXCJB,适用于信用卡、智能钥匙,做为防盗刷之用;另标榜简单易用的KXTJ3,则被广泛运用于穿戴式装置、游戏机。「工业场域中常见的马达震动侦测,即透过G Sensor,」吕建平说,藉由G Sensor可理解马达的运转落在什么频谱,以利用户针对这些信息做整理分析,探知马达是否出现轴心偏离、老化等现象,以便及早实施维修,避免日后因马达无预警骤停而造成停工。

紧接著,吕建平列举一系列立足在IoT传感器的智能应用情境。好比说假使笔记本电脑从高处坠落,可透过G Sensor侦测g值变化,确使硬盘的读写头进行归位。此外ASC公司以G Sensor及压力传感器为基础设计一款穿戴式装置iSwimband,旨在减少孩童遇溺的风险;当孩童在游泳池静止不动的时间太长,或超出缺省上限,手机App就会自动提醒家长加以留意。另一方面,罗姆也与日本大学展开合作,利用其BP3901地震传感器,侦测前端的三轴加速度变化,辅以MCU、算法,据此满足地震侦测需求。除了用来侦测地震外,BP3901还可被用于检测异常振动、或是用于检测冲击,前者意在提升设备维护效能,后者可防止宵小意图针对ATM执行不法行动。

至于BH1749NUC则是Color Sensor,可判读RGB三色及滤除IR不可视的光源,藉此呈现照度、色温等数值。工厂可集成运用振动传感器、颜色辨识传感器,针对设备震动提出警示。值得一提,罗姆近年在磁场传感器(MI Sensor)著力至深,其侦测范围远大于市场常见的GMR(xMR)或Hall;以灵敏度来说,MI Sensor比Hall高出百倍,比xMR高出十倍,而Noise也相对较小,电池消耗量偏低。不少停车场开始将MI Sensor埋设于地底下,藉由车子进来所产生的地磁变化,感知各个位置是否停入车辆。



图说:罗姆台湾技术中心资深工程师吕建平。