Компания STMicroelectronics представляет следующий шаг в технологии точного 3-х-мерного детектирования месторасположения устройств
Компания STMicroelectronics представляет следующий шаг в технологии точного 3-х-мерного детектирования месторасположения устройств
Самый маленький цифровой датчик давления в мире запущен в серийное производство, и использует передовую микроэлектромеханическую технологию для точного измерения высоты
05 сентября 2012. Компания STMicroelectronics представила новый датчик давления, позволяющий мобильным телефонам и другим портативным устройствам вычислять свою высоту относительно уровня моря с очень высокой точностью. Данный факт означает, что мобильное устройство будет знать не только, на котором этаже здания оно располагается, но и на какой ступеньке лестницы оно находится.
Точное определение расположения мобильных устройств будет ключевым механизмом реализации для многих появляющихся услуг на основе определения местоположения (LSR), что, как многие ожидают, станет следующей волной популярных сервисов в мобильном мире. Проблема состоит в обеспечении средствами идентификации расположения мобильных устройств в трех измерениях в движении, что встречает множество конфликтных ограничений, включая пространственную точность, надежность, физические габариты устройств, устойчивость показаний, и цену.
Для определения горизонтальных координат (широта и долгота), универсально принятым решением является использование глобальной спутниковой системы навигации, которая позволяет вычислять горизонтальные координаты изделия с точностью в пределах метра (при оптимальных условиях, в которых устройство может получать сигналы от четырех или более спутников). Компания STMicroelectronics уже демонстрировала решение для определения местоположения внутри помещений, разработанное совместно с компанией CSR, которое может определить местоположение устройства в горизонтальных и вертикальных плоскостях, даже в отсутствии спутниковых сигналов.
Для третьего измерения (высота), измерение значения атмосферного давления может обеспечить большую точность, чем глобальные спутниковые системы навигации - особенно, когда видны менее четырех спутников - поскольку давление обладает свойством устойчиво снижаться, при повышении высоты. Новый датчик давления производства компании ST точно измеряет давление воздуха начиная от уровня в 260 миллибар, которое является типичным давлением воздуха на высоте приблизительно 10 км (на приблизительно 1500 метров выше, чем точка встречи на Эвересте) до уровня в 1260 миллибар, являющимся типичным давлением воздуха на уровне 1800 м. ниже уровня моря (что составляет приблизительно половину глубины самой глубокой шахты, когда-либо вырытой). Выполненный в небольшом корпусе размерами 3x3-миллиметра, требующий низких уровней питающего напряжения, и обладая сверхнизким энергопотреблением, новый компонент идеально подходит для использования в смартфонах, спортивных часах, и других мобильных устройствах, а также в метеостанциях, автомобильном и промышленном оборудовании. Датчик LPS331AP был адаптирован для установки в последнем и наиболее совершенном смартфоне компании Samsung.
“С приходом волны разработок микроэлектромеханических устройств специально под конкретные задачи пользователей, мы разработали и поставили компоненты, которые в состоянии измерить силу тяжести, ускорение, угловое ускорение, и магнитное поле Земли,” сказал Бенедетто Винья, исполнительный вице-президент подразделения аналоговых, микроэлектромеханических и сенсорных компонентов компании STMicroelectronics. “Все созданные датчики помогают интеллектуальным потребительским устройствам детектировать и реагировать на передвижения. Сегодня мы представляем устройство, чувствительное к весу атмосферы, которое поможет потребительским товарам распознать такое действие как перемещение человека или объекта вверх или вниз.”
Датчик давления LPS331AP производится по собственной микроэлектромеханической технологии STMicroelectronis - “VENSENS”, позволяющей изготовить чувствительный элемент датчика на монолитном кремниевом кристалле. Применение такой технологии позволяет устранить необходимость в межкристальных соединениях, и повысить надежность решения. Чувствительный элемент LPS331AP изготовлен из гибкой кремниевой мембраны, сформированной поверх воздушной выемки с контролируемой глубиной и внутренним давлением. Мембрана очень невелика по сравнению с традиционным кремниевыми микромембранами и защищена от поломки встроенными механическими стопорами. Пьезорезистор, структура небольшого размера, электрическое сопротивление которой изменяется при изгибании мембраны в ответ на изменение во внешнем давлении, объединен с мембраной, и изменение сопротивления пьезорезистора измеряется, термокомпенсируется, и преобразуется в цифровое значение уровня давления, которое может быть считано основным процессором устройства при помощи информационного обмена по шинам промышленного стандарта I2C или SPI.
Основные особенности LPS331AP
* Высокая разрешающая способность, малый уровень шумов, датчик в состоянии обнаружить изменение высоты всего в несколько сантиметров; * Фирменная технология компании ST - VENSENS обеспечивает высокое сопротивление всплескам давления, до 20 размеров полного диапазона; * Выбираемая скорость выдачи данных: от 1 Гц до 25 Гц; * Низкая потребляемая мощность: режим низкого разрешения - 5.5 мкА, режим высокого разрешения: 30 мкА; * Диапазон напряжений питания: от 1.71 до 3.6 В; * Диапазон рабочих температур: -40 °C... +85 °C; * Интегрированный температурный датчик, делает возможной температурную калибровку шкалы; * Производящаяся фабричная калибровка показаний давления и температуры, избавляет от необходимости калибровки поставляемых устройств; * Выполненный в пластмассовом пластиковом корпусе размерами 3x3x1-мм (HCLGA-16L), корпус компонента перфорирован, чтобы позволить внешнему давлению достигнуть чувствительного элемента.
ИС LPS331AP в данный момент находится в серийном производстве, и поставляется по цене 2,6$, при объемах поставки 1000 штук. Образцы и оценочные наборы доступны для поддержки разработки проектов и сокращения времени вывода изделий на рынок. Оценочный набор датчика давления состоит из системной платы (STEVAL-MKI109V2) и сменного модуля, STEVALMKI120V1, включающего датчик давления LPS331AP.
