Sensors Converge 2022上的三款创新传感器

在日前的Sensors Converge 2022 展会上，All About Circuits盘点了几项传感器产品，主要围绕位置和接近传感技术。

UWB 接近传感器实现低功耗

接近感应是一种技术，其要求可能因应用而异。例如，人体存在检测有其自身的特殊需求。针对这一领域，Noveda 在 Sensors Converge 上推出了升级版的 UWB 接近传感器。

在 Sensors Converge 上，Noveda 使用自动售货机模型（左）展示了他们的 UWB 接近传感器的演示。传感器特写（右）。图片由 Novelda 提供

 

在其 Sensors Converge 展台上，Noveda 向我们展示了其 UWB 接近传感器。演示涉及走到模拟自动售货机前。当我们接近“自动售货机”时，当我们移动到 1.5 米以内时，传感器就会标记出我们的存在。它可以在检测到我们的存在时激活 LCD 屏幕，并在我们退出范围时将其关闭。

在展会上，Noveda 的首席产品官 Espen Wium 解释说，该技术的一个显着特点是传感器会忽略超出传感器配置范围的任何内容。换句话说，在后台走过的人不会触发传感器。这对于需要在特定区域内进行人员存在检测的应用非常重要。

在自动售货机应用或任何类似的基于步行界面的系统中，UWB 接近传感器有助于延长 LCD 屏幕的使用寿命并确保以低功耗。

据该公司称，工程师可以配置传感器的距离和灵敏度。距离设置可以从 0.5 米扩展到 1.5 米，非常适合室内系统。 Novelda 表示，该传感器可提供快速响应，设备激活或停用的延迟时间小于 0.25 秒。

微型模块，易于集成

据该公司称，将传感器集成到系统设计中很容易。它可以集成在大多数类型的材料后面，例如塑料、玻璃或织物，而不会影响性能。该传感器采用微型表面贴装技术 (SMT) 模块（带有 SMT 焊球）封装，尺寸为 12 mm x 12 mm，厚度为 2 mm。

该器件在本地进行所有信号处理，这意味着一旦启用传感器，外部微控制器 (MCU) 就不需要任何处理。该公司声称，该模块的天线模块方法进一步确保了简单和低成本的集成。

Novelda 的 UWB 接近传感器可由任何具有 8 kB 闪存和 1 kB RAM 的 MCU 进行外部控制，以进行编程，传感器视场高达 180 度（水平、垂直）。它具有 1.8 V 至 3.3 V 的电源电压，功耗低于 20 mW。

据 Novelda 称，UWB 传感的采用率正在上升。该公司援引市场研究公司 ABI Research 的预测，到 2022 年底 UWB 出货量将达到 5 亿台，未来四年预计将增长至 15 亿台。该公司表示，这意味着UWB开始与蓝牙技术相媲美。

120 英尺工作距离，且无需电池的BLE 传感器

虽然 UWB 可能正在兴起，但蓝牙已经作为传感器技术根深蒂固。沿着这些思路，在 Sensors Converge 上，Powercast 和 InPlay 共同展示了一个用于设计基于蓝牙低功耗 (BLE) 的无电池物联网传感器系统，该系统可在最远 120 英尺的距离内使用。在展会上，两家公司各自在各自的展位上提供了平台的演示。

该平台使用 Powercast 的 RF-to-DC 功率收集技术为 InPlay 的有源蓝牙传感器 IN100 供电。 IN100 是 InPlay 的 NanoBeacon SoC 产品系列中的第一款。据该公司称，IN100 几乎可以与任何系统集成以进行实时位置监控。它可以与传感器配对，以监测湿度、温度和光线等条件。

该平台由 Powercast 和 InPlay 开发，使工程师能够制作范围达 120 英尺的免电池、免维护物联网传感器系统。图片由 Powercast 和 InPlay 提供

NanoBeacon IN100 利用 Powercast 的远场无线技术接收来自 120 英尺外的 PowerSpot 发射器每分钟发出的一个信标信号。InPlay 表示，IN100 具有快速启动功能，在数据传输模式下功率为微瓦级。随着 NanoBeacon 远离 Powercast 的 RF 发射器，信标信号变得不那么频繁。同时，如果应用需要，将其移近会增加频率。

NanoBeacon以前的记录为80英尺范围。但是，Powercast 的 PCC110 Powerharvester 芯片和配套的 PCC210 升压转换器帮助实现了 120 英尺的新记录。这些设备可协同工作，以高达 75% 的效率收集射频能量。

InPlay 表示，NanoBeacon IN100 SoC 可以通过应用程序进行配置，不需要任何编程。

两种磁性传感器的集成

转向汽车传感器，Allegro Microsystems 推出了 A33110 和 A33115 磁性位置传感器。 Allegro 表示，这些传感器专为高级驾驶辅助系统 (ADAS) 应用而设计，这些应用需要高精度和异构信号冗余。

该公司声称这些传感器是第一个将两种技术结合在一个封装中的传感器：垂直霍尔技术 (VHT) 和隧道磁阻 (TMR) 技术。据 Allegro 称，结合 VHT 和 TMR 可提供卓越的异构冗余传感器解决方案。

A33110 和 A33115 磁性位置传感器在单个传感器封装中融合了垂直霍尔技术 (VHT) 和隧道磁阻 (TMR) 技术。图片由 Allegro Microsystems 提供

 

该公司表示，分辨率和准确性的提高是这些新设备旨在解决的问题。对于未来的自动化和自动驾驶汽车而言，风险很高。此类平台需要具有精确电机控制能力的电动助力转向系统。他们还需要具有快速响应时间的线控制动或机电制动系统。

当今的车辆设计通常使用巨磁阻 (GMR) 或霍尔效应传感器。与 GMR 同类产品相比，Allegro 表示其 TMR-on-silicon 技术提高了分辨率和准确度，使灵敏度提高8 倍，并且与传统的霍尔效应传感器相比，分辨率的提升更为显着。

同时，新 A33110 和 A33115 中使用的 Allegro VHT 可实现准确的安全检查。这包括低磁场和缺磁检测。新设备符合 ASIL D 标准。它们通过充分利用 TMR 技术和 VHT 来减少相关故障的可能性。

安全处理的独立通道

A33110 和 A33115 传感器提供独特的配置，通过初级 (TMR) 和次级（垂直霍尔）传感器完成磁角传感。这些传感器中的每一个都由两个独立的通道处理，每个通道都有独立的调节器和温度传感器。

这实现了高水平的安全性和诊断覆盖率，包括片上通道间角度比较。数字信号路径中存在独立处理，没有共享数字资源。 Allegro 说，所有这些对于自动驾驶来说都是至关重要的。

A33110 和 A33115 提供类似的功能，但 A33115 增加了一个以 90 度增量跟踪运动的转数计数器以及低功耗模式。低功耗模式具有用户可编程的占空比，可在 IC 处于关闭位置时降低功耗。

Allegro 表示，A33110 和 A33115 是与主要汽车 OEM 和一级客户密切合作开发的。 A33110 和 A33115 的数据表中提供了更多信息。