【導(dǎo)讀】隨著傳感器技術(shù)在生活中各種場合應(yīng)用的迅速普及，無論是捕捉環(huán)境和移動信息的高性能傳感器技術(shù)，還是可使用小型電池長時間工作的無線通信技術(shù)和信號處理技術(shù)、以及可進(jìn)行各種信息的存儲與解析的云計算技術(shù)都日益普及。迫使各種設(shè)備所搭載的傳感器種類與數(shù)量越來越多，因此人們對傳感器的性能要求也越來越高。接下來給大家推薦兩款口碑傳感器，從原理、應(yīng)用再到趨勢，逐一分析，到底好在哪里，你看了就知道！
2015年11月3日—傳感器技術(shù)在生活中各種場合的應(yīng)用迅速普及。捕捉環(huán)境和移動信息的高性能傳感器技術(shù)的開發(fā)日益增強(qiáng)，而且可使用小型電池長時間工作的無線通信技術(shù)和信號處理技術(shù)、以及可進(jìn)行各種信息的存儲與解析的云計算技術(shù)也日益普及。與此同時，各種設(shè)備所搭載的傳感器種類與數(shù)量越來越多，將傳感器獲取的多種信息相組合并賦予新的功能意義等的應(yīng)用技術(shù)發(fā)展非常迅速。這些技術(shù)在從移動設(shè)備到汽車、工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，以及積極的生物體信息獲取和醫(yī)療保健領(lǐng)域的運(yùn)用等已經(jīng)開始迅猛發(fā)展。
在此，從ROHM的傳感器產(chǎn)品開發(fā)業(yè)績中，選取被客戶廣為采用的Kionix公司的運(yùn)動傳感器產(chǎn)品陣容和具有獨(dú)特功能并在IoT領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛的色彩傳感器，向大家進(jìn)行介紹。
＜運(yùn)動傳感器與應(yīng)用技術(shù)＞
?應(yīng)用日益擴(kuò)大的MEMS運(yùn)動傳感器
加速度傳感器在智能手機(jī)等移動設(shè)備中已廣為普及，近年來，三軸陀螺儀傳感器和地磁傳感器相結(jié)合、稱為“6軸”、“9軸”的運(yùn)動傳感器也開始應(yīng)用。可作為游戲和應(yīng)用的用戶界面檢測手勢；可與GPS位置信息和運(yùn)動傳感器的信息相結(jié)合實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航和運(yùn)動跟蹤等。不僅如此，Bluetooth®等近距離無線技術(shù)和CPU信號處理技術(shù)等的價格越來越低廉且易于使用，作為利用各種傳感器的信息進(jìn)行功能定義的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速普及。
一個突出的例子是利用可穿戴式設(shè)備進(jìn)行的活動量監(jiān)測。運(yùn)動傳感器檢測人的移動，通過解析該信息判別人是在步行、跑步或睡覺并測量活動量。隨著傳感技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的成熟，比如旨在根據(jù)脈搏檢測睡眠質(zhì)量、甚至疾病等的預(yù)兆的應(yīng)用開發(fā)逐漸盛行。另外一個例子是工業(yè)設(shè)備等的機(jī)器運(yùn)行狀況監(jiān)測。通過傳感器捕捉裝置的故障預(yù)兆并采取相應(yīng)措施以防患于未然，充分運(yùn)用各種傳感器的信息管理整個生產(chǎn)體系的想法已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。
運(yùn)動傳感器在這類應(yīng)用中的應(yīng)用，需要旨在數(shù)據(jù)積累和算法開發(fā)的解析工作。在傳感器的選型過程中，不僅僅關(guān)注靈敏度和特性等性能指標(biāo)，這類應(yīng)用開發(fā)所要求的易用性和支持也尤為重要。
?Kionix公司的加速度傳感器與應(yīng)用
ROHM集團(tuán)旗下公司、總部位于美國紐約州伊薩卡市的MEMS傳感器的領(lǐng)軍公司Kionix，通過獨(dú)有的MEMS設(shè)計與制造技術(shù)，在消費(fèi)電子設(shè)備、工業(yè)、健康與保健以及汽車領(lǐng)域的應(yīng)用中，持續(xù)提供領(lǐng)先業(yè)界的性能與品質(zhì)。
其產(chǎn)品在加速度傳感器的設(shè)計和性能相關(guān)的成熟可靠的專業(yè)知識基礎(chǔ)上，提供點(diǎn)擊檢測、畫面旋轉(zhuǎn)、手勢識別以及活動監(jiān)測等內(nèi)置算法的附加值，因而以移動市場為中心被廣為采用。
?小型高精度的三軸加速度傳感器 KX122-1037
Kionix公司的KX122-1037是實(shí)現(xiàn)了2.0mm×2.0mm×0.9mm的薄型/小型封裝，高靈敏度、高精度、低功耗的三軸加速度傳感器（圖1）。該產(chǎn)品內(nèi)置運(yùn)動檢測算法，可在傳感器內(nèi)檢測出點(diǎn)擊等手勢、自由下落、設(shè)備的姿態(tài)等。另外，為了支持機(jī)器狀況監(jiān)測等新應(yīng)用，KX122-1037還可將加速度信息以高達(dá)25.6kHz的數(shù)據(jù)傳輸速率進(jìn)行輸出（High ODR功能）。例如，要想根據(jù)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的的振動檢測出故障預(yù)兆，需要在更寬的頻段分析加速度的成分。為應(yīng)對數(shù)據(jù)量的增加，還搭載了2kByte的FIFO。
圖1：Kionix 3軸加速度傳感器KX122-1037
另外，用戶基于內(nèi)置狀態(tài)機(jī)很容易實(shí)現(xiàn)功能，Kionix為了使產(chǎn)品支持多樣化的應(yīng)用，特別加強(qiáng)了對可穿戴性、健康監(jiān)測、機(jī)器狀況監(jiān)測等的支持。
不僅如此，Kionix還正在開發(fā)實(shí)現(xiàn)2.0mm×2.0mm×0.6mm業(yè)界最薄封裝尺寸的KX112-1042。實(shí)現(xiàn)薄型化的同時，內(nèi)置運(yùn)動檢測算法，還支持High ODR。Kionix正在不斷擴(kuò)充滿足市場廣泛需求的加速度傳感器產(chǎn)品陣容。
擴(kuò)展應(yīng)用的可能性的組合傳感器產(chǎn)品陣容
集成多個傳感器的組合傳感器，在元器件安裝空間要求苛刻的移動應(yīng)用中，使應(yīng)用的功能擴(kuò)展變得更容易。Kionix一直在擴(kuò)大組合傳感器的產(chǎn)品陣容。KXG03集成三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀，實(shí)現(xiàn)了3.0mm×3.0mm×0.9mm的小型封裝。而KMX62-1031則是集成三軸加速度傳感器和三軸地磁傳感器的六軸組合傳感器。
KXG03不僅擁有先進(jìn)的低功耗結(jié)構(gòu)、I2C/SPI數(shù)字接口、用來控制外部傳感器的外部輸入總線，還擁有先進(jìn)的緩沖性能、電源管理以及同步性能。優(yōu)化了功耗與噪音性能之間的平衡，確保針對溫度變化也具有優(yōu)異的偏置穩(wěn)定性。
KMX62-1031是集成加速度傳感器與地磁傳感器的六軸組合傳感器，可通過低功耗實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航等功能。
MEMS 陀螺儀在廣泛的消費(fèi)電子設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展非常迅猛，不同的應(yīng)用對靈敏度、精度、功耗等的規(guī)格要求也不同。Kionix一直在進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)并完善服務(wù)支持，以滿足多樣化的應(yīng)用要求。
＜色彩傳感器的原理與應(yīng)用＞
?何謂色彩傳感器
色彩傳感器是測量光的三原色成分（紅、藍(lán)、綠）各自照度的傳感器。液晶顯示屏等顯示圖像時，即使同一圖像，因周圍的光照度和色溫不同視覺效果也不同。使用色彩傳感器可測量環(huán)境光，將圖像輸出的亮度、色溫與周圍環(huán)境相結(jié)合進(jìn)行調(diào)整，從而可以表現(xiàn)出不受環(huán)境光照度和色溫影響的始終合適且美麗的色彩。色彩傳感器在室外等多樣化的環(huán)境下使用的智能手機(jī)和平板電腦等移動設(shè)備領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
?ROHM的色彩傳感器 BH1745NUC
ROHM的色彩傳感器BU1745NUC擁有高靈敏度和寬動態(tài)范圍，可高精度測量環(huán)境光的照度與色溫（圖2）。通過I2C接口進(jìn)行數(shù)字輸出，因此無需模擬電路設(shè)計即可輕松使用。該產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了0.005lx（LSB）的靈敏度、130μA(typ.)的工作電流以及2.1mm×2.0mm×0.6mm的小型封裝。
圖2：ROHM色彩傳感器BH1745NUC外觀
BH1745NUC通過在IC上形成光譜靈敏度特性卓越的濾波器，使傳感器對RGB各波長的干涉更小（圖3）。與一般產(chǎn)品相比，利用優(yōu)異的光譜靈敏度特性，可實(shí)現(xiàn)不受光源種類影響的高精度測量（圖4）。
圖3：BU1745NUC光譜靈敏度特性圖
圖4：BH1745NUC 照度檢測特性
?色彩傳感器的應(yīng)用擴(kuò)展
基于BH1745NUC可高精度測量照度與色溫的特點(diǎn)，新的應(yīng)用正在日益擴(kuò)大。在攝像機(jī)應(yīng)用中，可測量周圍的環(huán)境光并調(diào)整成像色調(diào)。另外，在植物工廠中也已經(jīng)開始應(yīng)用色彩傳感器。為促進(jìn)植物的生長，一般使用LED等光源，而色彩傳感器可用來將光源調(diào)節(jié)到更適合植物繁殖的波長。另外，通過人眼很難精確辨識光的細(xì)微色差，但運(yùn)用色彩傳感器可實(shí)現(xiàn)數(shù)值化管理，因而在IoT領(lǐng)域的應(yīng)用有望更加廣泛。
＜支持日益發(fā)展的傳感器應(yīng)用的ROHM集團(tuán)＞
ROHM集團(tuán)擁有引以為豪的種類眾多的環(huán)境傳感器和運(yùn)動傳感器的豐富產(chǎn)品陣容。為了幫助客戶充分發(fā)揮這些傳感器的特點(diǎn)，ROHM一直在努力加強(qiáng)開發(fā)支持。2014年12月，為了強(qiáng)化傳感解決方案業(yè)務(wù)的設(shè)計、開發(fā)支持功能，ROHM開設(shè)了芬蘭軟件研發(fā)中心。另外，還大力提供評估環(huán)境。“Sensor Platform Evaluation Kit”就是使各種傳感器的評估和應(yīng)用開發(fā)更容易的一款評估套件。另外，面向可穿戴式應(yīng)用，還提供集成了控制多個傳感器用微控制器與近距離無線通信的參考設(shè)計（圖5）。
圖5：傳感器、近距離無線、微控制器的參考設(shè)計例
通過提供評估環(huán)境和參考設(shè)計，ROHM集團(tuán)持續(xù)為提供多樣化、高端化傳感器技術(shù)的附加值而貢獻(xiàn)力量。
