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MEMS传感器在消费类范畴的使用

MEMS传感器在消费类领域的应用-硬盘驱动器保护功能 硬盘驱动器坠落保护功能是MEMS运动传感器在消费电子市场的具有重要历史意义的代表性应用之一。 在手提电脑内的三轴加速度传感计可以监测加速度,当X、Y、Z三个轴上的加速度矢量和为零时,则认为手提电脑进入了自由落体状态,从而能够检测到硬盘驱动器的意外摔落事故,并及时锁死硬盘驱动器,以防电脑最终摔落在地板上时损坏读写头。

说到MEMS传感器,咱们最简略想到的就是以轿车安全气囊运用为代表的轿车运用和其他一些工业运用,而现在跟着MEMS传感器越做越小,价格越来越低,能效越来越高,其规划和运用空间也不断扩大,在越来越多的消费类产品中,咱们都现已能够看到它的身影。ST仿照、功率与微电机体系部大中华区市场部司理吴卫东先生日前在深圳举办的ST研讨会上表明:MEMS技能呈现得很早,由于价格原因一向难以进入消费范畴,是ST将MEMS的价格变得平易,将MEMS推入到了消费范畴。

吴先生表明:“两年前,三轴加快度计的价格还要两块多美金,而现在十块钱人民币,客户现已能够在自己的玩具规划中参加三轴加快度计,ST在2008年销售的MEMS传感器更将到达1.5亿片。

六百块的非品牌手机里也有加快度计

MEMS传感器在消费产品中的运用越来越广泛,经过简略的参加MEMS传感器,规划师为消费类产品参加了许多特征和人性化的功用,这其间以手机运用最为杰出。并且跟着MEMS传感器价格的下降,吴卫东先生表明:“现在许多600多元人民币的非品牌手机里也都运用了加快度传感器完成特征功用。”由此看来,非品牌手机之所以能够以如此低价价格具有如此丰厚的功用也实在不是MTK一家之功。

a.手机里的MEMS传感器 手机中的MEMS加快计使人机界面变得更简略、更直观,经过手的动作就能够操作界面功用,全面增强了用户的运用体会。依据终端设备的指向,MEMS传感器能够把图画、视频和网页进行旋转。经过上下左右歪斜手机,还能够检查手机菜单;只需悄悄击打手机机身,就能够在屏幕上选中不同的图标,所有这些智能功用离不开新一代MEMS器材内嵌的先进数字技能。

MEMS传感器在消费类范畴的运用

图1:MEMS传感器在移动电话和PDA中的运用

b.图画缩放和翻页运用 有了MEMS加快计,只需把设备向某一方向歪斜,就能在小屏幕上具体检查地图,显现扩大的图画。MEMS还能检测到用户颤动手机和MP3播放器的动作,这个简略的手势能够让播放器跳到下一首歌或回来到上一首歌。

c.手机节能运用 低功耗的MEMS运动传感器还可用作先进的节能技能,当手机没有封闭放在饭桌上时,MEMS传感器将会把耗电大的模块(如显现器背光板和GPS模块)悉数封闭,以降低手机和便携导航仪的能耗。只需碰触一下机身,又能够翻开悉数功用。

d.手机唤醒和手势输入运用 同样地,不管何时,把手机正面向下反放在桌子上,手机设置就会切换到静音形式;只需碰触一下机身,就能够封闭静音功用。咱们乃至能够想象,未来的手机在进行输入时,不再需求凭借于按键,乃至连触摸技能需求的手指和显现屏的密切触摸也不需求,用户只需在空中书写数字和字母,MEMS传感器就能辨认这些动作,而手机软件将这些动作还原成数字和字母;软件还能够把用户预订的动作变成特别的自定义功用。这和诺基亚看好的手势输入有异曲同工之妙。

MEMS传感器在消费类范畴的运用

图2:Iphone3G中的STMEMS传感器

MEMS传感器的其它运用

a.硬盘驱动器维护功用 硬盘驱动器掉落维护功用是MEMS运动传感器在消费电子市场的具有重要历史意义的代表性运用之一。 在手提电脑内的三轴加快度传感计能够监测加快度,当X、Y、Z三个轴上的加快度矢量和为零时,则以为手提电脑进入了自由落体状况,然后能够检测到硬盘驱动器的意外摔落事端,并及时锁死硬盘驱动器,以防电脑终究摔落在地板上时损坏读写头。

b.游戏机运用 游戏机是运动盯梢和手势辨认运用的杰出代表,以具有革命性的任天堂Wii游戏机为例,微型运动传感器能够捕捉到玩家任何纤细的动作,并将其转化成游戏动作。MEMS技能让玩家动起来:玩家沉醉于实在的游戏体会,经过不同的动作融入到游戏中,例如,仿照一场实在的网球赛、一场引人入胜高尔夫球赛、一场严重的拳击赛或轻松的垂钓竞赛的动作。现场许多工程师都很有爱好的体会了Wii所供给的运动游戏,而Wii的手柄中运用的正是ST的MEMS传感器。

c.健身和健康监测运用 健身和健康监测是MEMS传感器的另一类具有代表性的运用。 计步表或计步器是运用三轴MEMS传感器完成健身和健康监测功用的代表性运用,计步器的传感器经过测定在步行和跑步进程中作用在体系上的加快度,经过处理加快度数据,计步器显现用户走过的步数和速度,以及在身体运动进程中所消耗掉的热量,健身者不管是运动量缺乏和仍是过量都能够得到及时的提示。

d.GPS辅佐定位运用

别的,将压力传感器与GPS导航仪合作能够得到用户的更准确的方位信息。假如只凭借GPS导航仪,咱们或许只能判别一辆轿车是行进在一座立交桥所坐落的方位坐标上,而无法判别它是行进在立交桥下仍是立交桥上,这时就需求压力传感器的协助。假如遇到紧迫时间,需求救助的话,施救者也能够经过压力传感器和GPS合作准确的知道被困者坐落的大厦方位和楼层,然后更有功率的打开解救举动。

e.三维鼠标和遥控器运用 MEMS加快计与陀螺仪合作运用,能够把更先进的挑选功用变为实际,研讨会现场就展现了能够在空中操作的三维鼠标和遥控器。在这些设备中,传感器检测到用户的手势,将其转换成PC屏幕上的光标移动或机顶盒和电视机的频道和功用挑选。MEMS传感器组、两个陀螺仪和一个加快计检测手腕或鼠标在空中的动作,一起微控制器执举动作盯梢和手势辨认功用。然后,重组的运动曲线经过无线衔接发送到机顶盒或PC机,无线链路能够选用红外或射频,现场展现的三维鼠标选用了蓝牙作为无线链路。 MEMS运用留意事项 要用好MEMS除了高质量的硬件,还需求先进合理的算法的支撑,别的在PCB布线和SMD焊接方面也都有较高的要求。ST的FAE也在讲演中给工程们提出了主张。

其间,PCB规划关键如下:

•Sensor下面的区域应当设为制止布线区。主张在Sensor下面及周围1mm间隔不要有其他走线或过孔。

•衔接引脚的布线应尽或许匀称对称。这样能够削减回流焊后由于缩短对器材的影响。

•为了减小温度对Sensor的影响,主张不要在Sensor周围2mm内放置按钮/屏蔽罩等大的接插件。

•第1脚的指示符号在内部与第1脚有电器衔接,在焊接中请将第1脚的指示符号悬空。

SMT中的留意关键:

•锡膏的厚度和模板有助于Sensor的正确焊接

•主张上锡膏时运用钢网。λ

•主张钢网厚度为90~150um(3.5~6mil)。

•锡膏的厚度应该恰当,以保证Sensor封装和PCB之间的洁净和焊接的牢靠。

•主张钢网孔型为矩形,尺度比PCB上的部分小25um(1mil)。

•关于信号焊盘,钢网应占PCB焊盘的70%~90%.

•钢网有必要和IC的引脚严厉对齐,刷锡膏前钢网和PCB也要严厉对齐差错小于25um(1mil)λ

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