Sensores MEMS para aplicações industriais

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Martin Grimmer Senior Marketing Manager Analog & Sensors da Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH RUTRONIK Elektronische Bauelemente GmbH Tel.: +351 252 312 336 ¡ Fax: +351 252 312 338 rutronik_pt@rutronik.com ¡ www.rutronik.com

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Sensores MEMS para aplicaçþes industriais Os especialistas no desenvolvimento das aplicaçþes móveis, bem como das aplicaçþes na indústria automóvel e de jogos, foram os primeiros a tirar proveito dos sensores MEMS. Contudo, estes sensores oferecem agora tambÊm uma variedade de possibilidades de aplicação na indústria, medicina e nos aparelhos domÊsticos.

Especialmente atrativos para diversas ďŹ nalidades sĂŁo os acelerĂłmetros de trĂŞs eixos. Isto porque, com custos signiďŹ cativamente inferiores a um euro e uma variedade de funçþes, eles oferecem uma excelente relação de preço/desempenho. Os atuais produtos em destaque incluem os acelerĂłmetros MEMS de trĂŞs eixos LIS3DH da STMicroelectronics e BMA250E da Bosch Sensortec. Ambos consomem pouca energia e recomendam-se, por isso, especialmente para aplicaçþes em dispositivos mĂłveis. Graças ao modo Low Power, o consumo de energia do modelo ST LIS3DH pode ser reduzido a apenas 2 ÎźA, enquanto o sensor da Bosch Sensortec se contenta com menos de 5 ÎźA. Com a ajuda da sua função “Wake-up on Motionâ€?, o consumo de energia de uma aplicação completa pode ser reduzido de uma forma muito signiďŹ cativa ou a duração da bateria alargada. A aplicação ĂŠ colocada numa espĂŠcie de modo de descanso e se o sensor MEMS registar um movimento ĂŠ novamente “acordadaâ€? (Smart Power Management). As dimensĂľes da caixa dos sensores de 3x3x1 mm (LIS3DH) ou 2x2x0,95 mm (BMA250E) sĂŁo ideais para aplicaçþes com pouco espaço. Ambos os modelos

fornecem atravĂŠs de campos de medição programĂĄveis de +/-2 g, +/-4 g, +/-8 g e +/-16 g valores precisos com uma sensibilidade de 1 mg/digit no LIS3DH ou 256LSB/g no BMA250E na ĂĄrea de 2 g. TĂŞm uma resolução digital de 12 bits ou 10 bits e o tĂ­pico oset zero-g durante toda a vida Ăştil situa-se nos +/- 40 mg no ST- e +/- 80 mg no modelo da Bosch.

UMA DIVERSIDADE DE FUNÇÕES QUE OFERECE INĂšMERAS POSSIBILIDADES DE UTILIZAĂ‡ĂƒO Ambos os acelerĂłmetros disponibilizam uma Freefall Detection, tal como ĂŠ utilizada atualmente na maioria dos discos rĂ­gidos dos computadores portĂĄteis. A cabeça de leitura e de gravação ĂŠ colocada numa posição segura assim que o sensor regista a queda livre. Este princĂ­pio consegue colocar tambĂŠm mĂĄquinas, por exemplo uma motosserra ou o controlo remoto de uma grua, num estado seguro em caso de queda livre, mediante a desativação de emergĂŞncia. Graças ao registo de movimentos e trepidaçþes mĂ­nimas, bem como de alteraçþes de posição, os acelerĂłmetros sĂŁo tambĂŠm adequados como proteção contra o vandalismo ou roubo, seja em oleo-

dutos ou gasodutos, caixas automĂĄticas ou objetos valiosos. O registo de vibraçþes pode servir para veriďŹ car o funcionamento correto de uma mĂĄquina e acionar uma desativação rĂĄpida em caso de avaria. As aplicaçþes HMI podem beneďŹ ciar de novas funçþes atravĂŠs da utilização dos sensores, aumentando consequentemente o seu valor. Com a ajuda do chamado “display proďŹ le switchingâ€?, a orientação da imagem em unidades de controlo portĂĄteis com display pode ser ajustada, girando o display em 90° como as mĂĄquinas fotogrĂĄďŹ cas digitais. A função “Flat Detectionâ€? permite, atravĂŠs da deteção da posição, desligar, por exemplo, o som (em smartphones) ou desligar um aparelho em estado de repouso em caso de trepidaçþes. Em muitas aplicaçþes ĂŠ disponibilizado o controlo por toque ou o controlo por toque duplo dos acelerĂłmetros. É assim possĂ­vel prescindir de botĂľes mecânicos ou interruptores, tornando a utilização mais confortĂĄvel.

Figura 1. O acelerĂłmetro LIS3DH da ST funciona com um consumo de energia de apenas 2 ÎźA no modo Ultra Low-Power.

Figura 2. O acelerĂłmetro BMA250E da Bosch Sensortec ĂŠ comedido no consumo de energia e nas dimensĂľes.