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活用各種感測器 巧妙實現智慧工業應用場景

羅姆台灣技術中心資深工程師呂建平。

現今各種智慧工業應用情境皆須以IoT感測器為基礎,例如欲檢測馬達震動變化,需要藉助振動感測器;欲偵測土壤環境變化,需要利用土壤感測器;欲感測建築構造搖晃,則需採用地震感測器。為因應日益增加的AIoT應用需求,羅姆半導體(ROHM)備妥齊全的動作、環境和人體感測器產品線,結合各種無線通訊模組、感測器控制,搭建完整解解決方案。

羅姆台灣技術中心資深工程師呂建平指出。感測器主要根據前端環境的物理量變化做數據呈現,可能是溫度、壓力、磁場感應、光源感應...等等,先透過AMP進行誤差值補償、訊號放大,再經由A/D轉換,產生對應RF訊號,或經由Gateway向外傳送、執行後續大數據分析。

論及羅姆感測器的三大強項,依序是光學、磁場與MEMS。以MEMS而論,核心產品源自幾年前購併的Kionix G Sensor(加速度感測器),其中KXR94、KX03A及KX04A等產品,不僅通過AEC-Q100車規驗證,且擁有攝氏負40度到正125度等嚴苛環境的高耐受度;薄型包裝的KXCJB,適用於信用卡、智慧鑰匙,做為防盜刷之用;另標榜簡單易用的KXTJ3,則被廣泛運用於穿戴式裝置、遊戲機。「工業場域中常見的馬達震動偵測,即透過G Sensor,」呂建平說,藉由G Sensor可理解馬達的運轉落在什麼頻譜,以利用戶針對這些資訊做整理分析,探知馬達是否出現軸心偏離、老化等現象,以便及早實施維修,避免日後因馬達無預警驟停而造成停工。

緊接著,呂建平列舉一系列立足在IoT感測器的智慧應用情境。好比說假使筆記型電腦從高處墜落,可透過G Sensor偵測g值變化,確使硬碟的讀寫頭進行歸位。此外ASC公司以G Sensor及壓力感測器為基礎設計一款穿戴式裝置iSwimband,旨在減少孩童遇溺的風險;當孩童在游泳池靜止不動的時間太長,或超出預設上限,手機App就會自動提醒家長加以留意。另一方面,羅姆也與日本大學展開合作,利用其BP3901地震感測器,偵測前端的三軸加速度變化,輔以MCU、演算法,據此滿足地震偵測需求。除了用來偵測地震外,BP3901還可被用於檢測異常振動、或是用於檢測衝擊,前者意在提升設備維護效能,後者可防止宵小意圖針對ATM執行不法行動。

至於BH1749NUC則是Color Sensor,可判讀RGB三色及濾除IR不可視的光源,藉此呈現照度、色溫等數值。工廠可整合運用振動感測器、顏色辨識感測器,針對設備震動提出警示。值得一提,羅姆近年在磁場感測器(MI Sensor)著力至深,其偵測範圍遠大於市場常見的GMR(xMR)或Hall;以靈敏度來說,MI Sensor比Hall高出百倍,比xMR高出十倍,而Noise也相對較小,電池消耗量偏低。不少停車場開始將MI Sensor埋設於地底下,藉由車子進來所產生的地磁變化,感知各個位置是否停入車輛。


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