大家好,今天和大家聊一聊MEMS傳感器的應用場(chǎng)景。
1. 概述
MEMS傳感器作為獲取信息的關(guān)鍵器件,對各種傳感裝置的微型化起著(zhù)巨大的推動(dòng)作用,已在太空衛星、運載火箭、航空航天設備、飛機、各種車(chē)輛、生物醫學(xué)及消費電子產(chǎn)品等領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。
隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展,MEMS的應用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛,由最早的工業(yè)、軍用航空應用走向普通的民用和消費市場(chǎng)。
在智能手機上,MEMS傳感器提供在聲音性能、場(chǎng)景切換、手勢識別、方向定位、以及溫度/壓力/濕度傳感器等方面的廣泛應用。
在汽車(chē)上,MEMS傳感器借助氣囊碰撞傳感器、胎壓監測系統(TPMS)和車(chē)輛穩定性控制增強車(chē)輛的性能。
在可穿戴應用中,MEMS傳感器可實(shí)現運動(dòng)追蹤、心跳速率測量等。
醫療領(lǐng)域,通過(guò)MEMS傳感器成功研制出微型胰島素注射泵,并使心臟搭橋移植和人工細胞組織成為現實(shí)中可實(shí)際使用的治療方式。
2. 汽車(chē)工業(yè)中的應用
汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)被認為是MEMS傳感器的第一波應用高潮的推動(dòng)者,MEMS傳感器在汽車(chē)上應用的快速發(fā)展主要是受益于各國政府全面推出汽車(chē)安全規定(比如要求所有汽車(chē)采用TPMS系統)和汽車(chē)智慧化的發(fā)展趨勢。
全球平均每輛汽車(chē)包含10個(gè)傳感器,在高檔汽車(chē)中,大約采用25至40只MEMS傳感器,車(chē)越好,所用的MEMS就越多,BMW740i汽車(chē)上就有70多只MEMS。
MEMS傳感器可滿(mǎn)足汽車(chē)環(huán)境苛刻、可靠性高、精度準確、成本低的要求。
其應用方向和市場(chǎng)需求包括車(chē)輛的防抱死系統(ABS)、電子車(chē)身穩定程序(ESP)、電控懸掛(ECS)、電動(dòng)手剎(EPB)、斜坡起動(dòng)輔助(HAS)、胎壓監控(EPMS)、引擎防抖、車(chē)輛傾角計量和車(chē)內心跳檢測等等。
3. 消費電子中的應用
今天我們重點(diǎn)談一下,MEMS傳感器在消費電子領(lǐng)域的應用。
MEMS傳感器在消費電子產(chǎn)品中主要應用于以下幾個(gè)細分領(lǐng)域:
智能手機和平板電腦可穿戴/耳穿戴設備無(wú)人機掃地機器人AR & VR智能家居游戲和玩具
3.1 智能手機和平板電腦
智能手機和平板電腦已經(jīng)成為全球數百萬(wàn)用戶(hù)的日常伴侶。
它們是人們生活中不可分割的一部分,需要適應終端用戶(hù)不斷變化的使用行為:人們傾向于花更多的時(shí)間在智能手機上,因此更關(guān)注電池壽命。
為了減少充電時(shí)間,各大廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)的傳感器將電能消耗降低到最低,這大大延長(cháng)了用戶(hù)的充電間隔。
此外,人們越來(lái)越多地使用他們的智能手機進(jìn)行圖像應用,如拍照和視頻,而不是使用額外的數碼相機。
為了提高設備的電池壽命,功耗是智能手機和平板電腦應用最關(guān)鍵的方面之一。MEMS傳感器對系統的總體功耗有顯著(zhù)影響。
因此,類(lèi)似博世、TDK、ST等MEMS傳感器供應商都提供了一系列專(zhuān)門(mén)為智能手機和平板電腦設計的超低功耗傳感器,具有智能電源管理功能,如運動(dòng)和不運動(dòng)、中斷、提醒功能和低功耗計步器等。
此外,如今的MEMS傳感器都包括廣泛的功能,如完全符合Android,室內SLAM和支持傳感器同步,以及靜止重新校準 (CRT),內置陀螺儀自校準功能。
通過(guò)創(chuàng )新的算法和測量以及精確的數據處理,MEMS傳感器進(jìn)一步實(shí)現了圖像穩定、傾斜檢測和始終開(kāi)啟的手勢和活動(dòng)識別等功能。
廣泛的集成功能顯著(zhù)加快測試和制造過(guò)程,進(jìn)一步降低成本和設備制造商的上市時(shí)間。
3.2 可穿戴和耳穿戴設備
隨著(zhù)可穿戴設備和耳穿戴設備(如健身追蹤器)等細分市場(chǎng)的快速增長(cháng),終端消費者的需求也越來(lái)越高。除了易用性,對終端用戶(hù)來(lái)說(shuō)最重要的一個(gè)方面是設備的長(cháng)電池壽命,而不必在精確的步數檢測、活動(dòng)識別、健身跟蹤或卡路里計數等始終處于開(kāi)啟狀態(tài)的應用程序上妥協(xié)。通過(guò)超低功耗MEMS慣性傳感器、環(huán)境傳感器或智能傳感器,可穿戴和耳穿戴設備的制造商可以滿(mǎn)足并超越用戶(hù)的需求和偏好。很多MEMS傳感器集成了手勢和上下文識別或位置跟蹤等功能,增強了直觀(guān)的用戶(hù)交互和導航體驗,以低功耗獲得最佳用戶(hù)體驗,改善了用戶(hù)的生活方式和福祉。
3.3 無(wú)人機
近些年,無(wú)人機的新應用似乎不斷涌現,攝影、農業(yè)、交通安全、娛樂(lè )行業(yè),甚至軍事上都在使用無(wú)人機。最初,大多數無(wú)人機都是相對簡(jiǎn)單的玩具。然而,最近,它們的飛行能力有了顯著(zhù)的提高,使它們更安全、更穩定、更容易控制,從而使它們能夠在更廣泛的現實(shí)生活中應用。無(wú)人機飛行員的一個(gè)關(guān)鍵要求是低重量和更多的功能,優(yōu)化飛行控制,很大程度上有助于平穩飛行和最佳的用戶(hù)體驗。此外,高精確度和不同的飛行方式是影響消費者購買(mǎi)決策的基本特征。而MEMS傳感器為實(shí)現這些功能提供了一臂之力。
3.4 掃地機器人
掃地機器人也是目前廣泛應用MEMS傳感器的產(chǎn)品,它可以使我們的生活更方便,留出時(shí)間做更重要的事情。然而,這些智能助手需要可靠和高效地工作,以確保最終用戶(hù)的安心。這意味著(zhù),他們需要毫不費力地繞過(guò)物體,探測房間的邊界,并為高效的清潔創(chuàng )造途徑。此外,諸如氣體檢測等創(chuàng )新應用可以幫助機器人避免將溢出的液體或剩菜灑在地板上。最后,通過(guò)檢測氣味和生成空氣質(zhì)量地圖,可以測量室內空氣質(zhì)量,提高人們的幸福感。所有這些應用都MEMS傳感器來(lái)發(fā)揮作用。
3.5 AR&VR
還有就是增強現實(shí)AR和虛擬現實(shí)VR方面的應用,從 VR到AR以及混合現實(shí),世界上充斥著(zhù)很多的新應用:從3D電影耳機,頂級體育訓練,虛擬庫存管理和虛擬汽車(chē)展廳,為游客即時(shí)翻譯,或室內設計規劃,無(wú)盡的應用環(huán)繞在我們的生活中。雖然AR和VR仍然主要用于游戲和娛樂(lè ),但它們也在信息和學(xué)習、維護、維修和裝配指導以及定位和導航方面提供了多種應用。特別是對于VR來(lái)說(shuō),只有完全的沉浸感才能創(chuàng )造出所需的用戶(hù)體驗。為了實(shí)現沉浸感和避免暈動(dòng)癥,AR和VR設備需要高度精確,不延遲地捕捉動(dòng)作和手勢。為了應對這些對用戶(hù)體驗的負面影響,就需要MEMS傳感器解決方案來(lái)提供高穩定性和低延遲,顯著(zhù)降低暈車(chē)的影響,確保愉快的AR和VR體驗。
3.6 智能家居
MEMS傳感器在智能家居方面也發(fā)揮著(zhù)重要的作用,對智能家居而言,互聯(lián)互通是一個(gè)關(guān)鍵的發(fā)展,在我們的日常生活中扮演著(zhù)越來(lái)越重要的角色?;ヂ?lián)互通的好處在智能家居中變得尤為明顯。你在工作,不確定你是否關(guān)上了窗戶(hù)?你想要智能家居技術(shù)來(lái)確保你有一個(gè)最佳的空氣質(zhì)量來(lái)睡個(gè)好覺(jué)嗎?或者您想要一個(gè)環(huán)境單元根據您的個(gè)人喜好來(lái)設置溫度和濕度級別?人們可以通過(guò)智能手機或家庭自動(dòng)化控制遠程控制供暖、通風(fēng)和空調(HVAC)來(lái)管理他們的智能家居。采用集成環(huán)境傳感器的空氣質(zhì)量監測、霉菌檢測和氣候控制對人們的健康和福祉有重大貢獻。為了使這些應用程序可靠、準確地運行,需要對運動(dòng)和環(huán)境傳感器數據進(jìn)行精確、低功耗的測量。交互式投影等創(chuàng )新技術(shù)使智能家居有了新的應用。例如,每個(gè)表面上的虛擬觸屏可以將普通的冰箱或衣柜變成智能助手,提供靈活、直觀(guān)的用戶(hù)界面,提高便利性和拓展生活方式。除了直觀(guān)的操作,用戶(hù)還重視智能家居設備的長(cháng)電池壽命,特別是那些不插電的設備,以避免頻繁充電。滿(mǎn)足這些客戶(hù)需求將極大地促進(jìn)智能家居技術(shù)市場(chǎng)的增長(cháng)。而這些都需要各種MEMS傳感器來(lái)助他一臂之力。
3.7 游戲和玩具
游戲和玩具這類(lèi)娛樂(lè )設備中同樣會(huì )用到MEMS傳感器,用戶(hù)購買(mǎi)游戲和玩具設備的關(guān)鍵標準是用戶(hù)友好度,這是確保良好用戶(hù)體驗的基礎。通過(guò)精確的菜單導航、手勢控制和實(shí)時(shí)運動(dòng)跟蹤,可以實(shí)現易用性。此外,不同的功能,如方向,傾斜檢測和平衡增強了樂(lè )趣和娛樂(lè )。MEMS傳感器為游戲應用和玩具提供廣泛的高精度傳感器組合,具有各種集成功能。
因此,制造商可以通過(guò)實(shí)現可靠的傾斜檢測、優(yōu)化的運動(dòng)和頭部運動(dòng)跟蹤以及飛行控制來(lái)優(yōu)化他們的設備。
4. 醫療行業(yè)中的應用
MEMS傳感器技術(shù)的突破也為醫療應用帶來(lái)前所未有的便利性和體驗。很多便攜式醫療保健儀器也應運而生,比如血壓計,血糖儀,健身追蹤儀,心率檢測儀等,這些醫療設備中都少不了MEMS傳感器的身影。
5. 結語(yǔ)
好了,今天就和大家一起分享一下MEMS傳感器在不同領(lǐng)域的應用,特別在消費類(lèi)電子領(lǐng)域應用最為廣泛。謝謝大家!