搭載全球首款集成三軸加速度計的單晶片傳感器

2021-01-09 電子發燒友
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搭載全球首款集成三軸加速度計的單晶片傳感器

發表於 2019-05-06 10:59:47

傳感器的融合是未來發展必然的趨勢，目前很多傳感器已經實現融合，比如三軸加速度計、陀螺儀、磁力計等這些，但是本文要介紹的是全球首款融合了三軸加速度計和溫度計的單晶片傳感器方案，意法半導體公司推出的LIS2DTW12。據資料顯示，「LIS2DTW12是業界首款採用加速度計和絕對溫度計的微電子機械系統（MEMS）。」

雖然說很多MEMS器件具有內置溫度傳感，但它們通常基於比較電壓的間接方式獲取相對溫度。ST的LIS2D2DTW12器件則不同，無需使用其它設備就能獲取到更精確的溫度測量。

LIS2D2DTW12的溫度傳感精度為0.8°C，而加速度計則提供用戶可選的滿量程範圍，最高可達±16g，並且該器件提供了50nA的省電模式以及多種工作模式，功耗僅為1μA或更低。

將溫度傳感器和加速度計封裝在一起是一種創新的形式，非常適用於空間受限的應用中，因此，其中的功耗也是關鍵的因素之一，這可能包括許多行業應用的傳感和檢測：

跟蹤和監控

手勢識別和點擊/雙擊識別

運動激活的功能和用戶界面

顯示方向檢測

可攜式醫療保健設備，如助聽器

無線傳感器節點

加速度測量

LIS2D2DTW12有四個用戶可選的全加速度測量標尺：±2g /±4g /±8g /±16g，16位輸出速率範圍為1.6 Hz至1600 Hz。共有65種用戶模式，使設計人員能夠精確控制設備的功耗。

另外，此款傳感器還可以被配置為檢測其內置的設備是縱向還是橫向（4D方向），同時，它還具有6D定向功能，可提供有關設備空間位置的更詳細信息。可以輕鬆識別單擊和雙擊之間的可配置，它還可以檢測自由落體和用於告訴設備何時從睡眠/低功率模式「喚醒」的運動。

溫度傳感

溫度檢測的輸出數據速率（ODR）範圍為50至1.6 Hz，解析度為8至12位。為了提高系統運行的整體速度，該單元具有集成的32級先進先出（FIFO）緩衝器。這允許LIS2D2DTW12在內部存儲數據，以限制主處理器的幹預，通過SPI（串行外設接口）或I 2 C（內部集成電路）接口完成通信。

重要的一些規格參數

一下是關於LIS2D2DTW12一些額外的規格：

採用超小型2.0mm x 2.0mm x 0.7mm LGA封裝

工作溫度範圍為-40°C至+ 85°C

屬於意法半導體的「femto」系列，這是一種強大而成熟的製造工藝，已用於生產微機械加速度計

可以在1.62 V至3.6 V的電源電壓範圍內工作

評估板

針對LIS2D2DTW12器件，意法半導體推出了專門的評估板STEVAL-MKI190V1，方便工程師用戶可以快速的對新產品設計的開發。

STEVAL-MKI190V1是一款適配器板，旨在便於評估LISDTW12產品系列中的MEMS器件，該板為用戶自己的應用程式中的快速系統原型設計和設備評估提供了有效的解決方案。

STEVAL-MKI190V1可插入標準DIL 24pin，該適配器提供完整的LISDTW12pin，可隨時使用VDD電源線上所需的去耦電容。STEVAL-MKI109V3主板支持該適配器，該主板包含一個高性能32位微控制器，用作傳感器和PC之間的橋接器，可在其上使用可下載的圖形用戶界面（Unico GUI）或專用軟體定製應用程式的例程。

原理圖

以下是STEVAL-MKI190V1開發板的原理圖。

小結

大體回顧下全球的廠商，雖然有多家製造商提供MEMS加速度計IC，但意法半導體這款傳感器是在加速度計的基礎上唯一能夠提供溫度讀數的傳感器。在不少資料的介紹中，意法半導體也強調了他們通過精準的校準技術和對製造過程更嚴格控制來實現這一壯舉。值得注意的是，無論是需要的電路板空間、還是功率、或者是溫度傳感精度水平，LIS2D2DTW12都表現出色，考慮到這一點，相信基於此傳感器的應用不久之後就會出現在市場上，感興趣的朋友不妨多關注下。

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