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Smartere, magnetische Sensoren für energiesparende Anwendungen

| Redakteur: Sebastian Gerstl

Silicon Labs hat ein magnetisches Sensor-Portfolio angekündigt, das Energieeffizienz, Empfindlichkeit, flexible I2C-Konfiguration und integrierte Manipulationserkennung und Temperaturmessung verspricht. Das Si72xx Portfolio umfasst fortschrittliche, leistungsfähige Magnetsensoren, die in einer Reihe von Anwendungen für Öffnen/Schließen und Positionserkennung die herkömmlichen Hall-Sensoren und Reedschalter übertreffen.

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Die neuen magnetischen Sonsorfamilien von Silicon Labs versprechen besonders in IoT-Anwendungen bessere Effizienz gegenüber Hall-Sensor- oder Reed-Schalter-basierten Lösungen.
Die neuen magnetischen Sonsorfamilien von Silicon Labs versprechen besonders in IoT-Anwendungen bessere Effizienz gegenüber Hall-Sensor- oder Reed-Schalter-basierten Lösungen.
(Bild: Silicon Labs)

Die Magnetischen Sensoren versprechen gegenüber Reedschaltern oder Hall-Sensoren einige vorteile. Reedschalter verbrauchen sehr wenig Strom, sind aber sperrig und unzuverlässig. Halleffekt-Sensoren bieten zwar Zuverlässigkeit im Festkörperbereich, sind aber leistungshungriger und verfügen konventionell nur über wenige der programmierbaren Fähigkeiten und fortschrittlichen Funktionen, die andere moderne Sensortypen bieten, die in IoT-Anwendungen verwendet werden. Silabs sagt, dass es die Leistungseffizienz von Reed-Schaltern mit der Zuverlässigkeit von Halleffekt-Sensoren erreicht hat, während es gleichzeitig fortschrittlichere Funktionen, höhere Empfindlichkeit und Konfigurierbarkeit hinzufügt.

Si72xx-Sensoren arbeiten mit weniger als 100 nA (Schlafstrom) und weniger als 400 nA (gemittelter Strom) bei einer Abtastrate von 5 Hz und ermöglichen eine mehrjährige und jahrzehntelange Batterielebensdauer, selbst wenn sie mit sehr kleinen Batterien betrieben werden. Die Empfindlichkeit ist gleich 1 mT Bop, ith <30 µT RMS-Rauschen, <0,1% Linearität auf 20 mT/200 mT-Bereiche, wodurch Entwickler die Größe der Magnetsysteme in ihren Designs um 50 bis 80% reduzieren oder den Erfassungsbereich um 2x oder mehr erweitern können.

Si72xx-Sensoren können zudem über eine I2C-Schnittstelle konfiguriert, gemessen und gesteuert werden, was eine größere Flexibilität bei der Konstruktion und im Endprodukt ermöglicht. Die Verwendung einer I2C-Schnittstelle konfiguriert reduziert den Strom für Positionsüberwachungsanwendungen, da der Sensor bei Bedarf abgefragt werden kann.

Die Sensoren verfügen über Funktionen wie z. B. eine Manipulationsschwelle, die es den Systemen ermöglicht, Sicherheitsversuche zu erkennen und zu umgehen. Die meisten Reedschalter und Hall-Effekt-Sensor-basierten Sicherheitssysteme können durch ein starkes externes Magnetfeld besiegt werden. Die Manipulationserkennungstechnologie der Si72xx-Sensoren erkennt anomale Magnetfelder, und ein eingebauter Selbsttest-Modus kann verwendet werden, um den präzisen Betrieb des Sensors im Feld zu überprüfen. Si72xx-Sensoren enthalten außerdem einen ±1 °C genauen Temperatursensor, der eine diskrete Temperaturerfassung überflüssig macht, die Systemgröße und -kosten reduziert und die Funktionalität verbessert.

Das Si72xx-Sensor-Portfolio umfasst drei Familien: Die Si720x-Reihe unterstützt digitale Ausgangsschalter und Latch-Funktionen in einer Vielzahl von Abtastraten und Empfindlichkeiten. Diese Sensoren sind für Anwendungen vorgesehen, bei denen ein periodisches Auf-Zu-Signal mit Änderung eines Magnetfeldes erforderlich ist. Die Si721x-Familie umfasst lineare Ausgabegeräte für Positionsmessanwendungen, die Signale erzeugen, die direkt proportional zur Stärke des Magnetfeldes sind. Diese Sensoren unterstützen verschiedene Verstärkungs- und Ausgabetypen, wie z. B. Analog- und Pulsweitenmodulation (PWM) und das SENT-Protokoll für die Fahrzeugkommunikation. Die Si7210-Familie der I2K-konfigurierbaren Sensoren unterstützt schließlich alle Funktionen und Fähigkeiten der beiden anderen Familien mit Flexibilität und Programmierbarkeit.

Die Sensoren bieten Festkörperzuverlässigkeit für Weiße Ware, Durchflussmesser, kabellose Elektrowerkzeuge, Rad- und Wählscheibensteuerungen für Unterhaltungselektronik, Industriealarme, Motorsteuerungen und Tür-/Fensterschutzanwendungen. Die Sensoren sind AEC-Q100-qualifiziert für Automotive-Anwendungen und für raue Industrieumgebungen ausgelegt. Auch für andere Anwendungen im Internet der Dinge empfehlen sich die Bausteine.

In industriekompatiblen 3- und 5-poligen SOT-23-Gehäusen beginnt der Preis für Si72xx-Sensoren bei 0,45 US-$ (ab 10.000 Stück). Das Si72xx-WD-KIT Rad-Demo-Kit kostet 149 US-$. Es enthält ein vorprogrammiertes EFM32 Happy Gecko STK, eine Rad-Demo-Erweiterungskarte und sechs briefmarkengroße Karten zur Evaluierung der verschiedenen Si72xx Sensortypen.

Mehr Informationen finden Sie auf der Webseite des Unternehmens: www.silabs.com.

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