Bosch Sensortec

Vielseitiger digitaler Sensor für neue Anwendungen

31.01.2007 | Redakteur: Kristin Rinortner

Frank Melzer, CEO bei Bosch-Sensortec: „Wir sehen für MEMS-Sensoren im Consumerbereich interessante Wachstumsmöglichkeiten“
Frank Melzer, CEO bei Bosch-Sensortec: „Wir sehen für MEMS-Sensoren im Consumerbereich interessante Wachstumsmöglichkeiten“

In einer CMOS-Fab und einer MEMS-Backend-Fertigung stellt Bosch Sensortec MEMS-basierte Sensoren für Consumer-Applikationen her. Mit einem dreiachsigen Beschleunigungssensor will das Unternehmen jetzt unterschiedliche Anwendungsgebiete mit nur einem Sensor realisieren. Dieser misst unter 1 mm, verbraucht weniger Strom und lässt sich frei programmieren.

Die Mikrosystemtechnik gilt als die Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhundert. Von dieser Warte aus betrachtet, erscheint es logisch, dass MEMS Sensoren, die ursprünglich für das Auto entwickelt wurden, mittlerweile massiv in Anwendungen der Consumer-Elektronik eingesetzt werden.

„So wird z.B. der Beschleunigungssensor für die Bildstabilität in Camcordern genutzt. Es dauert nicht mehr lange, und wir finden Handys mit Navigationssystemen und elektronischem Kompass“ kommentierte Henning Wicht von WTC letzten November die Ergebnisse der Marktanalyse NEXUS III.

Ähnliche Überlegungen scheint Bosch angestellt zu haben, als das Unternehmen mit der 100%-igen Tochter Bosch Sensortec eine Gruppe aus dem Automotive-Bereich ausgründete, die auf den Consumermarkt zielt. „Wir sehen für MEMS-basierte Sensoren in diesem Markt interessante Wachstumsmöglichkeiten“ erklärt CEO Frank Melzer.

Detailliertere Aussagen lässt sich der promovierte Ingenieur und Manager allerdings nicht entlocken, weist aber immerhin auf Marktanalysen von WTC hin, die ein Wachstum des Komponentenmarktes im Zeitraum von 2005 bis 2009 mit ca. 16% pro Jahr beziffern.

Kleine MEMS-Sensoren für die mobile Welt

Vor kurzem stellte das Unternehmen den Beschleunigungssensor SMB380 vor, der das Programm dreiachsiger Sensoren um einen kundenspezifisch frei programmierbaren, digitalen Sensor in einem kleinen Gehäuse ergänzt. Der Sensor eignet sich für Anwendungen wie Human-Machine-Interfaces (HMI), die Detektion von freiem Fall sowie für mobile und äußerst Strom sparende Anwendungen.

Er ist seit Januar 2007 als Engineering-Muster erhältlich. Die Serienfertigung plant Bosch Sensortec für Juni 2007.

„Der SMB380 gives more and takes less“ fasst Melzer die Eigenschaften des Produktes zusammen. D.h. es sind weitaus mehr Funktionen als in herkömmlichen Sensoren implementiert, die weniger Strom verbrauchen und sich durch einen Bauhöhe von unter 1 mm auszeichnen.

Der Stromverbrauch und die im Vergleich zur vorhergehenden Generation um 50% reduzierte Baugröße (3 mm × 3 mm × 0,9 mm) sollen neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnen, so Melzer. Der Stromverbrauch unter 200 μA zählt zu den Spitzenwerten (Standby 1 µA). Bemerkenswert ist auch der programmierbare Interrupt-Pin.

Interrupt-Logik sorgt für zahlreiche Einsatzmöglichkeiten

Mit Hilfe des Sensors lassen sich Bewegungsprofile unterschiedlicher Geräte bewerten. Die gewünschte Reaktion wird über eine Interrupt-Logik ausgelöst. Dies kann beispielsweise das Zurückfahren eines Festplatten-Lesekopfs in die Ruheposition sein, wenn ein Laptop auf den Boden fällt. Das sei bisher auch eines der Hauptanwendungsgebiete erzählt Melzer.

Die Logik des Sensors lässt sich dabei mittels eines programmierbaren Interrupt-Pins so konfigurieren, dass Hoch-g- oder Nieder-g-Schwellwerte (thresholds) detektiert oder sehr langsame Bewegungen erkannt werden. Auf diese Weise lassen sich auch kontinuierliche Erschütterungen wie z.B. beim Joggen unterscheiden. Das wäre dann beim MP3-Payer bzw. Handy der Fall.

Bei Mobiltelefonen eröffnen sich dem Sensor auch sehr breite Anwendungsfelder durch einen speziellen Betriebsmodus. In diesem Self-Wake-Up-Modus erkennt der Sensor trotz extrem geringem Stromverbrauchs (ca. 10 µA) Beschleunigungen, löst einen Interrupt aus und weckt so z.B. ein Mobiltelefon aus dem energiesparenden Sleep-Modus auf, ohne dass ein Mikrocontroller zur Steuerung notwendig ist.

Flexibilität dank spezieller Eigenschaften

Der Sensor erzeugt ein digitales 10-Bit-Ausgangssignal, das über eine serielle Schnittstelle ausgegeben wird, die im I2C- oder SPI-Modus konfiguriert werden kann. Zusätzlich steht ein Interrupt-Signal zur Verfügung, für das sich mittels der seriellen Schnittstelle die Messbereiche ±2 g, ±4 g und ±8 g konfigurieren lassen.

„Dieses Featureset führt zu zahlreichen neuen Applikationen“, da ist sich Melzer sicher. „Wir gehen weg vom klassischen Einsatz als Beschleunigungssensor. Profil-Switching und stark minimierter Stromverbrauch, das ist ein Thema, das im Markt schon euphorisch aufgenommen wurde“, meint er lächelnd. Natürlich ohne sich entlocken zu lassen, welche Felder das außer Laptops sind. Auf jeden Fall ist das schon ein ganzes Stück näher an den von Henning Wicht eingangs prognostizierten Anwendungen der modernen MEMS-Sensoren.

Was der Sensor eigentlich kosten soll, darüber schweigt sich Melzer ebenfalls aus, das werde der Markt noch zeigen. Die Lieferzeit beträgt jedenfalls sechs bis acht Wochen. Immerhin kann man an einem Demoboard, das auf Anfrage kostenlos zugeschickt wird, alle Sensorfunktionen ausgiebig testen.

Bosch Sensortec, Tel. +49(0)7121 3535921

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