Inertial Measurement Unit

Weltweit kleinste und stromsparendste Sensoreinheit für Mobilgeräte

| Redakteur: Johann Wiesböck

Bosch Sensortec bringt weltweit kleinste und stromsparendste Sensoreinheit auf den Markt
Bosch Sensortec bringt weltweit kleinste und stromsparendste Sensoreinheit auf den Markt (Bild: Bosch Sensortec)

Bosch Sensortec hat eine Sensoreinheit entwickelt, die äußerst präzise Messung von Beschleunigung und Drehrate ermöglicht. Der Stromverbrauch liegt unter 1mA. Die präzise 6-achsige IMU unterstützt Sensordatenfusion bei 9-Achsen.

Die neue Inertial Measurement Unit (IMU) BMI160 von Bosch Sensortec integriert einen 16-Bit-3-Achsen-Low-g-Beschleunigungssensor und ein Ultra-Low-Power-3-Achsen-Gyroskop (Drehratensensor) in einem Gehäuse. Das Produkt wurde eigens für hochgenaue 6- und 9-Achsen-Always-On-Anwendungen in Smartphones, Tablets, Wearables, Fernsteuerungen, Spielesteuerungen, Head Mounted Displays, Smart Glasses und Spielzeug entwickelt.

Der BMI160 ist in einem 2,5 mm × 3,0 mm × 0,8 mm kleinen LGA-Gehäuse mit 14 Pins erhältlich. Wenn sich der Beschleunigungssensor und das Gyroskop in vollem Betriebsmodus befinden, beträgt der typische Stromverbrauch 950µA – nur halb so viel wie beim Marktstandard und somit Klassenbester.

Anwendungen wie Reality Gaming, Augmented Reality und aufkommende 3D-Indoor-Scanning-Anwendungen müssen benutzerbezogene Bewegungsdaten exakt und in Echtzeit liefern können. Der BMI160 erreicht dies durch die präzise Synchronisierung der Sensordaten des inertialen Beschleunigungssensors und des Gyroskops mit von extern zugeführten Daten eines geomagnetischen Sensors. Damit ist der BMI160 ideal für Anwendungen, die eine exakte 9-Achsen Sensordatenfusion mit kurzer Latzenzzeit und sehr niedriger Leistungsaufnahme benötigen.

„Die bisherigen Batterieleistungen in Geräten wie Smart Watches, Augmented-Reality-Brillen und Wearables schränken die Integration von intelligenten Anwendungen ein, die ständig mit Strom versorgt werden müssen”, sagt Jeanne Forget, Marketing Director bei Bosch Sensortec. „Mit dem BMI160 und seinem industrieweit geringsten Stromverbrauch gehören diese Beschränkungen der Vergangenheit an, er macht viele Always-On-Anwendungen möglich.”

Präzise Sensordatenfusion, Intelligentes Strommanagement und eingebaute FIFO

Weitere Sensoren aus der Bosch Sensortec-Familie wie geomagnetische Sensoren (BMM-Serie) oder Drucksensoren (BMP-Serie), können über eine sekundäre Schnittstelle (als „I²C-Slaves“) an den BMI160 angeschlossen werden. Bei dieser Konfiguration steuert der BMI160 die Datenaufnahme des externen Sensors mit allen Sensordaten, die im eingebauten FIFO zwischengespeichert werden. Wird die sekundäre Schnittstelle als Hochgeschwindigkeits-SPI-Schnittstelle konfiguriert und an ein Kameramodul angeschlossen, unterstützt der BMI160 parallel auch die optische Bildstabilisierung.

Eine zusätzliche Reduzierung des Stromverbrauchs kann mit Hilfe der eingebauten Power Management Unit (PMU) erreicht werden. Dazu überführt man das Gyroskop zeitweilig automatisch in den stromsparenden schnellen „Start-Up-Modus“. Aus diesem wird es mittels des „Any-Motion-Interrupt“ des Beschleunigungssensors wieder hochgefahren.

Schließt man den BMI160 an einen geomagnetischen Sensor an, kann er das Auslesen der Sensordaten des Magnetometers ohne Mitwirkung eines Host-Prozessors starten, sodass der längere Schlafzyklus des Host-Controllers den Stromverbrauch auf Systemebene reduziert. Der eingebaute FIFO-Buffer unterstützt Low-Power-Stromanwendungen und verhindert Datenverlust in Nicht-Echtzeit-Systemen. Die FIFO-Architektur ermöglicht die dynamische Neuverteilung vom FIFO-Datenspeicher für Beschleunigungssensor, Gyroskop und externe Sensoren.

Der BMI160 ist mit einer On-Chip-Interrupt-Engine ausgerüstet, die eine bewegungsbasierte Gestenerkennung und Kontextsensitivität mit geringem Stromverbrauch möglich macht. Unter den stromsparenden Interrupt-Funktionen finden sich Any-Or-No-Motion-Erkennung, Abtastung mittels Tippen oder Doppeltippen (Tap/Double Tap), Orientierungserkennung, freier Fall und Aufprallereignisse.

Kompatibel zu Android 4.4 (KitKat) und Windows 8.1

Der BMI160 erfüllt die Voraussetzungen der meisten Standard-Betriebssysteme und ist vollständig Android 4.4 (KitKat)- und Windows 8.1-kompatibel. Die integrierten Interrupt-Funktionen für die Erkennung signifikanter Bewegungen und von Schritten verbrauchen jeweils weniger als 200µA.

Verfügbarkeit: Der BMI160 richtet sich an Hersteller von Konsumelektronik in hohen Stückzahlen. Muster des BMI160 stehen ab sofort für Schlüsselkunden zur Verfügung. Weitere Infos finden Sie unter www.bosch-sensortec.com, www.bosch.com, www.bosch-presse.de und http://twitter.com/BoschPresse.

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