Технология MEMS

Датчики движения STMicroelectronics

Технология MEMS (Microelectromechanical systems - микроэлектромеханические системы) в настоящее время активно развивается. Датчики завоевали многие сегменты рынка, такие как мобильные телефоны, автомобили, медицинские приборы и т.д. Рынок MEMS датчиков растет на 20% в год. И огромную роль в развитии рынка MEMS датчиков играет компания STMicroelectronics (ST). Датчики, основанные на MEMS технологии, ST выпускает уже несколько лет. Основная продукция это многоосевые акселерометры и гироскопы.

Гироскопы

MEMS гироскопы ST представлены как одноосевыми, просто реагирующими на отклонение от курса движения (рыскание), так и многоосевыми, регистрирующими угловое отклонение и вращение. Гироскопы имеют самый широкий в отрасли диапазон измеряемых значений угловой скорости от 30°/с до 6000°/с. Инновационное решение применяемое при производстве чувствительных элементов таких гироскопов, позволяет создавать два раздельных выхода сигналов по каждой оси – выход без усиления для общего обнаружения углового движения, а также выход с 4-кратным усилением для высокоточных измерений, что улучшает гибкость разработки.

ST предлагает три семейства гироскопов (рис. 1):

- Yaw (отклонение от курса движения, рыскание);

- Pitch and Roll (угол наклона и вращение);

- Pitch and Yaw (угол наклона и рыскание);

 

Рисунок 1. Номенклатура MEMS гироскопов STMicroelectronics

Основные свойства:

- аналоговый выход;

- выход данных об абсолютной угловой скорости;

- расширенный диапазон питающих напряжений: 2,7 … 3,6 В;

- широкий диапазон измеряемых величин: от 30°/с для Lxx503AL до 6000°/с для Lxx5150AL;

- ток потребления в спящем режиме менее 10 мкА;

- высокое разрешение измерений: 0.014°/с /√Hz при 30°/с;

- очень высокая температурная стабильность: 0.08°/с/°С;

- расширенный диапазон рабочих температур: -40°С … + 85°С;

- встроенная функция самотестирования;

- встроенный низкочастотный фильтр;

- высокая устойчивость к ударам;

- корпус LGA-16L.

Применение:

- стабилизация картинки в фото и видео камерах;

- игровые приставки;

- интеллектуальные пульты дистанционного управления;

- GPS навигаторы;

- датчики движения роботов;

- стабилизация платформ для индустриальных приложений.

Линейные акселерометры

STMicroelectronics предлагает широчайшую номенклатуру MEMS акселерометров. Акселерометры ST подразделяются на 2-х и 3-х осевые, с аналоговыми и цифровыми выходами (табл. 1 и 2). Диаграмма акселерометра с аналоговыми выходами представлена на рисунке 2. Диаграмма акселерометра с цифровыми выходами представлена на рисунке 3. Номенклатура акселерометров ST наглядно продемонстрирована на рисунке 4. Корпуса акселерометров и гироскопов ST изображены на рисунке 5.

Основные свойства аналоговых акселерометров:

- пределы измерений ускорений: ±2g/±6g;

- ток потребления в нормальном режиме менее 0,5 мА;

- ток потребления в спящем режиме менее 1 мкА;

- полоса пропускания до 3 кГц;

- разрешение лучше чем 0,5 мg при 100 Гц;

- очень высокая температурная стабильность: 0,2 мg/°С;

- расширенный диапазон рабочих температур: -40°С … + 85°С;

- встроенная функция самотестирования;

- высокая устойчивость к ударам 10000g при 0,1 мс;

 

Рисунок 2. Диаграмма акселерометра с аналоговыми выходами

Основные свойства цифровых акселерометров:

- цифровые SPI и I²C интерфейсы;

- пределы измерений ускорений: ±2g/±4g/±8g;

- ток потребления в нормальном режиме менее 0,3 мА;

- ток потребления в экономичном режиме менее 10 мкА;

- ток потребления в спящем режиме менее 1 мкА;

- разрешение лучше чем 1 мg;

- очень высокая температурная стабильность: 0,2 мg/°С;

- расширенный диапазон рабочих температур: -40°С … + 85°С;

- встроенная функция самотестирования;

- высокая устойчивость к ударам 10000g при 0,1 мс;

Интеллектуальные встроенные функции:

- два независимых полностью программируемых сигнала прерываний;

- расширенные функции «свободное падение» и «пробуждение»;

- функция распознавания однократного нажатия и двойного нажатия (click and double click);

- функция «прямого распознавания»;

- функция пробуждения;

- встроенный высокочастотный фильтр.

 

Рисунок 3. Диаграмма акселерометра с цифровыми выходами

 

Таблица 1. Акселерометры с аналоговым интерфейсом

P/N

LGA корпус, мм – кол-во выводов

Оси

Диапазон измерений ускорений, тип

Напряжение питания, В

Плотность шумов

Ток потребления (тип)

Ток потребления в режиме Power down

(x,y,z)

±g

мин

тип

макc

мкg/√Hz

мА

мкА

LIS244AL

4x4x1,5 - 16

x,y

2

2,4

3

3,6

220

0,65

-

LIS244ALH

4x4x1,5 - 16

x,y

2/6

2,4

3,3

3,6

50

0,68

1

LIS332AR

3x3x0,9 - 16

x,y,z

2

2,16

3

3,6

100

0,3

1

LIS332AX

3x3x0,9 - 16

x,y,z

2

2,16

3

3,6

100

0,3

1

LIS352AR

3x5x0,9 - 14

x,y,z

2

2,16

3,3

3,6

100

0,3

1

LIS352AX

3x5x0,9 - 14

x,y,z

2

2,16

3,3

3,6

100

0,3

1

LIS302SG

3x5x0,9 - 14

x,y,z

2

3

3,3

3,6

200

0,65

1

LIS344AL

4x4x1,5 - 16

x,y,z

3,5

2,7

3

3,3

275

0,69

-

LIS344ALH

4x4x1,5 - 16

x,y,z

2/6

2,4

3,3

3,6

50

0,68

1

LIS311AL

3x3x0,9 - 16

x,y,z

2

3

3,3

3,6

500

0,65

1

 

Таблица 2. Акселерометры с цифровым интерфейсом

P/N

LGA корпус, мм – количество выводов

Оси

Диапазон измерений ускорений, тип

Напряжение питания, В

Число бит

Ток потребления (тип)

Ток потребления в режиме Power down

(x,y,z)

±g

мин

тип

макc

мА

мкА

LIS202DL

3x5x0,9 - 14

x,y

2/8

2,16

2,5

3,6

8

0,3

1

LIS302DL

3x5x0,9 - 14

x,y,z

2/8

2,16

2,5

3,6

8

0,3

1

LIS35DE

3x5x0,9 - 14

x,y,z

2/8

2,16

2,5

3,6

8

0,3

1

LIS331DL

3x3x0,9 - 16

x,y,z

2/8

2,16

2,5

3,6

8

0,3

1

LIS33DE

3x3x0,9 - 16

x,y,z

2/8

2,16

2,5

3,6

8

0,3

1

LIS3LV02DL

4,4x7,5x1 – 16

x,y,z

2/6

2,16

3,3

3,6

12

0,65

1

LIS331DLF

3x3x0,9 - 16

x,y,z

2/4/8

2,16

2,5

3,6

6

0,25

1

LIS331DLM

3x3x0,9 - 16

x,y,z

2/4/8

2,16

2,5

3,6

8

0,25

1

LIS331DLH

3x3x0,9 - 16

x,y,z

2/4/8

2,16

2,5

3,6

12

0,25

1

 

Рисунок 4. Номенклатура MEMS STM

 

Рисунок 5. Корпуса акселерометров и гироскопов STM

Для получения дополнительной информации, заказа образцов и отладочных наборов обращайтесь:

ООО «Гамма-Санкт-Петербург»

тел.: (812) 325-51-15

факс: (812) 325-51-14

e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

скачать в формате PDF

Заявка на получение образцов

Вы можете получить образцы микросхем под разработку ваших устройств.
Для этого заполните ниже форму заявки.

Организация
Название организации
Неверный Ввод
Почтовый адрес
Неверный Ввод
Телефон организации
Неверный Ввод
Контактное лицо
Ф.И.О. (*)
Заполните, пожалуйста, поле
E-mail (*)
Заполните, пожалуйста, поле
Моб.телефон (*)
Заполните, пожалуйста, поле
Дополнительные вопросы
Наберите символы с картинки