为手机量身打造的气体传感器面世 中国市场需求更强劲

来源:华强电子网 作者:于宏达 时间:2015-11-13 15:26

微控制器 Cambridge 气体传感器

  日益恶化的空气质量是许多国家所头痛的问题,推动了可监测空气质量的气体传感器在2015年的起飞。包括中国在内的亚洲国家许多大城市对于空气质量不佳所面临的问题尤为突出,因此中国业者对空气质量传感器展现的兴趣最高,其市场应用可能比西方国家还要早先一步。Bosch表示将会是领先市场推出此类组合传感器,三星也正在与德国厂商AppliedSensor合作开发气体传感器,中兴(ZTE)在产品中采用RF MEMS天线调谐器(Cavendish Kinetics提供)也是一个佐证。来自英国的业者Cambridge CMOS Sensors更是携带了全球第一款为智能手机量身打造的气体传感器 CCS811直抵中国,展现了其对中国市场的无限憧憬。


  CCS产品营销总监Paul Wilson接受记者采访

  

      据调查,室内挥发性有机化合物(VOCs)可10倍于室外水平,全数字的CCS811传感器能被配置为可感测VOC,例如廉价的加热器产生之一氧化碳,廉价家具产生的甲醛,甚至还能作为警察取缔酒驾的呼吸测试器。CCS产品营销总监Paul Wilson在接受《华强电子》记者采访时表示。它能告诉妳何时该打开窗户通风;研究显示,尽管是非常少量的挥发性有机化合物,也会让人在做决策时的效率出现61%的低落。

  

      那么CCS811传感器是通过什么技术原理来侦测出VOC并推断出其超出环境标准对人产生的影响呢?据了解,该气体传感器的最顶端是一层金属氧化物(例如侦测挥发性有机化合物的锡氧化物),其下方有金(gold)触点,可量测金属氧化物的电阻;在金导线之下的是一个微小的加热板,会为整个组件加热,因此改变顶层的电阻值──与(透过孔洞)接触传感器的气体成正比。然后该数字传感器利用Silicon Labs的8051微控制器(与传感器在同一个封装中),来量测金电极之间的电阻,并实时缓冲其变化;当它超过一个既定水平,一个中断警报就会被发送到智能手机的应用处理器(或是应用处理器会周期性轮询8051控制器清空缓冲存储器,并绘制例如空气质量的PPM记录图等,看应用程序如何执行)。


  

      该传感器正是基于CCS独有的微加热板技术,使得与传统的金属氧化物气体传感器相比,CCS811提供高度可靠的气体传感器解决方案,以及快速的测试周期,显著地降低了平均功耗。下图是其与红外传感器进行室内空气测试结果的对比,二者灵敏度基本相当。


  

       那么,为什么说这是为智能手机、可穿戴设备量身打造的气体传感器呢?Paul Wilson也给记者做了详细解释。CCS 先前曾推出模拟版本的传感器,需要OEM客户添加自己的微控制器,或是借用应用处理器的宝贵资源来启动微型加热板、量测金电极之间的电阻并分析结果;而新版的CCS811将金属氧化物气体传感器和微控制器子系统集成在一起,从而使得智能手机、可穿戴设备和联网家用设备能够实现室内空气质量的检测,并简化了设计,延长了电池续航时间,缩减了系统成本。与使用分离式气体传感器和微控制器芯片的解决方案相比,可以节省设备的物料清单成本以及高达60%的占板面积。


  CCS811客户评估版

  

      CCS811支持与应用处理器兼容的标准I2C数字接口,所有这些功能都集成到单一小型化的、尺寸为2.7mm×4.0mm、脚距为0.6mm的平面栅格阵列(LGA)封装中,适用于低成本的PCB技术。CCS811支持多种低功耗优化测量模式,在进行主动式传感器测量时每分钟的功耗低于1.2mW,空闲模式下低于6μW。 

       CCS811带有内置微控制器,该微控制器在使用智能检测算法进行气体检测时,可管理传感器驱动模式、数模转换器测量,并处理原始传感器数据,以表现真实世界环境中的等效二氧化碳(eCO2)等级或总挥发性有机化合物(TVOC)的测量值,真实世界环境中挥发性有机化合物产生的主要原因是人。这种板载处理功能降低了总体系统的功耗,并减少了主系统所需进行的处理。

  据了解,接下来他们将在同一个封装中整合多个CCS811传感器芯片,以及增加金属氧化物涂层,以支持更多种类的气体感测。 “但比较遗憾的是,目前气体传感器技术无法量测空气中的悬浮微粒,这类技术恐怕近2年还没有机会进驻手机和可穿戴领域。”Paul Wilson表示。(责编:张哲)



本文为华强电子网原创,版权所有,转载需注明出处

参与Qualcomm调研活动100%中大奖哦!小伙伴们快点行动吧!

关注方法:添加好友→搜索“华强微电子”→关注

或微信“扫一扫”二维码

资讯排行榜

  • 每日排行
  • 每周排行
  • 每月排行

华强资讯微信号

关注方法:
· 使用微信扫一扫二维码
· 搜索微信号:华强微电子