Die direkten ppm-Messwerte des PAS210, die Fähigkeit zur Oberflächenmontage und das einfache Design erlauben eine einfache und schnelle Integration in Anwendungen mit geringer und hoher Produktionszahl. (Bild: Infineon)
Bereits im Vorfeld der Sensor+Test 2019 stellte Infineon mit dem mit dem PAS210 aus der Xensiv-Sensorfamilie einen CO2-Sensor vor. Im Gegensatz zu gängigen CO2-Sensoren basiert die Lösung des Halbleiterherstellers auf der photoakustischen Spektroskopie.
Diese Technologie verwendet ein hochempfindliches MEMS-Mikrofon als Detektor und ermöglicht damit eine Verkleinerung von CO2-Sensoren. So eignet er sich etwa für Smart Home-Anwendungen und Gebäudeautomation sowie für verschiedene IoT-Geräte zur Verbesserung der Raumluftqualität. Auf einer Leiterplatte integriert der CO2-Sensor einen photoakustischen Wandler mit Detektor, Infrarotquelle und optischem Filter. PAS210 umfasst auch einen Mikrocontroller für die Signalverarbeitung und Algorithmen sowie einen MOSFET zum Betreiben der Infrarotquelle. Beispielsweise der PAS210 das ebenfalls aus der Xensiv-Familie stammende MEMS-Mikrofon IM69D130 mit hohem SNR (Signal- Rausch-Verhältnis) als Detektor. Der Sensor spart damit mehr als 75 Prozent Platz im Vergleich zu handelsüblichen echten CO2- Sensoren.
Der integrierte Mikrocontroller wandelt den MEMS-Mikrofonausgang in einen ppm- Wert um, der über drei Schnittstellen verfügbar ist: dem seriellen I²C-, UART- oder PWM-Interface. Das Spektrum für die CO2-Messung von XENSIV PAS210 umfasst einen Bereich von 0 ppm bis 10.000 ppm mit einer Genauigkeit von ±30 ppm oder ±3 Prozent des Messwertes.
Darüber erweitert Infineon sein Sensorangebot um den den Drucksensor DPS368, den AMR-Winkelsensor TLE5109A16 sowie den Hall-Sensor TLE499913. Der DPS 368 ist mit einer Größe von 2,0 x 2,5 x 1,1 mm3 ein sehr kompakter barometrischer Luftdrucksensor, der sowohl in der Lage ist Druck als auch Temperatur zu messen. Die erfassten Messwerte gibt er als digitales Signal aus. Mit einer Abweichung von ±2 cm ist der Sensor sehr präzise und aus und hat trotz exakter Messung von Höhe, Luftstrom und Bewegungen einen geringen Stromverbrauch (1,7 µA für Druckmessungen mit einer Abtastrate von 1 Hz). Sein robustes Gehäuse hält einem Wasserdruck in 50 m Tiefe für eine Stunde stand (IPx8) und schützt die Sensorzellen vor Staub und Feuchtigkeit. Diese hohe Robustheit erleichtert die Handhabung des Bauteils in einer Montagelinie. Der Drucksensor basiert auf einer kapazitiven Messung, die eine hohe Präzision auch bei Temperaturschwankungen garantiert. Der interne Signalprozessor wandelt die Daten des Druck- und Temperatursensors in 24-Bit-Ergebnisse um. Der Sensor arbeitet im Druckbereich von 300 bis 1200 hPa und Temperaturbereich von -40 bis +85 °C mit einer Temperaturgenauigkeit von ±0,5 °C. Die Sensordaten lassen sich über eine serielle I²C- oder SPI-Schnittstelle auslesen.
Bei schwachen Magnetfeldern erreichen die TLE5109A16-Sensoren Winkelfehler von niedrigen 0,2 Grad. Infineon
Beim TLE5109A16 von Infineon handelt es sich um einen AMR-Winkelsensor (Anisotrope Magneto-Resistive), der sich speziell für Anwendung im Industrial- und Automotivebereich und dort funktionale Sicherheit bietet. Er eignet sich für präzise, schnelle und dabei kosteneffektive Winkelmessungen. Das Bauelement ist für 180-Grad-Winkelmessungen konzipiert, lässt sich aber auch für 360-Grad-Messungen in Motoren mit einer geraden Anzahl von Pol-Paaren nutzen. Die Winkelsensoren decken einen Bereich von 10 mT bis zu mehr als 500 mT ab. Ein wesentlicher Vorteil der AMR-Technologie von Infineon ist die sehr hohe Genauigkeit, mit typischen Winkelfehlern von 0,1 Grad. Insbesondere bei schwachen Magnetfeldern zwischen 10 und 20 mT, bei denen die Winkelfehler üblicherweise signifikant steigen, erreichen die Winkelsensoren Winkelfehler von niedrigen 0,2 Grad. Die TLE5109A16-Sensoren sind als Ein- und Zwei-Chip-Versionen erhältlich, letztere ermöglichen funktionale Sicherheit gemäß ASIL-D. Infineon bietet die Sensoren mit zwei Optionen für die Spannungsversorgung an: 3,3 V und 5 V.
Der monolithisch integrierte lineare Hall-Sensor TLE4999I3 ermöglicht die Entwicklung fehlertoleranter Systeme nach den ASIL-D-Anforderungen an funktionale Sicherheit im Fahrzeug. Zu den Einsatzgebieten für den Hall-Sensor von Infineon gehören beispielsweise elektrische Lenksysteme, elektrische Drosselklappensysteme und Pedalanwendungen. Mit Hilfe des TLE4999I3 ist auf Systemebene ein unterbrechungsfreier Betrieb möglich. Der Baustein besteht aus einem Chip, auf dem sich zwei unabhängige Hall-Elemente befinden. Ihre Signalpfade sind getrennt voneinander ausgelegt. Interne Kontrollmechanismen sorgen bereits innerhalb des Bausteins eine Plausibilitätskontrolle der Sensordaten durch. Der Sensor bietet eine hohe magnetische Empfindlichkeit mit einer Fehlertoleranz von unter 2 Prozent.
Der TLE4999I3 von Infineon ist der weltweit erste monolithisch integrierte Linear-Hall-Sensor für ASIL D-Systeme. Infineon
Die Offsetfehlerdrift des Hauptkanals beträgt maximal 100 µT. Einstellbar sind zwei magnetische Bereiche von ±12,5 mT und 25 mT. Der Sensor verfügt über eine PSI5-Kommunikationsschnittstelle und unterstützt Kabellängen bis zu 12 m. Untergebracht ist der Baustein in einem PG-SSO-3-Gehäuse. Er ist gemäß AEC-Q100, Grad 0 qualifiziert und für Umgebungstemperaturen von 150 °C ausgelegt.
(prm)
