Ein Körper in Bewegung

Bild 2: Die EVAL-ADXL362-ARDZ

Bild 2: Die Eval-ADXL362-ARDZ Mouser

Viele Hersteller sind bereits gut für die Entwicklung und Produktion von MEMS-Sensoren aufgestellt, da deren Produktion ähnlich der herkömmlicher Halbleiter ist. Auf der Medical MEMS and Sensors Conference 2017 in Santa Clara, Kalifornien, hielt Mark da Silva, Ph.D., der leitende Ingenieur im Bereich Hochleistungssensoren bei Analog Devices, eine Präsentation mit dem Titel „Ultra Low Power Implantable Inertial MEMS Sensors“ (zu Deutsch etwa: Implantierbare MEMS-Trägheitssensoren mit ultraniedrigem Energieverbrauch). Darin erläuterte er, in welche Richtung Halbleiterhersteller sich bewegen. Implantierbare MEMS-Trägheitssensoren könnten beispielsweise die Bewegung von Extremitäten in Echtzeit überwachen; ähnliche Sensoren hingegen ließen sich in den Rücken einpflanzen, um das Rückenmark zu stimulieren und so eine Schmerzlinderung zu erzielen.

MEMS-Beschleunigungsmesser mit niedrigem Energieverbrauch wie die der ADXL362-Baureihe von Analog Devices sind bereits auf dem Markt verfügbar und kommen in vielen verschiedenen Bereichen zum Einsatz, unter anderem in Hörgeräten oder Geräten für die häusliche Pflege. Diese dreiachsigen Beschleunigungsmesser erfassen sowohl dynamische als auch statische Beschleunigungen und verbrauchen nur 10 nA im Ruhemodus beziehungsweise 270 nA im bewegungsgesteuerten Aktivmodus. Da diese Sensoren im Gegensatz zu einigen anderen MEMS-Sensoren nicht auf Unterabtastung setzen, erfolgt die Abtastung bei einer Ausgangsauflösung von 8 und 12 Bit über die gesamte Bandbreite des Sensors. Diese Auflösung kann 1 mg/LSB im Bereich ±2 g betragen. Das standardmäßige Rauschniveau liegt bei dieser Produktfamilie bei 500 μg/√Hz, jedoch gibt es auch einen Modus für reduziertes Rauschen, mit dem sich dieser Wert auf 175 μg/√Hz reduzieren lässt. Wie in Bild 1 ersichtlich verfügt der ADXL362 auch über Antialiasing-Filter, einen Temperatursensor, einen Analog-Digital-Wandler (ADC), eine SPI und digitale Logik.

Alle Funktionen des ADXL362 lassen sich mithilfe der Arduino-kompatiblen Eval-ADXL362-ARDZ-Abschirmung evaluieren, die über einen LC-Bildschirm verfügt, der die erfassten Sensordaten wie etwa Neigung oder Temperatur anzeigt.

Beim ICM-20948 von TDK Invensense handelt sich um ein Trackingmodul mit Neun-Achsen-Bewegungserkennung, bei dem ein Drei-Achsen-Gyroskop, ein Drei-Achsen-Beschleunigungssensor, ein Drei-Achsen-Kompass und ein Digital Motion Processor (DMP) in einem Multi-Chip-Modul mit den Maßen 3 × 3 × 1 mm³ integriert sind. Jeder Sensor verfügt über einen Selbsttestmodus und der integrierte Bewegungsprozessor kümmert sich um die Kalibrierung und die Algorithmen zur Bewegungsverarbeitung, was den Host-Prozessor entlastet.

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