LIS2DTW12是業(yè)內(nèi)首款同時(shí)搭載加速度計(jì)和絕對溫度計(jì)的微機(jī)電系統(tǒng) （MEMS）。直到今天，如果設(shè)計(jì)人員想要感應(yīng)運(yùn)動(dòng)和溫度，他們必須使用兩種不同的設(shè)備，這增加了成本和復(fù)雜性。此外，盡管有額外的感應(yīng)元件，LIS2DTW12 仍然是我們“femto”低功耗器件系列的一部分，這意味著它在斷電模式下僅使用 50 nA，在低功耗模式下僅使用 1 μA。封裝也與更傳統(tǒng)的 LIS2DW12 相同，僅為 2 mm x 2 mm x 0.7 mm，這意味著額外的傳感器不需要在功耗或尺寸上做出妥協(xié)，這使得 LIS2DTW12 更具吸引力。

當(dāng)今市場上的大多數(shù) MEMS 在其封裝內(nèi)都有溫度傳感器。然而，它本質(zhì)上是一個(gè)測量 V be的相對溫度傳感器，即BJT 晶體管的基極和發(fā)射極之間的電壓，以確定生產(chǎn)線上設(shè)置的值與電流測量值之間的差值。然后設(shè)備使用這個(gè)相對溫度來校準(zhǔn)來自運(yùn)動(dòng)傳感器的測量值，這要?dú)w功于補(bǔ)償機(jī)制。LIS2DTW12 比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要好得多，因?yàn)榕c所有其他 MEMS 不同，它的傳感模塊可以準(zhǔn)確跟蹤溫度，顯著提高其實(shí)用性，并使工程師能夠使用一個(gè)設(shè)備而不是兩個(gè)設(shè)備。

2 合 1 和 ±0.8 oC 精度

除了絕對溫度傳感器的簡單存在之外，我們還看到它的性能使其適用于廣泛的應(yīng)用。它可以感應(yīng) -40 oC 至 +85 oC 的溫度，并提供 12 位輸出，在 0 oC 和 70 oC 之間具有 ±0.8 oC 的典型精度，在進(jìn)行更極端的測量時(shí)精度為 ±1.3 oC. 離散溫度傳感器往往具有 ±0.5 oC 的精度，這意味著這種二合一解決方案對性能的影響很小，它可以滿足大量應(yīng)用的需求，不會(huì)注意到 ±0.5 oC 的損失。 0.3 oC 的精度。無論是鮮花、藥品、消費(fèi)品的運(yùn)輸，還是其他工業(yè)場景，物料清單的減少和設(shè)計(jì)的簡化所帶來的回報(bào)，很容易掩蓋這點(diǎn)微薄的損失。

為了達(dá)到這樣的精度水平，我們改變了測試流程并找到了校準(zhǔn)溫度傳感器的巧妙方法。事實(shí)上，我們在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度下測試加速度計(jì)，這意味著在此期間沒有任何環(huán)境變化可以校準(zhǔn)溫度計(jì)本身。但是，通過控制制造過程的各個(gè)方面，包括各種設(shè)施的環(huán)境溫度，我們可以繞過最初的挑戰(zhàn)來正確校準(zhǔn)溫度傳感器，并提供一種非常接近隱蔽溫度計(jì)的獨(dú)特二合一解決方案。

相同的封裝和功耗

我們的團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì) LIS2DTW12 時(shí)完成的另一項(xiàng)工程壯舉在于，添加溫度傳感器不需要額外的空間。與所有加速度計(jì)一樣，新設(shè)備使用專用集成電路 （ASIC），部分用于校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)傳感器。通過使用該 ASIC 上的可用空間以及標(biāo)準(zhǔn)晶體管，我們能夠添加使系統(tǒng)能夠測量絕對溫度的組件，而無需任何額外空間。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，這意味著創(chuàng)建更小、更易于構(gòu)建的跟蹤模塊。

同樣，溫度計(jì)對功耗的影響也難以察覺。在相同的精度水平下，LIS2DW12（不帶溫度計(jì)）和 LIS2DTW12（帶溫度計(jì)）表現(xiàn)出相同的功耗水平。還可以關(guān)閉溫度計(jì)并僅使用加速度計(jì)，從而使設(shè)計(jì)人員能夠調(diào)整組件的行為以進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率。因此，開發(fā)人員可以設(shè)想一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)將在特定時(shí)間間隔或當(dāng)設(shè)備檢測到運(yùn)動(dòng)時(shí)喚醒溫度計(jì)。此外，還有靜止和運(yùn)動(dòng)檢測功能，可在某些事件后關(guān)閉或快速喚醒設(shè)備，以進(jìn)一步優(yōu)化功耗。

LIS2DTW12 的旅程將是怎樣的？

STEVAL-MKI190V1 評估板

LIS2DTW12 的歷史反映了它在行業(yè)中的作用。該組件最初是航運(yùn)業(yè)公司提出的要求，該公司需要一個(gè)可以感知運(yùn)動(dòng)和溫度的跟蹤模塊，同時(shí)在紐扣電池上持續(xù)使用五年。他們運(yùn)輸?shù)呢浳镉袝r(shí)對溫度很敏感，他們需要有一個(gè)溫度計(jì)，可以為客戶提供新的保證，同時(shí)仍然滿足極其嚴(yán)格的電力限制。我們想出的設(shè)備非常成功，最終我們將其發(fā)布給公眾，因?yàn)槲覀兞私獾狡惹行枰獙鞲性悄艿丶傻揭粋€(gè)消耗很少能量的微小組件中。 新設(shè)備還展示了我們團(tuán)隊(duì)的獨(dú)創(chuàng)性以及控制整個(gè)制造過程所帶來的優(yōu)勢。

工程師和發(fā)燒友可以先拿上評估板STEVAL-MKI190V1來體驗(yàn)LIS2DTW12。該器件位于STEVAL-MKI109V3主板上，開發(fā)人員可以使用STSW-MKI109W Unico圖形用戶界面來配置寄存器并開始編寫應(yīng)用程序。他們還可以使用它來可視化設(shè)備的輸出并通過繪制數(shù)據(jù)點(diǎn)來測試其限制。下面的視頻將確保開發(fā)人員可以更快地啟動(dòng)他們的項(xiàng)目，避免在他們選擇的 IDE 上工作之前花太多時(shí)間學(xué)習(xí)這些工具。設(shè)計(jì)人員還將欣賞 STEVAL-MKI190V1 隨附的原理圖，以幫助他們更快地創(chuàng)建 PCB。

審核編輯：郭婷