Considérations clés en matière de conception, avenir des capteurs IoT

Ce blog vise à discuter, bien qu'à un niveau élevé, de la manière dont ces changements influencent les contraintes sur la conception des capteurs et des modules de capteurs que les consommateurs sont susceptibles de rechercher à mesure que ces tendances progressent.

Capteurs dans IoT

Presque tous les capteurs peuvent désormais être considérés comme des capteurs IoT. Source : onsemi

Considérations clés sur la conception des capteurs pour IoT

Les nouveaux facteurs sur le marché de l'IoT poussent la conception des capteurs vers l'intégration, avec la combinaison de plusieurs capteurs et technologies de traitement dans une seule puce. Cette approche réduit l'utilisation de l'espace et améliore les capacités de fusion des capteurs.

Cependant, alors que les capteurs inertiels tels que les accéléromètres et les gyroscopes peuvent tirer parti de la fabrication MEMS et s'intégrer aux processus de semi-conducteurs, les capteurs haute fréquence et magnétiques nécessitent des matériaux spéciaux et un développement SiP complexe, ce qui exige des investissements substantiels.

De plus, la conception moderne des capteurs est confrontée à des erreurs inhérentes et à des problèmes d'interférences. Par exemple, les capteurs piézoélectriques sont sensibles aux impacts, aux vibrations et aux interférences électromagnétiques. Bien que les techniques de traitement des données telles que le calcul de moyenne et le fenêtrage puissent réduire les erreurs, des technologies de traitement du signal plus avancées sont nécessaires pour améliorer la précision et la fidélité des données à des débits de transmission de données plus élevés.

Trois étapes pour obtenir une connectivité de capteur intelligent

    1. sélection des normes de connectivité sans fil

    2. sélection de modules de connectivité/antenne IoT

    3. Certification et tests de conformité

Futur de IoT conception du capteur

L'électronique et les capteurs haute fréquence seront intégrés aux composants électroniques de traitement de signaux numériques à grande vitesse et augmenteront considérablement le temps de réponse et la fidélité des capteurs construits avec cette technologie. Cela comprend les radars automobiles, les capteurs de proximité à base de radar et les systèmes d'imagerie à micro-ondes/ondes millimétriques.

Il existe également un nombre croissant de recherches et d'efforts axés sur la réalisation de métamatériaux (métastructures) plus complexes sur puce pour des transducteurs de capteurs et une capacité de traitement du signal améliorés. Les exemples incluent les polariseurs de métamatériaux utilisés pour remplacer les polariseurs de guide d'ondes pour l'optimisation topologique des photocapteurs sur puce. Les métastructures intégrées aux capteurs pourraient être un facteur clé pour réduire les erreurs et le bruit dans les données des capteurs en fournissant un conditionnement passif du signal qui n'ajoute pas de retard substantiel dans le signal de données du capteur.

Comme pour de nombreuses autres technologies, les technologies de capteurs IoT doivent répondre à des exigences futures en matière de miniaturisation, d’amélioration de l’efficacité et de plus grande précision. Il s’agit d’un défi croissant, d’autant plus que de nombreuses technologies de capteurs sont limitées dans leur potentiel de miniaturisation ou d’intégration avec les technologies de traitement ou de communication. Il est donc probable que de nouvelles technologies de capteurs plus intégrables puissent remplacer les technologies de capteurs existantes qui ne sont pas aussi facilement adaptées aux formats compacts et hautement optimisés des systèmes IoT.