שיקולי עיצוב מרכזיים, עתיד חיישני IoT

בלוג זה נועד לדון, אם כי ברמה גבוהה, כיצד השינויים הללו משפיעים על האילוצים על עיצוב החיישנים ומה סביר להניח שצרכני מודול החיישנים יחפשו עם התקדמות המגמות הללו.

חיישנים פנימה IOT

כמעט כל חיישן יכול להיחשב כעת כחיישן IoT. מקור: onsem

שיקולי עיצוב חיישן מרכזיים עבור IOT

גורמים מתפתחים בשוק ה-IoT מניעים את תכנון החיישנים לקראת אינטגרציה, כאשר מספר חיישנים וטכנולוגיות עיבוד משולבים לשבב אחד. גישה זו מפחיתה את השימוש בחלל ומשפרת את יכולות היתוך חיישנים.

עם זאת, בעוד שחיישני אינרציה כמו מדי תאוצה וג'ירוסקופים יכולים למנף את ייצור MEMS ולהשתלב עם תהליכי מוליכים למחצה, חיישנים בתדר גבוה ומגנטי דורשים חומרים מיוחדים ופיתוח SiP מורכב, הדורש השקעה משמעותית.

בנוסף, עיצוב חיישנים מודרני מתמודד עם שגיאות ובעיות הפרעות מובנות; למשל, חיישנים פיזואלקטריים רגישים לפגיעות, רעידות והפרעות אלקטרומגנטיות. למרות שטכניקות עיבוד נתונים כגון מיצוע וחלון יכול להפחית שגיאות, יש צורך בטכנולוגיות עיבוד אותות מתקדמות יותר כדי לשפר את הדיוק והנאמנות של הנתונים בקצבי העברת נתונים גבוהים יותר.

שלושה שלבים להשגת קישוריות חיישן חכם

    1. מבחר תקני קישוריות אלחוטית

    2. בחירת מודולי קישוריות/אנטנה של IoT

    3. בדיקות הסמכה והתאמה

העתיד של IOT עיצוב חיישן

אלקטרוניקה וחיישנים בתדר גבוה ישולבו לצד אלקטרוניקה דיגיטלית לעיבוד אותות במהירות גבוהה ויגדילו מאוד את זמן התגובה והנאמנות של חיישנים שנבנו בטכנולוגיה זו. זה כולל מכ"מים לרכב, חיישני קירבה מבוססי מכ"ם ומערכות הדמיה של גלי מיקרוגל/מילימטר.

ישנו גם גוף הולך וגדל של מאמצי מחקר ומחקר המתמקדים במימוש מטא-חומרים מורכבים יותר (מטא-מבנים) על-שבב עבור מתמרי חיישנים משופרים ויכולת עיבוד אותות. דוגמאות כוללות מקטבים מטא-חומרים המשמשים להחלפת מקטבי מוליך גל לצורך אופטימיזציה טופולוגית של חיישני פוטו על-שבב. מטא-מבנים משולבים לצד חיישנים יכולים להיות גורם מפתח בהפחתת שגיאות ורעש בנתוני החיישנים על ידי מתן מיזוג אות פסיבי שאינו מוסיף עיכוב משמעותי באות נתוני החיישן.

כמו בטכנולוגיות רבות אחרות, מזעור, יעילות משופרת ודיוק רב יותר הם הדרישות העתידיות לטכנולוגיות חיישני IoT. זהו אתגר הולך וגובר, במיוחד מכיוון שטכנולוגיות חיישנים רבות מוגבלות בפוטנציאל המיניאטורי שלהן או אינטגרציה עם טכנולוגיות עיבוד או תקשורת. לפיכך, סביר להניח שיש מקום לטכנולוגיות חיישנים חדשות, אינטגרליות יותר, שיחליפו טכנולוגיות חיישנים מדור קודם, שאינן עשויות כל כך להתאים לגורמי הצורה הקומפקטיים והמוטבים ביותר של מערכות ה-IoT.