Principais considerações de design, futuro dos sensores de IoT

Este blog tem como objetivo discutir, ainda que em alto nível, como essas mudanças influenciam as restrições no design de sensores e o que os consumidores de módulos de sensores provavelmente procurarão à medida que essas tendências progridem.

Sensores em IoT

Praticamente qualquer sensor pode agora ser considerado um sensor IoT. Fonte: onsemi

Principais considerações sobre o projeto do sensor para IoT

Fatores emergentes no mercado de IoT estão direcionando o design de sensores para a integração, com múltiplos sensores e tecnologias de processamento sendo combinados em um único chip. Essa abordagem reduz o uso de espaço e aprimora as capacidades de fusão de sensores.

No entanto, enquanto sensores inerciais como acelerômetros e giroscópios podem alavancar a fabricação de MEMS e se integrar a processos de semicondutores, sensores magnéticos e de alta frequência exigem materiais especiais e desenvolvimento complexo de SiP, o que demanda investimento substancial.

Além disso, o design moderno de sensores enfrenta erros inerentes e problemas de interferência; por exemplo, sensores piezoelétricos são suscetíveis a impactos, vibrações e interferência eletromagnética. Embora técnicas de processamento de dados como média e janelamento possam reduzir erros, tecnologias de processamento de sinal mais avançadas são necessárias para melhorar a precisão e a fidelidade dos dados em taxas de transmissão de dados mais altas.

Três etapas para obter conectividade de sensor inteligente

    1. seleção de padrões de conectividade sem fio

    2. seleção de módulos de conectividade/antena IoT

    3. Certificação e Testes de Conformidade

Futuro de IoT projeto do sensor

Eletrônicos e sensores de alta frequência a serem integrados junto com eletrônicos de processamento de sinal digital de alta velocidade e aumentar muito o tempo de resposta e a fidelidade dos sensores construídos com essa tecnologia. Isso inclui radares automotivos, sensores de proximidade baseados em radar e sistemas de imagens de micro-ondas/ondas milimétricas.

Há também um crescente corpo de pesquisa e esforços de pesquisa focados em realizar metamateriais mais complexos (metaestruturas) no chip para transdutores de sensor aprimorados e capacidade de processamento de sinal. Exemplos incluem polarizadores de metamateriais usados ​​para substituir polarizadores de guia de onda para otimização topológica de fotossensores no chip. Metaestruturas integradas ao lado de sensores podem ser um fator-chave na redução de erro e ruído em dados de sensor, fornecendo condicionamento de sinal passivo que não adiciona atraso substancial no sinal de dados do sensor.

Assim como em muitas outras tecnologias, miniaturização, eficiência aprimorada e maior precisão são as demandas futuras para tecnologias de sensores de IoT. Este é um desafio crescente, especialmente porque muitas tecnologias de sensores são limitadas em seu potencial de miniaturização ou integração com tecnologias de processamento ou comunicação. Portanto, provavelmente há espaço para novas tecnologias de sensores mais integráveis ​​para substituir tecnologias de sensores legadas que não são tão facilmente feitas para se ajustar aos fatores de forma compactos e altamente otimizados dos sistemas de IoT.