目前，制造商正在不斷完善手持式裝置，提供體積更小而功能更多的產(chǎn)品。但是他們不得不面對(duì)相互矛盾的要求——在讓產(chǎn)品功能超群的同時(shí)降低其成本。
解決這一難題的方法之一是采用微型機(jī)電系統(tǒng)MEMS。MEMS可以使制造商將一件產(chǎn)品的所有功能集成到單個(gè)芯片上。MEMS對(duì)消費(fèi)電子產(chǎn)品的終極影響有很多，例如可以降低成本、在不犧牲性能的情況下減小尺寸和重量的等。手持式設(shè)備制造商正在逐漸意識(shí)到MEMS的價(jià)值以及這種技術(shù)所帶來的好處——大批量、低成本、小尺寸。根據(jù)市場(chǎng)的趨勢(shì)來看，雖然MEMS行業(yè)傳統(tǒng)上與汽車應(yīng)用相關(guān)，但是隨著微型傳感器敏感度越來越高并且價(jià)格便宜，以及越來越多的人需要移動(dòng)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，該行業(yè)也開始在消費(fèi)市場(chǎng)中占據(jù)一席之地。預(yù)計(jì)消費(fèi)電子市場(chǎng)" title="消費(fèi)電子市場(chǎng)">消費(fèi)電子市場(chǎng)對(duì)MEMS傳感器的使用將從2005年的3.55億美元增長(zhǎng)到2010年的8億美元。
1飛思卡爾" title="飛思卡爾">飛思卡爾基于MEMS傳感器
飛思卡爾半導(dǎo)體自1980年第一個(gè)傳感器問世以來，銷售的傳感器數(shù)量數(shù)以億計(jì)。飛思卡爾幫助客戶開發(fā)產(chǎn)品，用以監(jiān)控日常生活中出現(xiàn)的大量產(chǎn)品和技術(shù)。 飛思卡爾將非常小的電子和機(jī)械組件包含在一個(gè)封裝中做成了MEMS傳感器。該封裝還整合了集成電路(IC)，當(dāng)MEMS感應(yīng)、處理或控制周圍環(huán)境時(shí)，它使系統(tǒng)的一部分能夠進(jìn)行信息處理。傳感器適用于需要測(cè)量因傾斜、移動(dòng)、定位、震動(dòng)或擺動(dòng)而產(chǎn)生的各種力，或者測(cè)量壓力、高度、重量和水位的最終產(chǎn)品或嵌入式系統(tǒng)。
飛思卡爾的MEMS傳感器設(shè)備" title="傳感器設(shè)備">傳感器設(shè)備的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。在汽車領(lǐng)域，汽車設(shè)計(jì)人員和廠商在每輛汽車的不同地方都要應(yīng)用飛思卡爾的MEMS傳感器。在加強(qiáng)汽車安全的應(yīng)用中，加速傳感器提供碰撞檢測(cè)功能并對(duì)前/側(cè)氣囊及其他汽車安全設(shè)備進(jìn)行有效部署。在醫(yī)療領(lǐng)域和特殊的保健監(jiān)控應(yīng)用中，使用MEMS傳感器，能使使用者擁有更準(zhǔn)確的血壓監(jiān)控設(shè)備，功能更高的呼吸器，為病人提供重要診斷。在蜂窩電話中，MEMS產(chǎn)品能使自然的手部運(yùn)動(dòng)(而不是推動(dòng)按鈕的方法)用作激活各種功能，另外它能夠檢測(cè)加速度或減速度(例如在設(shè)備跌落時(shí))，從而防止手持設(shè)備受損，并將數(shù)據(jù)損失的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。此外，它可用于更精確的氣象站氣象測(cè)量和反應(yīng)更快、更強(qiáng)的游戲設(shè)備等。
2 飛思卡爾傳感器技術(shù)不斷創(chuàng)新
飛思卡爾基于MEMS的壓力傳感器和加速傳感器是汽車電子、保健監(jiān)控設(shè)備、智能便攜電子設(shè)備(如蜂窩電話、PDA和硬盤驅(qū)盤器；計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和無線設(shè)備)等關(guān)鍵應(yīng)用的關(guān)鍵組件。
隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，飛思卡爾半導(dǎo)體近期又推出三款敏感度極高的傳感器。這些傳感器可以加快MEMS行業(yè)向消費(fèi)市場(chǎng)的更高采用率轉(zhuǎn)換。此次基于MEMS的MMA6270Q(XY-軸)、MMA6280Q(XZ-軸)和 MMA7261Q (XYZ-軸) 傳感器(也稱為加速計(jì)" title="加速計(jì)">加速計(jì))的推出將飛思卡爾當(dāng)前的產(chǎn)品系列從1.5g增加到10g。這三款針對(duì)低成本消費(fèi)電子市場(chǎng)的低重力(low-g)傳感器是電子系統(tǒng)的理想之選，它可以探測(cè)通過微小的力量變化就可導(dǎo)致的墜落、傾斜、移動(dòng)、定位和振動(dòng)。MMA7261Q和MMA62XXQ傳感器分別如圖1和圖2所示。
MMA6270Q(XY-軸)、MMA6280Q(XZ-軸)和MMA7261Q(XYZ-軸)傳感器設(shè)備根據(jù)應(yīng)用需要提供2或3個(gè)感應(yīng)軸。MMA6280Q是業(yè)界第一個(gè)XZ軸加速計(jì)，可在橫向和垂直平面上感應(yīng)，無需子卡。因此在不需要三軸" title="三軸">三軸設(shè)備的情況下，它是一款經(jīng)濟(jì)、高效的解決方案。其應(yīng)用包括高級(jí)步程計(jì)，可測(cè)量步行中人的腳步運(yùn)動(dòng)、距離和速度。三軸傳感器設(shè)備允許根據(jù)多種不同應(yīng)用和功能選擇敏感度。
3 典型應(yīng)用
基于MEMS的傳感器可用于消費(fèi)產(chǎn)品、工業(yè)或保健監(jiān)控產(chǎn)品或應(yīng)用于具有傳感功能的嵌入式系統(tǒng)。其應(yīng)用實(shí)例如下：(1)GPS系統(tǒng)；(2)硬盤的自由落體保護(hù)；(3)像機(jī)的穩(wěn)定性；(4)在游戲設(shè)備中的滾動(dòng)界面；(5)墜落檢測(cè)；(6)墜落日志；(7)HDD保護(hù)；(8)MP3播放器；(9)便攜電子產(chǎn)品；(10)用于擔(dān)保的記錄；(11)電子羅盤；(12)人類環(huán)境學(xué)工具；(13)游戲；(14)圖像穩(wěn)定性。
MMA6270Q、MMA6280Q和 MMA7261Q的功能如下：
· 各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的雙軸或三軸感應(yīng)；
· 客戶可選擇重力范圍；
· MMA62x0Q：1.5g/ 2g/ 4g/ 6g；
· MMA7261Q：2.5g/ 3.3g/ 6.7g/ 10g；
· 低電流消耗(500μA)；
· 睡眠模式只需3μA，可延長(zhǎng)電池壽命;
· 低電壓操作(2.2～3.6V);
· 快速電源響應(yīng)時(shí)間(1ms);
· 高敏感度、低噪音、更高的清晰度、更大的準(zhǔn)確性;
· 將信號(hào)條件、放大功能和溫度與低通濾波器相結(jié)合;
· 小尺寸的方型扁平無引腳(QFN)封裝(6x6x1.45毫米);
· 符合限制使用有害物質(zhì)(RoHS)的指令。
開發(fā)工具包括MC9S08QG8 MCU。它結(jié)合了MMA7260Q XYZ軸加速計(jì)(可直接由MMA6270Q、MMA6280Q或MMA7261Q代替)和2.4GHz MC13191無線收發(fā)器，以及USB 2.0全速的MC68HC908JW32。
評(píng)估工具包也可用于三款基于MEMS的傳感器。小型電路板可用于評(píng)估設(shè)備，以快速開發(fā)原型產(chǎn)品。