A STMicroelectronics, fornecedora global de semicondutores que atende clientes em todo o espectro de aplicações eletrônicas, está lançando um novo detector de presença humana e movimento para aprimorar sistemas de segurança, equipamentos de automação residencial e dispositivos IoT que normalmente usam detecção infravermelha passiva (PIR).
O sensor STHS34PF80 contém transistores térmicos que podem detectar objetos estacionários, ao contrário dos detectores PIR convencionais que exigem que o objeto detectado esteja em movimento para produzir uma resposta mensurável do sensor. Além disso, embora os PIRs precisem de lentes Fresnel para detectar objetos em movimento, o novo detector da ST permite uma construção mais simples e sem lentes.
“As casas inteligentes, os edifícios inteligentes e as aplicações IoT de hoje precisam de detecção de presença precisa para melhorar o controle de sistemas como iluminação, aquecimento, segurança e monitoramento de segurança para um futuro sustentável”, disse Simone Ferri, GM, AMS MEMS Sub-Group, STMicroelectronics . “Nosso novo STHS34PF80 é um sensor econômico e de consumo ultrabaixo que permite que a automação predial opere de forma consistente, independentemente de os ocupantes detectados estarem em movimento ou não. Ele é feito usando uma combinação inovadora de fabricação de chips CMOS, microusinagem de silício e recursos de design de circuito de baixa tensão.”
Incorporando um algoritmo inteligente para detecção de presença e movimento, o STHS34PF80 tem como alvo alarmes e sistemas de segurança, automação residencial, iluminação inteligente, dispositivos IoT, armários inteligentes e painéis de parede inteligentes. Seu alcance sem lente de quatro metros e campo de visão de 80° cobrem uma grande área na frente do sensor.
Com corrente operacional de 10 µA, o consumo de energia é menor do que um PIR convencional, e o pacote de montagem em superfície de 3,2 x 4,2 x 1,455 mm é compacto e adequado para montagem automatizada de alta velocidade. O sensor possui alta resistência a efeitos indesejados de iluminação direta e alta imunidade a interferência eletromagnética (EMI).
O STEVAL-MKI231KA simplifica a experimentação com o STHS34PF80. A conexão ao X-NUCLEO-IKS01A3 ou ao STEVAL-MKI109V3 permite que os desenvolvedores usem a interface gráfica Unico-GUI da ST para configurar o sensor IR e fazer medições dentro de um fluxo de trabalho simplificado. Drivers para STHS34PF80 estão disponíveis no GitHub.
Além disso, uma biblioteca pronta para uso para compensação e detecção de presença de pessoas ou objetos está disponível no X-CUBE-MEMS1 pacote de software. Os usuários podem começar rapidamente a executar aplicativos simples, aproveitando o STHS34PF80 e testando os resultados para começar a criar um aplicativo.
Visão técnica
O STHS34PF80 contém MOSFETs térmicos (TMOS) que são sensíveis aos efeitos de aquecimento da radiação infravermelha incidente em suas portas, bem como circuitos de leitura digital integrados eficientemente no mesmo chip usando a tecnologia CMOS de silício sobre isolador (SOI) madura e confiável da ST. . A arquitetura do SOI facilita a microusinagem com os comprovados processos MEMS (sistemas microeletromecânicos) da ST para isolar termicamente o TMOS para detecção precisa de temperatura.
O TMOS é alimentado com uma tensão abaixo do limite, abaixo da necessária para ligar totalmente o transistor. Neste modo, a corrente da fonte de drenagem é altamente dependente da temperatura e produz uma resposta mensurável com precisão à radiação infravermelha mínima. Isto permite que o sensor detecte a presença humana, através de emissões infravermelhas, quer a pessoa esteja em movimento ou parada.
Outro benefício da operação abaixo do limite é que o transistor consome energia muito baixa, permitindo que os sensores alimentados por bateria que contêm o STHS34PF80 operem por longos períodos entre o carregamento ou a substituição da bateria.
Além disso, a tecnologia de fabricação CMOS padrão garante a produção econômica de sensores com alto rendimento de wafer, aproveitando também a geometria do transistor submícron para sensores de pequenas dimensões. Isto contrasta com os sensores PIR, cuja sensibilidade pode depender do tamanho do pixel piroelétrico. Além disso, a interface digital integrada permite a conexão direta ao host sem circuitos front-end analógicos.
