红外传感器让物联网设备更智能

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据麦姆斯咨询报道,在过去的十年里,智能技术和物联网(IoT)经历了举世瞩目的进步,并对工业和人们的日常生活产生了巨大影响,这很大程度上得益于越来越精密的传感器不断发展。如今,电子传感器和探测器在汽车、制造设备、消费产品和家庭等领域实现了前所未有的自动化功能。移动设备的普及和与其相关的计算能力、专用应用以及无形互联等因素,均正在推动着消费者对更综合、更智能电子产品的需求提升,从而使其日常生活的各个方面更加自动化。

红外传感器让物联网设备更加智能

IoT正推动着智能家居技术领域的快速增长,并要求更智能的红外传感器技术来支持日益增长的智能家居互联创新(图片来源:Excelitas Technologies)

为了刺激消费需求,快速创新带来了新一代可以快速、自动处理日常运行的智能设备。同时在不断进步的接口技术的帮助下,这些设备可以启用、禁用和预编程各项功能。功能越复杂、越自动化,就越要求电子设备能够从其运行环境中获得更多的感知数据,例如温度、动作和人员存在等信息,并根据这些数据运行和交互。

红外探测

举例说明,空调和供暖系统是家庭用电中最耗电的部分。使用红外传感器的智能恒温器可以根据人员动作和是否出现来进行控制,以节省能源并保持气温舒适。先进的暖通系统(HVAC systems)可以利用红外传感器来扫描房间,产生热图并控制空气温度。红外传感器通过提供实时的环境必要信息来自动激活和控制恒温器。通过提供房间详细的热信息,即使是穿透窗户的阳光的热量也可计算在内,以精确地计算出房间的冷热需求。

红外传感器让物联网设备更加智能

运动检测是智能家居产品和系统中的关键组成部分(图片来源:Excelitas Technologies)

红外热传感器凭借多功能、易于集成、成本相对低廉且对人类热量敏感等特性,因此它们特别适于人机界面应用。红外传感技术领域的重大进展有助于简化系统集成,以满足消费类产品所需的高竞争力和快速上市周期。

红外传感器让物联网设备更加智能

红外运动热探测是入侵警报和家庭安全系统中传感器技术的重要组成部分(图片来源:Excelitas Technologies)

随着产品应用的扩展,为了满足智能设备日益增长的感知需求,提出了许多迫切需求,包括微型化、软件控制的灵活性、能效、增强的灵敏度,以及易于集成的产品设计。在许多情况下,这些改进可以相互作用,相互促进。

微型化

消费者的需求趋向于对更紧凑且方便的智能设备的持续迭代,即更小的尺寸和更低的存在感。因此,随着智能技术在家庭和个人设备中的实用性能越来越高,原始设备制造商(OEM)正在寻找将更多技术和功能封装在更小器件中的方法。这意味着需要既紧凑又足够实用的更小的传感器元件和设计,以使智能系统本身几乎无形的存在于我们的身边。其目标是尽可能地节省空间,将尽可能多的器件集成到其应用环境中。与传统集成透镜的晶体管封装(TO封装)设计相比, Excelitas的SMD(表面贴装器件)红外热探测器等新型封装可显著地缩小尺寸,从而提高了空间效率。

SMD封装支持机器组装型生产,因而,更适于满足快速增长的消费类细分市场所需求的高效生产线。

SMD封装传感器的尺寸更小,因此每平方毫米可以容纳更多的微型传感器,以支持日益紧凑的电子主机设备设计。与更小尺寸相一致的是需要缩小光学系统,使其尽可能地小。传统上用于提供远程探测应用所需性能的Fresnel(菲涅尔)塑料透镜,相当庞大。为了实现微尺寸器件而缩小这些透镜时,红外传感器必须通过更高的灵敏度来进行补偿。

专有传感器衬底设计的进步和发展,正在大幅提升传感器面积,这意味着灵敏度的提高(如更快速地触发较弱的事件信号)和有效传感范围的扩展。如今最新的SMD传感器设计完全能够无需笨重的放大镜或窗口,在三米范围内有效的进行事件检测,从而在主机系统设计中进一步提升空间效率。

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