#物聯網IoT #智能穿戴 #溫度感測器 #環境監控 #健康管理
【把溫度計「戴」上身】
當環境溫度接近或高於體表溫度時,身體須維持足夠水份才能避免損害健康。在炎熱季節中不當工作或從事路跑、登山、騎自行車等戶外運動,可能引發熱痙攣、熱衰竭、中暑等熱傷害;此時,直接將溫度計「戴」上身,或許是個好點子。
以德州儀器 (TI) LMT70 類比溫度感測器為基礎,TIDA-00824 是用於測量人體皮膚溫度或室內環境溫度的穿戴裝置參考設計,如:智能手錶、健身追蹤器等。它涵蓋電子和機械設計,並針對 LMT70 做精確度與熱傳導的優化,有效量測範圍是 20~42°C,精確度可細化至 0.1°C。
LMT70 是一款超小型、高精度、低功耗互補金屬氧化物半導體 (CMOS) 類比溫度感測器,適用於物聯網 (IoT) 感測器節點、體能溫度計、高精度儀器/儀錶和電池供電設備;擁有<36µW 的超低自發熱特性,故能在寬溫度範圍內保持高精度。它亦可作為電阻溫度感測器 (RTD) 和高精度 NTC / PTC 熱敏電阻的替代品,並具備一個線性低阻抗輸出,支援與現成的微控制器 (MCU) / ADC 無縫連接。
延伸閱讀:
《適用於穿戴應用的人體皮膚溫度感測參考設計》
http://compotechasia.com/microsite/TI/index.php?id=2&tid=191
(點擊內文標題即可了解產品詳情)
#德州儀器TI #TIDA-00824 #LMT70 #ADS1115 #MSP430G2553
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#物聯網IoT #環境感測器 #半導體製程 #金屬有機框架MOF #石墨烯Graphene #氮化鎵GaN #奈米碳管SWNT #3D列印 #環境光源感測器ALS #能源採集EnergyHarvesting #EnOcean
【感測器的硬技術】
隨著物聯網 (IoT) 環境的成熟,可與智慧型手機或電腦連接的微型化感測器亦水漲船高。在各種感測器中,電化學因其高靈敏度、快速反應和使用壽命長而具有特殊優勢,但找到可增強標的物的電極材料是挑戰所在。因應微型化需求,感測晶片開始嘗試能兼容多種奈米材料與不同半導體、有機/無機導體的電路,製程亦出現重大演進。相較於傳統矽 (Si) 或氮化鎵 (GaN) 製程,電子印刷更便於製作軟性電路和異質結構,且成本僅需 1/10、乃至 1/100。
除了化學感測器進展神速,物理層面最受矚目的當屬「飛時」(ToF) 雷射感測了,更適用於 1 公里內的近距感測。蘋果 iPhone X 已為 3D 感測打響名號,但內建紅外線測距和光感測器的螢幕「瀏海」設計,卻也因容易遮住應用程式 (APP) 而為人詬病。藉由光波來回時間與光速推算精確距離的 ToF,可補足紅外線精度低、方向性差,有顏色辨識及易受環境光源干擾的缺點;且模組較小,在電路板有限的行動裝置較具優勢。
此外,能源採集 (Energy Harvesting) 搭配充電式電池與超級電容,將太陽能、機械能或射頻能量轉化成電能,已成新興供電途徑。世界首個符合「超低功耗無線通訊」ISO / IEC 國際標準規範的 EnOcean,可收集自然界的微小能量、借助開開動作將動能轉換為電能,免去邊緣節點 (edge node) 更換電池或充電維護的不便,迄今歐美已約有 40 萬棟建築物建置。中國重慶大學亦新研發出由風力驅動、可監測風速和溫度的無線感測器。
麻省理工學院 (MIT) 則藉環境溫度變化開發「熱諧振器」,可從稀薄空氣中採集環境熱能,不須依賴陽光照射、在陰涼處亦可工作。不過,此類「就地取材」的環境能源並非隨時可得,必須善加珍惜使用;此時,感測器的工作模式及參數設定格外重要。另一個須留意的問題是:即使設有超級電容,但它可能因為過度自放電,而浪費辛苦採集到的能量。如何提高轉換效率、盡可能降低晶片本身功耗、極小化啟動電壓並妥善管理採集進來的能量是關鍵所在。
延伸閱讀:
《材料、製程、供電大躍進 感測技術一日千里》
http://compotechasia.com/a/____//2018/0415/38544.html
(點擊內文標題即可閱讀全文)
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【pH 值檢測用途廣,校正補償關乎精確度】
pH 值是水質檢測常用的指標;只要對氫離子取 log 值,即可換算出 pH 值,適用於水質、化學及食品加工分析。以往要為廢水排放把關,須由專業人員到現場做不定期檢查或佈線檢驗。現在,可經由無線感測網路 (WSN) 從遠端取得感測數據並在後台管理,以隨時確認、瞭解狀況;完整的硬體、軟體和演示版可透過 PMOD 接頭將板子互相連接,讓原本有線方案升級為無線,並大幅節省開發週期。
然須留意的是,pH 計量儀在量測時需進行校正、補償,確保量測精度可達 +/- 0.5%,另使用 pH 探棒亦會產生量測誤差:一是因環境溫度不同所造成,可透過能斯特 (Nernst) 方程式換算出實際的 pH 值;二是來自於探棒端的洩漏,可藉由低偏置電流的運算放大器 (OPA) 解決;三是源於類比端取樣時受到數位干擾所導致,可採用數位及電源的隔離器件避免。此外,也可以「氧化還原值」(ORP) 替代探棒量測,只需透過軟體修改即可實現。
演示視頻:
《ADI:具溫度補償的 pH 量測方案及工業物聯網的整合》
http://www.compotechasia.com/a/CTOV/2017/0910/36613.html
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環境溫度 感測器 在 [求先進前輩分享]機房環境溫度監控問題... - Mobile01 的八卦
因為單板電腦的接點多很容易做延伸, 像是氣體偵測,紅外線偵測,甚至電壓壓降偵測.. 不用中控,不用架線 比較麻煩是監控者的監控者所以還要有個機制去監控這個sensor ... ... <看更多>