Hochleistungssensor

Konfigurierbares Sensor-Frontend für die Kapazitätsmessung

ams präsen­tiert mit dem PCap04 ein neues, konfigurierbares Sensor- Frontend für die Kapazitätsmessung. Dies gibt Sensorherstellern die Möglichkeit, Strom, Geschwindigkeit und Auflösung so abzustimmen, dass sie genau ihren Anforderungen entsprechen.

Sensoren ams High-Tech-Produktion

Bei einer Optimierung auf Geschwindigkeit kann der PCap04 bis zu 50.000 Mess­werte pro Sekunde erfassen. Konfiguriert man den PCap04 auf Messgenauigkeit (mit einer geringeren Geschwindigkeit), erreicht er eine Messauflösung von 8 aF.

Die Konfigurierbarkeit des PCap04 erlaubt dem Sensorhersteller auch, die richtige Balance zwischen Messgeschwindigkeit und Energieverbrauch zu finden. Im Sparmodus zieht der PCap04 lediglich 4,0 µA. ams hat ein Demo-Board entwickelt, das ganz ohne externe Energiezufuhr auskommt. Der PCap04 arbeitet hier mit Energie, die er aus einem HF-Feld gewinnt, das von einem NFC-Leser wie etwa einem Smartphone erzeugt wird.

Der sechskanälige PCap04 ist für den Einsatz mit Sensorelementen gedacht, dessen Kapazitäten sich ändern und kann so Parameter wie Druck, Kraft, Position, Neigung, Feuchtigkeit, Gewicht, Füllstand oder viele andere physikalisch Größen messen und digitalisieren.

Der PCap04 verfügt über einen 32-Bit DSP. Dieser verarbeitet die Messwerte des Sensors und konvertiert sie in Digitalwerte, die dann über eine I²C oder SPI-Schnittstelle ausgegeben werden. Der Messbereich reicht von 1 pF bis 100 nF. Das Ergebnis kann auch als PWM- oder PDM-Signal ausgegeben werden.

Der PCap04 bietet verschiedene Konfigurationsoptionen. Er arbeitet mit massebezogenen oder  potentialfreien, einzelnen oder differentiellen Sensoren. Der DSP kann für Funktionen wie etwa die Linearisierung von Messungen und Komepensation genutzt werden. Der Kunden kann den Open-Source-Code von ams als auch seienen proprietärem Code verwenden. ams liefert ein Evaluationskit und ein benutzerfreundliches Soft­ware-Entwicklungstool, die es dem Entwicklungsingenieur einfach machen, Code für den PCap04 zu entwickeln, zu testen und zu debuggen.

"Der PCap04 bietet Sensorherstellern eine flexible Alternative zu anderen marktgängigen Sensor-Frontends an. Diese arbeiten oft mit festen Betriebsparametern, der PCap04 ist universell konfigurierbar und bietet damit den Sensorherstellern den enormen Vorteil, das Verhalten des Sensor-Frontends fein einstellen zu können und so den Anforderungen der spezifischen Anwendung gerecht zu werden", sagte Jose Vinau, Marketing Director für Specialty Sensors bei ams.