借可穿戴市場(chǎng)溫濕度傳感器多領(lǐng)域全面開花

可穿戴市場(chǎng)在蘋果“iwatch”的傳聞中醞釀，發(fā)展，而直到最近蘋果智能手表“Apple Watch”的公開亮相，才使得可穿戴市場(chǎng)真正走出概念階段?？梢哉f(shuō)，“Apple Watch”為可穿戴產(chǎn)品樹立了一個(gè)新的典范。不過(guò)，在“高大上”的“Apple Watch”的示范效應(yīng)下，智能穿戴撥動(dòng)了很多公司的神經(jīng)，其他的可穿戴廠商要如何尋求產(chǎn)品的差異化，從而跟上這波可穿戴市場(chǎng)爆發(fā)的商機(jī)呢?

“其實(shí)，可穿戴產(chǎn)品差異化的重點(diǎn)在于傳感器，而傳感器被稱為是可穿戴產(chǎn)品的靈魂，一款高性價(jià)比，低功耗，小尺寸的傳感器能夠?yàn)榭纱┐鳟a(chǎn)品提供差異化的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，例如青島濰坊歌爾的智能手環(huán)就采用了世強(qiáng)提供的Silicon Labs的單芯片相對(duì)濕度和溫度傳感器，客戶的反應(yīng)非常好。”世強(qiáng)產(chǎn)品經(jīng)理呂駿奇表示。

相對(duì)溫濕度傳感器在多領(lǐng)域應(yīng)用全面開花

雖然幾年前智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備的興起并沒(méi)有帶動(dòng)相對(duì)溫濕度傳感器的普及，不過(guò)，在可穿戴產(chǎn)品及物聯(lián)網(wǎng)(IOT)的帶動(dòng)下，相對(duì)溫濕度傳感器必將迎來(lái)新一輪市場(chǎng)行情。如下圖1所示為世強(qiáng)代理的Silicon Labs的單芯片相對(duì)濕度和溫度傳感器應(yīng)用領(lǐng)域。

圖1. Si701x/2x相對(duì)溫濕度傳感器應(yīng)用領(lǐng)域

Si701x/2x相對(duì)溫濕度傳感器可為家居自動(dòng)化、HVAC、制冷、醫(yī)療照護(hù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、汽車和工業(yè)設(shè)備等提供精確相對(duì)濕度(RH)感應(yīng)。當(dāng)與世強(qiáng)代理的Silicon Labs廣受歡迎的節(jié)能型微控制器和無(wú)線IC產(chǎn)品相結(jié)合時(shí)，Si701x/2x系列產(chǎn)品能夠?yàn)檫B接到物聯(lián)網(wǎng)的各種可連接設(shè)備進(jìn)行測(cè)量、控制和報(bào)告環(huán)境狀況，提供最佳的解決方案。

隨著生活水平的提高，家居智能化的需求逐步顯現(xiàn)，例如將溫濕度傳感器用于家庭的溫度、濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，就可以方便、及時(shí)的獲取室內(nèi)、外的溫度、濕度等數(shù)據(jù)(也可和其他傳感器集成擴(kuò)展數(shù)據(jù)采集應(yīng)用范圍)。

“配合Silicon Labs最節(jié)能的EFM32 MCU及多種傳感器組合(包括紫外光、相對(duì)溫濕度、手勢(shì)感應(yīng))，世強(qiáng)能夠?yàn)榭蛻籼峁┲悄芗揖討?yīng)用的總控制開關(guān)Demo，客戶也可以根據(jù)自己的需求定制不同的功能?！?呂駿奇表示。

有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，與歐美相比中國(guó)的食品運(yùn)輸缺乏監(jiān)控措施，采用溫濕度傳感器對(duì)運(yùn)輸中的食品進(jìn)行監(jiān)控可以有效幫助降低食品運(yùn)輸中的損失。此外，環(huán)境問(wèn)題逐漸受到政府和普通民眾的普遍關(guān)注，而工業(yè)生產(chǎn)和精密制造也更關(guān)心周邊環(huán)境變化對(duì)產(chǎn)品的影響，使得相對(duì)溫濕度傳感器在工業(yè)、醫(yī)療、物流、氣象等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

挑戰(zhàn)傳統(tǒng)方案，單芯片解決方案全面勝出

“我們的客戶北京海林(國(guó)內(nèi)最大的溫控器生產(chǎn)商)就采用了Silicon Labs的相對(duì)溫濕度傳感器在他們的高端溫控器上，天津九安也將我們的溫濕度傳感器用在嬰兒床監(jiān)護(hù)中。這主要是由于Si701x/2x相比普通的分立方案，其精度的一致性更好，產(chǎn)品的性價(jià)比更高?！?呂駿奇指出。

Si701x/2x傳感器系列產(chǎn)品是傳統(tǒng)RH感應(yīng)方法的最佳替代選擇，這些傳統(tǒng)方法通常采用分立電阻或電容式RH感應(yīng)原理以及模擬電路去進(jìn)行溫度補(bǔ)償和信號(hào)調(diào)節(jié)，往往需要較多物料和PCB面積，客戶還必須在PCB裝配過(guò)程中進(jìn)行RH/溫度校準(zhǔn)，這就容易降低了溫度的一致性。此外，傳統(tǒng)的分立式解決方案也與表面貼裝技術(shù)(SMT)生產(chǎn)不兼容。

而Silicon Labs獲專利的混合信號(hào)技術(shù)可在單一IC上集成傳感元器件、信號(hào)調(diào)整電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、非易失性存儲(chǔ)器和I2C接口，并且可完全用標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝制造。相較于分立方法，單芯片解決方案僅需要微不足道的BOM成本。并且，Si701x/2x系列產(chǎn)品還與SMT生產(chǎn)兼容。

單芯片IC設(shè)計(jì)提供了更高的易用性，同時(shí)降低了制造成本和復(fù)雜度。“Si701x/2x系列產(chǎn)品還是工廠完全校準(zhǔn)的，其在精度方面和校準(zhǔn)方面都有非常好的表現(xiàn)，不用我們?cè)偃バ?zhǔn)，Si701x/2x在0-80% RH內(nèi)具有±3% RH的最大精確度，而在 -10℃至+85℃內(nèi)具有±0.4℃的最大溫度精確度。”呂駿奇特別指出。

Si701x/2x關(guān)鍵特性：高精度、低功耗、帶保護(hù)膜

由于Silicon Labs的RH感應(yīng)精度在業(yè)內(nèi)名列前茅，Si701x/2x系列產(chǎn)品非常適合于大多數(shù)對(duì)RH和溫度感應(yīng)有非常嚴(yán)格精度需求的應(yīng)用。相對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的同類RH/溫度傳感器，如下圖2所示，Si701x/2x傳感器在更寬濕度范圍(0-80% RH)內(nèi)具有±3% RH的最大精確度。相對(duì)于同類產(chǎn)品，該傳感器也在更寬溫度范圍(-10℃至+85℃)內(nèi)具有±0.4℃的最大溫度精確度。

圖2. Si701x/2x與競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的RH精度和范圍比較

除了在RH精度和范圍方面具有極大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)外，Si701x/2x傳感器還在一體化的RH/溫度傳感器市場(chǎng)具有最低功耗。它支持3.3 V電源電壓和8位分辨率，當(dāng)每秒一次采樣率時(shí)平均片上功耗為2.2μW，與同類產(chǎn)品功耗相比最大低至6倍。如此高能效使得Si701x/2x系列產(chǎn)品成為功耗敏感型應(yīng)用的最佳選擇，并且有助于延長(zhǎng)電池壽命。

圖3. Si701x/2x與競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的比較

RH長(zhǎng)期偏移也是相對(duì)溫濕度傳感器一個(gè)重要指標(biāo)，Si701x/2x系列產(chǎn)品具有最低的長(zhǎng)期RH漂移，每年小于0.25% RH，這確保最佳的長(zhǎng)期RH精確度。

Si701x/2x系列產(chǎn)品還是業(yè)內(nèi)唯一支持雙溫區(qū)測(cè)量的一體化RH/溫度傳感器產(chǎn)品，代表了最先進(jìn)的RH感應(yīng)發(fā)展水平。新型Si7013器件支持具有可編程線性度的第二區(qū)溫度感應(yīng)，從而消除了通常系統(tǒng)所需的額外模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)和補(bǔ)償軟件。這種需要第二區(qū)溫度感應(yīng)的應(yīng)用(例如恒溫器)現(xiàn)在能夠使用Si7013有效的測(cè)量外部熱敏電阻的模擬電壓。

“另外，特別值得一提的是Si701x/2x有非常獨(dú)特可選的保護(hù)膜，這個(gè)保護(hù)膜相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手來(lái)說(shuō)，在生產(chǎn)方面有非常好的表現(xiàn)。貼上保護(hù)膜的Si701x/2x可以在通過(guò)自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備時(shí)不用做額外的處理，這樣非常有利于我們的生產(chǎn)，而我們競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手很多是不能做到這一點(diǎn)的?！?呂駿奇特別指出。

一體化的CMOS設(shè)計(jì)提供最高的長(zhǎng)期可靠性，并且一個(gè)可選的過(guò)濾器外蓋可以防止沾污，提供額外保護(hù)。在工廠安裝的外蓋是一層覆蓋在IC頂部的特氟龍涂層，不僅在PCB裝配過(guò)程中保護(hù)傳感器，而且也遍及整個(gè)產(chǎn)品生命周期，在產(chǎn)品運(yùn)行過(guò)程中屏蔽來(lái)自傳感器元件之外的灰塵、污垢和清洗藥劑。

高性價(jià)比傳感器搭配節(jié)能MCU及無(wú)線IC，世強(qiáng)提供免費(fèi)Demo

新型Si701x/2x系列產(chǎn)品有效結(jié)合了超低功耗、易用、小尺寸、精確度、可靠性以及標(biāo)準(zhǔn)加工流程兼容性。

此外，特別值得一提的還有Si701x/2x所具有的超高的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，相比最早進(jìn)入這一領(lǐng)域的某瑞士公司的產(chǎn)品，加了保護(hù)膜的Si701x/2x在成本上比其不加保護(hù)膜的產(chǎn)品還要低10%，這也是目前世強(qiáng)的很多客戶采用Si701x/2x加以替換的最主要的原因之一。(Si701x/2x與該公司產(chǎn)品是pin-to-pin兼容的。)

“未來(lái)的傳感器市場(chǎng)尤其是在消費(fèi)電子及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域擁有廣闊前景。當(dāng)然在具體應(yīng)用中，也面臨一些需要解決的問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)方面，客戶希望一塊紐扣電池可以為傳感器供電達(dá)6年之久甚至不用更換電池，另外多種傳感器的組網(wǎng)和無(wú)線傳輸方式也是一個(gè)問(wèn)題?！?呂駿奇指出。

為了滿足物聯(lián)網(wǎng)對(duì)無(wú)線感應(yīng)應(yīng)用的需求，世強(qiáng)將Si701x/2x傳感器以及其他傳感器(紫外線指數(shù)傳感器、手勢(shì)感應(yīng)傳感器)產(chǎn)品與Silicon Labs的節(jié)能型MCU有效結(jié)合，為客戶提供相應(yīng)的評(píng)估板，并且這些評(píng)估板都是免費(fèi)提供給客戶進(jìn)行評(píng)估的。例如下圖4所示的智能家居傳感模塊。

圖4. 世強(qiáng)提供的智能家居傳感模塊

本文小結(jié)

可穿戴市場(chǎng)即將爆發(fā)，本土廠商如何在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中實(shí)現(xiàn)彎道超車?同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展對(duì)應(yīng)用于感應(yīng)端的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)也提出了更高要求。我們需要更高集成度、小尺寸封裝和低功耗的傳感解決方案，世強(qiáng)代理的Silicon Labs的Si701x/2x滿足了這些要求，并且，和競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)溫濕度傳感器相比，Si701x/2x還具備超高性價(jià)比、高精度(單芯片解決方案還確保了精度的一致性)、帶保護(hù)膜的特性，這些特性使得其成為消費(fèi)電子、智能家居、遠(yuǎn)程監(jiān)控、汽車電子、工業(yè)設(shè)備和健保等應(yīng)用的絕佳傳感器選擇。