Innovativer All-CMOS-Drucksensor setzt neue Leistungsstandards für tragbare und mobile Anwendungen

Die kompakte neue ENS220 kombiniert hohe Genauigkeit und geringes Rauschen bei barometrischen Druckmessungen

ScioSense stellt den ENS220 vor, einen barometrischen Druck- und Temperatursensor mit sehr geringem Stromverbrauch in einem kompakten Gehäuse, der eine hervorragende Geschwindigkeit, Auflösung und Genauigkeit bietet.

Die ENS220 ist auf der Electronica (München, 15.-18. November 2022) am ScioSense-Stand B3.419 zu sehen.

Der ENS220 eignet sich dank seines 2,0 mm x 2,0 mm großen LGA-Gehäuses, das dem Industriestandard entspricht, für den Einsatz in tragbaren und mobilen Geräten wie Smartwatches und Armbändern, GPS-Navigationssystemen und Geräten zur persönlichen Gesundheitsüberwachung.

Höhenmessungen, die aus den Relativdruckmessungen der ENS220 abgeleitet werden, sind bis auf ±2,5 Pa genau, was eine Präzision von ±21 cm bei einem Höhenunterschied von 83 m ergibt. Der typische Rauschpegel beträgt 0,85 Pa rms bei 4 ms Umwandlungszeit.

Die Kombination ermöglicht die Erkennung von Höhenveränderungen von nur 7 cm, was für die Navigation und Lokalisierung in Innenräumen, die Verfolgung von Aktivitäten und die Sturzerkennung genutzt werden kann.

Diese Anwendungen werden durch die hohe Geschwindigkeit, das geringe Rauschen und die hohe Auflösung des ENS220 sowie durch seine Genauigkeit ermöglicht. Die Messungen werden bis auf 1/64Pa aufgelöst. Die Ausgangsdatenrate kann vom Benutzer bis zu einem Maximum von 1kHz konfiguriert werden, so dass Gerätehersteller das Gleichgewicht zwischen Latenzzeit und Stromverbrauch optimieren können. Die hohe Genauigkeit der ENS220 bei hoher Geschwindigkeit macht sie besonders attraktiv für Anwendungen wie z.B. die Sturzerkennung, die eine Hochgeschwindigkeitsreihe von genauen Höhenmessungen in kleinen Schritten erfordern.

Diese hohe Leistung ist dank des extrem niedrigen Stromverbrauchs der ENS220 auch mit Batteriestromquellen kompatibel. Der Betriebsstrom bei der nominalen Versorgungsspannung von 1,8 V beträgt weniger als 80 µA bei einer Abtastung von 1 kHz, nur 0,8 µA bei einer Abtastung pro Minute und 0,1 µA im Idle-Modus.

Völlig neue All-CMOS-Architektur
Der ENS220 setzt einen neuen Standard auf dem Markt für kleine oberflächenmontierbare Drucksensoren und ist das Ergebnis einer wichtigen technischen Innovation. Während konkurrierende Drucksensoren aus einer MEMS-Sensormembran und einem CMOS-Signalverarbeitungs-ASIC bestehen, ist der ENS220 anders: Sowohl die Sensormembranen als auch der ASIC sind in CMOS-Silizium in einem einzigen monolithischen Chip implementiert.

Diese All-CMOS-Architektur eliminiert die Parasiten, die in anderen Geräten an der MEMS/CMOS-Schnittstelle entstehen. Die reine CMOS-Architektur bedeutet auch, dass ScioSense die Kapazität der Membranen an die Kapazität der signalverarbeitenden Schaltkreise anpassen kann, um das Rauschen in den Schaltkreiselementen einschließlich des 24-Bit-ADC des Geräts zu minimieren. Das Ergebnis ist:

• Ein niedrigeres Grundrauschen
• Höhere Empfindlichkeit
• Kleinere Größe
• Niedrigere Herstellungskosten

Der eingebaute Temperatursensor der ENS220 - mit einer Genauigkeit von ±0,2K bei einer Auflösung von 8mK - gewährleistet eine zuverlässige Kompensation der Druckausgänge über den Messbereich von 300hPa bis 1.200hPa und -40°C bis 85°C.

Dirk Enderlein, CEO von ScioSense, sagte: „Der ENS220 ist der erste wesentliche Durchbruch auf dem Markt für Drucksensoren seit vielen Jahren. Durch die Implementierung des gesamten Sensors in CMOS hat ScioSense das Grundrauschen drastisch gesenkt, die Empfindlichkeit erhöht und die Umwandlungszeit im Vergleich zu herkömmlichen MEMS-Drucksensoren verkürzt. Dies macht den ENS220 zum weltweit besten Drucksensor für Anwendungen, die genaue und präzise Höhenmessungen bei einer hohen Abtastrate erfordern.

Die ENS220 bietet Druck- und Temperaturmessungen über digitale I2C oder SPI Schnittstellen. Das LGA-Gehäuse des Bausteins hat die Abmessungen 2,0mm x 2,0mm x 0,75mm.

Muster der ENS220 werden ab Q1 2023 weltweit bei autorisierten Händlern erhältlich sein.

Verteiler. Weitere Informationen finden Sie unter www.sciosense.com.