Barometrischer Niedrigstrom-Drucksensor von Infineon macht Smartphones und Wearables sowie IoT-Geräte präziser

München, 26. Februar 2015 – Die Infineon Technologies AG hat einen neuen Miniatur-MEMS-Drucksensor (Micro Electro Mechanical Systems) mit einer ultrahohen ±5 cm-Auflösung entwickelt, der in Smartphones und Wearables sowie in IoT-(Internet of Things)-Geräten eingesetzt werden kann. Der DPS310 ist ein barometrischer Niedrigstrom-Drucksensor, der die Entwicklung neuer und verbesserter Anwendungen im Bereich Navigation, Lokalisierung, Gesundheit, Gestenerkennung und Wetterüberwachung erlaubt.

Der DPS310 arbeitet präzise und zuverlässig in einem breiten Temperaturband und ist so ideal geeignet für Indoor-Navigations- und assistierte Lokalisierungs-Apps wie die Etagenerkennung in Einkaufszentren und Parkhäusern. Unterstützt wird auch die Outdoor-Navigation, wo die Drucksensoren zu einer genaueren Navigation beitragen oder das „Dead Reckoning“ (Koppelnavigation) unterstützen, wenn kein GPS-Signal verfügbar ist. Darüber hinaus können exakte Daten für die Berechnung von Höhenunterschied und Vertikalgeschwindigkeit für die Aktivitätsverfolgung in mobilen und tragbaren Gesundheits- und Sport-Geräten bereitgestellt werden. Die ultrapräzise Druckmessung eröffnet ebenfalls neue Möglichkeiten für die Gestenerkennung und die Erkennung plötzlicher Wetteränderungen.

Im Unterschied zu den meisten anderen digitalen Drucksensoren, die nach dem piezoelektrischen Prinzip funktionieren, basiert der Infineon DPS310 auf dem Prinzip der kapazitiven Auslesung. Dies garantiert eine hohe Präzision in einem breiten Temperaturspektrum, sogar bei schnellen Temperaturveränderungen. Das ist bei mobilen Anwendungen eindeutig von Vorteil, da sich die Temperatur in einem Mobilgerät aufgrund unterschiedlicher Wärmequellen schnell verändern kann.

Im Hochpräzisionsmodus kann der DPS310 Höhen mit einer Genauigkeit von ±5 cm messen, wodurch Übergänge von drinnen nach draußen und von einer auf die nächste Etage – die größten Herausforderungen bei der Indoor-Navigation – exakt erkannt werden können. Die hohe Auflösung des Drucksensors kann so dazu genutzt werden, die Bewegung einer Person innerhalb eines Gebäudes von einem auf das nächste Stockwerk festzustellen. Dies ermöglicht beispielsweise das automatische Herunterladen eines neuen Etagenplans. Die hochpräzise Höhenmessung wird darüber hinaus auch für Sport- und Fitness-Apps benötigt. Damit kann die vom Träger zurückgelegte Höhe jetzt genauer gemessen und der tatsächliche Kalorienverbrauch berechnet werden.

Für den neuen Drucksensor nutzt Infineon fortschrittliche Halbleiter-Prozesstechnologien, die ursprünglich für die in der Automobilindustrie eingesetzten Sensoren entwickelt wurden. Die hochzuverlässigen Bausteine werden zum Beispiel in Sicherheitsanwendungen wie Airbags eingesetzt. Diese Technologien ermöglichen einerseits die kleinen Gehäuseabmessungen von 2,0 mm x 2,5 mm x 1,0 mm und andererseits den niedrigen Stromverbrauch. Im Niedrigstrommodus beträgt der Stromverbrauch lediglich 3 μA bei einer Messung pro Sekunde und weniger als 1 μA im Standby-Modus. Ein integrierter FIFO-Speicher (First In – First Out), der die letzten 32 Messungen speichert, trägt dazu bei, den Gesamtverbrauch des Systems weiter zu reduzieren, da der Host-Prozessor zwischen den Sensorablesungen länger im Sleep-Modus bleiben kann.

Der DPS310 funktioniert zuverlässig und bietet genaue Ergebnisse bei einem Druck von 300 hPa bis 1200 hPa und bei Temperaturen von -40 °C bis 85 °C. Mehrere Mess- und Auflösungsmodi sorgen dafür, dass das Gerät je nach Anwendung optimiert werden kann. So kann zum Beispiel eine Einmalmessung für die GPS-Höhengenauigkeit konfiguriert werden, während für die Gestenerkennung mehrere Messungen pro Sekunde benötigt werden. Jeder Sensor wird individuell kalibriert und verfügt „onboard“ über Kalibrierungskoeffizienten für die exakte Kompensation der gemessenen Druck- und Temperaturwerte. Die Sensormessdaten sowie die Kalibrierungskoeffizienten stehen über die digitale I ²C/SPI-Schnittstelle zur Verfügung.

„Drucksensoren werden zu einem essentiellen Bestandteil von mobilen und tragbaren Endgeräten. Auch im Hinblick auf IoT ist der Drucksensor ein wichtiger Baustein für integrierte Sensorlösungen für den Consumer-Bereich“, so Dr. Roland Helm, Segment Head Sensors bei Infineon Technologies. „Der DPS310 basiert auf bewährten Halbleiterprozessen und kombiniert ultrahohe Auflösung, hervorragende Temperaturstabilität und Niedrigstromtechnologie mit einer kleinen Gehäusegröße. Damit können Entwickler die Funktionalität und den Benutzerkomfort in Anwendungen wie assistierte Lokalisierung und Navigation, Sport- und Fitness-Apps und Echtzeit-Wetterüberwachung verbessern.“

Verfügbarkeit

Entwicklungsmuster des DPS310 stehen ab Mai 2015 zur Verfügung, die Volumenproduktion ist für das dritte Quartal 2015 vorgesehen. Infineon unterstützt Design-ins mit Starter Kits und Evaluation Boards. Der DPS310 benötigt eine Versorgungsspannung von 1,7 V bis 3,6 V. Er wird in einem platzsparenden 8-Pin LGA-Gehäuse mit Abmessungen von nur 2,0 mm x 2,5 mm x 1,0 mm geliefert. Weitere Informationen zum neuen Drucksensor sind unter  www.infineon.com/sensors zu finden.

Die Infineon Technologies AG ist ein weltweit führender Anbieter von Halbleitern. Produkte und Systemlösungen von Infineon helfen bei der Bewältigung von drei zentralen Herausforderungen der modernen Gesellschaft: Energieeffizienz, Mobilität und Sicherheit. Mit weltweit rund 29.800 Beschäftigten erzielte das Unternehmen im Geschäftsjahr 2014 (Ende September) einen Umsatz von 4,3 Milliarden Euro. Im Januar 2015 übernahm Infineon den US-Konzern International Rectifier Corporation, führend in Technologien für Power Management, mit einem Umsatz von 1,1 Milliarden US-Dollar (Geschäftsjahr 2014, per 29. Juni) und rund 4.200 Beschäftigten.

Infineon ist in Frankfurt unter dem Symbol „IFX“ und in den USA im Freiverkehrsmarkt OTCQX International Premier unter dem Symbol „IFNNY“ notiert.