さまざまな種類のセンサーのリストは無限にあります。 これらには、IoT デバイス、環境センサー、モバイル デバイス、産業機器が含まれます。 さらに、このセンサー市場は、継続的な需要の増加に応えるために成長を続けています。 現在、私たちの行動のほとんどすべてが個々のモバイルデバイスにリンクされているため、私たちは通常、ある程度の接続性を備えた新製品を期待しています。 また、センサーを利用して環境やユーザーと対話することも期待されています。
民生用 PCB 以外にも、センサーの使用を必要とする多くのアプリケーションが利用可能です。 さらに、製造業やその他の業界の新たな発展により、私たちの日常業務がデータに大きく依存するようになり始めています。 これが、センサー ネットワークがそれほど重要になっていない主な理由です。
この記事では、PCB センサーとは何かについて学びましょう。
PCB センサーの選択方法
新たに作成する製品に使用するセンサーを選択することは、測定したい現象をただ考えるだけではなく、より多くの作業を必要とします。 さらに、製品を導入する環境も考慮する必要があります。さらに、デバイスに必要なセンサーの種類と種類を決定する際には、製品の使用方法も考慮する必要があります。
さらに、デバイスが機能する PCB センサーのタイプを検討するときは、デバイスの機能とその設計要件を最初に検討する必要があります。 また、センサーが異なれば、フォームファクター、精度レベル、機能、測定範囲、電力要件、検出限界も異なります。 また、設計に追加する必要がある特定のセンサーを選択するときは、重要な機能とデバイスの機械的設置面積および筐体のバランスをとる必要があります。
たとえば、工場で使用する環境モニターを作成していると想像してください。デバイスを非常にウェアラブルで小型に保つためには、必要な精度レベルと測定範囲をそれらの要件とバランスを取ることが重要です。
さらに、有害なガスを検出するためにモニターが必要な場合、危険な暴露が高い ppm レベルに達した場合、すぐにその ppb レベルをチェックする必要はありません。 一般に、検出限界が低いセンサーはコストが高くなります。 デバイスの製造が大量に行われる場合、これは非常に必要になります。
PCB センサーの設計上の考慮事項
PCB センサーの設計は、今日のアナログ世界と適切にインターフェースするために行われています。 このため、収集された信号は通常アナログデータとして機能します。 ただし、この情報が何らかの処理を経て基地局に移動されたり、メモリ モジュールに保存されたりする必要がある場合は、センサーのアナログ出力をデジタル信号に変更する必要があります。
これは、標準的な信号設計と配線技術を使用する必要があることを意味します。 これにより、デバイス全体で信号の完全性が確保されます。 さらに、モバイル デバイスを操作する場合は、電力の完全性が重要な考慮事項となります。 これには PCB センサーが含まれます。 これは、デバイスのバッテリーが切れる可能性があるためです。
また、グランド バウンスや電源バス リンギングなどの電源の完全性に関連する問題により、ボード内のデジタル ICV の動作点が変化し、破損したデータが変換される可能性があります。 これらの問題は、PCB センサーの読み取り精度に影響を与える可能性があります。
PCBセンサーの用途は何ですか?
これらは PCB センサーのアプリケーションの一部です
熱の監視と画像化
フォトダイオードは、赤外光の検出に役立つ単純なセンサーと言えます。 さらに、すべての PCB に PCB センサーを追加できます。 また、点光源からの赤外線を迅速に検出できます。
さらに、微弱な光信号の場合は、アバランシェフォトダイオードを利用できます。 これによりある程度のゲインが得られ、赤外線または可視光の追加検出が可能になります。 熱画像に関しては、プリント基板で CCD を使用する必要があります。 これは、画像の作成に重要な解像度を提供する感光性ピクセルの組み合わせにより発生します。 これにより、非常に広い視野をカバーする温度監視が可能になります。
ワイヤレスセンサーネットワーク
ワイヤレスセンサーネットワークを使用すると、工場内の安全性とインフラストラクチャを監視できるようになります。 また、これらのデバイス ネットワークは、いくつかのワイヤレス センサーと、Wi-Fi、ZigBee、Bluetooth、およびその他の種類のワイヤレス プロトコルを介した接続を備えています。
これにより、小型マイクロコントローラーを使用して、すべてのワイヤレス プロトコル上でデータの収集とデータ処理を基地局に渡すことができます。 これにより、広範囲にわたる環境に関するあらゆる関連情報をリアルタイムに監視することができます。
振動監視
製造業などにとって、さまざまな環境における振動は、製造される製品の品質に影響を与える非常に重要な役割を果たします。 さらに、これらは直ちにメンテナンスが必要な機械的な問題を示しています。
また、これらの振動は常に触覚によって検出でき、耳を使ってそれらの違いを区別することはできません。 重機の監視では、さまざまな周波数にわたる振動を監視することが重要です。
さらに、圧電センサーとトランスデューサーは、特定の周波数範囲の振動を監視するのにも最適です。 これを製造環境に導入する場合、ほとんどの民生用デバイスとは対照的に、厳しい機械的要求を満たすようにセンサー モジュールを設計する必要があります。
さらに、これらの圧電センサーは、化学物質や生物学的物質をそれらの周波数付近で駆動する場合に監視するのに重要です。 さらに、圧電素子にわずかな機械的負荷を加えると、駆動振幅と共振周波数のシフトが促進されます。これは、信号処理用のアナログ回路を使用して簡単に検出できます。
結論
新たに作成する製品に使用する必要がある PCB センサーを選択することは、測定したい現象について単に考えることよりも多くの作業を必要とします。 さらに、製品を導入する環境を考慮する必要があります。PCB センサーには、ワイヤレス センサー ネットワーク、振動モニタリング、熱モニタリングやイメージングなどのさまざまな用途もあります。
