意法半導(dǎo)體助力振動(dòng)監(jiān)測在工業(yè)4.0中廣泛應(yīng)用

近日，橫跨多重電子應(yīng)用領(lǐng)域的全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics,簡稱ST)推出新的工廠設(shè)備智能維護(hù)振動(dòng)監(jiān)測解決方案，助力下一代工業(yè)4.0應(yīng)用快速發(fā)展。

意法半導(dǎo)體新推出的的IIS3DWB振動(dòng)傳感器及配套電路板STEVAL-STWINKT1多傳感器評(píng)估套件，可以加快機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)周期。狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)能夠推斷設(shè)備維護(hù)需求，提高工業(yè)生產(chǎn)效率。在本地或云端分析監(jiān)測到的振動(dòng)數(shù)據(jù)，有助于企業(yè)制定合理的運(yùn)營策略，使機(jī)器正常運(yùn)行時(shí)間最大化，維護(hù)成本最小化，避免發(fā)生緊急維修事件。

IIS3DWB是為工業(yè)振動(dòng)監(jiān)測而優(yōu)化的3軸 MEMS¹ 加速度計(jì)。STEVAL-STWINKT1評(píng)估板集成IIS3DWB和其它傳感器、超低功耗微控制器及振動(dòng)處理算法、Bluetooth^?無線模塊和USB接口，可以簡化原型設(shè)計(jì)和產(chǎn)品測試。該套件采用塑料外殼，內(nèi)部裝有電池，可立即用于應(yīng)用開發(fā)，并提供一個(gè)簡便好用的參考設(shè)計(jì)。套件隨附高速數(shù)據(jù)記錄器和云端儀表板等軟件工具，幫助收集、分析和顯示測量結(jié)果。

意法半導(dǎo)體系統(tǒng)研究與應(yīng)用副總裁Alessandro Cremonesi表示：“機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測對于工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型至關(guān)重要，它不僅可以助力工廠提高制造業(yè)績和生產(chǎn)安全，同時(shí)還可以賦能新的服務(wù)和商業(yè)模式。我們的振動(dòng)傳感器及IIoT多傳感器開發(fā)套件和參考設(shè)計(jì)是當(dāng)今市場上性能最好、價(jià)格最實(shí)惠的解決方案，可幫助客戶實(shí)現(xiàn)高性能和高成本效益的即插即用工業(yè)傳感器系統(tǒng)。”

意法半導(dǎo)體已經(jīng)在向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新者瑞典SPM 儀器公司交付IIS3DWB，用于該公司的電池供電的AIRIUS無線振動(dòng)傳感器。SPM儀器的全球銷售總監(jiān)Rikard Svard評(píng)論說：“我們之所以選擇IIS3DWB，是因?yàn)樗梢栽谝粋€(gè)低功耗數(shù)字器件中集成獨(dú)特的功能，包括3軸傳感器、寬帶寬和低噪聲，這有助于我們實(shí)現(xiàn)為AIRIUS設(shè)定的性能、研發(fā)周期和成本目標(biāo)?！?/p>

IIS3DWB振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)級(jí)封裝現(xiàn)已投產(chǎn)，采用14引線塑料焊盤柵格陣列（LGA）封裝。

詳細(xì)技術(shù)信息

IIS3DWB是意法半導(dǎo)體的最先進(jìn)的3軸超寬帶寬MEMS加速度計(jì)，可用于監(jiān)測表示機(jī)器是否需要維修的主要指標(biāo)振動(dòng)，在意法半導(dǎo)體工業(yè)產(chǎn)品10年供貨保證計(jì)劃內(nèi)。該產(chǎn)品針對振動(dòng)監(jiān)測應(yīng)用的特殊要求對各項(xiàng)性能進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，頻率響應(yīng)完全平直，噪聲低，最高6kHz，陡峭截止頻率和高衰減度，消除設(shè)計(jì)人員關(guān)心的頻率混疊問題，保證機(jī)器故障檢測的準(zhǔn)確性和一致性。低功耗可最大限度延長獨(dú)立供電傳感器節(jié)點(diǎn)的電池續(xù)航時(shí)間。IIS3DWB的主要功能特性包括：

●   加速度計(jì)3軸頻率響應(yīng)寬平，可節(jié)省外部信號(hào)調(diào)理電路，降低設(shè)計(jì)復(fù)雜性，競品需要外部信號(hào)調(diào)理電路。

●   數(shù)字即插即用功能，在芯片上集成信號(hào)調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、濾波和帶寬均衡電路

●   低噪：三軸模式噪聲為75μg /√Hz，單軸模為60μg /√Hz，可實(shí)時(shí)選擇

●   -40°C至105°C的工作溫度范圍

●   在三軸正常功能模式下，工作電流1.1mA

充分發(fā)揮意法半導(dǎo)體在MEMS技術(shù)市場的領(lǐng)先優(yōu)勢，除IIS3DWB加速度計(jì)外，STEVAL-STWINKT1評(píng)估套件還在板上集成多個(gè)其它微型傳感器。板上還配有一個(gè)Bluetooth^?低功耗（BLE）射頻模塊，用于連接邊緣設(shè)備或直接連接到互聯(lián)網(wǎng)。板上集成如此多功能，使解決方案集成商可以避開勞動(dòng)密集型傳感器集成工作，集中精力開發(fā)應(yīng)用設(shè)計(jì)，加快產(chǎn)品上市時(shí)間。套件還提供高速數(shù)據(jù)記錄等的高級(jí)軟件功能，方便客戶探索機(jī)器學(xué)習(xí)、AI等新領(lǐng)域。該套件的價(jià)格比市場上的某些替代產(chǎn)品低75％以上，破除了阻礙工業(yè)4.0數(shù)字化轉(zhuǎn)型的巨大的成本障礙。

Features of the STEVAL-STWINKT1 include: STEVAL-STWINKT1的功能特性包括：

●   同類一流的工業(yè)傳感器：慣性傳感器，溫度、壓力和濕度傳感器，以及數(shù)字麥克風(fēng)和寬帶模擬麥克風(fēng)

●   超低功耗，內(nèi)置2048 KB閃存、120MHz FPU 的Arm Cortex^?-M4 MCU （STM32L4R9ZI）和優(yōu)化的電源管理單元

●   板上預(yù)留STSAFE-100安全單元芯片插座，用于加密連接和安全認(rèn)證

●   板載BLE4.2無線模塊，RS485有線接口，USB OTG接口

●   振動(dòng)分析預(yù)處理算法：RMS移動(dòng)平均值和可編程FFT（重疊，平均，開窗）

●   高速數(shù)據(jù)記錄功能可在SD-CARD上實(shí)時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，通過USB輸出多個(gè)(22)傳感器的最大分辨率（ODR）數(shù)據(jù)流

●   配套云端應(yīng)用軟件和儀表板工具

●   可選Wi-Fi擴(kuò)展板（STEVAL-STWINWFV1）；P-L496G-CELL02套件提供STMod +蜂窩擴(kuò)展板

MEMS¹: 微機(jī)電系統(tǒng)。ST是MEMS技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，產(chǎn)品組合包括加速度計(jì)、電子羅盤IC、壓力傳感器、麥克風(fēng)和功能完整的慣性測量單元（IMU），適用于工業(yè)、汽車和消費(fèi)類應(yīng)用，例如，無人機(jī)、導(dǎo)航設(shè)備、智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備。