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Qvar-Sensorik: Das Potenzial der Potenzialänderung
Mit der Präsentation von Qvar ist STMicroelectronics ein bemerkenswerter Fortschritt in der Sensortechnologie gelungen. Qvar ermöglicht auf Basis der Detektion quasi-elektrostatischer Potenzialänderungen eine nuancierte Erkennung ohne direkten Kontakt.
Diese Funktion bietet branchenübergreifend fast grenzenloses Potenzial.
Wofür steht Qvar? Für die Veränderung der elektrischen Ladung (also Q und var), und es ist eine patentierte Erfindung von STMicroelectronics. Sie zeichnet sich durch die Fähigkeit aus, Änderungen des elektrischen Feldes aufgrund externer Faktoren wie der Nähe von Metall oder Wasser zu erkennen. Diese sind auch als quasi-elektrostatische Potenzialänderungen bekannt. Die Erkennung solcher Veränderungen ist ein großer Fortschritt in der Sensorik, die ein breites Anwendungsspektrum eröffnet und in Kombination mit weiterer Sensortechnologie die Vielseitigkeit und Wirksamkeit bisheriger Lösungsansätze optimiert.
Die Fähigkeit von Qvar, Änderungen des elektrischen Potenzials zu messen, wird durch einen dedizierten Kanal zur Erfassung des elektrischen Potenzials erreicht, wie er beispielsweise in Sensoren wie dem ILPS22QS und dem LSM6DSV16X verfügbar gemacht wurde. Die Auswertung der Schwankungen des Potenzials ermöglicht dabei zahlreiche berührungslose Detektionen wie zum Beispiel die Erkennung der Anwesenheit und Bewegung von Personen, die Erkennung von Berührungen oder auch die Erkennung von Wasserlecks.
Praktische Anwendungen von Qvar
Bereits real umgesetzte Anwendungen mit Qvar-Technologie demonstrieren das beeindruckende transformative Potenzial in verschiedensten Industriezweigen. Bislang verfügbare Funktionalitäten wurden verbessert und neue Möglichkeiten in der Sensortechnologie eröffnet, indem die Fähigkeiten bislang existierender Sensoren erweitert wurde.
Wasser- und Flüssigkeitsstanderfassung: Die Qvar-Technologie eignet sich beispielsweise hervorragend für die Erkennung von Wasser- und Flüssigkeitsständen, da sie sich die Leitfähigkeit von Wasser zunutze macht. In solchen Applikationen ahmt Qvar den Prozess der Ladungsübertragung nach, der der Berührung eines menschlichen Fingers beim Kontakt mit Wasser ähnelt. Diese Fähigkeit macht Qvar sowohl für die Erkennung von Wasserlecks als auch für die Messung von Flüssigkeitsständen sehr effektiv.
Erkennung von Anwesenheit und Bewegung: Qvar-Sensoren erkennen die Anwesenheit und Bewegung von Personen durch die Messung elektrostatischer Veränderungen, was sie auch für die Entwicklung von Anwendungen für intelligente Gebäude und Sicherheitssysteme prädestiniert. Durch die Möglichkeit der berührungslosen Anwesenheitskontrolle verbessert Qvar die Vielseitigkeit und Reaktionsfähigkeit bestehender Sensoren und trägt so zu einer effizienteren und sichereren Umgebung bei.
True-Wireless-Stereo(TWS)-Anwendungen: In TWS-Headsets ermöglicht die Qvar-Technologie ein intuitiveres Benutzererlebnis durch die In-Ear- und Gestenerkennung. Headsets bieten so eine nochmals verbesserte Nutzungserfahrung, wodurch sich das Wertigkeitsempfinden von TWS-Geräten erhöht. Dies ist nur einer von vielen Mehrwerten, die Qvar für die Unterhaltungselektronik bietet.
Verbesserung von Wearables und IoT-Geräten: Auch in zahlreichen weiteren Wearables und IoT-Geräten bereichert die Qvar-basierte Gesten- und Aktivitätserkennung die Benutzerinteraktion und macht Geräte intelligenter und intuitiver. Vor allem die Integration von Qvar in die Gesten- und Aktivitätserkennung verdeutlicht also die besondere Rolle dieser Technologie bei der Verschiebung der Grenzen dessen, was bislang möglich war.
Diese Beispiele belegen anschaulich, dass Qvar zahlreiche Sensorfunktionalitäten verbessert und oftmals in Kombination mit einem breiten Spektrum weiterer Sensortechnologien zum Einsatz kommt. Qvar trägt dabei vor allem zur Verbesserung der Vielseitigkeit und Nützlichkeit von Sensoren bei. Die Anpassungsfähigkeit, die Präzision und die nichtinvasive Natur von Qvar sind wertvolle Ergänzungen der bereits bestehenden Sensortechnologien von STMicroelectronics, die neue und verbesserte Anwendungen in zahlreichen Branchen ermöglicht. Durch die Integration der Qvar-Technologie kann die Industrie schlussendlich besonders reaktionsschnelle, effizientere und benutzerfreundlichere Produkte und damit auch operativ optimierte Abläufe erreichen.
Die Qvar-Hardware
Verfügbar ist die Qvar-Technologie bereits in Kombination mit verschiedenen weiteren ST-Sensoren, die jeweils für spezifische Funktionen und Umgebungen entwickelt wurden. Diese Übersicht unterstreicht die Anpassungsfähigkeit und Vielseitigkeit von Qvar in verschiedenen realen Anwendungskontexten.
Barometrische Sensoren: ILPS22QS und ILPS28QSW beinhalten die Qvar-Technologie und verbessern barometrische Messfähigkeiten. Sie messen quasi-elektrostatische Potenzialänderungen, die bei der industriellen Überwachung nützlich sind. Das wasserfeste Gehäuse des ILPS28QSW demonstriert die Anpassungsfähigkeit von Qvar an unterschiedliche Umgebungsbedingungen.
Trägheitsmesseinheiten (IMUs): Die Qvar-Technologie wurde auch in die IMUs LSM6DSV16X, LSM6DSV16BX und LSM6DSV32X integriert und verbessert hier die Bewegungserkennung erheblich. Die LSM6DSV16X ist für ihre präzise Bewegungsverfolgung bekannt, während die LSM6DSV32X zusätzlich über ein digitales 3-Achsen-Gyroskop und einen digitalen 3-Achsen-Beschleunigungssensor verfügt, was sie für anspruchsvolle Anwendungen prädestiniert; in diese Produkte ist auch ein MLC (Machine-Learning-Core) integriert, bei dem Qvar-Daten als Input verwendet werden können.
Beschleunigungssensor: Der LIS2DUXS12 kombiniert ein MEMS-Sensordesign mit Qvar-Technologie, um die Funktionalität bei minimalem Stromverbrauch zu maximieren. Er ist ideal für Anwendungen, die eine genaue Aktivitäts- und Gestenerkennung erfordern, da er in der Lage ist, sehr präzise die Schwankungen der elektrostatischen Ladung zu messen.
Software als Ergänzung zu Qvar
Für den Einsatz der Qvar-Technologie ist neben der Hardware auch die notwendige Software relevant. Sie spielt eine entscheidende Rolle bei der Nutzung des vollen Potenzials der Qvar-Sensoren und ihrer Integration in anspruchsvolle Systeme. Das Kernelement der Software ist die Verarbeitung der Sensordaten mithilfe von Algorithmen, um verwertbare Erkenntnisse zu gewinnen. Sie liefert zudem die notwendige Dateninterpretation und gewährleistet darüber hinaus auch eine nahtlose Integration in die jeweiligen Systeme. STMicroelectronics steuert hierzu zusammen mit Open-Source-Communities zahlreiche optimierte Plattformen und Tools bei, die die Funktionalität von Qvar kontinuierlich verbessern und den Anwendungsbereich erweitern.
Die Auswahl der richtigen Software-Umgebung ist dabei entscheidend, wenn die Leistung und Anwendbarkeit von Qvar-Sensoren auf den Anwendungsfall hin optimiert werden soll. Die FP-SNS-STBox1 zum Beispiel ist auf Multisensor-Entwicklung zugeschnitten und optimiert die Effizienz und Kommunikationsfähigkeit solcher Systeme. Solche Softwaremodule tragen zu einer robusteren und effizienteren Sensorumgebung bei, in der die Qvar-Technologie effektiv genutzt und erforscht werden kann.
Während die Qvar-Hardware also die Grundlage bildet, erschließt die durchdachte Integration mit spezifischen und relevanten Softwaremodulen das volle Potenzial der Qvar-Technologie für ein breites Spektrum von Anwendungen und Branchen.
Evaluierung der Sensortechnologien
Mit Evaluierungssystemen wie der Steval-MKBoxPro sowie der SensorTile.box Pro lässt sich Qvar im Zusammenspiel mit zahlreichen weiteren Schnittstellen evaluieren. Dank ihrer Modi »Entry«, »Expert« und »Pro« eignen sie sich zur Erkundung der ST-Sensortechnologien auf unterschiedlichen technischen Leveln und bieten sowohl zahlreiche vorintegrierte IoT-Applikationen als auch Optionen zur Entwicklung kundenspezifischer Innovationen.
Die Steval-MKBoxPro ist eine umfassende Entwicklungsplattform, die verschiedene Sensoren, Konnektivitätsoptionen und Softwaretools für die Entwicklung von IoT-Anwendungen bietet. Sie enthält eine Vielzahl von Sensoren wie Beschleunigungsmesser, Gyroskop, Magnetometer, Drucksensor und Umgebungslichtsensor. Die Plattform unterstützt zudem drahtlose Konnektivitätsoptionen wie Bluetooth Low Energy (BLE) und WiFi.
Die SensorTile.box Pro ist eine kompakte und tragbare Entwicklungsplattform, die speziell für Wearable-Anwendungen entwickelt wurde. Sie enthält eine Vielzahl von Sensoren wie Beschleunigungsmesser, Gyroskop, Magnetometer, Drucksensor, Mikrofon und Temperatursensor. Die Plattform unterstützt drahtlose Konnektivitätsoptionen wie BLE und NFC (Near Field Communication). Die SensorTile.box Pro verfügt zudem über ein robustes Gehäuse und ist leicht tragbar, was sie ideal für Wearable-Anwendungen macht.
Fazit
Mit Qvar ist ein wichtiger Fortschritt in der Sensortechnologie gelungen, der zu differenzierteren und effizienteren Sensoranwendungen beiträgt. Seine Integration in Eval-Plattformen zusammen mit zahlreicher weiterer Sensortechnologie unterstreicht die Bedeutung im Kontext der sich konstant weiter entwickelnden Landschaft an Sensortechnologien für das IoT und Wearables.
Die Wahl der bestmöglich passenden Sensortechnologie(n) hängt immer von den spezifischen Anforderungen der jeweiligen Applikation ab. Nur ein differenzierter Ansatz gewährleistet deshalb die effektivste und innovativste Nutzung dieser Technologie. Bei der Erforschung und Integration von Qvar sind es schlussendlich die Synergien der bestmöglich kombinierten Potenziale, die zu Fortschritten in Anwendungen verschiedenster Branchen führen.
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