MEMS-Präsenzsensor
Nicht bewegen!
Ob ein Raum leer ist oder ob eine Person reglos darin liegt, bedeutet einen großen Unterschied. Dabei helfen jedoch übliche Präsenzsensoren nicht weiter, da diese zumeist auf Bewegungen reagieren. Thermosensoren können das Problem lösen.
Selbstverständlich ist die Körperwärme ein guter Indikator, um festzustellen, ob jemand anwesend ist. Bei beheizten Räumen benötigt man jedoch eine gute Temperaturauflösung, die in erster Linie die sehr teuren Bolometer-basierten Wärmebildkameras mitbringen. Die enormen Kosten verbieten zumeist den Einsatz im privaten oder klinischen Bereich. Einen anderen Weg geht Omron Electronic Components mit dem berührungslosen, MEMS-basierten thermischen Sensor »D6T«, der die Anwesenheit von Personen innerhalb eines Überwachungs-bereichs zuverlässig erkennt, ohne dass diese sich bewegen müssen. Dieses Überwachungsinstrument ist eine Alternative zu pyroelektrischen Sensoren oder PIR-Meldern nicht nur in der Medizintechnik, sondern auch in Sicherheits- und Industrie-Anwendungen sowie der Heimautomatisierung.
Tot oder lebendig
Die meisten Sensoren zur Erkennung menschlicher Präsenz beruhen auf der Bewegungserkennung. Der D6T hingegen kann Anwesenheit durch die Wahrnehmung von Körperwärme erkennen - eine zuverlässigere Grundlage für das Ausschalten von Beleuchtungen, Klimaanlagen und anderen Vorrichtungen, wenn der Raum leer ist. Herkömmliche Sensoren können oftmals nicht zwischen einem leeren Überwachungsbereich und einer ruhig stehenden Person unterscheiden. Diese Eigenschaft ist von besonderer Bedeutung bei der Entwicklung von Medizintechniksystemen, um die Anwesenheit bettlägriger Patienten in einem Krankenzimmer zu erkennen.
Da der D6T-Sensor die Temperatur eines Raums messen kann, eignet er sich auch zur Steuerung von Heizungen und Klimaanlagen für optimale Raumtemperaturen ohne Energieverschwendung.
Außergewöhnliche Temperaturschwankungen können auch anderweitig genutzt werden, beispielsweise zur Erkennung von Bandstillstand in Produktionslinien, von Hot-Spots ehe ein Feuer ausbricht, oder ob ein Patient das Bett verlassen hat. Dabei erfasst der Sensor die Temperaturen eines ganzen Bereichs, wobei der Hersteller bei der Entwicklung den geringen Signalhub von durch Infrarotstrahlen erzeugten Signalen berücksichtigen musste. MEMS-Sensor, ASIC und andere anwendungsspezifische Teile fertigte Omron selbst.
Im Mikrospiegel
Das Messprinzip hinter dem thermischem Sensor kombiniert eine MEMS-basierte Mikrospiegelstruktur für die Erkennung von Infrarotstrahlung mit einer Siliziumlinse, um die IR-Strahlen auf die Thermosäulen zu richten. Proprietäre ASICs nehmen dann die notwendigen Berechnungen vor und wandeln die Sensorsignale für die digitalen I2C-Ausgänge um. Alle Komponenten wurden inhouse entwickelt und in Omrons eigenen MEMS-Produktionsstätten hergestellt. Das Resultat ist eine Genauigkeit von ±1,5 K mit einer Störfestigkeit (gemessen als rauschäquivalente Temperaturdifferenz) von 140 mK.
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