IIoTなど多ジャンルな製品に対応するインテリジェントなセンサ群 - オン・セミコンダクターの新ソリューションとは

電源も配線も不要、多彩なセンサとして動作する「スマートパッシブセンサ」

オン・セミコンダクターが提供する「スマートパッシブセンサ」は、Magnus-S IC、リモートRFIDトランシーバ（インテロゲータ）、および標準的なRFIDリーダに追加されるソフトウェアの3つのコンポーネントで構成される、インテリジェントなRFIDタグだ。

Magnus-S ICは周囲の状態をセンスするSoCとなっており、アンテナからの給電だけで動作が可能なため電源を必要としない。また、温度、湿度、圧力、近接、受信電力を感知するセンサが搭載されている。さらに、不揮発性メモリを搭載するのでユニークID（UID）を保持することが可能だ。

インテロゲータは、感知された情報を受けて処理を実行するもので、1秒間に100個のセンサからデータを収集することが可能。また、「オフザシェルフ」の使用、あるいはアプリケーションに応じた構築が可能となっている。

さらに標準的なソフトウェアを搭載するため、従来のRFIDタグ用リーダが使用できるというメリットもあり、無線バンドは860～960MHzのUHFとなっている。

スマートパッシブセンサは、さまざまなセンサとして活用できることが特長だ。たとえば、タンクに入っている液体の量を測定することができる。しかも、アンテナから給電ができ、センサが読み取った数値は無線通信によりリモートからリーダで確認できる。つまり、タンクの外側にスマートパッシブセンサを貼り付けることで液体量を測定できるわけだ。実際のアプリケーションでは、タグからのセンサ信号がバックエンドのマイコンに送信され、タンク内の液体レベルを測定することになる。

スマートパッシブセンサを使って、液体の量を測定を行うソリューションビデオ

スマートパッシブセンサの自動車への応用イメージ

設置が容易で多彩なセンサとして活用できるため、たとえば自動車では、車内外のさまざまな場所の温度を測定したり、湿度や圧力から水漏れなどを検出するといった、近接計として動作させることができる。

高感度、繊細な検出が可能な静電容量タッチセンサ用容量デジタルコンバータLSI

静電容量タッチセンサ用容量デジタルコンバータLSI「LC717A10AJ」は、タッチセンサの採用による使い勝手の良さと、ローコストでハイパフォーマンスであることが特長だ。また、タッチスイッチにすることで、多くのメリットがあるという。

タッチスイッチは従来のメカニカルスイッチに比べ、設計の自由度が非常に高く、メカニカルコンポーネンツが不要だ。また、押すだけのメカニカルスイッチとは異なり、「スライドさせる」「回す」あるいは「手を近づける」など、直感的な操作が可能になっている。可動部がないので接点摩耗などによる寿命の限界がなく、高い耐久性があること、そして防水防汚対策が容易であることも特長となっている。

タッチセンサの仕組み

またタッチスイッチの場合は、センサ端子間に発生する静電界を指で変化させて動作する仕組みなため、プラスチックや木、ゴム、ガラスといった素材によってセンサ本体を保護することが可能だ。さらにタッチセンサの感度が高いという特性もあるため、手袋を重ねて着用している状態や、空気層または厚めの物体があっても、操作を検出できる。

タッチスイッチを採用することで、操作性や生産性、耐久性、防水性に優れている。また、凹凸がなく清掃が容易なため衛生的なスイッチを実現できる。適用できるアプリケーションも豊富で、デジカメやポータブルオーディオ、ポータブルゲーム、ノートパソコン、ポータブルナビ、白物家電、調理家電、IH調理器、ポータブルナビ、DPF、自動車のインパネ、防犯などなど、さまざまな製品に適用できることも大きな特長となっている。

タッチスイッチの採用における多数のメリット

このほか、繊細な検出が可能なタッチセンサの特性を活かすことで、タンクに入っている液体の液面レベルを正確に検知することも可能だ。従来の液面センサは、フロートや回路素子など部品の追加が必要だったが、「LC717A10AJ」では追加部品を必要とせずに正確な液面レベルの検出が可能だ。しかも、タンクに急激に液体を注いでも、センサは安定したフィードバックを送る。ただし、液体を検知するユニット設計において、対象となる液体の誘電率を知った上で、検出するためのセンサパターンと設定パラメータの最適化が重要となっている。