최대 50kHz의 샘플링 레이트, 8aF까지 정전용량 측정,
주 배터리 전원이 아닌 하베스트된 전원만으로도 동작 가능
ams(한국지사 대표 이종덕)는 센서 제조회사가 자신들의 설계 요건에 맞는 속도와 분해능 특성값으로 조절하여 맞춤화할 수 있는 정전용량 센싱기능을 제공하는 프런트엔드 신제품 PCap04를 출시한다고 밝혔다.
속도를 최적화할 경우, PCap04는 초당 최대 50,000회의 센서 측정 및 그 값들의 수치화가 가능하다. 정밀도를 최적화하기 위해 샘플링 속도를 낮출 경우, PCap04는 8aF의 측정 분해능을 얻을 수 있다.
제품의 여러 조건 설정 기능을 통해서, 본 제품을 사용하는 센서 제조회사들은 측정 속도에 최적화된 전력 소비특성을 얻거나, 목표 전력 소비값에 최적화된 측정 조건을 설정할 수 있다. 저전력 모드에서 PCap04는 4.0µA의 낮은 전류를 소비한다. ams는 외장 전원공급장치가 없는 데모 보드를 개발했는데, 여기에서 PCap04는 스마트폰처럼 NFC 리더가 생성하는 RF장으로부터 수확한 에너지를 가지고 동작한다.
PCap04는 정전용량값이 변화하는 여러 형태의 센싱 소자들과 함께 사용될 수 있도록 설계됐다. 6개의 정전용량 측정 채널을 이용해서 압력, 힘, 위치, 기울기, 습도, 무게, 수위, 그밖에 다른 많은 파라미터들을 측정하는 정전용량 센서소자들과 함께 사용하기에 매우 적합하다.
PCap04의 출력은 측정된 정전용량의 원래값을 PWM 또는 PDM으로 변환한 값으로 제공된다. 또한 센서 측정값을 처리하고 이들을 디지털 값으로 변환하여 I2C 또는 SPI 인터페이스를 통해 전송해 주는 DSP가 내장되어 있다. 이 DSP는 적게는 1pF에서 많게는 100nF의 넓은 범위에 걸친 입력 정전용량 값을 처리할 수 있다.
PCap04는 다양한 빌트인 설정 옵션들을 제공하는데, 그 중에는 그라운드, 플로팅, 차동, 차동 그라운드형태의 센서 연결 방식이 포함된다. 이 DSP는 ams의 오픈소스 코드는 물론 측정 선형화 및 변환 기능을 위해 사용자가 만든 코드들로도 구동할 수 있다. ams는 설계 엔지니어가 PCap04 상에서 구동되는 코드를 손쉽게 개발, 시험, 디버그 할 수 있게 해주는 평가 키트와 쉽게 사용할 수 있는 소프트웨어 개발 툴을 제공한다.
ams의 호세 비나우(Jose Vinau) 의료 및 특수 센서 담당 마케팅 디렉터는 “PCap04는 센서 제조회사들에게 동작 특성이 특정 범위로만 고정된 다른 센서 프런트엔드 제품들과 비교해 보다 유연한 대안을 제공한다. 또한 센서 제조회사가 프런트엔드 동작의 정밀조정을 통해서, 자신들의 특정 애플리케이션에 요구되는 특성을 만족할 수 있는 아주 특별한 장점을 제공한다”고 말했다.
아이씨엔 오윤경 기자 news@icnweb.co.kr
