인피니언 저전력 대기 압력 센서, 모바일 및 웨어러블 기기와 IoT 디바이스에 정확도 높인다

인피니언 테크놀로지스는 모바일 및 웨어러블 기기와 사물 인터넷(IoT) 디바이스에 사용하기 적합한 ±5cm의 초고정밀 분해능, 초소형 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 압력 센서를 출시했다. DPS310은 기능이 향상된 내비게이션, 위치 추적, 동작 인식, 기상 모니터링 애플리케이션을 개발할 수 있도록 하는 저전력 디지털 대기 압력 센서이다.

넓은 온도 범위에 걸쳐 정확하고 안정적인 성능을 제공하는 DPS310은 쇼핑몰과 주차 건물에서 층수 탐색과 같은 실내 내비게이션 및 보조 위치 추적 애플리케이션에 이상적인 것은 물론 실외 내비게이션에 적용해 내비게이션 정확도를 향상시키거나 GPS 신호가 수신되지 않을 때 추측항법(dead-reckoning)을 지원할 수 있다. 또한 고도 상승과 수직 속도 계산을 위해 정확한 데이터를 제공할 수 있어 모바일 및 웨어러블 헬스 및 스포츠 기기에서 활동 추적에 적합하며, 초정밀 압력 측정은 동작 인식과 급격한 기후 변화 감지에 새로운 가능성을 열어준다.
인피니언 DPS310 압력 센서는 대부분의 다른 디지털 압력 센서에 사용되는 압전 전기 방식이 아닌 정전식 감지 방식을 기반으로 한다. 이 방식은 넓은 범위의 온도에서 높은 정밀도를 보장하며 온도가 급격히 변하는 경우에도 그러하다. 이러한 특성은 여러 발열 원인으로 모바일 기기 내 온도가 급격히 변할 수 있기 때문에 큰 이점을 제공한다.
고정밀 모드에서 DPS310은 오차 범위 ±5cm 내로 높이를 측정할 수 있어 실내 내비게이션에서 가장 큰 난제였던 순간적인 이동에 대한 정확한 감지가 가능하다. 인피니언 압력 센서의 높은 분해능은 예를 들어 건물의 한 층에서 다른 층으로 이동하는 경우 이를 식별해 새로운 층의 평면도를 다운로드 하도록 할 수 있다. 높은 정확도의 높이 측정은 착용자가 취할 수 있는 다른 종류의 “스텝”과 그에 대응하는 칼로리 소비량 간에 구별할 필요가 있는 스포츠와 피트니스 애플리케이션에 요구된다.
새로운 압력 센서를 위해 인피니언은 기존에 자동차 센서를 위해 개발되었던 첨단 반도체 공정 기술을 이용한다. 센서는 신뢰성이 매우 높아 에어백과 같은 안전 애플리케이션에 탑재된다. 이 기술은 2.0mm x 2.5mm x 1.0mm의 소형 크기뿐 아니라 저전력 소모를 구현하는 바탕이 된다. 저전력 모드에서 전류 소모는 초당 1회 측정에 3μA에 불과하고, 대기 모드에서는 1μA 미만으로 떨어진다. 내장된 FIFO는 바로 전까지의 32번의 측정을 저장하며, 호스트 프로세서가 센서 판독 사이 슬립 모드를 유지할 수 있는 시간을 연장시켜 전체 시스템 전력 소모를 더욱 감소시킨다.
DPS310은 300hPa ~ 1200hPa의 압력 및 -40°C ~ 85°C의 온도 범위에서 신뢰할 수 있는 정확한 성능을 제공한다. 다양한 측정 및 분해능 모드는 디바이스를 타깃 애플리케이션에 최적화할 수 있도록 한다. 예를 들어 1회 측정은 GPS 고도 정확도를 얻기 위해 구성할 수 있으며, 초당 여러 번 측정이 가능한 옵션은 동작 인식을 위해 사용할 수 있다. 각각의 센서는 개별적으로 보정되며, 보정 계수를 내장해 측정된 압력과 온도값에 대해 정확한 보상이 가능하다. 센서 측정 데이터와 보정 계수는 센서의 I2C/SPI 디지털 인터페이스를 통해 제공된다.
인피니언 테크놀로지스의 센서 부문 책임자인 로널드 헬음(Roland Helm)박사는 “압력 센서는 모바일 및 웨어러블 기기의 필수적인 부품이 되고 있다. 또한 IoT와 관련해 압력 센서는 통합형 소비자 센서 솔루션의 중요한 빌딩 블록을 구성한다”면서 “DPS310은 성능이 검증된 반도체 공정을 기반으로 초고정밀 분해능, 우수한 온도 안정성, 저전력 동작, 초소형 패키지 크기를 결합함으로써 개발자가 보조 위치 추적과 내비게이션으로부터 스포츠, 피트니스, 실시간 기상 모니터링에 이르기까지 광범위한 애플리케이션에서 기능과 사용자 경험을 향상시킬 수 있도록 한다”고 말했다.
한편, DPS310의 엔지니어링 샘플이 2015년 5월에 제공되며, 양산은 2015년 3분기 예정이다. 인피니언은 스타터 키트와 평가 보드로 디자인-인을 지원한다. DPS310은 1.7V ~ 3.6V 전원 전압에서 동작하며, 2.0mm x 2.5mm x 1.0mm 크기의 공간 절감형 8핀 LGA 패키지로 제공된다. 보다 자세한 내용은 www.infineon.com/sensors에서 확인할 수 있다.
파워일렉트로닉스 매거진 오윤경 기자 news@powerelectronics.co.kr