Spettroscopia fotoacustica per il nuovo sensore CO2 miniaturizzato di Infineon

Gli abitanti delle città spesso trascorrono gran parte del loro tempo in casa, in ufficio, a scuola o semplicemente a casa. Gli spazi urbanizzati, tuttavia, tendono a intrappolare e sviluppare una cattiva qualità dell’aria in quanto diventano sempre più isolati a causa dei sistemi di contenimento energetico. La concentrazione di CO2 è un indicatore di cattiva qualità dell’aria. Le soluzioni di mercato attuali per il monitoraggio di questo gas inodore e incolore sono ingombranti e costose o semplicemente inadeguate per un’adozione diffusa. Infineon Technologies ha sviluppato una innovativa tecnologia di sensori CO2 basata sulla spettroscopia fotoacustica (PAS).

XENSIV PAS210 utilizza questa nuova tecnologia. Implementa un microfono MEMS ad alta sensibilità come rilevatore e consente una significativa miniaturizzazione dei sensori di CO2. Per questo motivo, è ideale per le applicazioni di casa intelligente e per l’automazione degli edifici, ad esempio abilitando la ventilazione al fabbisogni, nonché vari dispositivi IoT per la qualità dell’aria interna come depuratori d’aria, termostati, stazioni meteorologiche e assistenti personali. Il sensore può aiutare a migliorare la qualità dell’aria interna in modo tempestivo ed efficiente dal punto di vista energetico. Basandosi su un ampio portafoglio di brevetti relativi alla tecnologia PAS, PAS210 non solo consentirà applicazioni di rilevamento di CO2 in volumi ed a costi contenuti, ma aprirà anche la strada alla scoperta, in futuro, di altri gas.

Su un singolo PCB, il sensore di CO2 integra il trasduttore fotoacustico incluso il rivelatore, la sorgente a infrarossi e il filtro ottico. Dispone inoltre di un microcontrollore per l’elaborazione del segnale con relativi algoritmi, nonché un MOSFET per pilotare una sorgente a infrarossi. Tutti i componenti sono sviluppati e progettati internamente secondo gli elevati standard di qualità di Infineon, portando al miglior rapporto prezzo / prestazioni. Ad esempio, XENSIV PAS210 utilizza come rivelatore il microfono MEMS ad alto SNR (Signal-to-Noise Ratus) XENSIVE IM69D130. Il sensore beneficia quindi della lunga esperienza di Infineon nella tecnologia acustica e nelle relative applicazioni.

PAS210 è un vero sensore di CO2 in un fattore di forma ridotto senza precedenti, abilitato dall’esclusivo principio di rilevamento PAS. Il sensore consente di risparmiare oltre il 75% di spazio nei prodotti finali del cliente rispetto ai sensori di CO2 disponibili in commercio. Le sue letture in ppm diretto, la possibilità di montaggio superficiale e il design semplice consentono un’integrazione facile e veloce allo stesso modo in applicazioni a basso e ad alto volume.

Il microcontrollore integrato converte l’uscita del microfono MEMS in una lettura ppm, disponibile tramite l’interfaccia seriale I2C, UART o PWM. Le capacità di misurazione di CO2 di XENSIV PAS210 coprono un intervallo da 0 ppm a 10.000 ppm con una precisione di ± 30 ppm o ± 3 percento della lettura. In modalità a impulsi, il sensore XENSIV PAS210 CO2 è progettato per avere una durata di dieci anni.

I primi campioni vengono convalidati in applicazioni selezionate. Si prevede che i campioni di ingegneria saranno disponibili nella prima metà del 2020 con la produzione in quantità nella seconda metà dello stesso anno.

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