업계 최초※, 노이즈 필터링 기능 내장 가속도 센서 「KX13x-1211」 개발

2019년 11월 5일

※2019년 11월 5일 현재 로옴 조사

＜개요＞

KX132_KX134

로옴 그룹 Kionix, Inc., (카이오닉스 / 본사 : 뉴욕주 이타카 / http://ko.kionix.com/)는 산업기기 및 웨어러블 기기 등 저소비전력으로 고정밀도 모션 센싱을 실행하고자 하는 어플리케이션에 최적인 가속도 센서 「KX132-1211」 「KX134-1211」을 개발하였습니다.
본 제품은 산업기기의 모터 진동 해석 등 머신헬스 모니터링에 최적인 3축 가속도 센서입니다. 독자적인 Advanced Data Path (이하, ADP)를 탑재하여, 기존에는 마이컴 측에서 실행한 센서 신호의 처리 및 노이즈 필터링을 가속도 센서 측에서 실행할 수 있으므로, 마이컴의 부하를 경감하여, 어플리케이션의 소비전력 저감과 성능 향상에 기여합니다. 또한, 산업기기용 사양을 고려하여, 센싱의 주파수 대역은 최대 8,500Hz, 가속도는 최대 ±64g까지의 고주파 (고속 진동) · 고정밀도 가속도 검출이 가능하며, 동작온도 범위도 105℃까지 높였습니다. 또한, 센서 자체로도 Kionix 기존품 대비 절반 이하의 소비전류 (저소비 모드 시 0.67µA)를 실현하였습니다. 전력의 저소비화에 기여하는 Wake Up 기능과 Back to Sleep 기능을 탑재함으로써, 웨어러블 기기 등 배터리로 구동하는 기기의 센싱에도 대응합니다.
본 제품은 2019년 9월부터 월 10만개의 생산 체제로 양산 (샘플 가격 1,500엔 / 개, 세금 불포함)을 개시하였습니다. 앞으로도 Kionix는 고정밀도 및 저소비전력의 센서 라인업을 확충하여, 사회의 IoT화에 기여해 나갈 것입니다.

＜배경＞

최근, 대부분의 공장에서 고효율화와 더불어 인력 사용을 줄이는 추세가 있습니다. 또한, 산업기기의 고장이 현저하게 나타나기 전에, 이상 상태를 미리 검지하는 예지보전 (豫知保全)의 개념이 확대되고 있습니다. 이에 따라, 머신헬스 모니터링이 주목을 받게 되었으며, 상태 검지를 위한 디바이스로서 센서의 중요도는 나날이 증대하고 있습니다.
Kionix는 지금까지 모바일기기용 소형 가속도 센서를 중심으로 개발해 왔지만, 산업기기용 라인업을 확충함으로써, 사회의 폭넓은 요구에 대응해 나가고자 합니다.

＜특징＞

1. 독자적인 ADP (Advanced Data Path)로 마이컴의 부하 경감에 기여

ADP는 마이컴의 필터링 기능을 대체하는 Kionix의 독자적인 신기능입니다. 구체적으로는, 센서에 커스터마이즈 가능한 2가지 주파수 필터를 내장하여, 자유도가 높은 필터를 구축함으로써 불필요한 노이즈 신호를 제거하고 필요한 신호만을 추출합니다. 또한, 각각의 필터는 ON / OFF 전환이 가능하여, 플렉시블한 운용이 가능합니다. 기존에는 마이컴 측에서 실행하던 센서 신호의 FFT 해석 등을 통한 주파수 해석이나 노이즈 필터링의 역할을 가속도 센서 측에서 실행함으로써, 원하는 데이터만을 전송할 수 있으므로, 마이컴의 부하를 경감하여, 어플리케이션의 소비전력 저감과 성능 향상에 기여합니다.

2. 산업기기의 머신헬스 모니터링 용도에 최적

KX132-1211은 최대 주파수 대역 4,200Hz, 가속도 (g) 범위 ±2g~±16g를 검출할 수 있습니다. 상위 제품인 KX134-1211은 최대 주파수 대역 8,500Hz, 가속도 (g) 범위 ±8g~±64g까지 검출 가능합니다. 또한, 동작온도는 기존품이 85℃까지인 반면, 신제품은 105℃에서도 정상 동작을 제공합니다. 고온 시에도 동작 가능한 라인업으로 주파수와 가속도 검출에 폭넓게 대응 가능하므로, 산업기기에서 모터 진동 해석 등의 머신헬스 모니터링에 최적입니다.

 

3. 디바이스와 어플리케이션의 저소비전력화를 동시에 실현

본 제품은 Kionix 기존품 대비 절반 이하의 소비전류 (저소비 모드 시 0.67µA)를 실현하였습니다. 또한, 가속도 검출 시에 sleep 모드에서 자동 기동하는 Wake Up 기능과 더불어, 반대로 가속도가 일정 기간 검출되지 않을 경우 마이컴에 대해 저전력 모드로 전환을 촉진하는 Back to Sleep 기능을 새롭게 실장하여, 마이컴 측의 저소비전력화가 가능합니다. 이와 같이, 가속도 센서뿐만 아니라, 대기 상태인 마이컴의 저소비전력화도 실행함으로써, 어플리케이션 전체의 고효율 동작이 가능하여 웨어러블 기기 및 자동차용 스마트키 등 배터리로 구동하는 어플리케이션의 장시간 기동에 기여합니다.

＜어플리케이션 예＞

・모터를 탑재한 산업기기의 건전성, 예지보전 및 상태 · 진동 감시 (머신헬스 모니터링)
・GPS와 조합한 물류 트래킹
・웨어러블 기기
・자동차용 스마트키

＜용어 설명＞

*1)  FFT 해석
Fast Fourier Transform의 약자로, 고속 푸리에 변환이라고 한다. 다양한 파형의 신호를 주파수 성분으로 분석할 수 있다.
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