意法半導體助力振動監(jiān)測在工業(yè)4.0中廣泛應用

近日，橫跨多重電子應用領域的全球領先的半導體供應商意法半導體(STMicroelectronics,簡稱ST)推出新的工廠設備智能維護振動監(jiān)測解決方案，助力下一代工業(yè)4.0應用快速發(fā)展。

意法半導體新推出的的IIS3DWB振動傳感器及配套電路板STEVAL-STWINKT1多傳感器評估套件，可以加快機器運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)周期。狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)能夠推斷設備維護需求，提高工業(yè)生產效率。在本地或云端分析監(jiān)測到的振動數據，有助于企業(yè)制定合理的運營策略，使機器正常運行時間最大化，維護成本最小化，避免發(fā)生緊急維修事件。

IIS3DWB是為工業(yè)振動監(jiān)測而優(yōu)化的3軸 MEMS¹ 加速度計。STEVAL-STWINKT1評估板集成IIS3DWB和其它傳感器、超低功耗微控制器及振動處理算法、Bluetooth^?無線模塊和USB接口，可以簡化原型設計和產品測試。該套件采用塑料外殼，內部裝有電池，可立即用于應用開發(fā)，并提供一個簡便好用的參考設計。套件隨附高速數據記錄器和云端儀表板等軟件工具，幫助收集、分析和顯示測量結果。

意法半導體系統(tǒng)研究與應用副總裁Alessandro Cremonesi表示：“機器狀態(tài)監(jiān)測對于工業(yè)數字化轉型至關重要，它不僅可以助力工廠提高制造業(yè)績和生產安全，同時還可以賦能新的服務和商業(yè)模式。我們的振動傳感器及IIoT多傳感器開發(fā)套件和參考設計是當今市場上性能最好、價格最實惠的解決方案，可幫助客戶實現高性能和高成本效益的即插即用工業(yè)傳感器系統(tǒng)?！?/p>

意法半導體已經在向工業(yè)物聯網技術創(chuàng)新者瑞典SPM 儀器公司交付IIS3DWB，用于該公司的電池供電的AIRIUS無線振動傳感器。SPM儀器的全球銷售總監(jiān)Rikard Svard評論說：“我們之所以選擇IIS3DWB，是因為它可以在一個低功耗數字器件中集成獨特的功能，包括3軸傳感器、寬帶寬和低噪聲，這有助于我們實現為AIRIUS設定的性能、研發(fā)周期和成本目標。”

IIS3DWB振動監(jiān)測系統(tǒng)級封裝現已投產，采用14引線塑料焊盤柵格陣列（LGA）封裝。

詳細技術信息

IIS3DWB是意法半導體的最先進的3軸超寬帶寬MEMS加速度計，可用于監(jiān)測表示機器是否需要維修的主要指標振動，在意法半導體工業(yè)產品10年供貨保證計劃內。該產品針對振動監(jiān)測應用的特殊要求對各項性能進行了優(yōu)化設計，頻率響應完全平直，噪聲低，最高6kHz，陡峭截止頻率和高衰減度，消除設計人員關心的頻率混疊問題，保證機器故障檢測的準確性和一致性。低功耗可最大限度延長獨立供電傳感器節(jié)點的電池續(xù)航時間。IIS3DWB的主要功能特性包括：

●   加速度計3軸頻率響應寬平，可節(jié)省外部信號調理電路，降低設計復雜性，競品需要外部信號調理電路。

●   數字即插即用功能，在芯片上集成信號調理、模數轉換器（ADC）、濾波和帶寬均衡電路

●   低噪：三軸模式噪聲為75μg /√Hz，單軸模為60μg /√Hz，可實時選擇

●   -40°C至105°C的工作溫度范圍

●   在三軸正常功能模式下，工作電流1.1mA

充分發(fā)揮意法半導體在MEMS技術市場的領先優(yōu)勢，除IIS3DWB加速度計外，STEVAL-STWINKT1評估套件還在板上集成多個其它微型傳感器。板上還配有一個Bluetooth^?低功耗（BLE）射頻模塊，用于連接邊緣設備或直接連接到互聯網。板上集成如此多功能，使解決方案集成商可以避開勞動密集型傳感器集成工作，集中精力開發(fā)應用設計，加快產品上市時間。套件還提供高速數據記錄等的高級軟件功能，方便客戶探索機器學習、AI等新領域。該套件的價格比市場上的某些替代產品低75％以上，破除了阻礙工業(yè)4.0數字化轉型的巨大的成本障礙。

Features of the STEVAL-STWINKT1 include: STEVAL-STWINKT1的功能特性包括：

●   同類一流的工業(yè)傳感器：慣性傳感器，溫度、壓力和濕度傳感器，以及數字麥克風和寬帶模擬麥克風

●   超低功耗，內置2048 KB閃存、120MHz FPU 的Arm Cortex^?-M4 MCU （STM32L4R9ZI）和優(yōu)化的電源管理單元

●   板上預留STSAFE-100安全單元芯片插座，用于加密連接和安全認證

●   板載BLE4.2無線模塊，RS485有線接口，USB OTG接口

●   振動分析預處理算法：RMS移動平均值和可編程FFT（重疊，平均，開窗）

●   高速數據記錄功能可在SD-CARD上實時存儲數據，通過USB輸出多個(22)傳感器的最大分辨率（ODR）數據流

●   配套云端應用軟件和儀表板工具

●   可選Wi-Fi擴展板（STEVAL-STWINWFV1）；P-L496G-CELL02套件提供STMod +蜂窩擴展板

MEMS¹: 微機電系統(tǒng)。ST是MEMS技術的領導者，產品組合包括加速度計、電子羅盤IC、壓力傳感器、麥克風和功能完整的慣性測量單元（IMU），適用于工業(yè)、汽車和消費類應用，例如，無人機、導航設備、智能手機和可穿戴設備。