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로옴, 노이즈 필터링 기능 내장 가속도 센서 KX13x-1211 개발

산업기기의 머신헬스 모니터링을 플렉시블하게 서포트

로옴(www.rohm.co.kr) 그룹 Kionix, Inc., (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 개발했다.

본 제품은 산업기기의 모터 진동 해석 등 머신헬스 모니터링에 최적인 3축 가속도 센서다. 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 기여한다. 또한, 산업기기용 사양을 고려하여, 센싱의 주파수 대역은 최대 8,500Hz, 가속도는 최대 ±64g까지의 고주파 (고속 진동) · 고정밀도 가속도 검출이 가능하며, 동작온도 범위도 105℃까지 높였다. 또한, 센서 자체로도 Kionix 기존품 대비 절반 이하의 소비전류 (저소비 모드 시 0.67µA)를 실현했다. 전력의 저소비화에 기여하는 Wake Up 기능과 Back to Sleep 기능을 탑재함으로써, 웨어러블 기기 등 배터리로 구동하는 기기의 센싱에도 대응한다.

앞으로도 Kionix는 고정밀도 및 저소비전력의 센서 라인업을 확충하여, 사회의 IoT화에 기여해 나갈 것이다.

＜배경＞

최근, 대부분의 공장에서 고효율화와 더불어 인력 사용을 줄이는 추세가 있다. 또한, 산업기기의 고장이 현저하게 나타나기 전에, 이상 상태를 미리 검지하는 예지보전 (豫知保全)의 개념이 확대되고 있다. 이에 따라, 머신헬스 모니터링이 주목을 받게 되었으며, 상태 검지를 위한 디바이스로서 센서의 중요도는 나날이 증대하고 있다.

Kionix는 지금까지 모바일기기용 소형 가속도 센서를 중심으로 개발해 왔지만, 산업기기용 라인업을 확충함으로써, 사회의 폭넓은 요구에 대응해 나가고자 한다.

＜특징＞

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

ADP는 마이컴의 필터링 기능을 대체하는 Kionix의 독자적인 신기능이다. 구체적으로는, 센서에 커스터마이즈 가능한 2가지 주파수 필터를 내장하여, 자유도가 높은 필터를 구축함으로써 불필요한 노이즈 신호를 제거하고 필요한 신호만을 추출한다. 또한, 각각의 필터는 ON / OFF 전환이 가능하여, 플렉시블한 운용이 가능하다. 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 기여한다.

2. 산업기기의 머신헬스 모니터링 용도에 최적

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

3. 디바이스와 어플리케이션의 저소비전력화를 동시에 실현

본 제품은 Kionix 기존품 대비 절반 이하의 소비전류 (저소비 모드 시 0.67µA)를 실현했다. 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 가능하다. 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 기여한다.

＜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.

ROHM 소개
반도체 메이커 「ROHM (로옴)」의 사명은 창업 당시의 생산 품목인 저항기 (Resistor)의 첫 글자 「R」과 저항치 단위 Ω「ohm」을 조합한 것입니다. 「R」은 신뢰성 (Reliability)의 뜻도 내포하고 있으며, 이는 품질을 제일로 하는 로옴의 방침을 나타냅니다. 로옴은 창업 이래 「기업 목적」을 바탕으로, 양질의 상품 공급 및 제조 활동을 통해 문화의 진보 향상에 기여해 왔습니다. 경영 환경은 크게 변화하고 있지만, 이러한 로옴의 기본 개념은 변하지 않고 로옴의 DNA로서 계승되고 있습니다. 이러한 불변의 기업 목적을 다시금 인식함과 동시에, 새로운 사회 기반에서 로옴의 사명을 명확히 하기 위해 「Statement」와 「경영 비전」을 책정하였습니다. 앞으로도 로옴은 「일렉트로닉스 기술을 통해 사회의 다양한 과제를 해결하고, 미래를 위해 인류의 풍요로운 생활과 사회의 발전에 기여」하기 위해 노력할 것입니다.