Considerata la crescente richiesta di sensori compatti, efficienti dal punto di vista energetico e ad alta precisione nell'elettronica di consumo, nei dispositivi indossabili, nella mobilità e nei sistemi industriali, le tecnologie dei magnetometri tradizionali stanno raggiungendo i propri limiti. I sensori a effetto Hall, AMR e GMR, anche se comprovati, fanno fatica a soddisfare i requisiti di sensibilità, rumore e corrente delle nuove applicazioni. Questo articolo di Bosch illustra come la tecnologia di magnetoresistenza a effetto tunnel (TMR), presente nel magnetometro a 3 assi BMM350, offre sensibilità elevata e bassa rumorosità per applicazioni di rilevamento della posizione.
La magnetoresistenza tunnel (TMR) si è ora affermata come una soluzione rivoluzionaria. Basandosi sull'architettura della giunzione a tunnel magnetico (MTJ), i sensori TMR raggiungono effetti di magnetoresistenza (MR) >100%, un ordine di grandezza superiore rispetto ad AMR o GMR. Ciò si traduce in una sensibilità estremamente elevata, un rumore estremamente basso e un consumo di corrente pari a soli 200 µA a 100 Hz. Grazie al loro meccanismo di tunneling dipendente dallo spin, i sensori TMR mostrano anche un comportamento di output di tipo binario, consentendo un rilevamento preciso del segnale in ambienti digitali.
Vantaggi principali dei sensori TMR:
- Sensibilità e linearità eccezionali su ampi intervalli di campo magnetico
- Consumo di corrente minimo per progetti a batteria sempre attivi
- Elevata robustezza contro le variazioni di temperatura e gli shock magnetici
- Capacità di rilevamento a 360° in pacchetti compatti
I sensori basati sulla tecnologia TMR offrono già un accurato tracciamento dell'orientamento in applicazioni di AR/VR, una navigazione e un rilevamento della corrente migliorati nei sistemi di mobilità, nonché un rilevamento affidabile della posizione e degli angoli nell'automazione industriale. Il loro basso rumore di fondo consente persino la misurazione di campi magnetici ultradeboli in casi di utilizzo medico o geofisico.
Bosch Sensortec BMM350: TMR in azione
In quanto magnetometro a 3 assi basato sulla tecnologia TMR, il BMM350 esemplifica le migliori prestazioni della categoria:
- Consumo di corrente di 200 µA (ODR 100 Hz)
- Rumore inferiore di oltre il 70% rispetto ai sensori Hall standard (asse x/y)
- Sensibilità 100 volte superiore rispetto alla tecnologia AMR o Hall
- Pacchetto WLCSP: 1,28 × 1,28 × 0,5 mm
La funzione brevettata di "recupero dallo shock di campo" garantisce prestazioni affidabili anche in caso di esposizione a interferenze magnetiche provenienti da componenti come gli altoparlanti degli smartphone.
Le applicazioni includono il tracciamento della testa nei dispositivi acustici e nelle cuffie a realtà aumentata, il rilevamento dell'orientamento e del movimento negli smartphone e nei tablet, il rilevamento della velocità nelle bici elettriche e il monitoraggio di precisione della corrente nei sistemi a batteria.
Prospettive
La magnetoresistenza a effetto tunnel non è un semplice progresso tecnologico: è il punto di partenza per le applicazioni di rilevamento del futuro. Man mano che i dispositivi diventano più intelligenti e sensibili al contesto, l'efficienza, la precisione e l'integrabilità della magnetoresistenza a effetto tunnel ne fanno la tecnologia di riferimento per il rilevamento magnetico nelle applicazioni di nuova generazione.
Distributori: La tecnologia TMR, basata su BMM350 di Bosch Sensortec, consente ai vostri clienti di progettare per il futuro, oggi.
Visualizza prodotti correlati
