Эти дискуссии частично состоятся на форуме IIoT & Cyber Security Forum и конференции Embedded Electronics Platforms Conference, запланированных на 16 ноября 2022 года.
Датчики — это буровые платформы информационного общества, поскольку они извлекают исходный материал, называемый данными. Будь то умные города, умная энергетика, умные дома, умное здравоохранение или умные заводы, мы всегда найдем датчики, скрытые за словом «умный». И эти датчики становятся все более «интеллектуальными», беря на себя задачи подготовки и обработки сигналов наряду со своими обычными функциями измерения и записи.
Ожидания от этого растущего сектора остаются высокими. Аналитики MarketWatch прогнозируют, что мировой рынок датчиков удвоится в ближайшие годы, увеличившись с 80 миллиардов долларов в 2021 году до 161 миллиарда долларов в 2030 году. Члены Ассоциации датчиков и измерений сообщили, что выручка в 2021 году выросла на 20% по сравнению с предыдущим годом. Отличительной чертой этой отрасли является высокий уровень инновационной активности. Около 11% выручки выделяется на исследования и разработки, что является самым высоким показателем в Германии.
Движущей силой рынка датчиков являются смартфоны.
Смартфоны остаются одним из главных драйверов роста на рынке сенсоров. По данным немецкой онлайн-платформы Statista, в 2021 году во всем мире было продано около 1,35 миллиарда смартфонов. Современные модели высокого класса оснащены до 14 сенсорами. Качество камеры остается самым важным фактором при продаже. Xiaomi 12 Pro оснащен новым 1-дюймовым сенсором камеры от Sony, что значительно улучшает яркость ночных фотографий. 200-мегапиксельный сенсор Samsung с самыми маленькими в мире пикселями обеспечивает невероятную 14-битную глубину цвета (4 триллиона цветов). Помимо датчиков изображения, в смартфоны часто встраиваются MEMS-сенсоры (микроэлектромеханические системы) производства Bosch Sensortec. Они обеспечивают вращение экрана, ориентацию в приложениях виртуальной реальности, навигацию и многие другие действия.
Эти сенсоры также используются в медицинской и автомобильной технике.
История MEMS-датчиков началась задолго до того, как они стали незаменимыми компонентами каждого смартфона и до появления совершенно новых классов устройств, таких как фитнес-трекеры, дроны, гарнитуры виртуальной реальности, умные часы и интеллектуальные сенсорные узлы для Интернета вещей (IoT). Первоначально они играли решающую роль в автомобильных приложениях, таких как подушки безопасности и электронная система стабилизации (ESP). Сегодня автомобили оснащены более чем 50 такими крошечными датчиками, в том числе произведенными такими производителями электроники, как Analog Devices, Bosch, Hamamatsu, Infineon, Murata, Panasonic и STMicroelectronics.
Эти системы дополняются радаром, лидаром, ультразвуком и «простыми» камерами: только взаимодействие, создаваемое за счет объединения данных с датчиков, позволяет сложным системам помощи водителю, включая передовые системы помощи водителю (ADAS), создавать достаточно детальное изображение всей окружающей среды. Интерьер «снимается» с помощью таких элементов, как система датчиков Osram Icarus 3D. Эта система следит за водителем, определяя, засыпает ли он хотя бы на секунду или проявляет явные признаки сонливости.
Термоинфракрасные датчики (термопары) производства компании Excelitas обеспечивают еще один вид бесконтактного мониторинга. Они используются в ушных и лобных термометрах для получения исключительно точных измерений. Одноразовые датчики все чаще используются в некоторых медицинских процедурах в качестве недорогой альтернативы и способа предотвращения инфекций в больницах. Одноразовый датчик Thermometrics, производимый компанией Amphenol Advanced Sensors, непрерывно измеряет температуру кожи новорожденных в инкубаторах. Кроме того, компания Sensirion поставляет производителям аппаратов ИВЛ датчики расхода жидкости на основе MEMS-технологии.
Датчики для промышленного применения:
Производители на разнообразном рынке промышленных датчиков мало чем похожи на производителей, выпускающих продукцию большими партиями в потребительской и автомобильной отраслях. Это увеличивает затраты на разработку и производство, и, следовательно, цены на сенсорные системы. Однако исследование, проведенное Михаэлой Ротхёфт из Университета прикладных наук Южной Вестфалии и Немецкой ассоциацией машиностроительной промышленности (VDMA), показало, что машиностроительные компании проявляют все больший интерес к интеллектуальным датчикам. Треть опрошенных компаний планируют хранить данные с датчиков в облаке и использовать цифровые двойники датчиков. Опрос также показал, что каждая машиностроительная компания в среднем сотрудничает с пятью производителями датчиков в качестве поставщиков.
Многие из этих производителей примут участие в выставке electronica 2022. Большое количество поставщиков ведет жесткую конкуренцию в области мониторинга состояния оборудования, который лежит в основе предиктивного технического обслуживания. Например, компания Analog Devices поставляет трехосевые MEMS-ускорительные модули со встроенными аналого-цифровыми преобразователями (АЦП), микроконтроллерами, быстрыми преобразованиями Фурье (БПФ) и статистическим анализом. В отличие от них, новые инерциальные датчики, производимые компанией STMicroelectronics, имеют специальный процессор, оптимизированный для машинного обучения, расположенный непосредственно рядом с датчиком на чипе. В результате интеллектуальные функции передаются из облака или «на» периферии непосредственно «на» периферию. Сложные операции, такие как распознавание образов и обнаружение аномалий, становятся гораздо более эффективными и производительными.
Посетители выставки смогут увидеть, как интеллектуальные датчики могут оптимизировать создание ценности для их компаний, на конференции Embedded Electronics Platforms Conference 16 ноября 2022 года, а также на форуме IIoT и Cybersecurity Forum и в других областях. Разработчикам оборудования не стоит пропускать форум Electrical Connectors and Measurement Technology Forum, который состоится в зале 3 в четверг, 17 ноября 2022 года, и будет посвящен последним технологическим достижениям и тенденциям в области датчиков и измерительных технологий.
