Više od polovice pametnih telefona na svijetu sadrži barem jedan MEMS senzor, a u svakom novom automobilu prosječno ih je pet. U dronovima, igraćim konzolama, narukvicama za vježbanje i robotima za usisavanje nalaze se još milijuni MEMS senzora. Bosch je od 1995. godine proizveo više od 10 milijardi tih minijaturnih senzora u svojoj tvornici poluvodičkih pločica u Reutlingenu, 40 kilometara južno od Stuttgarta.

„Senzori MEMS građevne su jedinice povezanog svijeta. Oni daju najobičnijim predmetima osjetilno opažanje svijeta i povezuju ih s internetom”, rekao je član izvršnog vodstva odjela Automobilska elektronika u tvrtki Robert Bosch GmbH Jens Fabrowsky. Broj povezanih uređaja brzo raste i Gartner očekuje da će do 2020. globalni broj dosegnuti 20 milijardi uređaja. Senzori MEMS zasigurno će postati maleni superjunaci bez kojih nećemo moći živjeti.

Deset milijardi osjetilnih organa

Pravokutnog su ili kvadratnog oblika, a zbog veličine od 1 do 4 mm te su komponente teško primjetne. Iako senzori MEMS ne ostavljaju upečatljiv dojam, te su moćne male stvarčice zvijezde i sveznadari povezanog svijeta.

„Senzori MEMS mjere svijet i daju elektroničkim sustavima osjetila vida, dodira i njuha. Oni pretvaraju jednostavan mobilni telefon u pametni telefon koji snima oštre slike i orijentira se na ulici i među katovima u zgradama”, kaže Fabrowsky. S pomoću senzora MEMS dronovi mogu glatko letjeti i njima se može precizno upravljati čak i u vjetrovitim uvjetima. Ako ih se ugradi u uređaje za praćenje vježbanja i pametne satove, oni će brojati korake, stepenice i kalorije. Precizni receptori tih sićušnih senzora mjere temperaturu, tlak zraka, vlažnost, a čak i kvalitetu zraka. Oni omogućuju učinkovitije upravljanje unutrašnjim klimatizacijskim i ventilacijskim sustavima i u slučaju duljeg uredskog sastanka aktiviraju obavijesti na pametnom telefonu da je potrebno osigurati svjež zrak.

Prvi senzori MEMS osmišljeni prije gotovo 25 godina nisu bili predviđeni za pametne kuće ili za potrošačku elektroniku, nego su bili namijenjeni za automobile. Ti sitni osjetilni uređaji pružaju upravljačkim jedinicama podatke o tome kada automobil koči ili ubrzava, kao i o smjeru u kojem se automobil kreće. Elektronički program stabilnosti (ESP) upotrebljava te informacije da bi automobile, kamione, a čak i motocikle, sigurno držao u pravom smjeru i u odgovarajućoj traci. Osim toga, GPS nikada ne gubi odredište iz vida, čak i ako dođe do privremenog prekida signala.

Što su točno senzori MEMS?

Mikroelektromehanički sustavi, ili skraćeno MEMS, kombinacija su elektroničkog i mehaničkog hardvera. Svaki senzor MEMS sastoji se od sitnih silicijskih struktura koje se s pomoću posebnog postupka jetkanja strojno obrađuju u oblik silicijske pločice. Primjerice, strukture senzora ubrzanja pod mikroskopom izgledaju kao češljevi od finih niti raspoređeni u nasuprotni i međusobno upleteni uzorak. Neke od tih finih češljastih struktura velike su tek četiri mikrometra poprečno, što je tek desetina veličine noge mrava. Sila ubrzanja ili kočenja automobila pritišće te češljeve. To mijenja električni napon između pojedinih zubaca i pretvara mehaničku silu u električni signal. Upravljačka jedinica tumači taj signal i pretvara ga u digitalnu vrijednost. Bosch je razvio proizvodni postupak za tehnologiju MEMS prije gotovo 25 godina. Ona još uvijek čini temelj današnjih proizvodnih serija, koje traju i do 14 tjedana i sastoje se od nekoliko stotina koraka. Ti sićušni senzori proizvode se u strogim uvjetima čistoće jer i najmanje zrakom nošene čestice mogu poremetiti njihovu proizvodnju. Jedna kubna stopa zraka (oko 30 litara) ne smije sadržavati više od jedne čestice koja teži pola mikrograma. To se može usporediti s jednom košticom trešnje u Bodenskom jezeru, odnosno volumenu 360 milijuna kupaonskih kada.

Podijeli:

Vezane objave