New PCap04 smart capacitive sensing front end from ams enables optimization for speed, resolution or power Das neue, smarte Sensor-Frontend PCap04 von ams ermöglicht Optimierung auf Geschwindigkeit, Auflösung oder Energieverbrauch
2017/11/08
PCap04 offers sampling rate up to 50kHz, resolves capacitance measurements down to 8aF, and can operate battery-free on harvested energy
German versionPremstaetten, Austria (8 November, 2017) -- ams (SIX: AMS), a leading worldwide supplier of high performance sensor solutions, today released the PCap04, a new configurable capacitive sensing front end which gives sensor manufacturers the ability to balance speed and resolution to match their design requirements.
When optimized for speed, the PCap04 can capture and digitize up to 50,000 sensor measurements per second. When sampling at a slower rate to optimize for precision, the PCap04 can achieve a measurement resolution of 8aF.
The configurability of the device also enables sensor manufacturers to trade measurement speed off against power consumption. In low-power mode, the PCap04 draws a current as low as 4.0µA. ams has developed a demonstration board with no external power supply, in which the PCap04 operates on the energy harvested from the RF field generated by an NFC reader such as a smartphone.
The PCap04 IC is intended for use with any sensing element that generates a change in capacitance. Featuring six capacitance measurement channels, it is well suited to use with sensing elements which measure parameters such as pressure, force, position, tilt, humidity, weight, level and many others.
The PCap04’s output may be supplied as a PWM or PDM representation of the raw measured capacitance value. The device also features a DSP to process the sensor measurements and convert them into digital values transmitted via an I2C or SPI interface. It can handle input capacitance values over a broad range from as little as 1pF to as much as 100nF.
The PCap04 provides various built-in configuration options, including support for grounded, floating, differential and differential grounded sensor connections. The DSP can run ams open-source code as well as user-generated code for functions such as measurement linearization and conversion. ams provides an evaluation kit and a user-friendly software development tool which make it easy for the design engineer to develop, test and debug code to run on the PCap04.
“The PCap04 gives sensor manufacturers a flexible alternative to other sensor front ends on the market today that have have fixed operating characteristics. It offers the unique advantage of enabling sensor manufacturers to fine-tune the operation of the sensor front end to meet the requirements of their specific application,” said Georg Jedelhauser, Marketing Director at ams.
The PCap04 is available now in production volumes. It is supplied as a bare die, or housed in a QFN-24 plastic package. Unit pricing is $2.95 in order quantities of 1,000 units.
An evaluation board, the EVAL-PCAP04, is available at the ams ICdirect online store. For sample requests and for more technical information, go to Pcap04.
Premstätten, Österreich (8. November 2017) -- ams (SIX: AMS), ein weltweit führender Anbieter von Hochleistungssensorlösungen, präsentiert mit dem PCap04 ein neues, konfigurierbares Sensor- Frontend für die Kapazitätsmessung. Dies gibt Sensorherstellern die Möglichkeit, Strom, Geschwindigkeit und Auflösung so abzustimmen, dass sie genau ihren Anforderungen entsprechen.
Bei einer Optimierung auf Geschwindigkeit kann der PCap04 bis zu 50.000 Messwerte pro Sekunde erfassen. Konfiguriert man den PCap04 auf Messgenauigkeit (mit einer geringeren Geschwindigkeit), erreicht er eine Messauflösung von 8 aF.
Die Konfigurierbarkeit des PCap04 erlaubt dem Sensorhersteller auch, die richtige Balance zwischen Messgeschwindigkeit und Energieverbrauch zu finden. Im Sparmodus zieht der PCap04 lediglich 4,0 µA. ams hat ein Demo-Board entwickelt, das ganz ohne externe Energiezufuhr auskommt. Der PCap04 arbeitet hier mit Energie, die er aus einem HF-Feld gewinnt, das von einem NFC-Leser wie etwa einem Smartphone erzeugt wird.
Der sechskanälige PCap04 ist für den Einsatz mit Sensorelementen gedacht, dessen Kapazitäten sich ändern und kann so Parameter wie Druck, Kraft, Position, Neigung, Feuchtigkeit, Gewicht, Füllstand oder viele andere physikalisch Größen messen und digitalisieren.
Der PCap04 verfügt über einen 32-Bit DSP. Dieser verarbeitet die Messwerte des Sensors und konvertiert sie in Digitalwerte, die dann über eine I²C oder SPI-Schnittstelle ausgegeben werden. Der Messbereich reicht von 1 pF bis 100 nF. Das Ergebnis kann auch als PWM- oder PDM-Signal ausgegeben werden.
Der PCap04 bietet verschiedene Konfigurationsoptionen. Er arbeitet mit massebezogenen oder potentialfreien, einzelnen oder differentiellen Sensoren. Der DSP kann für Funktionen wie etwa die Linearisierung von Messungen und Komepensation genutzt werden. Der Kunden kann den Open-Source-Code von ams als auch seienen proprietärem Code verwenden. ams liefert ein Evaluationskit und ein benutzerfreundliches Software-Entwicklungstool, die es dem Entwicklungsingenieur einfach machen, Code für den PCap04 zu entwickeln, zu testen und zu debuggen.
"Der PCap04 bietet Sensorherstellern eine flexible Alternative zu anderen marktgängigen Sensor-Frontends an. Diese arbeiten oft mit festen Betriebsparametern, der PCap04 ist universell konfigurierbar und bietet damit den Sensorherstellern den enormen Vorteil, das Verhalten des Sensor-Frontends fein einstellen zu können und so den Anforderungen der spezifischen Anwendung gerecht zu werden", sagte Jose Vinau, Marketing Director für Specialty Sensors bei ams.
Der PCap04 ist ab sofort in Produktionsstückzahlen verfügbar. Er ist als Die (1,59 mm x 1,46) oder im QFN-24-Kunststoffgehäuse erhältlich und kostet $2,95 in Tausenderstückzahlen.
Das Evaluationsboard (EVAL-PCAP04) ist im ams ICdirect-Online-Store erhältlich. Weitere technische Information erhalten Sie auf Pcap04. Dort können Sie auch Muster anfordern.