이번에는 MEMS센서의 Industrial편입니다. Murata의 MEMS센서에 대해서 알아볼까요? : )
<MEMS Sensor의 정의>
MEMS는 제작 공정 기술 이름입니다. 한국말로 풀어서 얘기하면 “소형 전자 기계 장치”이라는 뜻입니다. 즉, MEMS Sensor라는 것은 전기적인 특성과 기계적인 특성을 둘 다 가진 전자식 Sensor를 의미합니다. MEMS 기술을 이용해서 만들어지는 센서는 작게는 마이크로미터(μm)에서 크게는 밀리미터(mm) 정도로 크기가 매우 작기 때문에 반도체 공정기술을 응용해야 하며 주로 자동차, 스마트폰, 산업용기계, 헬스케어 등 다양한 분야에 사용됩니다.
<MEMS Sensor의 원리>
MEMS Sensor는 여러가지 방식이 있는데 무라타는 정전용량식 방식을 사용하고 있습니다. Sensor 내부에 매스가 있습니다. 매스를 통해 가속도와 자이로 값을 계산할 수 있습니다. 매스는 실리콘으로 만들어진 하나의 전극이며, 센서가 움직이면 센서 내부의 매스가 움직이게 됩니다. 이 때 매스의 이동으로 인해서 전극 간의 거리가 변하게되고 이로인해 캐패시턴스 값이 변하게 됩니다. 캐패시턴스 값의 변화를 ASIC이 읽어들여 가속도와 자이로 값을 계산할 수 있게 됩니다.
정전용량식은 매스의 미세한 움직임도 캐패시턴스 값으로 표현이 가능하기 때문에 다른 방식에 비해 감도가 높고 노이즈가 적어 안정적입니다.
<Murata MEMS Sensor 라인업>
Murata MEMS Sensor는 가속도센서와 가속도+자이로 센서가 있습니다.
가속도센서는 1,2,3축 센서 라인업을 보유하고 있으며, 가속도+자이로 센서는 4,5,6축 센서를 보유하고 있습니다.
<Murata MEMS Sensor의 강점>
1. 고신뢰성(온도, 습도)
Murata MEMS Sensor는 고난이도 공정인 벌크 마이크로머시닝 기법을 사용하여 고성능의 센서를 제작할 수 있습니다.
온도에 따른 offset 값의 변화가 매우 적어 안정적인 센서 특성을 가질 수 있습니다.
2. 높은 내구성
Murata MEMS Sensor는 자체적인 기술력으로 로버스트성이 강합니다. 따라서 진동에 큰 영향을 받지 않아 험한 환경에서도 큰 문제없이 사용하실 수 있습니다.
<타겟 어플리케이션>
- 중장비, 농기계
센서 데이터를 CAN 인터페이스를 통하여 포크레인의 버켓, 암, 붐, 캐빈의 움직임을 파악하고 자세와 위치, 작업범위등을 실시간으로 운전자에게 보여줄 수 있습니다.
작업 도중에 측량기사가 작업 현황에 대해 파악할 수 있기 때문에 효율적으로 작업할 수 있으며 불도저에는 GNSS와 함께 사용하여 중장비 자율주행으로도 사용할 수 있습니다.
또한 무라타는 알고리즘 협업사를 통해 알고리즘 대응도 가능합니다.
- 경사계, 구조물 상태 모니터링
경사센서로 측량기기의 수평상태를 측정할 수 있습니다. 또한 빌딩이나 다리, 터널과 같은 구조물의 진동감지 및 수평상태를 확인할 수 있으며, 구조물을 세우기에 앞서 구조물 설계와 시공에 이용하기 위하여 지반의 공학적 특성을 파악하는 지반조사에도 사용될 수 있습니다.
- 드론 & 로봇
드론과 로봇은 매우 정교한 움직임이 필요하여 센서 또한 고성능이 요구됩니다. MEMS센서를 사용하면 로봇이나 드론에 외부적인 힘이 가해졌을 때 지나친 가속이나 감속을 감지할 수 있으며 비용도 대폭 절감할 수 있습니다.
무라타는 특히나 현재 드론 글로벌 쉐어 1위를 차지하고 있는 회사에 성능을 인정받아 6축센서를 양산하고 있습니다.
written by. 한국무라타전자 기술지원팀 김형규
※그림 및 영상 출처 : 무라타 웹사이트, 유튜브 CircuitBread 채널
문의 사항이 있으시면 카카오톡 채널에서 "한국무라타전자 매거진"를 검색해 1:1 채팅으로 연락주시거나,
kme_info@murata.com로 연락 주시면 빠르게 답변드리겠습니다.
Click!!!
↓↓↓
<About Murata>
Murata Manufacturing Co., Ltd.는 무라타 제작소는 세라믹을 기반으로 전자부품의 개발・생산・판매를 하고 있으며 세계적인 통합전자부품 기업입니다. 독자적인 개발 및 재료 개발, 프로세스 개발, 상품 설계, 생산 기술들을 서포트하는 소프트웨어나 분석 · 평가등의 기술 기반으로 독창적인 제품을 창출해 일렉트로닉스 사회의 발전에 기여해 갈 것입니다.
