2021年10月22日 星期五

‧ 環境感測器的應用與挑戰

Advanced environmental sensor network at Berkeley's nature reserve
伯克萊自然保護區的先進環境感測器網路



源: 易心STEAM编程 作者:胡均纶





環境感測器(Environmental sensor)是物聯網設計中,常用的關鍵元器件之一。通常環境監控分為四個主要的感測器,分別是RH/T(溫濕度)、VOC(揮發性有機氣體)、CO2,和一直很紅的 PM2.5。這些 IC based 的 sensor 目前大多使用「微機電」(MEMS)的技術來呈現。




RH/T 溫濕度感測器,最常應用的場景為家中,除此之外在供應鏈(e.g. 物流講求 Quality、Reliability)、安全性控制(e.g.  電池狀況)等等,也都會使用到 RH/T 的感測。

雖說環境感測器的應用十分多元,但也遇到不少挑戰。環境感測器並不會像運動感測器一樣好做,環境感測器通常需要對外界空氣接觸(不然測不到),勢必需要在感測器的外層開個口,而這個口又會牽涉到和其他在同一個裝置裡,其他感測器的交互影響,也就是在設計環境感測器時,要考慮的因素可能不單只有把感測器的晶片做好這麼簡單,還必須協同機構設計、PCB、硬體設計,甚至用軟體補償的方式,解決測得值的精準度。

另外環境感測器的精準度,也不像運動感測器一樣,有個絕對的物理量可以得知。環境感測出來的值,可能會因為受到外界其他因素的影響而不準確,好比溫度顯示 30 度,但人們竟然穿起外套的窘境。




VOC 揮發性有機氣體感測器,也面臨受到外界因素的影響,而不準確的問題,而且 VOC 感測器還有另外一個大問題,就是 VOC 感測器的回覆能力,倘若 VOC 感測器在高濃度的氣體中,偵測一段時間,而這些高濃度氣體是否可能會附著在感測器上,造成感測器的損壞,導致接下來的測量皆出現問題。

上述這些問題都,是在環境感測器實際設計應用時要考慮的。



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