Zuverlässige kapazitive Sensorik für anspruchsvolle Einsatzbedingungen im Automobilbereich

Zuverlässigkeit ist ein Kriterium, auf das es bei der Entwicklung von Fahrzeugelektronik besonders ankommt. Kapazitive Sensoren werden für eine Vielzahl von Anwendungen im Innen- und Außenbereich von Fahrzeugen eingesetzt – von berührungsempfindlichen Türgriffen über gestengesteuerte Heckklappenöffner bis hin zu interaktiven Bedienelementen im Fahrzeuginnenraum. Viele der derzeitigen Lösungen stoßen jedoch unter realen Betriebsbedingungen an ihre Grenzen: etwa bei Regen, Eis, hoher Luftfeuchtigkeit oder bei der Fahrzeugwäsche. Diese Umgebungseinflüsse können dazu führen, dass die entsprechende Komponente nicht konsistent funktioniert, – und den Validierungsaufwand erhöhen.

Der AS8580 von ams OSRAM begegnet diesen Herausforderungen mit robusten kapazitiven Sensoren auf Basis der IQ-Demodulation, die eine Unterteilung der gemessenen Kapazität in den parasitären resistiven und den kapazitiven Anteil ermöglicht. Dieses Messprinzip erhöht die Widerstandsfähigkeit gegenüber Umgebungseinflüssen bei gleichzeitig hoher Empfindlichkeit. Damit ist der AS8580 für Anwendungen im Außen- wie im Innenbereich von Fahrzeugen bestens geeignet.

Mit einer Empfindlichkeit von 1,9 fF/LSB ermöglicht der AS8580 eine präzise Erkennung von Berührung und Annäherung und unterstützt ein breites Spektrum an Anwendungen – von herkömmlichen Touch-Buttons bis hin zu Näherungssensoren in Dachkonsolen oder Armaturenbrettern. Dank geringer Temperaturdrift bietet der Sensor eine stabile Leistung bei unterschiedlichsten Bedingungen, während der energiesparende Schlafmodus (bis zu 20 µA) energieeffiziente Systemdesigns unterstützt. Der AS8580 ist ISO 26262-konform, hält die Sicherheitsanforderung ASIL B ein, entspricht der Klassifizierung AEC-Q100 Grade 1 – und eignet sich somit für die Integration in sicherheitsrelevante Systeme. Insbesondere in Fahrzeuganwendungen ist dies von großer Relevanz, da die Zuverlässigkeit der Sensoren das Systemverhalten und die Nutzererfahrung direkt beeinflusst.

Entwickler profitieren von der einfachen Integration des AS8580 über eine standardisierte SPI-Schnittstelle. Der innovative Sensor ist zudem Mikrocontroller-unabhängig, sodass er flexibel auf verschiedenen Plattformen eingesetzt werden kann. Dies vereinfacht das Systemdesign und unterstützt skalierbare Architekturen. Sensoren in und an Fahrzeugen müssen unter unterschiedlichsten Bedingungen stets zuverlässig funktionieren. Wenn Sensoren außen am Fahrzeug versagen – zum Beispiel ein Heckklappenöffner, der bei Nässe nicht reagiert – leidet sowohl die Funktionalität als auch das Vertrauen der Nutzer. Für Elektronikingenieure ist eine robuste Sensorleistung essenziell – nicht nur zur Einhaltung technischer Spezifikationen, sondern auch, um die Anzahl von Rückläufern aus dem laufenden Betrieb zu reduzieren und den Aufwand für Fehlerbehebungen im System zu minimieren.




„Beim Design von Sensoren außen am Fahrzeug muss der schlimmste denkbare Fall standardmäßig in Betracht gezogen werden. Der AS8580 hilft uns, Systeme zu entwickeln, die selbst unter Einwirkung von Wasser, Eis oder extremen Temperaturen stabil bleiben – ohne die Integration zusätzlich zu verkomplizieren“, betont Jouni Riihimäki, Produktmanager für kapazitive Sensorik bei ams OSRAM.“

Obwohl der AS8580 mit Blick auf die Anforderungen der Automobilindustrie entwickelt wurde, sind seine Anwendungsmöglichkeiten auch auf andere Branchen übertragbar. Mögliche Einsatzbereiche im Automobilbereich umfassen die Lenkrad-Handerkennung (Hands-on Wheel Detection, HOWD), die Erkennung der Anwesenheit von Personen sowie die Flüssigkeitsstand- und Qualitätsüberwachung. Aufgrund seiner hohen Empfindlichkeit und robusten Leistung eignet sich der Sensor jedoch auch für Näherungs- und berührungsbasierte Bedienelemente in Consumer- oder Industrieanwendungen – etwa für Backofensteuerungen ohne Knöpfe in Küchen oder Zutrittssysteme in Smart Buildings.

www.ams-osram.com