RFID & MEMS switch combinés pour réaliser un capteur de position

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1 RFID & MEMS switch combinés pour réaliser un capteur de position Fabrice ROUDET Technology Innovation

2 Schneider Electric The global specialist in energy management Make the most of your energy : Safe Reliable Efficient Productive Green 2

3 Schneider Electric From plant to plug, helping customers make the most of their energy 5 end markets Energy and infrastructure Industry Data centers & networks Buildings Residential 72% part of the worldwide energy consumption of these five markets Offering integrated solutions for segments like Electric utilities Water & waste water Oil & Gas Marine Mining, Mineral, Metals Machine builders Data centres/it Hospitals Hotels Office buildings Retail Residential 3

4 Un besoin croissant de monitoring Le management de l énergie nécessite de surveiller les paramètres électriques : Courant Tension Et certains paramètres physiques : Température Position Un grand nombre de nos produits sont composés uniquement de dispositifs mécaniques. Leur état peut être connu à partir de la connaissance de la position d une pièce mobile. 4

5 Des contraintes environnementales sévères Les produits visés sont placés dans des environnement difficiles : Isolation diélectrique et galvanique Accessibilité réduite Les besoins de nos clients Pas de batterie Communication sans fils Installation aisée Maintenance réduite 5

6 RFID La technologie peut satisfaire nos besoins Une offre importante disponible Des standards qui rassurent 6

7 RFID : Quelle fréquence? z y x Antennes Les perturbations liées à l environnement fortement métallique observées à 2,45GHz nous ont conduit à travailler à 13,56MHz Générateur RF Analyseur de spectre Antenne réceptrice (x0, y0, z0) -x R 7

8 RFID : Quelle antenne pour le lecteur? Un câble blindé comme antenne pour le lecteur Câble standard Câble blindé Hors présence de métal En présence de métal 8

9 Comment obtenir l information de position? Notre souhait consiste à n utiliser que des composants commercialement disponibles: Pas de tag spécifique avec des entrées/sorties Position déduite par rupture de communication Communication Pos. 1 Yes Pos. 2 No 9

10 Comment interrompre la communication? En masquant le tag Difficile à implanter dans nos produits Positionnement des antennes et du masque Détection de déplacements courts avec plus de 2 positions 10

11 Comment interrompre la communication? En coupant l antenne ou en déconnectant la puce à l aide d un switch mécanique 1 2 Chip 1 0 Pos. 1 0Pos. 2 Pos Pos Chip

12 Les spécifications du switch Dimensions réduites Pour une intégration dans des produits offrant peu de place Précision Pour la détection de plusieurs positions Pour détecter de faible déplacement (<1mm) Sans alimentation Pour conserver les avantages de la RFID 12

13 MEMS switch à activation magnétique Un projet de développement long Une géométrie spécifique N S OFF ON OFF ON 13

14 Description du composant Contacts mobiles Bras de torsion 1,6 mm Membrane 14

15 Caractéristiques techniques Montage en surface Footprint Switching precision Packaging Electrical endurance Dielectric strength ESD into application EMC 3 mm² 100 µm Hermetic 10 8 cycles 100 Veff +/- 2 kv insensitive Forte intégration 15

16 RFID+MEMS Prototypes validés pour la détection de 4 positions Ositrack 16

17 Avantages Pas de batterie Taille réduite Utilisation de composants disponibles sur le marché : tag et lecteur Forte adéquation entre RFID et MEMS switch Le capteur RFID+MEMS est prêt 17