Feine Mikromechanik - MEMS-Mikrofon MEMS-1

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Aus ELVjournal 04/2017     0 Kommentare
 Feine Mikromechanik - MEMS-Mikrofon MEMS-1
Bausatzinformationen
ungefähr Bauzeit(Std.)Verwendung von SMD-Bauteilen.
10,1OK4/2017

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Technische Daten

MEMS-1
SPU0410LR5H-QB (Knowles)
1,5–3,6 VDC
max. 160 μA
118 dB
-38 dB
100 Hz bis 80 kHz
63 dB
400 Ω
-10 bis +55 °C
12 x 8 x 3,5 mm
0,5 g

Mikro-Elektromechanische Systeme (MEMS) sind ein äußerst interessantes Technikgebiet, das noch relativ jung ist, aber sich zunehmend weite Anwendungsbereiche erobert. Das hier vorgestellte MEMSMikrofon ist eine solche Anwendung. Es ist extrem kompakt und hat einen sehr weiten Frequenzbereich, der bis weit in den Ultraschallbereich geht. So findet es gleich einmal seine Anwendung in dem ebenfalls in diesem ELV Journal vorgestellten Fledermaus-Detektor.

MEMS-Technologie

Bild 1: Mikromechanik im Nanometer-Bereich: das Bein einer Spinnmilbe im Vergleich mit einer MEMS-Spiegelmechanik (Courtesy Sandia National Laboratories, SUMMiT™ Technologies, www.sandia.gov/mstc)
Bild 1: Mikromechanik im Nanometer-Bereich: das Bein einer Spinnmilbe im Vergleich mit einer MEMS-Spiegelmechanik (Courtesy Sandia National Laboratories, SUMMiT™ Technologies, www.sandia.gov/mstc)
Der Begriff MEMS steht für „Micro-Electro-Mechanical- System“ [1]. Diese Bauteile vereinen sehr kleine mechanische Strukturen mit elektronischen Komponenten. Die mechanischen Strukturen bewegen sich im Nano-Maßstab von 100 μm (nicht zu verwechseln mit Nano-Technik!) und sind echte, sich bewegende Teile. Wie klein diese Strukturen sind, verdeutlicht Bild 1, das eine Mikromechanik im Vergleich mit dem Bein einer Spinnmilbe zeigt. Unter [2] und [3] findet man neben vielen Informationen zum Thema auch zahlreiche Bilder von MEMS-Anwendungen. Die mechanischen Elemente dieser Systeme nutzen die verschiedensten physikalischen Effekte wie Piezoeffekte, Bewegungen, Wärme und Licht bis hin zum elektromechanischen Antrieb bei Aktoren. Sie sind direkt mit den auswertenden oder antreibenden Elektronikkomponenten verbunden, somit entsteht eine ultrakompakte Sensor- oder Aktorkomponente. Ein bekannter Vertreter für diese Technik ist der von Texas Instruments entwickelte DLP-Spiegel (Bild 2). Hier befinden sich mehrere Millionen kleiner Spiegel auf einem Chip, die jeder für sich angesteuert werden können. Damit lassen sich hochwertige Bildprojektoren realisieren.

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