Sensor de audição adaptativo ‘aprende’ ruído de fundo, vida útil da bateria aumenta

A empresa de tecnologia MEMS piezoelétrica Vesper anunciou sua próxima geração de microfone com base em um sensor de escuta que "aprende" com o ruído de fundo para que fique em hibernação por mais tempo e, portanto, fornece uma extensão de 10x a vida da bateria.

Visando o mercado de dispositivos de escuta constante de baixa potência, Vesper disse que o novo microfone VM3011 MEMS é o primeiro microfone digital inteligente usando sua tecnologia adaptativa ZeroPower Listening (ZPL). O Adaptive ZPL aprende automaticamente as características acústicas do ambiente em tempo real, permitindo que o sistema ignore o ruído de fundo e apenas desperte em resposta a palavras-chave ou outros gatilhos acústicos desejados. Isso permite que o sistema hiberne por até 90% do tempo e, consequentemente, estenda a vida útil da bateria.

O CEO da Vesper, Matt Crowley, explicou:“Os sistemas de escuta sempre existentes funcionam continuamente e devem ser ligados a uma tomada elétrica. O VM3011 cria um novo paradigma em que esses sistemas agora podem funcionar por meses ou anos com a energia da bateria. Essa tecnologia irá alimentar uma nova classe de produtos, como controles remotos de TV de longa distância sempre ouvindo, smartwatches sempre ouvindo, câmeras de segurança doméstica e campainhas com bateria de longa duração e muitos outros sistemas. Vesper já se envolveu com clientes líderes que planejam lançar produtos com o VM3011 ainda este ano. ”

Os aplicativos de destino para o VM3011 incluem produtos de Internet das coisas (IoT), alto-falantes portáteis inteligentes, smartwatches, controles remotos de campo distante, câmeras de segurança, sensores de quebra de vidro, automotivo, dispositivos médicos e outros sistemas alimentados por bateria.

No VM3011, o microfone escuta constantemente o ambiente, consumindo 10 µA de corrente. No modo adaptativo, ele mede continuamente o nível de som médio do ambiente e ajusta o comparador de limite de wake on sound interno até que converta para a margem de limite configurada usando o registro I2C. Essa margem pode ser definida para um intervalo de 6 a 18 dB acima do nível médio de ruído acústico. Quando o limite necessário é alcançado, o microfone envia um sinal de interrupção para o codec externo ou processador de voz usando um pino de saída digital (DOUT).

O principal benefício de rastrear o ruído ambiente é a extensão do tempo de hibernação. Vesper disse que um controle remoto sempre ativo pode durar 18 meses com a bateria usando o novo dispositivo.

Além desse modo de escuta adaptável, o VM3011 também apresenta um tempo de resposta rápido de cerca de 200 µs, não requer malha e possui classificação IP57. O tempo de resposta se compara a cerca de 10-20 ms típicos para sensores capacitivos; isso, de acordo com Vesper, significa que os dispositivos despertam dentro de microssegundos do evento de som para capturar a palavra de ativação completa, melhorando a precisão da detecção de palavra de ativação de dispositivos operados por bateria.

A eliminação da necessidade de uma malha de proteção externa se traduz na economia de custos da lista de materiais (BoM) dos fabricantes de dispositivos, bem como no aumento do desempenho acústico da aplicação final; Vesper disse que uma malha pode levar a uma perda de sinal de -20 db ou 90%. Em testes de poeira e água, a Vesper afirma que foi a única empresa de microfones a atingir uma taxa de falha zero depois de ser totalmente submerso em água e sujeito a extensos testes ambientais de poeira / severos.

Crowley disse que a Vesper já tem alguns designs de referência e espera produção em massa a partir de setembro de 2020. Os primeiros clientes estão em controles remotos, wearables (smartwatch) e detecção de quebra de vidro. Ele acrescentou que sua primeira geração VM1010 já vem com três grandes clientes e uma dúzia ou mais de clientes menores. Muitos deles estão em controles remotos de campo distante e segurança doméstica e, quando questionado sobre os volumes enviados, ele disse que eram maiores que 10 milhões e menores que 100 milhões.

O VM3011 oferece alto desempenho acústico por meio de um microfone MEMS digital de porta inferior com um tamanho de pacote padrão da indústria de 3,76 x 2,95 x 1,3 mm. O microfone integra o ASIC e o transdutor MEMS piezoelétrico no mesmo pacote. Uma interface PDM digital está disponível para transmitir os dados de áudio, enquanto uma interface I2C permite a configuração “em tempo real” do ZPL adaptável.