三星 Gear Fit2 Pro 是 Gear Fit 系列中第一款防水等級為 5 ATM 的設備，這部分歸功于 ST 的新型 LPS33HW 壓力傳感器。Gear Fit2 Pro 受到媒體的好評，因為它繼承了 2016 年推出的 Gear Fit2 的每個人都喜歡的東西，并通過添加游泳追蹤器、持續心臟監測和帶更安全扣的新表帶等功能對其進行了改進，在許多其他人中。它也是為數不多的具有明亮 AMOLED 屏幕和內置 GPS 的腕帶追蹤器之一，事實證明這對于慢跑愛好者來說是必不可少的。

2017 年對于健身追蹤器來說是具有里程碑意義的一年，因為專家們終于認識到了他們測量的精確性和可靠性。例如， 《消費者報告》承認“健身追蹤器比以往任何時候都更準確” ，斯坦福大學醫學院得出的結論是，他們的心率監測非?？煽?。這些眾多突破之所以成為可能，是因為傳感器不斷變得更加精確和強大。這一趨勢的一個很好的例子是 LPS33HW，這是 ST 的氣壓計，它使用防水封裝來確保新的應用，如跟蹤游泳池中的劃水和圈數，成為可能。

LPS33HW是如何防水的？

直到最近，壓力傳感器的結構還阻止它們在水下運行。這些設備測量大氣壓力以確定用戶的高度，并計算該人是在爬樓梯還是從樓梯上下來，這對于活動跟蹤器來說是必不可少的。為此，MEMS（微機電系統）氣壓計使用位于封裝內部的薄膜，該薄膜會根據壓力變化向上和向下彎曲。然而，為了使這樣的系統成為可能，必須有一個通風孔讓空氣通過。事實上，完全密封的組件無法準確檢測壓力變化。

這種設計的問題在于，即使系統的其余部分是防水的，通風口也會讓水進入封裝，破壞薄膜并對下面的 IC 造成嚴重破壞。LPS33HW 以凝膠的形式巧妙地解決了這個問題。事實上，這種物質完全充滿了氣壓計的內部，以防止水進入設備，但它不會對膜的運動產生負面影響，從而確保精確的測量。它還覆蓋了將傳感元件連接到 IC 的導線，保護它們免受環境影響，以保證傳輸信息的完整性。

為什么 LPS33HW 更強大？

然而，當工程師設計日常使用的健身追蹤器時，僅對壓力傳感器進行防水是不夠的。人們與惡劣的環境、嚴酷的溫度和可能損壞保護壓力傳感器的涂層的化學物質接觸。在許多競爭設備中，凝膠不能真正容忍外國代理在很長一段時間內的這些攻擊。這些裝置內的粘合劑軟化，凝膠不再密封結構，導致壽命縮短、維護成本增加和性能下降。

為了避免這些問題，三星在其 Gear Fit2 Pro 中使用了 ST 的 LPS33HW。MEMS 中的凝膠耐氯、溴、鹽水、肥皂和清潔劑。因此，使用 Gear Fit2 Pro 在公共游泳池或海上游泳，或者只是每天洗澡都不會影響其完整性或使用壽命。ST 自己的測試證明，當傳感器暴露在這些化學物質中時，其性能絕對不會隨著時間的推移而退化或退化。事實上，LPS33HW 非?？煽?，它也適用于工業應用，例如燃氣表。此外，由于該組件在 –40 oC 至 +85 oC 的溫度范圍內運行，Gear Fit2 Pro 用戶真的沒有什么好擔心的。

為什么 LPS33HW 更準確？

精度也是 MEMS 氣壓計的一個基本方面，但并非所有設備都相同。正如我們所見，放置在 IC 頂部的薄膜會根據大氣壓的變化而彎曲。為了量化元件的變形，制造商在這個膜片上放置了一個惠斯通電橋，當它向上或向下移動時，系統會檢測電阻的正負變化以確定壓力變化。同樣重要的是，該設備集成了一個溫度計來監測有時在不同海拔處可能發生的溫度變化，這將用于補償初始讀數并提供更準確的結果，這要歸功于 LPS33HW 的嵌入式補償算法。

LPS33HW 提供了極高的精度，因為與其他競爭設備不同，它使用能夠感應電阻最輕微變化的壓敏電阻，從而提供令人難以置信的更精確的結果。這就解釋了為什么該設備的壓力范圍很寬，從 260 hPa 到 1，260 hPa。事實上，ST 的氣壓計經常出現在我們之前在 Life.Augmented 博客中介紹的多運動 PIQ 傳感器等設備中，因為該公司的壓阻式結構提供了出色的精度。此外，LPS33HW 的 IC 能夠輸出 24 位值并達到 75 Hz 的輸出數據速率 （ODR），這意味著應用程序將有連續的精確數據流來做出關鍵決策并計算將塑造用戶的結果經驗。

三星和您的 ST 優勢

規格只是拼圖的一部分。他們不會告訴您的是 ST 如何設計其產品以促進工程師和制造商的生活，無論他們生產的數量和設備如何。例如，制造過程將在焊接過程中將壓力傳感器置于極端高溫下。這將導致傳感元件彎曲，一個通用組件大約需要 7 天才能恢復并能夠再次輸出準確的信息。然而，LPS33HW 是獨一無二的，因為它的焊接漂移僅為 ±2 mbar，相當于競爭產品的一半。因此，失真少得多，ST 設備能夠在 72 小時內恢復。結果，生產時間減少，制造商可以更快地運送他們的產品。

為了幫助工程師更快地開發他們的應用程序，ST 提供了適用于 Android 和 Linux 的硬件抽象層，其中包括設置 LPS33HW 以及捕獲和解析其數據所需的驅動程序和框架。STEVAL-MKI183V1 評估板也在開發中。它將包含一個 LPS33HW 并位于 MEMS 開發工具之上，例如STEVAL-MKI109V3，以提供一種非常經濟實惠的方式來開始測試氣壓計、處理應用程序和啟動設計。這對于必須快速有效地開始原型設計的小型團隊來說尤其重要。因此，ST 壓力傳感器的美妙之處在于它能夠在像 Gear Fit2 Pro 以及下一個 Kickstarter 項目這樣的大型且令人印象深刻的消費設備中感到賓至如歸。

審核編輯：郭婷