Soluzioni sensoriali per percepire il mondo

Il microfono MEMS consente alle macchine di "udire" audio chiaro

Grazie alla tecnologia leader del settore, Infineon ha introdotto una gamma di sensori XENSIV™ per applicazioni automobilistiche, industriali e di consumo, tra cui microfoni a micro-sistemi elettro-meccanici (MEMS) ad alte prestazioni che rispettano il più avanzato standard di qualità automobilistico AEC-Q103-003, chip RASIC™ a 77 GHz per sistemi di assistenza alla guida basati su radar e sensori di CO2 a spettroscopia fotoacustica (PAS) per applicazioni di automazione domestica e edilizia ad alta capacità.   Il nuovo microfono MEMS XENSIV™ IM73A135 di Infineon supporta un rapporto segnale-rumore (SNR) di prima classe di 73 dB e un elevato punto di sovraccarico acustico di 135 dB SPL, garantendo una captazione audio cristallina. Questo microfono ad alta gamma dinamica ha dimensioni ridotte di 4×3 x 1,2 mm³ ed è basato sulla nuova tecnologia MEMS a membrana doppia sigillata (SDM) di Infineon, che garantisce una migliore gestibilità nel processo di assemblaggio. L'IM73A135 consente ai progettisti di ottenere un livello di prestazioni audio elevato, precedentemente raggiungibile solo con microfoni a condensatore elettrete (ECM), beneficiando allo stesso tempo dei vantaggi intrinseci della tecnologia MEMS.   Basata su un design miniaturizzato e simmetrico del microfono, la tecnologia MEMS SDM di Infineon utilizza un principio di funzionamento simile a quello dei microfoni usati negli studi di registrazione di fascia alta per ottenere segnali di uscita altamente lineari. Le applicazioni tipiche dei microfoni MEMS XENSIV™ di Infineon includono l'acquisizione audio di alta qualità per fotocamere, videocamere e sistemi di conferenza, interfacce vocali per altoparlanti intelligenti, automazione domestica e dispositivi per l'Internet delle cose, riduzione attiva del rumore per cuffie e rilevamento di schemi audio per applicazioni di manutenzione predittiva, sicurezza o protezione.

Il microfono MEMS consente alle macchine di "ascoltare" audio nitido

Nei sistemi di rilevamento del movimento, la tecnologia radar presenta numerosi vantaggi rispetto alla tecnologia a infrarossi passivi (PIR), tra cui una maggiore precisione e una misurazione più precisa degli oggetti rilevati, aprendo la strada a nuove funzionalità per il rilevamento della velocità e del movimento. Queste funzionalità avanzate consentono a una varietà di "cose", come robot, automobili, dispositivi per la casa intelligente e persino luci, di "vedere" l'ambiente circostante e di rispondere in modo dinamico.   Infineon offre un ampio portafoglio di sensori radar XENSIV™ mmWave per supportare un'ampia gamma di applicazioni industriali, domestiche e consumer, incluse le MMIC a 24 GHz più piccole all'interno della famiglia di transceiver radar a 24 GHz più grande e integrata attualmente disponibile sul mercato. Inoltre, Infineon introduce anche una gamma completa di radar automobilistici a 24/77/79 GHz con circuiti integrati a microonde monolitici (MMIC) front-end (RASIC™), che possono supportare tutte le applicazioni, da quelle critiche per la sicurezza (come la frenata d'emergenza automatica) fino ai sistemi di assistenza alla guida.   La famiglia di sensori XENSIV™ di Infineon include anche radar Doppler e sistemi radar a onda continua modulata in frequenza (FMCW). Il portafoglio di prodotti comprende le MMIC a 24 GHz più piccole disponibili sul mercato e la serie di transceiver radar a 24 GHz più grande e integrata attualmente presente.   Questi sensori radar a 24 GHz e 60 GHz coprono una vasta gamma di applicazioni, molte delle quali basate su sistemi di rilevamento del movimento, come soluzioni di illuminazione, porte automatiche, sistemi di telecamere e sicurezza o dispositivi per la casa intelligente. La tecnologia radar presenta dimensioni del sistema più ridotte, un'elevata precisione e una misurazione più accurata degli oggetti rilevati, e può anche determinare la direzione, la velocità e la distanza degli oggetti in movimento, nonché identificare la posizione degli oggetti in movimento in base alla configurazione delle antenne.

Sensori ad alta precisione che possono "annusare" il biossido di carbonio

A causa della pandemia di COVID-19, la consapevolezza delle persone sulla qualità dell'aria interna è ulteriormente migliorata. In particolare, il biossido di carbonio (CO2) può avere un impatto negativo sulla salute e sulla produttività, portando a sonnolenza e mal di testa. I sensori intelligenti per la qualità dell'aria interna possono rilevare l'aumento dei livelli di CO2 e avvisare gli utenti o attivare una risposta da parte del sistema. Considerando la correlazione tra CO2 e la concentrazione di aerosol, i sensori di CO2 sono utili per ridurre la diffusione dell'epidemia. Inoltre, i sensori di CO2 possono facilitare la ventilazione controllata dalla domanda, migliorando così l'efficienza energetica e consentendo risparmi significativi sui costi energetici.   Il sensore PAS CO2 di Infineon dispone di un trasduttore fotoacustico integrato su un PCB, che include un rilevatore acustico, una sorgente a infrarossi e un filtro ottico, un microcontrollore per l'elaborazione del segnale, e un chip MOSFET per alimentare la sorgente a infrarossi. Rispetto ai sensori CO2 a infrarossi non dispersivi (NDIR), l'eccellente sensibilità dei rilevatori acustici combinata con un design PCB integrato può ridurre il fabbisogno di spazio di oltre il 75%.   Il sensore PAS CO2 di Infineon presenta un formato estremamente compatto, è di alta qualità, ad alta precisione e conveniente. La posizione di leadership di Infineon nella tecnologia MEMS è alla base di questo metodo unico e accurato di rilevamento della CO2. Una misurazione affidabile della CO2 consente un monitoraggio intelligente della qualità dell'aria interna, promuovendo il miglioramento della salute, della produttività e del benessere generale. Queste caratteristiche rendono i sensori PAS CO2 ideali per applicazioni di automazione degli edifici e per l'integrazione in dispositivi IoT per consumo domestico, come depuratori d'aria, termostati, dispositivi di monitoraggio per neonati, sveglie intelligenti e smart speaker.

Sensori ultrasonici che "sentono" l'ambiente circostante

Un sensore di prossimità è un metodo senza contatto, che può essere utilizzato per fornire una logica semplice di "presenza/assenza" oppure misurare con precisione la distanza esatta da un oggetto. Esistono molte opzioni differenti per i sensori di prossimità, che coprono varie tecnologie di rilevamento disponibili sul mercato, tra cui sensori a ultrasuoni, fotoelettrici, telemetri laser e sensori induttivi, molto adatti per un intervallo moderato di rilevamento, da pochi centimetri a decine di metri. Considerando il costo di proprietà e le sfide di implementazione, i sensori a ultrasuoni di solito rappresentano la soluzione complessiva migliore, poiché hanno un costo contenuto, sono capaci di rilevare presenza e distanza e sono facili da utilizzare.   Same Sky è un fornitore rinomato nell'industria di sensori a ultrasuoni, con una gamma di sensori ad ultrasuoni valutati per distanze da 0,2 a 18 metri, offrendo una varietà di opzioni per trasmettitori, ricevitori e ricetrasmettitori con uscita analogica. Il modello di trasduttore a ultrasuoni è montato in un involucro compatto in alluminio o plastica con fissaggi passanti ed è classificato a 80-180 Vdc per fornire misurazioni accurate in una varietà di applicazioni di rilevamento, distanza e prossimità.   I ricevitori a ultrasuoni di Same Sky possono essere utilizzati per convertire onde ultrasoniche in segnali elettrici, con angoli di raggio di 75 gradi o 80 gradi, distanze nominali fino a 18 metri e frequenze nominali di 39 kHz. I trasmettitori a ultrasuoni di Same Sky sono utilizzati per convertire segnali elettrici in onde ultrasoniche, con distanze nominali fino a 18 metri, frequenze nominali tra 23 e 40 kHz e angoli di raggio di 75 o 80 gradi. Il ricetrasmettitore a ultrasuoni di Same Sky integra le funzioni di trasmissione e ricezione in un unico componente, fornendo agli utenti soluzioni semplificate per la misurazione delle distanze, il rilevamento di oggetti e il rilevamento di prossimità.

Tecnologia KNX per costruire un ponte tra edifici smart e veicoli elettrici

KNX è uno standard tecnico leader mondiale nell'automazione degli edifici, caratterizzato da flessibilità, personalizzazione, sicurezza e affidabilità. Offre soluzioni integrate innovative, a prova di futuro, che sono veloci da installare e facili da configurare. Si tratta di uno standard internazionale che realizza il sogno dell'automazione. KNX può integrare perfettamente le stazioni di ricarica per veicoli elettrici nella gestione energetica di edifici intelligenti. In questo modo, KNX ha costruito un ponte rivoluzionario tra i veicoli elettrici e l'automazione degli edifici.
 
La tecnologia KNX è basata su strumenti ETS per l'interazione ottimale e sicura di tutti i dispositivi, installazioni e stazioni di ricarica presenti nelle case e negli edifici intelligenti, oltre che per una configurazione e messa in servizio fluida. ETS sta per Engineering Tool Software. ETS è una generazione completamente nuova di software per l'automazione intelligente. È uno strumento di configurazione software indipendente dal produttore, utilizzato per progettare e configurare installazioni di controllo intelligenti per case e edifici attraverso il sistema KNX. ETS è un software che funziona su computer con piattaforma Windows©.
 
Integrando in modo intelligente le stazioni di ricarica nel sistema di gestione energetica KNX di una casa o edificio intelligente, gli utenti possono utilizzare le proprie fonti di generazione di energia, come i sistemi fotovoltaici, per ricaricare i propri veicoli elettrici tramite KNX. Lo stesso sistema può connettere fino a cinque punti di ricarica diversi da più produttori, utilizzando energia pulita in modo efficiente per i veicoli elettrici, garantendo così la stabilità delle reti locali e delle infrastrutture elettriche.
 
Inoltre, la tecnologia KNX può essere utilizzata per realizzare l'automazione e basta un solo sistema per assicurarsi che tutti i componenti comunichino attraverso un linguaggio comune, indipendentemente dal fatto che si voglia controllare l'illuminazione, le tapparelle, i sistemi di sicurezza, la gestione energetica, il riscaldamento, la ventilazione, i sistemi di aria condizionata, i sistemi di segnalazione e monitoraggio, le interfacce per i servizi e i sistemi di controllo degli edifici, i telecomandi o i controlli audio e video. Tutte queste funzionalità possono funzionare tramite un sistema uniforme, rendendo il controllo di case e edifici più semplice.

Ricetrasmettitore KNX miniaturizzato con regolatore di tensione

Per applicazioni KNX, STMicroelectronics presenta l'STKNX, un mini transceiver KNX con regolatore di tensione. Questo è un dispositivo transceiver per comunicazioni KNX TP in un pacchetto di dimensioni ridotte con pochi componenti esterni, che consente un design di nodi KNX molto compatto e una semplice interfaccia con il microcontrollore, permettendo una facile sostituzione dei componenti discreti del livello fisico.   Il dispositivo STKNX dispone di due regolatori integrati per applicazioni esterne, tra cui un regolatore lineare selezionabile da 3.3 V/5 V-20 mA e un convertitore switching DC/DC step-down ad alta efficienza regolabile tra 1 V e 12 V-150 mA. L'estrattore di potenza dal bus KNX integrato supporta fino a 30 mA di corrente dal bus, che può alimentare il fabbisogno energetico dei dispositivi esterni e dello stesso transceiver STKNX. Allo stesso tempo, la velocità di variazione della corrente del bus è limitata secondo le specifiche KNX. L'STKNX garantisce un accoppiamento sicuro con il bus e fornisce avvisi di monitoraggio del bus nel caso in cui il bus venga disattivato.   STMicroelectronics ha inoltre introdotto l'EVALKITSTKNX, un kit di valutazione e sviluppo del mini transceiver STKNX, che integra la scheda a circuito del transceiver STKNX miniaturizzato di STMicroelectronics, e include anche tutti i componenti necessari per valutare le prestazioni del circuito STKNX e sviluppare dispositivi KNX su un mezzo a coppia ritorta conforme allo standard TP1-256. Utilizzando connettori di estensione Arduino e Morpho, il kit permette agli utenti di collegare schede di espansione STM32 esistenti o di sviluppare schede personalizzate per implementare un prototipo completo di dispositivi KNX.   STMicroelectronics ha inoltre introdotto il debugger/programmatore integrato ST-LINK/V2-1, che fornisce agli utenti tutte le funzioni necessarie per eseguire il debug e programmare l'ambiente software. Non è necessario utilizzare una sonda separata, basta una connessione USB. Viene inoltre fornito un connettore HE10 a 20 pin per utilizzare qualsiasi ambiente di debugging alternativo tramite interfacce Serial Wire Debugging (SWD) e JTAG.

Conclusione

Attraverso vari sensori, le macchine possono avere la capacità di percepire le condizioni ambientali e fare risposte corrispondenti, offrendo così maggiore comodità nella vita delle persone. Tutti i tipi di sensori introdotti in questo articolo possono aiutare il sistema a comprendere pienamente lo stato dell'ambiente circostante e a controllare facilmente i dispositivi collegati, combinati con un sistema di controllo intelligente per raggiungere l'obiettivo di una vita ideale completamente automatizzata.