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EMBEDDED 82 • NOVEMBRE • 2021 34 HARDWARE | RF MODULE La progettazione dell’antenna e del front-end analo- gico può essere estremamente difficile da gestire se i progettisti hanno una limitata esperienza delle migliori pratiche. Piccole modifiche di routing e layout posso- no avere effetti drammatici sulle prestazioni radio, che possono tradursi in una perdita di portata effettiva e consumo energetico eccessivo. Per coloro che perseguono progetti personalizzati, con i circuiti RF esiste un ulteriore problema, ossia la necessità di test e certificazione. Sebbene i test per la compatibilità elettromagnetica (EMC) siano un requi- sito per tutti i prodotti elettronici, l’aggiunta di inter- facce RF complica il processo. La maggior parte della legislazione che copre le trasmissioni RF pone limiti rigorosi di potenza sia all’interno sia all’esterno delle bande di frequenza utilizzate dal dispositivo. Intera- zioni inattese tra circuiti nel sistema possono portare a dispositivi che non passano questi test. Un’ulteriore complicazione risiede nelle procedure di certificazione che possono essere necessarie per protocolli specifici come il Bluetooth. Per essere considerato compatibile, un dispositivo deve dimostrare che segue le specifiche e interagisce con i prodotti di altri produttori. Moduli RF già pronti per abilitare la connettività wireless Le complicazioni aggiunte che accompagnano la pro- gettazione RF personalizzata costituiscono una valida ragione per l’utilizzo di moduli già pronti. Il vantaggio chiave di un modulo RF è che può essere fornito in una forma spesso completa di antenna nel caso di protocolli a bassa potenza, testata e certificata. I progettisti met- teranno insieme una scheda o un pacchetto che è effet- tivamente autonomo e che, in alcuni casi, contiene an- che il microcontrollore e il firmware che verrà utilizza- to per pianificare i trasferimenti, i quali possono essere attivati utilizzando semplici comandi da un processore host. Il risultato è una soluzione in cui l’integrazione con un sistema host non ha un impatto sulle prestazio- ni del modulo RF o sul suo stato di certificazione. Ci sono molte scelte disponibili, che vanno dai piccoli package integrati progettati per i nodi di sensori In- ternet of Things (IoT) a moduli a livello scheda ad alta larghezza di banda. Ci sono una serie di opzioni di in- tegrazione per chi utilizza moduli. Alcuni moduli uti- lizzano una semplice interfaccia parallela o seriale che funziona allo stesso modo di un canale di comunicazio- ne seriale e che si conforma ai comuni formati di sche- de di espansione. Un esempio è STEVAL-IDB 008V2 di Per un collegamento facile a una scheda di valutazione, Silicon Labs ha implementato un controller Bluetooth 4.0 all’interno di un connettore USB-A in BLED112-V1C STMicroelectronics , un modulo compatibile con il for- mato degli Shield Arduino che fornisce un’interfaccia radio Bluetooth completa. Alcuni, come STEVAL-IDB 0007V1M, hanno funzionalità aggiuntive sotto forma di accelerometri e sensori di pressione integrati. Altri utilizzano protocolli come quello USB. Per un collega- mento facile a una scheda di valutazione, Silicon Labs ha implementato un controller Bluetooth 4.0 all’interno di un connettore USB-A in BLED112-V1C. Altri moduli sono progettati per essere saldati diretta- mente a una carrier board per situazioni in cui il vo- lume del prodotto deve essere il più piccolo possibile o per minimizzare i costi del connettore. Murata , ad esempio, ha implementato alcuni dei moduli LPWAN più piccoli al mondo con dimensioni pari a quelle di un chip, nonché progetti mirati per le reti Bluetooth e WiFi, come LBEE59B1LV-278. Allo stesso modo Würth Elektronik , che aggiunge la compatibilità Wirepas al suo portafoglio, ha sviluppato diversi moduli progettati per la saldatura su carrier board. L’azienda offre mo- delli come Proteus-III, che offre funzionalità Bluetooth, e Calypso, compatibile con WiFi. Un altro produttore specializzato in moduli chip-down per spazi Bluetooth e WiFi è Taiyo Yuden . I moduli possono offrire funzioni aggiuntive che faci- litano l’integrazione della rete wireless nel firmware del dispositivo. Un esempio è WFI32E01 realizzato da Microchip , che abbina un ricetrasmettitore WiFi certi- ficato con un elemento sicuro che sfrutta il servizio di