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COMM BLUETOOTH
46 - ELETTRONICA OGGI 465 - OTTOBRE 2017
periodo di tempo in cui lo slave (“Peripheral”) trasmette
allo smart phone (“Central”) prima di rientrare in uno sta-
to a basso consumo. Questo tempo varia ed è compreso
tra pochi millisecondi e diversi secondi, mentre la regola-
rità della connessione è determinata dalla Slave Latency.
Questi parametri, quando combinati, consentono la tra-
smissione dei dati con una elevata periodicità, ogni 7,5
ms, o con una bassa periodicità, ogni 33 minuti, in modo
da ottimizzare il risparmio di energia.
Caratteristiche degli MCU a basso consumo
Naturalmente, l’altro componente che contribuisce al
consumo di energia è il microcontrollore. In questo caso i
consumi sono determinati essenzialmente dalla modalità
di risparmio energetico in cui il dispositivo si trova e dalla
velocità di clock.
Molte MCU a basso consumo al momento disponibili pre-
vedono numerose modalità di risparmio energetico. In
pratica, si tratta della possibilità di modificare la confi-
gurazione dell’MCU sotto il controllo del software. Tra le
modalità tipiche si possono annoverare le seguenti: run,
doze, idle, low-voltage sleep e deep sleep. Ognuna di que-
ste modalità ha caratteristiche chiave che influiscono sul
consumo. Per esempio, le MCU PIC prevedono le modalità
“doze” e “low-voltage sleep”. Nella modalità doze, l’MCU
può eseguire codice a una velocità più bassa delle sue
periferiche on-chip. Ciò riduce il consumo di corrente,
pur consentendo alle periferiche come un UART di co-
municare con un baud rate adeguato. La modalità sleep a
bassa tensione, invece, prevede l’utilizzo del regolatore a
bassa corrente al posto del regolatore ad alte prestazioni
on-chip (che viene spento), consentendo il mantenimento
dello stato della MCU, utilizzando una corrente dell’ordi-
ne di poche centinaia di nano-Amp. Una transizione dallo
stato di “run” a quello “low-voltage sleep” riduce il consu-
mo di corrente del 99,9%.
Le MCU low-power permettono di effettuare la commuta-
zione del clock “al volo”. In pratica si tratta della possibili-
tà di variare la frequenza del clock in base al particolare
task da eseguire. In presenza di un algoritmo di filtro che
prevede complessi calcoli matematici sui dati provenienti
da un sensore, l’esecuzione avverrà in modalità “run” alla
velocità massima di clock.
Nel caso invece di un semplice loop in attesa di un inter-
rupt, la velocità del clock verrà ridotta per risparmiare
corrente. Grazie a questa tecnica, il consumo di corrente
viene ridotto da 5 mA a 26 uA, con un risparmio del 99%.
In definitiva, con le MCU a basso consumo è possibile
risparmiare energia.
Avviciniamoci all’ Edge
Per numerosi elettrodomestici, quindi, appare abba-
stanza semplice “affacciarsi” alla periferia delle reti IoT.
Utilizzando le funzionalità integrate nelle MCU a basso
consumo e nelle radio Bluetooth, è ora possibile creare
una connessione a IoT per un elettrodomestico preser-
vando la conformità alle normative energetiche. Questa
connessione consente la raccolta, l’elaborazione e la
trasmissione dei dati verso smartphone, utilizzando una
modalità impossibile solo fino a
poco tempo addietro. Gli smartpho-
ne possono essere utilizzati come
un gateway “istantaneo” per lo
sviluppo di applicazioni che crea-
no valore aggiunto. I consumatori
apprezzano questa connettività,
che permette loro di gestire le loro
attività sfruttando un dispositivo
onnipresente come lo smartphone.
Anche i produttori possono trarre
numerosi vantaggi da questa con-
nettività, che garantisce la visibili-
tà sulle performance del prodotto
e sulle abitudini di utilizzo; grazie a queste informazioni
i produttori possono utilizzare le più recenti e innovati-
ve tecniche di marketing e di erogazione di servizi per
ridurre i costi di esercizio e aumentare i ricavi, oltre a
ottenere informazioni utili per lo sviluppo degli elettro-
domestici di prossima generazione.
Note
1.
2.
Pages/BLE.aspx (2013)
3.
70005191A%20(1).pdf (2014)
4.
aspx?appnote=en572728 (2014)
Tabella 2 – Confronto tra Bluetooth Classic e Smart
Technical Specifications Bluetooth® Classic Bluetooth Smart
Frequency 2.4 GHz 2.4 GHz
Range 10-100 meters 10 meters
Throughput 0.7-2.1 Mbps 25 kbps
Max Nodes 7 No limit
Latency (Time between packets) 2.5 ms (Data) + 100 ms (Conn.) Several ms (Data) <6 ms (Conn.)
Target Applications High throughput & interoperability Low power consumption