EO_482

DIGITAL SOTB TECHNOLOGY 57 - ELETTRONICA OGGI 482 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2019 cifico a bassissima potenza. Ogni disposi- tivo include anche un controller di energy harvesting (EHC) per aiutare a gestire di- verse possibili fonti di energia. L’ADC ha un design completamente nuo- vo che è stato specificamente sviluppato per funzionare con la minima quantità di energia, pur supportando il rilevamento continuo di vari parametri analogici. Un diagramma di input semplificato dell’ADC è mostrato nella figura 3. L’ADC è stato progettato per supportare risolu- zioni fino a 14 bit, offrendo la possibilità di effettuare misurazioni accurate di molti parametri fisici diversi. Il vantaggio prin- cipale di questo nuovo design ADC è che consuma solo 3 μA quando funziona a 32 kHz, con una frequenza di campionamen- to di 1,6 k campioni / secondo. Questa fre- quenza di campionamento, sebbene lenta, è più che sufficiente per la misurazione della maggior parte dei parametri richiesti in un’applicazione di tracciamento, come temperatura e pressione, poiché di norma cam- biano molto lentamente. L’ADC è stato inoltre proget- tato per funzionare autonomamente senza l’intervento della CPU, riducendo al minimo il consumo di energia quando utilizzato. Queste caratteristiche includono una varietà di modalità di scansione per campionare automaticamente più canali, un circuito di media auto- matico per aumentare la precisione delle misurazioni e una funzione di confronto. Quest’ultima può generare un interrupt quando il valore misurato è al di sopra, al di sotto o al di fuori di un intervallo pre-programmato. Il modulo ADC integra anche un sensore di temperatu- ra su chip, che può essere monitorato automaticamen- te per verificare se la temperatura di spedizione supe- ra i limiti prestabiliti. Il sottosistema ADC completo è la soluzione ideale per molte applicazioni di localizzazio- ne, fornendo tutte le funzioni necessarie per monito- rare e registrare le condizioni ambientali che incidono sulla spedizione e minimizzare il consumo di energia richiesto per questo compito. R7F0E017 implementa anche un controller di energy harvesting (EHC) unico nel suo genere, che consente di raccogliere energia da una vasta gamma di diverse fonti di energia rinnovabile, consentendo al contem- po al dispositivo di controllare automaticamente una batteria ricaricabile esterna o un super condensatore. L’EHC può inoltre fornire potenza a dispositivi esterni come radio e sensori, in modo che possano funzionare anche con l’energia raccolta. Ciò facilita lo sviluppo di una soluzione completa e senza batterie per appli- cazioni di monitoraggio, che possono essere alimen- tate interamente da una varietà di soluzioni di energy harvesting, compresi gli harvester che funzionano con vibrazioni e luce. Uno dei maggiori problemi con qualsiasi dispositivo incorporato nelle applicazioni di energy harvesting è la corrente di “spunto”. Si tratta della corrente che il dispositivo richiede quando è inizialmente acceso ed è generalmente abbastanza elevata. Il rischio qui è che saturi le fonti di energia più tipiche per l’energy harvesting e che il dispositivo funzioni in modo errato. L’EHC implementato sui dispositivi SOTB è progettato specificamente per evitare questo problema. È stato sviluppato per gestire le piccole quantità di energia disponibili da una fonte di energy harvesting al fine di consentire l’avvio sicuro e affidabile del microcontrol- lore da fonti di energia a bassa potenza che forniscono fino a 5 μA di corrente. Ciò significa che, quasi per la prima volta, sono realizzabili applicazioni di traccia- mento reali che possono utilizzare l’energia raccolta dall’ambiente per misurare e registrare dati continui dall’ambiente circostante. Con la corretta circuiteria di dimensionamento dell’ali- mentazione, il controller di energy harvesting consen- te a questi dispositivi di funzionare con una vasta gam- ma di fonti di energia, tra cui celle solari, harvester di vibrazioni, termici e molti altri (Fig. 4). Lo sviluppo di controller integrati basati sulla tecnolo- gia Silicon on Thin Buried Oxide consentirà una nuova generazione di applicazioni di tracciamento progettate per funzionare senza batteria. Nelle applicazioni nel campo della sanità, ad esempio, miglioreranno la qua- lità e le condizioni del prodotto, fornendo al contempo significativi risparmi sui costi per il settore interessato. Molti esempi sono disponibili sul sito web di Rene- sas all’indirizzo www.renesas.com/SOTB, insieme a video che mostrano alcuni esempi tipici di harvester in uso Fig. 4 – Il controller di energy harvesting