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36 - ELETTRONICA OGGI 495 - GIUGNO/LUGLIO 2021 ANALOG/MIXED SIGNAL DESIGN TIPS C’è generalmente la necessità di poter posizionare i convertitori il più vicino possibile all’ingresso, per evitare il deterioramento del segnale causata da elementi pa- rassiti analogici. Ciò si verifica in applicazioni di monitoraggio am- bientale, come la logistica della catena del freddo e il monitorag- gio dei data center, dove vi è la necessità di ricorrere a sensori di temperatura multipli che sa- ranno collocati relativamente di- stanti l’uno dall’altro. L’utilizzo di un convertitore compatto e di un circuito di front-end, con suppor- to per la trasmissione digitale a basso costo a un hub, è di vitale importanza. In casi come questi potrebbe essere opportuno ri- correre a un protocollo di comunicazione 1-wire. Nel sensore di temperatura MAX31825 di Maxim Integra- ted , esso fornisce la trasmissione digitale necessaria, a un costo minimo, anche per i grandi sistemi. L’in- terfaccia consente di collegare e indirizzare fino a 64 sensori utilizzando un codice seriale a 64 bit. Il sen- sore di temperatura fornisce la capacità di leggere temperature fino a risoluzioni di 12 bit su un interval- lo che può estendersi da -45° C a +145 °C. Abilitazione dei sensori e apprendimento automatico Altri sistemi devono essere in grado di gestire un’am- pia gamma di ingressi dei sensori, per rilevare in modo affidabile le condizioni ambientali e la capaci- tà di elaborare le informazioni fornite in modo intel- ligente. Se un nodo sensore può esaminare i dati e segnalare solo cambiamenti significativi, riduce note- volmente la banda di comunicazione necessaria per segnalare lo stato ai sistemi che lo circondano. Ciò, a sua volta, può garantire che il consumo di energia sia ridotto al minimo, in quanto la trasmissione e la rice- zione RF rappresentano una percentuale significativa del consumo di energia dei nodi IoT. Mantenere l’ela- borazione dei dati all’interno del nodo, se eseguita in modo efficiente, può far durare la batteria molto più a lungo. Ora, anche l’apprendimento automatico viene incorporato in dispositivi a segnale misto. L’uso dei dati provenienti da più sensori diversi (sen- sor fusion) e dell’apprendimento automatico è parti- colarmente importante nei sistemi che devono rileva- re la posizione e la traiettoria. La combinazione aiuta a gestire i segnali rumorosi causati dalle vibrazioni e da altre fonti di errore. Anche se è possibile combinare microcon- trollori di fascia alta e convertito- ri dati per ottenere la funzionalità necessaria, ci sono componenti che supportano entrambi, come i moduli iNEMO di STMicroe- lectronics . Si tratta di System- in-Package (SiP) che combina- no accelerometri, giroscopi e magnetometri con un codice di apprendimento automatico, per determinare in modo affidabile la posizione in una molteplicità di applicazioni, dal monitoraggio degli asset alla robotica. L’integrazione aiuta a mantenere il consumo energeti- co al minimo, consentendo a un microcontrollore host di essere messo in pausa per lunghi periodi, senza sacrificare la precisione o la funzionalità “always-on”. La combinazione di funzioni presente nei moduli iNE- MO è una dimostrazione di come l’integrazione e l’e- sperienza di una società con un notevole know-how specialistico contribuiscano ad aumentare funziona- lità e prestazioni. Erogazione efficiente della potenza Oltre alla necessità di una progettazione “mixed-si- gnal” intelligente, le dimensioni e la necessità di un funzionamento a basso consumo nei nodi sensore IoT dimostrano l’importanza dell’integrazione e di un’erogazione efficiente della potenza. Aziende spe- cializzate in dispositivi di potenza come On Semicon- ductor hanno dimostrato che è possibile includere una grande quantità di funzionalità in un ingombro ridotto. Il dispositivo FAN54120, ad esempio, è il cari- cabatterie più piccolo attualmente sul mercato. Forni- to nei package DFN6 o WLCSP6, il dispositivo è sta- to progettato per garantire la massima facilità d’uso. Come caricabatterie, non richiede alcuna interazione con l’utente o la supervisione attiva da parte di un microcontrollore host. Il caricabatterie gestisce bat- terie agli ioni di litio o ai polimeri di litio a cella singo- la e può essere utilizzato per rigenerare una batteria esaurita. Ciò in aggiunta agli stati di precarica, carica rapida e carica di mantenimento (float) necessari con queste sostanze chimiche, tutte con una corrente di scarica della batteria ultra-bassa inferiore a 120 nA. Per i sistemi che devono gestire due celle in serie e bilanciare le loro tensioni, MPS ha progettato MP2672. Imoduli iNEMOdi STMicroelectronics sono System- in-Package (SiP) che combinano accelerometri, giroscopi e magnetometri con un codice di apprendimento automatico