National Semiconductor: Webench Sensor Designer tool

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National Semiconductor Corp. ha introdotto il primo strumento destinato alla progettazione del canale di trattamento del segnale proveniente da un sensore, che consente al progettista di passare in modo rapido dal concetto alla simulazione e alla fase prototipale delle soluzioni più comuni che utilizzano sensori, nei settori medicale, industriale e dei prodotti consumer di fascia alta.

L’impiego di Webench Sensor Designer riduce in modo significativo la tempistica e il costo di progettazione, e consente di configurare una soluzione per il trattamento del segnale proveniente da un sensore utilizzando un numero ridottissimo di comandi. Prima dell’introduzione di questo strumento di progettazione, era necessario spendere un significativo numero di ore di sviluppo per combinare le caratteristiche e le prestazioni di un sensore con quelle in CC di un amplificatore operazionale e con la risoluzione e la precisione di un convertitore analogico-digitale (ADC). Un ulteriore numero di ore doveva essere destinato alla prototipizzazione e alla valutazione delle prestazioni del circuito.

Il Webench Sensor Designer semplifica la progettazione dell’interfaccia del sensore e del sistema di conversione, consentendo al progettista di concentrare la sua attenzione sulle altre parti del sistema. Utilizzando un numero ridotto di comandi, lo strumento di sviluppo Webench Sensor Designer di National accoppia i sensori di pressione basati su un ponte estensimetrico, i rivelatori fotoelettrici e i sensori a termocoppia con gli amplificatori operazionali e gli ADC a 8-, 10-, 12-, 14- e 16-bit della famiglia di dispositivi ad alta efficienza energetica PowerWise di National.

Ad esempio Webench Sensor Designer può combinare l’amplificatore di precisione PowerWise LMP7731 con il nuovo ADC a ingresso differenziale ADC161S626 da 16-bit e 250 kilo-sample per secondo (KSPS). L’LMP7731 offre un basso rumore di ingresso di soli 2,9 nV/sqrt Hz con una frequenza di taglio del rumore 1/f di soli 3 Hz, mentre l’ADC161S626 dispone di una precisione di ±0,003% su un campo operativo di temperatura che si estende tra -40 °C e +85 °C. Ogni soluzione per il trattamento del segnale di un sensore provvede ad amplificare, condizionare e digitalizzare l’uscita del sensore e a renderla direttamente disponibile a un microcontrollore o a un digital signal processor (DSP). Lo strumento consente all’utente anche di ordinare un kit di valutazione customizzato che consente di costruire un prototipo della soluzione simulata su Webench e testarla in laboratorio.

Come opera Webench Sensor Designer? Dopo aver selezionato il tipo di sensore appropriato, il progettista passerà con un click sul pulsante “create a design” alla fase successiva. Se un particolare sensore non è pre-caricato nello strumento, sarà possibile da parte dell’utente poter creare un sensore custom e salvarne le caratteristiche nella sua area di lavoro. Il Webench Sensor Designer genera quindi uno schema elettrico del progetto, la lista dei componenti (BOM) e un riassunto delle prestazioni che comprende una dettagliata analisi degli errori, presentando questi risultati sullo schermo in pochi secondi. Lo strumento consente anche ai progettisti di individuare il compromesso ottimale tra prestazioni e prezzo, e ottimizzare il loro progetto per uno specifico sensore scegliendo un diverso amplificatore operazionale o un ADC, o modificando i valori dei parametri di sistema.

Utilizzando l’opzione ‘Build It!’, i progettisti potranno generare soluzioni da utilizzare per valutazione e per la costruzione di prototipi. Kit customizzati di componenti possono essere spediti entro 24 ore, allo scopo di accelerare i tempi di test e di validazione. Questi kit si interfacciano direttamente a ogni sistema dotato di ingressi digitali. Per i progettisti che desiderano utilizzare una interfaccia diretta con un Pc, è disponibile una scheda di valutazione completa di software, che consente di realizzare una comunicazione diretta grazie a una interfaccia SPI/Usb o I2C/Usb. Il software analizza il percorso del segnale proveniente dal sensore e aiuta il progettista a ottimizzare le prestazioni globali del sistema.

Il Webench Sensor Designer è una estensione dello strumento di progettazione online di National Webench per light-emitting diodes (Led), potenza, progettazione della catena di trattamento del segnale, audio, amplificatori e filtri attivi, e dello strumento per l’apprendimento online Analog University di National.

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