FAQ

FAQ e informazioni/consigli tecnici sul come.
Di seguito alcune risposte e tutorial a domande tecniche sui nostri prodotti.
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Quali sono i requisiti fondamentali di un alimentatore per il 5G?

Le 7 caratteristiche tecniche fondamentali da considerare prima di scegliere un alimentatore 5G

Gli alimentatori per il 5G e per le telecomunicazioni non sono alimentatori generici dove è sufficiente fornire una determinata corrente, ma devono avere dei requisiti ben precisi.

Ecco brevemente le caratteristiche principali che devono possedere:

Telecomunicazioni 5G

  1. Standard universale
    Utilizzare prodotti dallo standard universale (come, ad esempio DOSA – Distributed-power Open Standards Alliance), è sempre la scelta migliore poiché assicura una serie di garanzie intrinseche come la compatibilità con altri dispositivi, le dimensioni del package (1/4, 1/8, 1/16 brick) e la definizione di altri requisiti universali. Le dimensioni standard del package, inoltre, danno la possibilità ai progettisti di sostituire rapidamente i prodotti nello stesso package, evitando ore di lavoro e costi aggiuntivi legati alla riprogettazione e alla ricertificazione del PCB, molto utile anche per upgrade da 4G a 5G.
  2. Ampio intervallo di temperature di esercizio
    Oltre alla temperatura ambiente che varia generalmente da -40° C a + 70° C, anche gli alimentatori e alcuni componenti si surriscaldano, portando le attrezzature per le telecomunicazioni a temperature molto elevate. Naturalmente, solo un alimentatore con un intervallo di temperatura più ampio può soddisfare i requisiti di temperatura di esercizio fino a 100° C.
  3. Maggiore efficienza
    Il flusso di dati 5G è irregolare e il tempo di utilizzo è variabile; per questo motivo è necessario che l’efficienza e le performances degli alimentatori usati nel mondo delle telecomunicazioni non varino in base al carico, ma che diano il massimo sia a pieno carico, sia “a vuoto”.
  4. Prestazioni EMC eccezionali
    Tutte le apparecchiature elettroniche sono alla ricerca di buone prestazioni EMC, è molto importante scegliere un alimentatore con prestazioni EMC eccezionali.
  5. Basso consumo energetico in standby per risparmiare energia
    Il consumo di energia in standby è una specie di spreco di energia e la sua riduzione dovrebbe essere considerata nella progettazione del sistema.
  6. Alta affidabilità
    Nelle telecomunicazioni 5G l’affidabilità è cruciale per garantire l’alta velocità di segnale.
  7. Economici con Consegne rapide e stabili
    Lo sviluppo delle telecomunicazioni 5G richiede una grande quantità di apparecchiature di base e allo stesso tempo richiede alimentatori a basso costo, con consegna rapida e stabilità di fornitura.

Effetto Hall, che cosa è? Vantaggi e soluzioni

I controlli elettronici complessi sono diventati parte della vita di tutti i giorni, Elettrodomestici sempre più interconnessi ed intelligenti, in grado di fornire dati ed informazioni in tempo reale. Basta pensare all’ambiente che ci circonda: frigoriferi, forni, lavatrici, lavastoviglie e negli ultimi anni tutte le soluzioni intelligenti dell’home appliance.
Uno scenario in cui la componentistica la fa da padrone e in cui la sensoristica ha un ruolo di rilievo per fornire dati ed informazioni in tempo reale sullo “stato” dei dispositivi.
Una menzione particolare in questo scenario va ai sensori Hall, Ampiamente utilizzati nei moderni elettrodomestici.

Ma che cosa è esattamente un sensore Hall? E il fenomeno Hall?

Effetto Hall cos’è? come funziona?

L’effetto Hall è un effetto elettromagnetico scoperto nel 1879 dallo scienziato E. Hall. fa riferimento alla tensione misurabile attraverso un conduttore (o semiconduttore), quando una corrente elettrica che vi scorre è influenzata da un campo magnetico.
In sintesi: l’effetto Hall, riguarda la formazione di una differenza di potenziale tra le opposte facce di un conduttore elettrico; tale differenza è attribuibile a un campo magnetico che si pone perpendicolarmente rispetto al flusso della corrente elettrica.
Quando sui terminali di un conduttore si applica una tensione V , questa (se è in continua) promuove un flusso di elettroni uniforme dal punto A verso il punto B, senza che, tra due punti estremi di una sezione trasversale del conduttore (C – D) esista alcuna differenza di potenziale (Figura 1)

Figura 1: rappresentazione flusso di elettroni in un circuito

Se, invece, come indicato in Figura 2, si avvicina un magnete al conduttore, il flusso di elettroni subisce una deviazione dal percorso rettilineo, causato dall’influenza del campo magnetico sulle cariche in movimento all’interno del conduttore, creando un certo ammassamento verso il punto D ed un diradamento nella zona prossima al punto C.

Figura 2: rappresentazione della variazione del flusso di elettroni causata dalla vicinanza del magnete

In queste condizioni infatti una tensione trasversale viene generata perpendicolarmente alla corrente applicata, a causa del bilanciamento della forza di Lorentz e quella elettrica.

 

L’effetto Hall e la forza di Lorentz. Le frecce blu, B, rappresentano un campo magnetico che passa perpendicolarmente attraverso la piastra conduttiva.

 

Il principio fisico fondamentale dietro l’effetto Hall è infatti  la forza di Lorentz (come illustrato sopra). Quando un elettrone si muove lungo una direzione, v, perpendicolare al campo magnetico applicato, B, sperimenta una forza, F, la forza di Lorentz.

In risposta a questa forza, gli elettroni si muovono in un percorso curvo lungo il conduttore e una carica netta, e quindi una tensione, si sviluppa attraverso la piastra. Questa tensione di Hall, VH, obbedisce alla formula seguente, che mostra che VH è proporzionale all’intensità del campo applicato e che la polarità di VH è determinata dalla direzione, nord o sud, del campo magnetico applicato. Con questa proprietà, l’effetto Hall è impiegato come sensore magnetico.

Equation 1

Dove:

  • VH è la tensione di Hall attraverso la piastra conduttiva;
  • I la corrente che passa attraverso il plate;
  • q è l’entità della carica dei portatori di carica;
  • ρn è il numero di portatori di carica per unità di volume;
  • t è lo spessore del piatto;

Il risultato elettrico più appariscente è quello della presenza di una tensione, fra i punti C – D, segnalata dall’indice del voltometro.

Il sensore ad effetto Hall si sviluppa su tale fenomeno, è il componente in grado di rilevare il campo magnetico generato e la differenza di tensione, producendo un segnale (uscita) opportunamente convertito in uno standard secondo i requisiti del sistema elettronico.

Infatti utilizzando l’effetto Hall in un IC è possibile misurare l’intensità del campo magnetico e creare una vasta gamma di circuiti integrati ad effetto Hall per molte applicazioni diverse.

Sensore Hall com’è composto?

Esistono due varianti principali dei sensori Hall divisi per la tipologia di uscita la versione analogica e quella digitale. Vediamo nel dettaglio:

Sensore Hall con uscita analogica
Figura 3: schema a blocchi del sensore di Hall con uscita analogica

Il componente base, normalmente è dotato di tre terminali e tre elementi “integrati”. Di seguito:

Sigla Elemento
+ VCC Tensione di alimentazione positiva;

 

GND Tensione di alimentazione negativa;
USC Uscita
STAB. circuito stabilizzatore di tensione, ha il ruolo di alimentare l’intero circuito del sensore integrato. La corrente è costante ed indipendente dalla tensione di alimentazione

 

SEH Sensore di Hall
AMPL circuito amplificatore riguarda esclusivamente la tensione di Hall, è collegato in modo differenziale così da essere sensibile esclusivamente alla differenza di tensione presente tra le due facce del sensore Hall. Il segnale uscente sarà poi pronto all’elaborazione tramite circuiti analogici o logici.
Sensore Hall con uscita digitale
Figura 4: schema a blocchi del sensore di Hall con uscita digitale

È la soluzione idonea alle applicazioni logiche, in cui ci sono due stati e normalmente serve l’informazione di “tutto” o “niente”.
Si può notare la presenza di elementi aggiuntivi in particolar modo:

Sigla Elemento
ELABOR ON/OFF è l’elaboratore, elemento legato all’uscita dell’amplificatore operazionale. L’elaboratore  scatta e varia il suo livello di uscita quando il campo magnetico supera una certa soglia stabilita. L’elaboratore è dotato di isteresi per evitare oscillazioni ed incertezze al momento dello scatto.
TR USC. Transistor NPN di commutazione , l’uscita è di tipo open collector così da garantire l’adattabilità con ogni tipo di circuito. L’uscita consente la funzione logica OR così da poter raccogliere su un unico ingresso il segnale di molti sensori. Il che rende ampiamente utilizzabile questa tipologia di sensore Hall.

 

 Questo aspetto comporta ulteriori vantaggi per l’integrazione in quanto è possibile in alcuni casi grazie ad algoritmi di commutazione proprietari integrati nell’IC (integrated circuit) e GUI Software trasmettere i parametri via USB all’EEPROM on-chip, dove vengono utilizzati dall’algoritmo on-chip. Semplificando enormemente lo sviluppo e l’integrazione.

Che vantaggi comporta l’utilizzo dei sensori Hall negli elettrodomestici?

Data l’attuale evoluzione tecnologica i sensori Hall comportano notevoli

  • Ampia gamma di utilizzo: grazie alle uscite digitali e analogiche i dispositivi ad effetto Hall sono trasversali e di ampio utilizzo possono essere utilizzati come sensori di prossimità, posizionamento, rilevamento della velocità e della corrente, tutti fenomeni di calcolo legati al principio Hall.
  • Lunga durata: a differenza di un interruttore meccanico, è una soluzione di lunga durata in quanto non sussistono problemi di usura meccanica.
  • Isolamento ed affidabilità. I sensori ad effetto Hall sono galvanicamente isolati. Possono resistere a valori di corrente molto superiori e a picchi di tensione senza subire alcun danneggiamento.
  • Facilità di implementazione e dimensioni ridotte: un sensore ad effetto Hall può essere inserito ed implementato in progetti complessi con grande facilità, date anche le dimensioni minime e la facilità di collegamento con i circuiti elettronici. Questo offre ai produttori significativi benefici economici dato che possono utilizzare un unico componente standard per tutti i diversi tipi.

Come scegliere il giusto Panel PC?

Le caratteristiche tecniche fondamentali da considerare per individuare il Panel PC adatto alle proprie esigenze

Per trovare il Panel PC compatibile con le proprie esigenze, è possibile seguire alcuni criteri (di seguito alcuni):

I Display dei PC Panel

Le applicazioni software sono spesso ancora ottimizzate per il formato 4:3 con una risoluzione dello schermo di 1024 x 786 pixel. Per questo motivo, oggi i panel PC con display in questo formato sono i più venduti. Tuttavia, ora sono disponibili anche altri formati, per esempio il 16:9, che è il formato standard dei monitor desktop attuali.
I Panel PC disponibili sul mercato posso avere diagonali di schermo da 3″ a più di 30″.
Per l’uso esterno, dove la luce del giorno può ridurre notevolmente la leggibilità dello schermo, c’è l’opzione “alta luminosità”.

Panel PC Chipsee

Classe di protezione DIN

Per l’uso di apparecchiature elettriche in ambienti in cui esiste il rischio di penetrazione di corpi estranei e di umidità, la norma DIN EN 60529 (“Gradi di protezione degli involucri”) specifica le cosiddette classi di protezione IP, costituite dall’abbreviazione IP (“ingress protection”) e da due numeri di codice successivi. Il primo indica la protezione contro corpi estranei di diverse dimensioni e il secondo contro l’ingresso di acqua in varie forme.
La classe di protezione IP65 (molto comune), per esempio, garantisce la tenuta alla polvere di un dispositivo con il numero di codice 6 e la “protezione contro i getti d’acqua da qualsiasi angolo” con il numero di codice 5. Va notato che alcuni produttori si riferiscono solo alla classe di protezione dall’acqua sulla parte anteriore.
La massima protezione contro l’acqua è fornita dalle classi 8 (“protezione contro l’immersione permanente”) e 9 (“protezione contro l’acqua durante la pulizia con getto ad alta pressione/vapore”), cioè le classi IP68 e IP69.

PC Panel: monitor touchscreen resistivi e capacitivi

Il primo schermo sensibile al tatto è stato sviluppato all’inizio degli anni ’70 al centro di ricerca nucleare del CERN, vicino a Ginevra. In seguito, sono state costruite diverse varianti, che differiscono nel modo in cui l’elettronica localizza il punto colpito. Come anticipato sopra, i touchscreen possono essere divisi secondo i loro rispettivi principi funzionali in “resistivi” e “capacitivi”, con caratteristiche e vantaggi diversi.

Vantaggi touchscreen resistivo:

  • Meno costoso da produrre;
  • Localizzazione del punto toccato con maggiore precisione, quindi minore probabilità di uso improprio accidentale;
  • Ne consegue anche che il software utilizzato può offrire più piccoli e quindi più pulsanti di selezione sull’interfaccia utente;
  • Lo schermo reagisce anche al tocco con oggetti non conduttivi, come le penne di plastica;
  • Può essere utilizzato con i guanti;
  • Meno sensibile al calore e all’umidità.

Vantaggi touchscreen capacitivo:

  • Meccanicamente molto robusto, funziona anche dopo una rottura del display (fenomeno noto con gli smartphone);
  • Ha una maggiore sensibililtà, dunque è sufficiente una minore pressione;
  • Garantisce un’immagine più nitida grazie a contrasto e luminosità più elevati;
  • “Multi-Touch-Sensing”: possibilità di toccare simultaneamente più punti (prerequisito ad esempio anche per lo zoom di un’immagine con 2 dita).
Prestazioni della CPU

Un altro criterio di scelta è rappresentato dalle prestazioni della CPU. In generale, più potente e veloce è la CPU, più alto è il prezzo. I semplici programmi d’ufficio e le applicazioni internet non richiedono l’ultima e più costosa CPU. Con software a dalta intensità di elaborazione, invece, le elevate prestazioni della CPU riducono i fastidiosi tempi di attesa.

Raffreddamento

Molti Panel PC fanno a meno delle ventole di raffreddamento sostituendole con un dissipatore del calore di scarto della CPU nell’ambiente. I vantaggi del raffreddamento senza ventola: una meccanica meno suscettibile nel PC, un passaggio di polvere ridotto al minimo e: non si sente più nulla dal PC.

Interfacce

I Panel PC sono dotati di una vasta gamma di interfacce, oltre alle interfacce standard come Ethernet e USB. Al momento dell’acquisto di questi prodotti, è importante considerare quali e quante interfacce sono necessarie per le proprie esigenze.

Alimentazione

I Panel PC possono avere diversi requisiti di alimentazione. Alcuni richiedono un’alimentazione ben regolata, per esempio 12 V o 24 V. I Panel PC che tollerano un’ampia gamma di tensione in ingresso di 9 – 36 V sono interessanti per l’uso mobile.

CONSYSTEM è distributore di leader nel settore come Chipsee. Offre il supporto dedicato di uno specialista tecnico e la possibilità di soluzioni custom.

Come scegliere un alimentatore esterno? 6 aspetti chiave per la selezione di un alimentatore esterno industriale

Quali sono le caratteristiche per selezionare un’alimentatore esterno? Come Consystem evidenziamo sei elementi essenziali da non trascurare durante la scelta di un alimentatore esterno industriale. Vediamoli assieme

 

1. Quali sono i requisiti di alimentazione del sistema?

La prima considerazione quando si seleziona un alimentatore è sapere quali siano i requisiti di alimentazione del sistema. Comprendere la potenza, la tensione e la corrente richiesti dal carico del sistema è essenziale per il funzionamento e la sicurezza del sistema finale. Ciò include porsi domande del tipo: “Il mio sistema funziona a potenza costante? Avrò una corrente di picco?”

2. Package – Alimentatore “desktop” o con spina a muro?

Gli alimentatori esterni sono generalmente offerti in due tipi di package: desktop o a muro (con spina fissa o spine intercambiabili). Per molte applicazioni vanno bene entrambe le soluzioni. Tuttavia, ci sono alcuni motivi per cui è meglio selezionare l’uno anziché l’altro.

Ad esempio:

  • Range di potenza: generalmente gli adattatori “desktop” sono adatti per applicazioni con potenza più elevata, mentre gli alimentatori “a muro” sono ideali per applicazioni con potenza inferiore. Gli adattatori desktop in genere hanno dimensioni maggiori, motivo per cui offrono anche potenze maggiori.
  • Mercato globale: Se avete intenzione di proporre il vostro prodotto o progetto nel mercato globale /internazionale le soluzioni “a muro” multi-spina e gli adattatori “desktop” sono un’ottima scelta. L’intercambiabilità dei plug (Alimentatore “a muro” multi-spina) e del connettore del cavo d’ingresso (Alimentatore “desktop”) consente di utilizzare lo stesso prodotto cambiando semplicemente il plug o il connettore del cavo per soddisfare gli standard delle prese del mercato finale di riferimento.
  • Messa a terra: gli alimentatori “desktop” offrono l’opzione di ingresso AC a tre fili (con la terra) o due fili (senza terra). Gli alimentatori “a muro” sono disponibili solo con l’ingresso AC a due poli (senza la terra di protezione).
  • Dimensioni e portabilità: Se l’alimentatore si troverà in una parte visibile del sistema finale o verrà utilizzato in una apparecchiatura portatile, bisogna tenere in considerazione l’estetica, la dimensione e il peso del power supply. Gli alimentatori con alta densità di potenza possono aiutare in casi di questo tipo.
3. Opzioni di connettori e plug DC

Una volta definite le caratteristiche principali, è necessario pensare a come l’alimentatore verrà collegato nel sistema finale: in questo modo si passerà alla selezione del connettore d’uscita. Esistono varie tipologie di connettore DC, come ad esempio il connettore DC plug (“a cilindro”) o “P5”, ma anche micro USB, DIN, mini DIN etc. Sono diverse le opzioni disponibili, che comprendono la possibilità di cavi spelati e stagnati, oppure con il connettore ad angolo retto in base alla configurazione necessaria per il sistema.
Un’altra cosa da considerare è il cavo d’uscita, affinché soddisfi le esigenze progettuali. È abbastanza lungo per raggiungere il tuo prodotto? Ha l’aspetto e la flessibilità desiderati? È importante comprendere che la scelta e/o la successiva modifica del cavo DC può influire sia sulle norme di efficienza che di sicurezza.

4. Normative di efficienza, standard di sicurezza e Agency Mark

Il mercato di distribuzione del prodotto finale è un punto critico per le differenti normative e certificazioni richieste. Molti paesi hanno standard di efficienza che servono a regolamentare la quantità di energia che può essere “sprecata” dagli alimentatori esterni, come ad esempio Level VI per il mercato americano (US).

Oltre agli standard di efficienza, è indispensabile assicurarsi che l’adattatore disponga anche delle certificazioni di sicurezza adeguate all’applicazione e al mercato finali. Ad esempio, i prodotti medicali necessitano della certificazione 60601-1 e i prodotti per applicazioni ICT / AV richiedono la certificazione 62368-1.
Infine, alcuni paesi hanno il proprio Agency Mark, valido solo per quel paese. È necessario fare dei test aggiuntivi o customizzare il progetto in base a determinate specifiche per soddisfare questi requisiti: CONSYSTEM ha l’esperienza e le conoscenze per lavorare con voi e aiutarvi in queste situazioni.

5. EMI ed EMC

Molti prodotti elettronici devono soddisfare i livelli dei requisiti normativi EMI ed EMC (interferenze elettromagnetiche e compatibilità elettromagnetica). Questi requisiti assicurano che il tuo prodotto non interferisca con il corretto funzionamento di altri prodotti e allo stesso modo che il corretto funzionamento del tuo prodotto non venga influenzato da altri prodotti. CONSYSTEM offre alimentatori certificati secondo le normative EMC ed EMI e, qualora fosse necessario dopo aver testato l’intero sistema, ha anche una gamma completa di Filtri EMI certificati e testati.

6. Integrazione di sistema

Un’altra importante considerazione e domanda da porsi è “Come apparirà la soluzione scelta nel complesso del sistema?”. Se il vostro prodotto finale ha un design accattivante e tutto è stato studiato nei minimi dettagli, perché trascurare l’adattatore? Bisogna sempre valutare la possibilità di personalizzare l’estetica dell’alimentatore, ad esempio con un colore specifico o con l’aggiunta del proprio logo.

Per una corretta comprensione delle classi di isolamento per il Power Supply

La protezione dell’utente da livelli dannosi di energia viene tradizionalmente eseguita isolando sufficientemente i componenti in tensione. Come raggiungere questo obiettivo e a quale livello determinerà quale classe di isolamento avrà l’unità? Di seguito trattiamo in dettaglio i tipi di isolamento e le tre diverse classi di apparecchiature.

Esistono cinque categorie di isolamento utilizzate dalle diverse classi di apparecchiature: funzionale, base, supplementare, doppio e rinforzato:

  • Isolamento funzionale: livello di base necessario per il funzionamento dell’alimentazione. Questo non impedisce scosse elettriche se toccato.
  • Isolamento di base: offre all’utente una protezione unica e semplice dalle scosse elettriche.
  • Isolamento supplementare: come l’isolamento di base, deve resistere a 1,5 KV AC (2,1 KV DC).
  • Doppio isolamento: l’uso congiunto dell’isolamento di base e supplementare per fornire ridondanza. Se la base fallisce, la protezione supplementare protegge ancora l’utente.
  • Isolamento rinforzato: un singolo strato che funziona allo stesso modo del doppio isolamento

 

Come si integra la tecnologia RADAR con i sistemi di sicurezza? La grande sfida!

Lo sviluppo ulteriore dei sensori radar sta aprendo molte possibilità per il settore della sicurezza, ma i produttori di apparecchiature di sicurezza hanno difficoltà a implementare questa tecnologia nei propri prodotti. Spesso mancano delle competenze e delle risorse di sviluppo necessarie per l’impiego della tecnologia radar. L’integrazione di questa tecnologia comporta alcuni ostacoli che difficilmente possono essere superati senza il know-how necessario della tecnologia radar.

Integrazione della tecnologia RADAR
Perché la tecnologia Radar è complicata

Solo poche aziende in tutto il mondo sono specializzate in questa tecnologia: impiegano esperti che dispongono delle competenze necessarie per gestire la tecnologia radar. La loro esperienza e know-how si basa su anni di apprendimento. Gli esperti di questo settore non sono molti. I produttori di apparecchiature di sicurezza raramente dispongono di tali specialisti radar all’interno della propria azienda. Anche le grandi aziende dipendono dall’assistenza di esperti.

Le complesse applicazioni radar stanno raccogliendo gradualmente consensi e vantano maggiore affidabilità, precisione e funzioni. Inoltre, entusiasmano le compagnie di sicurezza. Tuttavia, l’implementazione del componente radar richiede ai produttori di apparecchiature di sicurezza di investire tempo e manodopera. L’integrazione radar è una vera sfida.

Cosa rende così difficile l’integrazione della tecnologia radar?

Oltre alle difficoltà, minori, come la compatibilità hardware e la corretta scelta del prodotto, l’elaborazione del segnale è di gran lunga il problema più grande affrontato durante l’integrazione. Questo inizia con la giusta scelta del metodo di elaborazione, che dipende dalle caratteristiche del radar. Senza una conoscenza approfondita, è impossibile analizzare correttamente i rilevamenti.

I seguenti aspetti richiedono rilevanti competenze sulla tecnologia Radar:

 

 

Prevenzione di segnali di interferenza e rilevamenti errati

Come ogni tecnologia di misurazione, il radar non fornisce sempre risultati puliti. I rilevamenti errati devono essere riconosciuti e corretti. A seconda del principio di funzionamento del radar, della larghezza di banda, della distanza, dei fattori ambientali e dell’oggetto, i dati grezzi hanno numerosi effetti specifici. Mentre segnali utili come l’effetto Doppler aiutano a rilevare un oggetto, i segnali di interferenza portano a rilevamenti ridondanti o errati. Questo deve essere preso in considerazione nell’elaborazione del segnale digitale al fine di garantire dati non contaminati. Utilizzando algoritmi, il sistema distingue in modo affidabile segnali utili e segnali di interferenza.

Filtraggio di rilevamenti irrilevanti

Al fine di implementare funzioni radar più complesse, è necessario sviluppare algoritmi estesi. Ciò comporta un filtro specifico per l’applicazione dei dati radar. Nell’area di sicurezza, non è sufficiente eliminare semplicemente i segnali di interferenza. L’obiettivo è quello di concentrarsi su eventi particolari. Il sistema deve risolvere i rilevamenti innescati da animali, cespugli, pioggia o vento. Tuttavia, questo va ben oltre gli algoritmi di base.

 

Classificazione degli oggetti

Oltre ai filtri, l’identificazione e l’osservazione degli oggetti è un aspetto importante dell’elaborazione del segnale digitale. Ciò richiede classificazione e tracciamento mediante algoritmi. A tale scopo sono richiesti processi di apprendimento automatico. La tecnologia si sta sviluppando sempre più nella direzione dell’intelligenza artificiale al fine di rilevare modelli. Insieme alla rappresentazione dei dati degli oggetti, ciò comporta costi di manodopera elevati in termini di sviluppo del software.

Test e configurazione dell’applicazione

Per l’analisi del segnale specifica dell’applicazione, è necessario dedicare un bel po’ di tempo ai test dell’applicazione. Successivi adeguamenti sono basati sui risultati ottenuti da questo importante aiuto per ottimizzare l’elaborazione e il tracciamento del segnale. Questi test in condizioni reali sono estremamente dispendiosi in termini di costi e manodopera.

 

Elaborazione di volumi di dati in real time

Con complessi sistemi radar dotati di numerosi canali, ne conseguono elevati volumi di dati. Nel campo della tecnologia di sicurezza, è importante che questi vengano elaborati in tempo reale. La trasmissione ritardata o interrotta aumenta il rischio per la sicurezza. Per superare questa sfida, è necessario trovare e implementare una soluzione tecnica adeguata senza essere soggetti a perdite. Anche l’elaborazione dei dati deve essere intensamente trattata.

L’implementazione di tutti gli aspetti sull’integrazione della tecnologia radar comporta un estensivo e un lungo lavoro di sviluppo. La maggior parte delle società di tecnologia radar sviluppa solo front-end o semplici sistemi radar che funzionano solo con algoritmi di base che digitalizzano i segnali analogici e filtrano i rilevamenti errati. Normalmente non coprono funzioni più impegnative come il tracciamento degli oggetti, il riconoscimento di schemi o la classificazione. Fino ad ora, l’elaborazione approfondita del segnale è stato spesso un grosso ostacolo da parte dei produttori dell’applicazione di sicurezza finita. Alcuni produttori di apparecchiature di sicurezza erano pertanto soliti rinunciare a complesse applicazioni radar. Ma con i progressi della tecnologia, è ora disponibile un nuovo approccio per risolvere il problema.

Integrazione più semplice con soluzioni radar avanzate

Negli ultimi anni, gli esperti di radar si sono avvalsi delle ultime scoperte tecniche disponibili nel campo dello sviluppo del software. L’importanza dell’elaborazione del segnale è aumentata in modo significativo: consente di eseguire attività sempre più complesse via radar in modo economico. Di conseguenza, la tendenza tende ai prodotti radar che osano compiere un passo cruciale verso il prodotto finale: da un componente radar a un sistema radar.

Questi sistemi sono dotati di elaborazione avanzata del segnale. Forniscono dati puliti, filtrando rilevamenti errati o segnali interferenti. Le “tracce fantasma” sono già prese in considerazione durante lo sviluppo. I sistemi vantano anche utili funzioni di filtro. Ciò consente all’utente di concentrarsi su eventi importanti e di nascondere tutto ciò che non ha importanza.

I sistemi avanzati hanno funzioni utili e quindi migliorano la facilità d’uso per gli utenti finali. Sono già ottimizzati e provati in modo ottimale per soddisfare le esigenze dell’applicazione. I risultati della misurazione sono recuperabili in modo affidabile e sempre più precisi. Al fine di sviluppare tali prodotti, le aziende di tecnologia radar stanno ampliando sempre più la loro gamma di attività. Ad esempio, stanno lavorando su test applicativi e lo sviluppo di algoritmi.

Questo lavoro preliminare semplifica enormemente l’integrazione del radar. I produttori di apparecchiature di sicurezza possono utilizzare il sistema per i loro prodotti senza approfondite conoscenze radar o lavori di integrazione. Ciò accelera la fase cruciale del time-to-market e facilita l’accesso alla tecnologia.

 

Lo Smart Tracker di InnoSenT

Il sistema radar iSYS-5021 costituisce proprio una tale innovazione per l’industria della sicurezza. La licenza tracker disponibile include l’elaborazione completa del segnale e le utili funzionalità di Smart Tracker.
I System integrator erano soliti mostrare numerosi rilevamenti radar, quindi li attribuivano correttamente a un oggetto e li separavano. Questa attività è ora affidata alla funzione di tracciamento. Il sistema radar raggruppa i singoli rilevamenti radar in oggetti e li traccia nel tempo. La linea di movimento delle persone viene visualizzata usando le tracce.

Sono inoltre disponibili importanti funzioni di filtro e classificazioni di oggetti: il sistema distingue tra persone e veicoli e filtra in modo affidabile fattori interferenti come pioggia o vento. Utilizzando un’interfaccia utente, l’utente può impostare varie configurazioni in modo molto semplice e individuale. Ad esempio, definiscono l’allarme e ignorano le zone per concentrarsi sul monitoraggio di determinate aree. Gli esperti radar hanno già eseguito con successo i numerosi test applicativi necessari per calibrare il sistema e hanno adattato in modo ottimale il sistema all’utilizzo del perimetro e al monitoraggio di strutture esterne su larga scala.

Scopri tutti i sensori RADAR qui

Cos’è e come funziona un motore brushless?

Molte volte si sente parlare di motori brushless (senza spazzole) e delle sue diverse caratteristiche.

A fronte di testi molte volti complessi  vogliamo condividere, di seguito,  un  video – sviluppato da JAES –  che spiega  – a nostro avviso –  molto bene le caratteristiche e funzionalità oltre ai vantaggi di un motore Brushless (come durata di vita, alta efficenza, assenza di scintille etc…).

I vantaggi del motore brushless

  • L’ingombro è limitato soprattutto rispetto alla coppia erogata
  • Assenza di spazzole che comporta maggiore durata di vita del prodotto e minor rumore.
  • Alta efficienza e condizioni di rendimento ottimali
  • Rumorosità minima

Svantaggi del motore brushless

  • ll controllo viene effettuato elettronicamente da un controller/ dispositivo elettronico , quindi al costo del motore va aggiunto il costo del sistema di controllo  che deve essere affidabile e facilmente implementabile

Per garantire una corretta gestione dei motori brushless CONSYSTEM offre una ampia gamma di BRUSHLESS MOTOR Driver,

Soluzioni ideali per controllare e settare al meglio il funzionamento dei motori brushless.

Questi Brushless Motor driver sono progettati per fornire prestazioni a basso rumore udibile, affidabili ed efficienti, riducendo al contempo il tempo di ciclo di progettazione con semplici impostazioni dei parametri tramite GUI di facile utilizzo

Scopri di più cliccando QUI

 

Che cosa è un INVERTER? come funziona?

Un inverter è un apparato elettronico che ha la funzione di trasformare una corrente continua (DC), in corrente alternata (AC) a una determinata tensione e frequenza, sfruttando una sorgente di corrente continua.

L’inverter è normalmente utilizzato per alimentare accumulatori, impianti, condizionatori d’aria, motori elettrici per autoveicoli, gruppi di continuità in meno parole dove è necessaria una conversione da corrente continua a corrente alternata. Col termine “Inverter” si può intendere anche un insieme “raddrizzatore-invertitore”, alimentato a corrente alternata ed utilizzato per variare la tensione e la frequenza della corrente alternata in uscita in funzione di quella in entrata (ad esempio per l’alimentazione di particolari macchine operatrici).

Per una spiegazione esaustiva , completa e semplice di seguito potete visionare un’ottimo video, sviluppato da JAES

Le varie tipologie di Inverter

Ci sono tre tipologie principali di inverter tilizzati per alimentare dei carichi in corrente alternata:

  • inverter ad onda quadra (adatti per carichi puramente resistivi),
  • inverter ad onda sinusoidale modificata (adatti per carichi resistivi e capacitivi, con carichi induttivi possono produrre del rumore)
  • inverter ad onda sinusoidale pura (adatti per tutti i tipi di carichi perchè riproducono fedelmente un’onda sinusoidale uguale a quella della nostra rete elettrica domestica).

 

Quali sono i MODI di ricarica e i TIPI di cavi/connettori per i veicoli elettrici?

I modi di ricarica e i cavi/connettori per la ricarica delle auto elettriche sono vari.

Bisogna fare subito una premessa essenziale: in questo ambito la terminologia è molto importante poiché anche quello che pensiamo essere il sinonimo di un dispositivo ha un significato differente. Facciamo subito un esempio: i MODI sono i metodi per la ricarica, mentre i TIPI sono le tipologie di cavi/connettori utilizzati per la ricarica. Più avanti vedremo altre differenze.

La prima considerazione da fare riguarda due concetti strettamente interconnessi:

  • Ambiti di ricarica
  • Modi di ricarica
Ricarica veicoli elettrici: ambito domestico e ambito pubblico

La ricarica dei veicoli elettrici può avvenire in due ambiti:

  • Privato: attraverso rete domestica o wallbox domestica
  • Pubblico: attraverso strutture fisse, strutture di ricarica, wallbox, EVSE o semplicemente colonnine di ricarica su suolo pubblico, in strada, o su suolo privato a uso pubblico come parcheggi, supermercati, centri commerciali ecc.

In ambito domestico, la ricarica avviene in corrente alternata (AC), mentre in ambito pubblico può avvenire in corrente alternata (AC) o in corrente continua (DC).

In base alla potenza erogata le colonnine pubbliche possono consentire una ricarica: lenta (slow), accelerata (quick), veloce (fast) o ultra veloce (ultra fast). I tempi di ricarica oltre a dipendere dalla potenza erogata dalla colonnina, dipendono anche dalla potenza accettata dal caricabatterie a bordo veicolo. Se queste due potenze sono divergenti, comanda il valore più basso.
La durata della ricarica varia dai 10-15 minuti (ultra fast) fino alle 6-9 ore.

 

Tabella potenze ricarica

 

Modi di ricarica dei veicoli elettrici

I modi di ricarica delle auto elettriche attualmente sono 4 e sono stati definiti dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale (norma IEC 61851-1): Modo 1, Modo 2, Modo 3 e Modo 4.

Anche qui vale la pena fare una piccola premessa. Tutte le batterie funzionano in corrente continua (DC), ma come vedremo i primi tre Modi di ricarica sono in corrente alternata (AC), dunque come è possibile in questi casi caricare la batteria? La risposta è semplice: nei veicoli elettrici è presente un caricabatterie (o onboard charger) che all’interno ha anche un convertitore di corrente AC/DC.

  • Modo 1: la batteria dell’auto è collegata direttamente alla rete di alimentazione AC attraverso spine e prese classiche (domestiche o industriali), come un qualsiasi elettrodomestico. La ricarica può avvenire fino a 16 A, sia monofase che trifase. Questa modalità è usata per la ricarica domestica di bici elettriche, di scooter o veicoli elettrici leggeri con batterie di capacità limitata e in Italia non è consentita per la ricarica in ambito pubblico per motivi di sicurezza poiché è l’unico processo di ricarica senza Control Box (normalmente in modalità PWM – Pulse Width Modulation) che risulta fondamentale per garantire la sicurezza durante il processo di ricarica.

Modo 1 di ricarica EV

  • Modo 2: ricarica in AC che prevede l’utilizzo di un Control Box-PWM collocato tra la rete elettrica e il veicolo in carica, normalmente sul cavo di collegamento. Il Control Box-PWM agisce sulla sicurezza solo lato autoveicolo (dal box sul cavo all’auto). La ricarica può avvenire fino a 32 A (con prese domestiche o industriali) monofase o trifase. Anche questa modalità, in Italia, è consentita soltanto in ambito domestico e non in area pubblica.

Modo 2 di ricarica EV

 

  • Modo 3: richiede l’utilizzo di apparecchiature e strutture fisse permanentemente collegate alla rete elettrica (ad esempio, le colonnine di ricarica su suolo pubblico). La norma prevede che il Control Box-PWM sia incorporato nella colonnina di ricarica e abbia le seguenti funzioni: verifica inserimento dei connettori, verifica continuità del conduttore di protezione, funzione di controllo attiva (in pratica, il Control Box-PWM agisce sulla sicurezza sia lauto autoveicolo che lato colonnina). In Italia è l’unico modo consentito per ricaricare il veicolo in AC in ambienti pubblici.

Modo 3 di ricarica EV

 

  • Modo 4: è caratteristico delle colonnine di ricarica Fast e Ultra Fast, dove la corrente continua erogata direttamente alla batteria del veicolo elettrico non richiede l’ulteriore lavoro del convertitore AC/DC a bordo delle auto, poiché tale convertitore è esterno ed è contenuto nel caricabatterie incluso nella colonnina (specifichiamo per chiarezza che questa è l’unica modalità di ricarica in cui il caricabatterie non è incluso nell’autoveicolo, ovvero è esterno allo stesso ed è contenuto nella colonnina di ricarica). Inoltre, sempre nella colonnina è presente un conduttore pilota di controllo che si estende alle attrezzature permanentemente collegate alla rete. Salvo disposizioni nazionali specifiche, la ricarica può raggiungere massimo 350 kW (normalmente 22 KW) con connettori CCS2 (o denominato anche COMBO2 – standard Europa, dunque anche Italia) o CHAdeMO (standard Giappone).

Modo 4 di ricarica EV

Altre terminologia ed elementi fondamentali per consentire la ricarica

Come abbiamo specificato all’inizio, la terminologia è fondamentale per non creare confusione in un settore in continua evoluzione.
I termini “spina” o “connettore”, come già detto all’inizio di questo breve articolo, potrebbero essere considerati tranquillamente due sinonimi, invece in questo ambito hanno significati completamente diversi.

Vediamo però in dettaglio i termini e il loro significato:

  • Il cavo flessibile (cable) serve per stabilire la connessione elettrica tra il veicolo elettrico e il sistema di ricarica ed è munito di spina e/o di connettore mobile agli estremi. È chiamato anche semplicemente cavo di ricarica o cord-set.
  • Il connettore mobile (nel testo lo definiamo semplicemente come connettore) è il meccanismo di accoppiamento, incluso a un cavo flessibile, con il veicolo elettrico (in inglese è chiamato connector, alcune volte viene anche chiamata presa mobile, da qui possiamo vedere come la terminologia possa trarre in inganno…).
  • La spina fissa al veicolo (chiamata in inglese inlet o anche connettore fisso) è il meccanismo di accoppiamento del veicolo che è incorporato o fissato al veicolo elettrico.
  • La presa fissa (socket outlet) è installato nel sistema di ricarica fisso per la connessione all’impianto di un cavo flessibile dotato di spina mobile.
  • Infine, abbiamo la spina mobile (plug) che è incluso al cavo flessibile e si connette all’impianto di ricarica con una presa fissa.

 

Collegamento del veicolo elettrico alla stazione di ricarica

 

 

Collegamento del veicolo elettrico alla stazione di ricarica

Per collegare il veicolo elettrico alla rete di alimentazione, esistono, ad oggi, tre tipi di connessione, normati:

  • Caso A: Si connette il veicolo elettrico al punto di carica utilizzando un cavo di alimentazione e una spina permanentemente fissati al veicolo stesso (normalmente Modo 1)
  • Caso B: Si connette il veicolo elettrico al punto di carica utilizzando un cavo di alimentazione rimovibile provvisto di connettore mobile (lato autoveicolo) e spina mobile (lato colonnina) per il collegamento alla presa di alimentazione in AC (normalmente Modo 3, nel Modo 2 c’è bisogno di un Control Box-PWM posto nel mezzo del cavo di ricarica).
  • Caso C: Si connette il veicolo elettrico al punto di carica utilizzando un cavo di alimentazione e un connettore mobile (lato veicolo) permanentemente fissati all’impianto di ricarica (normalmente Modo 4).

 

Collegamento del veicolo elettrico alla stazione di ricarica

 

Tipologie di cavi/connettori di ricarica AC e DC

È giunto adesso il momento di parlare dei diversi tipi di cavi/connettori di ricarica per auto elettriche.
E’ bene ricordare e ripetere che si parla di sistema presa/spina sul lato stazione di carica e di connettori se ci si riferisce al lato veicolo.

Per ricaricare un veicolo in AC le tipologie di connettori più utilizzate sono le seguenti:

  • Tipo 1 (Type 1): può erogare tra 3 e 7,4 kW e supporta solo un’energia elettrica monofase fino a 32 A 230V. Include una protezione aggiuntiva per bloccare il connettore durante la carica, per evitare la disconnessione. È approvato come standard giapponese. Si trova solo lato veicolo.
  • Tipo 2 (Type 2): consente una ricarica tra 3 e 43 kW, fino a 22 Kw con cavo staccabile (ambito domestico) e fino a 43 kW con cavo fisso (colonnine di ricarica pubbliche). Può supportare un’energia elettrica monofase e trifase fino a 32 A 230/400V. È approvato come standard europeo. Si trova lato veicolo e lato colonnina.

A completamente dell’argomento, esistono altri due Tipi di connettori (lato colonnina): il Tipo 3A (utilizzato solo per veicoli leggeri come scooter e quadricipiti; e il Tipo 3C ormai in disuso. Infine, nel Modo 1 la spina permanente è una normale spina casalinga tipo Schuko (può essere presente nel Modo 1 ma anche nel cavo di ricarica con Control Box-PWM del Modo 2).

Per ricaricare un veicolo in DC (Modo 4) esistono due tipologie di connettori:

  • CHAdeMO: è lo standard per la ricarica veloce in DC più diffuso al mondo e consente una ricarica fino a 100 kW. I veicoli dotati di questo standard hanno due connettori: un CHAdeMO per le ricariche Fast in DC e un connettore per la ricarica in AC (solitamente di Tipo 1).
  • CCS (Combined Charging System): si tratta di un connettore “combinato”. In Europa, la base è quella del connettore di Tipo 2, a cui vengono aggiunti due pin (è infatti chiamato anche CCS Combo2 o CCS2). È pensato appositamente per la ricarica in DC, ma può caricare sia in AC che in DC fino a 350 kW.
10 motivi per cui la tecnologia RADAR sta conquistando il settore della sicurezza

Mentre la tecnologia radar è la protagonista di vere e proprie storie di successo in molte aree, sta gradualmente entrando nel settore della sicurezza. Tuttavia, con questa tecnologia, il tema della sicurezza ha sempre svolto un ruolo importante. Dalle misure per garantire la sicurezza del traffico, l’osservazione dei fenomeni ambientali o dei sistemi di assistenza installati nelle automobili, i sensori garantiscono sicurezza e protezione. Chiunque conosca i vantaggi della tecnologia radar sarà entusiasmato dai radar come soluzione di sicurezza. Perché il radar è l’ideale? Abbiamo messo insieme 10 buone ragioni che rendono il radar essenziale per gli importanti concetti di sicurezza.

Esempio di applicazione radar ad vasta area industriale
Sistemi RADARsoluzioni  ideali per la sorveglianza di vaste aree
  1. Opera in qualsiasi situazione climatica

I sensori radar sono estremamente robusti e insensibili. Il tempo metereologico, per esempio, non li riguarda affatto. Che si tratti di neve, pioggia o nebbia, il personale di sicurezza può contare sul funzionamento del rilevamento. Il segnale riflesso non è condizionato da influenze ambientali.

  1. Attivo giorno e notte

Raramente si trovano in una singola tecnologia: i sensori funzionano indipendentemente dalle condizioni di illuminazione. Il ricevitore registra ogni segnale proveniente da oggetti all’interno del campo di rilevamento sia nel buio pesto della notte, sia con la luce del sole abbagliante. I falsi allarmi causati da scarsa visibilità sono esclusi con questa procedura di misurazione.

  1. Condizioni estreme

La tecnologia radar non funziona solo indipendentemente dalle condizioni meteorologiche e dalla luce, ma è anche estremamente resistente: la gamma di temperature di funzionamento della tecnologia radar è piuttosto vasta. Le temperature negative a doppia cifra o le temperature calde del deserto non influiscono sui sensori. In un ambiente difficile, ad esempio, con polvere, sporco o umidità, garantiscono le loro precise capacità.

  1. Multitasking

I sensori radar non si concentrano su un solo oggetto ma monitorano tutti gli oggetti all’interno di un’area di rilevamento. Inoltre, tutte le informazioni su un oggetto vengono determinate allo stesso tempo. Ciò significa che il personale di sicurezza riceverà immediatamente tutte le informazioni rilevanti per la sicurezza, come posizione, velocità, distanza e angolazione necessarie per valutare la situazione di pericolo.

  1. Anonimato

Tutti gli oggetti rilevati via radar sono automaticamente in modalità in incognito. Poiché non ci sono immagini, le persone non possono essere identificate. Ciò rende più facile il rispetto delle rigide normative che regolano il settore della sorveglianza. Le leggi applicabili in materia dei diritti personali riguardano anche la sorveglianza di proprietà private. Utilizzando i sensori radar, le aziende assicurano i loro locali senza raccogliere alcun dato personale. Addirittura, la tecnologia dei sensori radar offre la possibilità di mappatura spaziale come la tecnologia di localizzazione. La tecnologia rappresenta gli oggetti su una mappa.

  1. Tecnologia smart

I sensori radar e i sistemi sono sofisticati e hanno una varietà di funzioni. L’elaborazione intelligente dei segnali consente di tracciare gli oggetti tramite il clustering dei dati. Questi si distinguono tra oggetti e li assegnano a categorie specifiche come persona o veicolo. Gli oggetti rilevati non pertinenti, come un animale selvatico che corre, vengono filtrati dalla tecnologia. I sensori possono anche apprendere durante il processo di “filtraggio”: se la funzione di filtro ordina, ad esempio, una volpe, esclude oggetti con proprietà simili in futuro (se lo si desidera). Grazie alle informazioni dell’algoritmo di localizzazione, i sistemi radar attivano un allarme, ad esempio, o controllano una telecamera collegata.

  1. Ampio & Alto Range

Le onde elettromagnetiche hanno una portata molto alta. A seconda del sensore, è possibile rilevare oggetti molto remoti. Alcuni sistemi radar rilevano persone e, naturalmente, veicoli a una distanza fino a 150 metri. Invece di una moltitudine di applicazioni di sicurezza con un range limitato, un solo sistema copre l’intera area da proteggere. L’ampia area coperta fa acquisire tempo addizionale prezioso al personale addetto alla sicurezza: prima viene rilevata una situazione di pericolo, prima è possibile agire per la protezione.

  1. Sicuro contro il vandalismo

La tecnologia di sicurezza è spesso esposta a vandalismo. In particolare, le videocamere sono obiettivi comuni. I sensori radar generalmente hanno dimensioni esterne compatte. Posizionati all’interno di sistemi esistenti o dietro una copertura, sono difficilmente percettibili. Le onde radar penetrano nella plastica e possono quindi essere nascoste bene e adattate, ad esempio, alla progettazione di un edificio, di un sistema tecnico o di una recinzione.

  1. Manutenzione? semplice!

I componenti funzionali sono ben mimetizzati e protetti dallo sporco da una copertura di plastica. Se polvere o sporco riescono comunque a raggiungere i sensori, ciò non compromette la funzionalità. Distribuire e dimenticare: anche i complessi sistemi radar non richiedono interventi di manutenzione. Il sistema di sensori esegue in modo affidabile il proprio servizio e quindi non comporta alcuno sforzo da parte dell’utente finale dopo l’installazione, indipendentemente dalle influenze ambientali.

  1. Efficiente

Il radar reagisce alla presenza e al movimento di un oggetto. Finché non ci sono nuovi oggetti o persone nel raggio di copertura, il personale di sicurezza può dedicare il proprio lavoro ad altre attività. Tuttavia, non appena si verifica un evento rilevante, il team di sicurezza viene subito avvisato. Inoltre, il radar consente anche il controllo basato sulle necessità. Questa utile funzione apporta un contributo significativo all’aumento dell’efficienza. Dopo tutto, i dispositivi connessi come una telecamera di sicurezza possono essere orientati in modo mirato, grazie alla precisa localizzazione del sensore, e possono essere accesi o spenti in base alle reali esigenze. Se tutto è “tranquillo” nell’intervallo di copertura, consente di risparmiare energia passando i dispositivi collegati in modalità standby senza perdere alcun rilevamento.

 

La tecnologia radar sembra essere stata creata appositamente per il settore della sicurezza e sta già aprendo la strada a future applicazioni sempre in ambito di sicurezza. Sia come strumento di misura indipendente sia come tecnologia di supporto, i vantaggi sono estremamente importanti. La tecnologia è interessante non solo per i tipici sistemi di sicurezza. Il settore della domotica sta guardando sempre con più attenzione sulle questioni relative alla sicurezza domestica. Anche in questo caso, la tecnologia radar può fornire supporto e soluzioni di sicurezza innovative, come funzioni di avvisi intelligenti o reminder. La combinazione di smart technology e la mente umana dovrebbe rivelarsi comoda e sicura. Quindi, non ci sarà modo di aggirare i sensori intelligenti in futuro.

 

Alimentatore: quali sono le caratteristiche tecniche da valutare nella scelta?

Nella valutazione di alimentatore l’efficienza è la caratteristica più importante dell’alimentatore che influisce sul funzionamento di un sistema elettronico, ma ci sono anche altri fattori importanti da prendere in considerazione come sovracorrente, sovratemperatura, corrente di spunto, sovratensione di uscita, deriva, risposta dinamica, regolazione della linea e regolazione del carico

1.In che modo le caratteristiche di un alimentatore influiscono su un sistema elettronico?

Le caratteristiche di un alimentatore influenzano le performance e la progettazione di un sistema elettronico. Tra le caratteristiche importanti di un alimentatore c’è l’efficienza rispetto al range di temperatura specificato. Inoltre, ci sono importanti caratteristiche che proteggono l’alimentatore e il suo carico da danni, come sovracorrente, sovratemperatura, corrente di spunto e sovratensione in uscita. Quindi, ci sono parametri operativi dell’alimentatore come deriva, risposta dinamica, regolazione della linea e regolazione del carico che possono influire sul funzionamento del sistema.

2.In che modo l’efficienza dell’alimentatore influisce sulle prestazioni di un sistema elettronico?

L’efficienza dell’alimentatore determina le perdite elettriche e termiche nel sistema, nonché la quantità di raffreddamento richiesta. Inoltre, influisce sulle dimensioni fisiche del package sia dell’alimentatore che del sistema finale. In più, opera sulle temperature di esercizio dei componenti del sistema e sulla conseguente affidabilità del sistema. Questi fattori contribuiscono alla determinazione del costo totale del sistema, sia sull’hardware che sul supporto. I data sheet degli alimentatori normalmente includono un diagramma di efficienza rispetto alla corrente di uscita, come mostrato in figura 1. Questo grafico mostra che l’efficienza varia in base alla tensione applicata all’alimentatore e alla corrente di carico in uscita.Efficienza, affidabilità e temperatura di esercizio sono correlate fra loro. Il data sheet dell’alimentatore di solito include requisiti specifici relativi al flusso d’aria e alla dissipazione di calore.

Ad esempio, la temperatura di esercizio ambientale influisce sulla corrente di carico in uscita che l’alimentatore può gestire in modo affidabile. La curva di derating dell’alimentatore (figura 2) indica la sua corrente di funzionamento affidabile rispetto alla temperatura. Sempre la figura 2 mostra quanta corrente può essere gestita dall’alimentatore in sicurezza se funziona con convezione naturale o 200 LFM e 400 LFM.

3.Quali caratteristiche operative proteggono un alimentatore?

Ci sono molte altre caratteristiche che influiscono sul funzionamento dell’alimentatore. Tra queste ci sono quelle impiegate per proteggerlo, tra cui:

Sovracorrente (Overcurrent): Modalità di guasto causata dalla corrente di uscita di carico maggiore di quella specificata. E’ limitato dalla capacità massima di corrente dell’alimentatore e controllato da circuiti di protezione interni. In alcuni casi può anche danneggiare l’alimentatore. Cortocircuiti tra l’uscita dell’alimentatore e la massa possono creare correnti all’interno del sistema che sono limitate solo dalla capacità di corrente massima e dall’impedenza interna dell’alimentatore. Senza limitazioni, questa corrente elevata può causare surriscaldamento e danneggiare l’alimentatore, cosi come il carico e le sue interconnessioni (tracce della scheda PC, cavi). Pertanto, la maggior parte degli alimentatori dovrebbe avere una limitazione di corrente (overcurrent protection – protezione da sovracorrente) che si attiva se la corrente di uscita supera un massimo specificato.

Sovratemperatura (Overtemperature): Una temperatura superiore al limite specificato dell’alimentatore deve essere evitata o può causare un guasto all’alimentatore. Una temperatura di esercizio eccessiva può danneggiare un alimentatore e i circuiti connessi ad esso. Pertanto, molti alimentatori impiegano un sensore di temperatura e circuiti associati per disabilitare l’alimentatore se la sua temperatura di funzionamento supera un valore specifico. In particolare, i semiconduttori utilizzati nell’alimentatore sono vulnerabili a temperature oltre i limiti specificati. Molti alimentatori includono la protezione da sovratemperatura (overtemperature) che disattiva l’alimentatore se la temperatura supera il limite specificato.

Sovratensione (Overvoltage): Questa modalità di guasto si verifica se la tensione di uscita supera il valore di DC specificato, il che può imporre una tensione di DC eccessiva che danneggia i circuiti di carico. In genere, i carichi di un sistema elettronico possono sopportare fino al 20% di sovratensione senza incorrere in danni permanenti. Se questa è una opzione, è consigliabile selezionare un alimentatore che minimizzi questo rischio. Molti alimentatori includono la protezione da sovratensione che disattiva l’alimentatore se la tensione di uscita supera una quantità specificata. Un altro approccio è un diodo Zener in configurazione crowbar che conduce abbastanza corrente alla soglia di sovratensione in modo che attivi la limitazione della corrente dell’alimentatore e si spenga.

Avvio graduale (Soft Start): Potrebbe essere necessaria la limitazione della corrente di spunto quando viene applicata l’alimentazione per la prima volta o quando nuove schede vengono collegate a caldo. Tipicamente, ciò viene ottenuto mediante un circuito di avvio progressivo (circuito di soft start) che rallenta l’aumento iniziale della corrente e consente, quindi, il normale funzionamento. Se non trattata, la corrente di spunto può generare una corrente di picco di carica elevata che influisce sulla tensione di uscita dell’alimentatore. Se questa è una opzione, è consigliabile selezionare un alimentatore con questa funzione.

Blocco sottotensione (Undervoltage Lockout): Noto come UVLO, accende l’alimentatore quando raggiunge una tensione di ingresso sufficientemente alta e spegne l’alimentatore se la tensione di ingresso scende al di sotto di un determinato valore. Questa funzione viene utilizzata per alimentatori che funzionano da alimentazione di rete o da batteria. Quando un alimentatore viene alimentato a batteria, l’UVLO disabilita l’alimentatore (così come il sistema) se la batteria si scarica così tanto da abbassare di tanto la tensione di ingresso dell’alimentatore, in maniera tale da consentire un funzionamento affidabile dell’alimentatore.

Power Factor Correction (PFC): Applicabile solo agli alimentatori AC-DC. La relazione tra la tensione e la corrente della linea di alimentazione AC viene chiamata fattore di potenza. Per un carico puramente resistivo sulla linea elettrica, tensione e corrente sono in fase e il fattore di potenza è uguale a 1. Tuttavia, quando un alimentatore AC-DC viene posizionato sulla linea di alimentazione, la differenza di fase corrente-tensione aumenta e il fattore di potenza diminuisce poiché il processo di rettifica e filtraggio dell’ingresso AC cambia la relazione tra tensione e corrente sulla linea elettrica. Quando ciò si verifica, riduce l’efficienza dell’alimentatore e genera armoniche che possono causare problemi ad altri sistemi connessi alla stessa linea elettrica. I circuiti di correzione del fattore di potenza (PFC) modificano la relazione tra la tensione e la corrente della linea di alimentazione, rendendoli più vicini alla fase. Ciò migliora il fattore di potenza, riduce le armoniche e migliora l’efficienza dell’alimentatore. Se le armoniche della linea elettrica sono importanti, bisogna scegliere una alimentatore con PFC di 0,9 o superiore.

Compatibilità elettromagnetica (Electromagnetic Compatibility – EMC): I produttori di alimentatori devono utilizzare tecniche di progettazione che garantiscano la compatibilità elettromagnetica (EMC) riducendo al minimo le interferenze elettromagnetiche (EMI). Negli alimentatori switching, una tensione continua viene convertita in forma d’onda pulsante. Ciò fa sì che l’alimentatore generi rumore a banda stretta (narrowband) (EMI) alla base della frequenza di switching e delle sue armoniche associate. Per mitigare il rumore, i produttori devono ridurre al minimo le emissioni irradiate o condotte.

I produttori di alimentatori possono ridurre al minimo le radiazioni EMI racchiudendo l’alimentatore in un box metallico o spruzzando il rivestimento con un materiale metallico. Inoltre, i produttori devono anche prestare attenzione al layout interno e ai cavi che entrano ed escono dall’alimentatore, che possono generare rumore elettrico.

La maggior parte delle interferenze condotte sulla linea di alimentazione è il risultato del transistor di switching principale o dei raddrizzatori di uscita. Con la correzione del fattore di potenza, una progettazione corretta del trasformatore, il collegamento del dissipatore di calore e la progettazione del filtro, il produttore di alimentatori può ridurre le interferenze condotte in modo che l’alimentatore possa raggiungere le approvazioni delle agenzie di regolamentazione EMI senza incorrere in costi eccessivi di filtraggio. Bisogna, dunque, sempre verificare che il produttore dell’alimentatore soddisfi i requisiti degli standard normativi EMI.

4.Standard Normativi

Gli standard cercano di standardizzare le prestazioni EMC di un prodotto rispetto alle EMI.  Gli standard normativi devono essere soddisfatti perché sono richiesti standard internazionali e nazionali per la gestione energetica delle apparecchiature. Questi standard variano da un paese all’altro, pertanto il produttore del sottosistema di alimentazione e il produttore del sistema finale devono rispettare questi standard in cui il sistema sarà venduto. I progettisti devono comprendere questi standard anche se non possono eseguire la certificazione degli standard. La comprensione di questi standard normativi di solito pone problemi ai progettisti di sottosistemi di gestione dell’alimentazione perché:

  • Molti standard sono tecnicamente complessi e richiedono che un esperto sia in grado di decifrarli.
  • Spesso, gli standard sono scritti in una forma che è difficile da interpretare per i neofiti perché di solito ci sono esenzioni ed esclusioni che non sono chiare.
  • Potrebbero essere coinvolte diverse agenzie, quindi alcune potrebbero essere specifiche per un paese o gruppo di paesi e non per altri.
  • I requisiti standard variano e talvolta sono in conflitto tra una giurisdizione e l’altra.
  • Gli standard sono in continua evoluzione, con nuovi periodicamente introdotti, quindi è difficile stare al passo con loro.
5.Quali sono le agenzie di standard che si incontrano a livello di prodotto e di sistema?
  1. ANSI (American National Standards Institute): supervisiona la creazione, la promulgazione e l’uso di norme e linee guida che incidono direttamente sulle imprese, compresa la distribuzione di energia
  2. Direttive CE (European Community): le aziende responsabili del prodotto destinato all’uso nella Comunità europea devono progettarlo e fabbricarlo conformemente ai requisiti delle direttive pertinenti.
  3. EN (European Norm): direttive standard per la comunità europea.
  4. IEC (International Electrotechnical Commission): genera norme per i sistemi elettrici ed elettronici.
  5. UL (Underwriter’s Laboratory): approvazioni di sicurezza per prodotti elettrici ed elettronici negli USA. Un’approvazione UL può anche essere ottenuta tramite il CSA.
  6. CSA (Canadian Standards Association): approvazione di sicurezza necessaria per utilizzare un prodotto elettrico o elettronico in Canada. Un’approvazione CSA può anche essere ottenuta tramite l’UL.
  7. Telcordia: standard per le apparecchiature di telecomunicazione negli USA.
  8. ETSI (European Telecommunications Standards Institute): norme per le apparecchiature di telecomunicazione.

Gli standard di sicurezza richiesti per gli alimentatori contengono requisiti per prevenire lesioni o danni dovuti a pericoli quali: scosse elettriche, energia, fuoco, meccanica, calore, radiazioni e sostanze chimiche.

Standard specifici per l’acustica degli alimentatori definiscono i massimi livelli di rumore udibile che possono essere generati dal prodotto. Il principale contributore del rumore acustico è normalmente la ventola dell’alimentatore con la sua ventola interna.

Gli standard ESD (Electrostatic Discharge – Scariche elettrostatiche) verificano l’immunità agli effetti di scariche di alta tensione a bassa energia, come la carica statica accumulata sul personale operativo.

Quando si parla del LIDAR sono decisamente poche le persone che sanno esattamente di cosa si tratta, come funziona e come mai sia sempre più importante come tecnologia per lo sviluppo dei nuovi veicoli a guida autonoma e per gli ADAS (Advanced Driver Assistance Systems). Cerchiamo di scoprirne qualcosa in più.

Tecnologia LiDAR: Light Detection And Ranging

L’acronimo LiDAR (Light Detection And Ranging) identifica la tecnologia che  misura la distanza da un oggetto illuminandolo con una luce laser e che al contempo è  in grado di restituire informazioni tridimensionali ad alta risoluzione sull’ambiente circostante. Un LiDAR utilizza tipicamente diversi componenti: laser, fotorilevatori e circuiti integrati di lettura (ROIC) con capacità di tempo di volo (TOF) per misurare la distanza illuminando un bersaglio e analizzando la luce riflessa.
Di base il LIDAR è una tecnica simile a un radar basata sul principio dell‘eco. Lo stesso principio utilizzato dai radar, che utilizza come “segnale” la luce (pulsata) anziché un segnale radio.

Funzionamento e Impiego di un sistema LiDAR

Il funzionamento della tecnologia LiDAR si basa su un principio “immediato”: sapendo che la velocità di propagazione della luce è fissa (C 300.000 km/s),si può calcolare facilmente il tempo impiegato da un raggio luminoso per andare da una sorgente verso un bersaglio (riflettente) e per tornare indietro verso il rilevatore di luce (posto accanto alla sorgente luminosa emittente, si veda immagine sottostante).
Questo principio di misura viene solitamente indicato come ‘Time of Flight’ (ToF) o tempo di volo. Il tempo di volo può essere ottenuto inviando mediante un laser un segnale impulsivo, ma anche misurando la fase e la frequenza del segnale luminoso riflesso rispetto a un segnale di riferimento.

Figura 1: es. illustrativo del principio di funzionamento del LiDAR

 

Come da illustrazione (Fig. n1.) una volta cronometrato il tempo impiegato dal raggio di luce per effettuare il “tragitto” (raggiungere il bersaglio e tornare indietro), possiamo calcolare la distanza moltiplicando il ‘tempo di volo’ per la velocità della luce e dividendo per 2 (perché il raggio va e torna), come da formula indicata.
Ipotizzando che il tempo impiegato sia di 60 nanosecondi otteniamo una distanza di 9 m.
Applicando questo principio a livello tridimensionale, si può ottenere una ‘nuvola’ di punti che rappresentano la distanza degli oggetti dal sensore LiDAR . L‘immagine rappresentata dalla nuvola dei punti può essere poi elaborata digitalmente per identificare oggetti fissi o in movimento, o più semplicemente per ricostruire fedelmente le superfici dell‘ambiente circostante.

Figura 2: Nuvola di punti misurata tramite un sensore LiDAR che riproduce  l’ambiente circostante in 3D (Fonte Elettronica Plus)
Le due metodologie di realizzazione dei sistemi LiDAR

I sistemi LiDAR sono costituiti da componenti piuttosto sofisticati e a seconda del loro tipo contengono: sorgenti laser e diodi laser, elementi ottici (lenti, specchi e diffusori), elementi per orientare il fascio emesso nello spazio, fotorivelatori e unità di elaborazione del segnale.
I sistemi LiDAR sono generalmente realizzati secondo due principali metodologie, quella a scansione meccanica  (scanner) e quella a immagine fissa (flash):

  • Scansione meccanica: nella tipologia a scansione meccanica un sensore LiDAR fa ruotare fisicamente il laser e il ricevitore a 360° per ottenere una visione molto ampia. La scansione meccanica può avvenire ruotando o muovendo fisicamente sugli assi cartesiani l’emettitore e il rilevatore di luce oppure utilizzando dei microspecchi comandabili realizzati in tecnologia Mems (Micro Electro-Mechanical Systems), come da Figura 3.
    Il campo visivo di un sensore LiDAR a scansione viene determinato dai gradi di libertà e dagli eventuali vincoli di movimento del sistema meccanico o Mems di scansione.

Figura 3: Raffigurazione grafica della scansione meccanica LiDAR

  • La metodologia Flash LiDAR: non prevede alcuna parte o componente in movimento e assomiglia come concetto di più a una fotografia istantanea. Il campo visivo di sensore LiDAR Flash viene determinato sostanzialmente dalle caratteristiche dell’ottica che emette e riceve il fascio di luce (si veda Figura 4).

Figura 4: Raffigurazione grafica tecnologia LiDAR Flash

 

La lunghezza d‘onda del raggio laser emesso e la potenza con il quale viene emesso, insieme alla sensibilità del rilevatore di luce, sono alcuni dei fattori che determinano la portata visiva del LiDAR e la sua capacità di “individuare” i dettagli. I sistemi LiDAR possono utilizzare diversi metodi di misurazione della distanza, oltre al tempo di volo di un impulso possono misurare lo sfasamento del segnale emesso da un laser a onda continua (CW) o sfruttare la modulazione di frequenza (FMCW). Si tratta di tecniche di misura e di elaborazione dei segnali mutuate dalla lunga esperienza accumulata nel settore dei radar, che ora vengono adattate alle lunghezze d’onda dei segnali luminosi.

Quattro tipologie di rilevatori LiDAR

la luce emessa dalla sorgente laser di un LiDAR si propaga in diverse direzioni e dopo essere stata riflessa da un oggetto deve essere ricevuta dal rivelatore. Con il processo di rilevamento, i fotoni della luce riflessa devono essere identificati correttamente, nel senso che quelli di interesse sono solamente quelli derivanti dall’originaria sorgente di emissione del sensore. Pertanto, bisogna prevenire le interferenze dovute agli eventuali riflessi generati da altri sistemi LiDAR attivi nello stesso ambiente (spoofing), così come quelli dovuti ai riflessi naturali della luce ambientale o di altre sorgenti luminose artificiali (clutter). In generale, si sono diffuse quattro principali tecnologie a semiconduttore per realizzare rivelatori per sensori LiDAR:

  • fotodiodi PIN,
  • fotodiodi a valanga (APD),
  • diodi a valanga a singolo fotone (Spad) e
  • fotomoltiplicatori al silicio (SiPM).

A seconda dell’applicazione, i rivelatori LiDAR vengono costruiti utilizzando un singolo elemento sensibile o una matrice di rivelatori che lavorano in modo coordinato, in modo analogo ai sensori ottici di una fotocamera.

Quali sono i vantaggi della tecnica LIDAR?

L’utilizzo della tecnologia LiDAR comporta diversi vantaggi legati alla sua implementazione:

  • Garantisce una misurazione veloce e precisa.
  • Ampia risoluzione: la luce ha lunghezze d’onda minori rispetto alle onde radio e questo aumenta la risoluzione del rilevamento e permette quindi di classificare meglio gli oggetti. Un LiDAR riesce per esempio a capire la direzione nella quale un pedone sta guardando.
  • Semplicità e la facilità d’utilizzo, i sistemi LiDAR sono di facile utilizzo ed installazione caratteristiche che consento un notevole risparmio di tempo in fase di applicazione e prototipazione dei sistemi.

 

Diversi utilizzi e mercati: edilizia, mapping , automotive

La tecnologia LiDAR  data la sua semplicità di applicazione ed utilizzo ,  si può definire una tecnologia Trasversale, detto ciò ci sono tre principali settori/mercati che la stanno ampliamente utilizzando, vediamo quali:

1) Edilizia: il LiDAR è utilizzato nell’ambito delle costruzioni/edilizia poiché aiuta a riprodurre la realtà della costruzione in una maniera molto facile e altamente affidabile.

2) Mapping: negli ultimi anni questa tecnologia viene sempre di più impiegata in tutto ciò che riguarda la mappatura delle morfologie/ telerilevamento di precisione: essa aiuta a stabilire i dislivelli tra i terreni con un particolare occhio alla morfologia di un determinato territorio (anche potenzialmente grossolano). In questo modo, i lavoratori addetti a operare con la tecnica LIDAR possono creare numerosi Modelli Digitali del Terreno (anche tramite Droni), la cui precisione sarà altissima e il margine di errore piccolissimo

3) Automotive: più recentemente, i sensori LiDAR sono al centro dell’attenzione del settore automobilistico, come strumento ‘visivo’ per realizzare veicoli a guida autonoma. In questo contesto, i sistemi LiDAR sono utilizzati per individuare gli ostacoli, come altri veicoli o pedoni, o l’ambiente che circonda il veicolo.

 

In sintesi la tecnologia LiDAR sarà sempre più presente sempre di più nella nostra quotidianità, le possibili applicazioni e ambiti di utilizzo non mancano di sicuro.

In particolar quale tecnologia indispensabile soprattutto per l’ambito automotive (quale strumento indispensabile  per gli ADS e i veicoli a guida autonoma). Questa dinamica porterà nel tempo a una possibile riduzione del  costo di questa tecnologia, ampliandone così gli orizzonti di utilizzo anche per l’ambito industriale e non solo.

MIPI: LO STANDARD DI TRASMISSIONE DATI AD ALTA VELOCITÀ PER DISPLAY

Oggigiorno si sente molto parlare della tecnologia/interfaccia MIPI a fronte dell’enorme diffusione della tecnologia mobile. Ad ora sta diventando popolare anche per altre soluzioni display. Ma che cosa è la tecnologia MIPI? Come nasce?

Tecnologia MIPI e Display: che cosa è? Come funziona?
I Display touch Mobile sono sempre più presenti nella nostra vita
Come nasce la tecnologia MIPI?

L’interfaccia MIPI nasce dal consorzio MIPI (Mobile Industry Processor Interface) che è un’organizzazione no profit che stabilisce standard per le interfacce hardware e software nei dispositivi mobili.
Il suo scopo è quello di sviluppare il set standard più completo al mondo di specifiche di interfaccia per dispositivi mobili e influenzati dal mobile, set standard che massimizzeranno il riutilizzo del design, promuoveranno l’innovazione, ridurranno il time to market e contribuiranno all’interoperabilità dei prodotti di varie aziende.
La tecnologia MIPI è ormai stata ampiamente adottata. È onnipresente negli smartphone e viene utilizzato anche in tablet, laptop e ibridi laptop/ ablet. Viene inoltre implementato dall’industria automobilistica per i display dei cruscotti e sistemi di infotainment in auto e utilizzato in applicazioni indossabili, IoT e realtà virtuale/aumentata.
Questo in quanto lo standard MIPI soddisfa i severi requisiti di bassa potenza, basso consumo di energia, alta qualità nella trasmissione di immagini e dati  ed elevata immunità alle interferenze elettromagnetiche  richieste dai progetti di telefoni cellulari.

Che cosa è la tecnologia MIPI? Come funziona? Quali sono i suoi standard?

MIPI (Mobile Industry Processor Initiative) è la classe di standard bus seriali ad alta velocità progettati per l’uso in sistemi mobili con una varietà di periferiche.

Tecnologia MIPI e Display: che cosa è? Come funziona?
Figura 1: Schema a blocchi di un telefono cellulare comprensivo di fotocamera e display

Esistono diversi tipologie di interfacce MIPI, di seguito alcune tra le principali:

MIPI D-PHY

MIPI D-PHY è un livello fisico/ uno strato fisico sincrono ad alta velocità, bassa potenza e sorgente di comunicazione dati seriale su cui vengono eseguiti protocolli come CSI (Camera Serial Interface), DSI (Display Serial Interface).
Collega fisicamente il sensore della videocamera al processore dell’applicazione (per il CSI) e il processore dell’applicazione al dispositivo di visualizzazione (per il DSI) come mostrato nella figura sopra.
Il MIPI D-PHY grazie al suo design ad alta efficienza energetica è più adatto a dispositivi a batteria che necessitano di energia, Include sia moduli ad alta velocità che quelli a bassa potenza che aiutano a raggiungere l’efficienza energetica.

 

MIPI-CSI-2

MIPI-CSI-2 è l’interfaccia standard di controllo per telecamere che consente l’accesso in lettura e scrittura ai registri di controllo della telecamera.
I dati vengono trasmessi utilizzando segnali differenziali, con un clock dedicato, e il livello fisico dell’interfaccia è un D-PHY, anch’esso definito nelle specifiche MIPI.

MIPI CSI-2 è l’interfaccia della fotocamera più utilizzata nei dispositivi mobili e in altri mercati. Ha raggiunto l’adozione diffusa per la sua facilità d’uso e capacità di supportare una vasta gamma di applicazioni ad alte prestazioni, tra cui 1080p, 4K, 8K e oltre video e fotografia ad alta risoluzione.
L’interfaccia può anche essere utilizzata per interconnettere telecamere in dispositivi di realtà virtuale montati sulla testa; applicazioni automobilistiche per auto intelligenti per infotainment, sicurezza o controlli basati sui gesti; applicazioni di imaging per la creazione di contenuti client e prodotti di consumo; droni per telecamere; Apparecchi IoT; Indossabili; e sistemi di sicurezza o sorveglianza del riconoscimento facciale 3D.

Come  vengono i dati trasferiti dal sensore al suo sistema host utilizzando CSI-2?

Dato che l’immagine è contenuta in un frame buffer un generatore di pacchetti prenderà una delle linee da quel buffer e inizierà a costruire un pacchetto. in tal modo indicizzerà anche l’intestazione del pacchetto, il primo campo del quale contiene le informazioni del canale virtuale, quindi ogni pacchetto può essere etichettato come appartenente a un particolare flusso di dati. Ciò consente a più flussi di dati di fluire sullo stesso collegamento, utilizzando l’identificazione del canale virtuale per distinguere a quale flusso appartiene ciascun pacchetto.

MIP-BIF

MIP-BIF: è interfaccia standard per le batterie.
L’interfaccia batteria MIPI, o MIPI BIFSM, è un’interfaccia hardware e software a filo singolo per il collegamento di un chip di gestione dell’alimentazione in un dispositivo a una batteria ricaricabile intelligente o/a basso costo. Consente ai produttori di offrire prodotti con batterie interoperabili, ridurre lo spazio del chipset e semplificare la progettazione, l’implementazione e il collaudo dei componenti per accelerare il time to market riducendo i costi.

L’interfaccia è appositamente progettata per ridurre costantemente le tensioni di alimentazione IO nei moderni chipset. Utilizza un transistor di drain aperto con un circuito pull-up di bus sul lato master come interfaccia fisica. Il pull-up può essere passivo o attivo.

MIPI-DSI: lo standard MIPI per display

MIPI-DSI lo standard più famoso, quello per i display. definisce un’interfaccia seriale ad alta velocità tra un processore host e un modulo display.

IL MIPI-DSI può avere fino a quattro LANE  dati più una corsia di clock (si veda l’architettura D-PHY su cui è basato). Lo standard MIPI-DSI include una specifica dei segnali grafici e un elenco di comandi richiesti che un display deve supportare. Per assicurare la compatibilità tra host e dispositivi che supportano lo standard MIPI-DSI.

L’interfaccia consente così  ai produttori di integrare i display per ottenere prestazioni elevate, bassa potenza e bassa interferenza elettromagnetica (EMI), riducendo il conteggio dei pin e mantenendo la compatibilità tra i diversi fornitori. I progettisti possono utilizzare MIPI DSI per facilitare la brillante resa cromatica delle immagini e delle scene video più esigenti e per supportare la trasmissione di contenuti stereoscopici.

L’architettura fondamentale per il MIPI: MIPI D-PHY

Nel D-PHY i dati di payload (dati di immagine) utilizzano i moduli ad alta velocità mentre le informazioni di controllo e di stato vengono inviate (tra la telecamera / il dispositivo di visualizzazione e il processore dell’applicazione) con l’aiuto di moduli a bassa potenza (utilizzando segnali a bassa frequenza).
Ha una specifica capacità di inviare i dati ad alta velocità e bassa potenza in un singolo pacchetto.
I moduli a bassa potenza aiutano a ottenere risparmi energetici e i moduli ad alta velocità aiutano a raggiungere i requisiti di larghezza di banda più richiesti per i segnali di dati di qualità dell’immagine ad alta definizione.

 

Architettura del D-PHY - Tecnologia MIPI
Architettura del D-PHY

 

MIPI D-PHY come è costituito: 4 lanes e un clock
Linea Universale D-PHY
Linea Universale D-PHY

L’architettura MIPI D-PHY nasce per rispondere all’esigenza di un elevato requisito di larghezza di banda delle immagini in qualità HD.
Il MIPI D-PHY è costituito da una linea di clock e ha un’opzione di numero configurabile di linee (lanes) di dati con un massimo di quattro linee.
La larghezza di banda può essere aumentata aumentando il numero di linee dati.
Aumentando il numero di linee, la stessa quantità di dati può essere trasmessa su più linee in minor tempo. Il MIPI D-PHY utilizza l’orologio sincrono sorgente “forward”, che viene utilizzato da tutte le line di dati del ricevitore D-PHY per catturare i segnali di dati ad alta velocità.

Al fine di soddisfare sia i requisiti di bassa potenza che di alta velocità, ogni linea di dati dell’IP universale D-PHY (come mostrato nella figura sopra) è composta da un trasmettitore a bassa potenza (LP-TX), un trasmettitore ad alta velocità (HS-TX), ed un serializzatore per la trasmissione di schemi specifici MIPI D-PHY mentre sul lato ricevente è costituito da un ricevitore a bassa potenza (LP RX), un ricevitore ad alta velocità (HS-RX), un deserializzatore e un rilevatore di conflitti a bassa potenza (LP-CD) per ricevere quei specifici segnali MIPI D-PHY.

La linea di clock è composta da un trasmettitore a bassa potenza (LP-TX), un trasmettitore ad alta velocità (HS-TX) per la trasmissione di modelli di linee specifiche MIPI D-PHY e, lato ricevitore è costituito da un ricevitore a bassa potenza (LP RX), un ricevitore alta velocità (HS-RX) e un rilevatore di conflitti a bassa potenza (LP-CD) per la ricezione di quei segnali di clock specifici MIPI D-PHY.
Ogni linea di dati (o linea di clock) del ricevitore è collegata al trasmettitore attraverso due fili, Dp e Dn (o Clkp e Clkn).
La trasmissione dei dati sia ad alta velocità che a bassa potenza avviene su questi due fili che collegano questi due moduli comunicanti.

Il modulo a bassa potenza, un modulo non terminato, lavora in modo single-ended e funziona con una tensione logica di 1,2 V e la velocità di trasmissione dei segnali a bassa potenza, utilizzata per fornire informazioni di controllo e di stato, è inferiore a 10 Mbps.

Diagramma Funzionale D-PHY
Diagramma Funzionale D-PHY

I moduli ad alta velocità funzionano in modo differenziale, utilizzano l’oscillazione a bassa tensione dei segnali dei dati del carico utile per trasferire le informazioni (l’oscillazione tipica dell’uscita differenziale – Dp – Dn – dei segnali ad alta velocità è 200mV), di solito contiene una terminazione on-die, del valore, in genere un differenziale di 100 ohm (tra Dp e Dn).

La gestione del D-PHY e il flusso di dati tra l’uscita della telecamera verso il ricevitore MIPI D-PHY

I dati di immagine acquisiti dal sensore della fotocamera vengono elaborati dal trasmettitore MIPI per essere trasmessi sulle sue molteplici linee di dati mentre il numero di linee dati da utilizzare per la trasmissione dei dati è configurabile.
A seconda del numero di linee dati da utilizzare per la trasmissione degli stessi, i dati dell’immagine sono organizzati dal trasmettitore, lo stesso, quindi serializza i dati su ciascuna linea e li trasmette alle linee di ricezione corrispondenti.
Ad esempio, se vengono utilizzate due linee, il primo byte di dati del payload viene inviato sulla linea di dati 0 e il secondo byte sulla linea di dati 1.
Allo stesso modo, sul lato ricevente, i dati seriali di ciascuna linea dati vengono convertiti in formato byte con l’aiuto del deserializzatore presente in ogni linea di ricezione della D-PHY e successivamente, i byte deserializzati da ciascuna linea vengono uniti dal controller CSI.
Prima che i dati del payload di ogni HS raggiungano un numero eccessivo su ciascuna linea, il D-PHY trasmittente inserisce una sequenza di sincronizzazione (00011101).
Questa sequenza di sincronizzazione viene utilizzata dalle linee di dati del D-PHY ricevente per stabilire la sincronizzazione con i dati del payload ad alta velocità ed è solo quando il segnale di sincronizzazione viene correttamente decodificato dal D-PHY ricevente, che i dati del payload vengono inoltrati al controller MIPI CSI 2 per un’ulteriore elaborazione dei dati.

Come parte dell’inizializzazione del D-PHY, inizialmente tutte le linee sono mantenute nello stato LP11 (livello 1,2 V) per un periodo di tempo specificato.

Questo stato LP11 è anche noto come stato di arresto, successivamente, per l’invio dei dati dell’immagine, il trasmettitore invia una sequenza particolare al ricevitore per accedere alle sue linee dalla modalità a bassa potenza alla modalità ad alta velocità.
La sequenza di immissione ad alta velocità consiste nel pilotare LP11-> LP01-> LP00 (transizione LP-> HS) sulle linee del ricevitore, come mostrato nella figura successiva.

Deserializzatore e sequenza sincronizzazione
Deserializzatore e sequenza sincronizzazione

Alla ricezione corretta di questa sequenza, il modulo ricevitore ad alta velocità consente alla sua terminazione di ricevere i dati differenziali ad alta velocità.
Ora la terminazione del ricevitore ad alta velocità è diventata attiva e il ricevitore inizia a ricevere i dati ad alta velocità dal trasmettitore, tuttavia, dopo la transizione LP-> HS, il trasmettitore invia Zeri HS (V (Dn)> V (Dp)) per un determinato periodo di tempo per assicurarsi che il ricevitore sia abilitato correttamente prima di trasmettere qualsiasi dato di payload.
Una volta abilitato, il ricevitore HS continua a ricevere i dati fino a quando non incontra lo stato LP11 sulla sua corsia. Lo stato LP11 riporta la corsia dei dati dalla modalità ad alta velocità alla modalità a bassa potenza.

HS Burst su linea Dati raffigurante la transizione da LP a HS e HS Zero
HS Burst su linea Dati raffigurante la transizione da LP a HS e HS Zero

I dati del payload trasmessi sulla linea dei dati D-PHY sono in formato pacchetto (o pacchetto lungo o un pacchetto corto).

  • Il pacchetto lungo comprende l’intestazione del pacchetto a 32 bit, i dati del payload e il piè di pagina del pacchetto a 16 bit,
  • Il pacchetto breve è composto solo da 32 bit di intestazione del pacchetto.

Dopo ogni Burst HS le linee di dati passano allo stato LP11, un singolo burst HS rappresenta i dati dell’immagine corrispondenti a una delle linee orizzontali di un’immagine e lo stato LP11 tra le raffiche HS rappresenta i periodi di blanking.
Poiché i comandi a bassa potenza richiedono che i segnali vengano inviati a una frequenza inferiore, queste oscillazioni intermittenti del D-PHY in modalità LP e HS aiutano a ridurre il consumo energetico complessivo.
Quando non è richiesto alcun trasferimento di dati, tutte le linee vengono mantenute in modalità ULPS (modalità ultra-bassa potenza), questa è una modalità a bassa potenza che aiuta a ridurre ulteriormente la stessa.
La modalità ULPS viene inserita attraverso un modello specifico a bassa potenza e, una volta nello stato ULPS, tutte le linee risultano abbassate (0 V).
I modelli di accesso ULPS sono diversi per il clock e le linee dati.

Rapporto temporale tra clock differenziale e dati

I dati del payload utile ad alta velocità dal trasmettitore vengono trasmessi su entrambi gli estremi del clock differenziale ad alta velocità (DDR Clock) come mostrato nella figura successiva. Il clock differenziale ad alta velocità e i dati trasmessi dal trasmettitore sono sfasati di 90 gradi con i dati trasmessi per primi.
Questa sfasatura temporale tra clock e dati aiuta a raggiungere i requisiti di impostazione e mantenimento della tempistica di invio dati nelle linee di dati del ricevitore.

Relazione temporale tra clock e dati.
Relazione temporale tra clock e dati.
Conclusioni

Il sistema di trasmissione dati MIPI, dopo un primo periodo di utilizzo, quasi esclusivamente dedicato al mondo della telefonia mobile, si sta rapidamente affermando anche in ambito industriale per la sua capacità di gestire display ad altissime risoluzione (Full HD ed oltre) mantenendo una alta velocità di trasmissione (che si riflette in una fluidità di immagine adatta alla risoluzione) ed un basso consumo, due caratteristiche sempre più richieste nelle odierne applicazioni di visualizzazione dati.
CONSYSTEM per rispondere a questa dinamica del mercato ha una serie di display e sistemi di visualizzazione dedicati al protocollo MIPI e specialisti dedicati all’ambito.

 

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1. Tecnologia e Sensori RADAR: che cosa è? come funziona/no?

I sensori RADAR sono una tecnologia chiave in rapida evoluzione. In molti settori, stiamo beneficiando di soluzioni innovative di sensori. Ma cos’è il RADAR e come funziona questa tecnologia?

In questa pagina, vorremmo darvi un’idea del mondo dei sensori RADAR, spiegare questa complessa tecnologia in modo più dettagliato e fornire alcune delle nostre competenze.

1.1 Come funziona il RADAR?

L’acronimo RADAR sta per “RAdio Detection And Ranging”, la sua traduzione è “Rilevamento Radio (onde radio) e misurazione a distanza”.
Il funzionamento si basa su un principio molto semplice: si utilizzano le onde radio, a frequenza specifica, per trasmette e ricevere un segnale. Il segnale viene trasmesso e irradiato nello spazio libero, se questo viene intercettato da oggetti (bersagli o, in inglese, target) torna riflesso (eco) verso il radar e viene codificato.
Nell’elaborazione dell’eco, innanzitutto, si valuta se è stato ricevuto realmente un segnale target, dopodiché si misura il tempo di andata e ritorno del segnale per determinarne velocita, distanza, posizione e altri dati.

1.2 Quali sono le frequenze RADAR

il segnale viene trasmesso ad una data frequenza, questa frequenza, per i radar, può variare dai 230 MHz fino a 110 GHz. Ogni range di frequenza ha una denominazione e, soprattutto, un uso specifico.

1.3 E quali sono i segnali RADAR?

Per completezza d’informazione i vari sensori radar si differenziano, oltre per la frequenza del segnale, anche per il modo in cui questi segnali vengono trasmessi, senza addentraci in lungo spiegazioni ultra tecniche (formule ecc) vediamo le principali tipologie. Bisogna sottolineare che il sensore radar per ogni tipo d applicazioni viene scelto dalla sua frequenza operativa, come detto in precedenza, e dalla sua tipologia del segnale (il sensore radar per sorveglianza avrà frequenza e tipologia differenti dal sensore radar per applicazioni automotive, per dare informazioni e risultati ottimali nell’applicazione specifica, anche se i principi di funzionamento sono uguali). Vediamo queste sigle:

  • CW: Radar Continuos Wave – Ad onda continua
  • FMCW: Radar Frequency-Modulated Continuous Wave – Onda continua modulata in frequenza
  • FSK: Radar Frequency Shift Keying – A cambio di frequenza
  • MIMO: Radar Multiple input Multiple out – Ingresso multiplo Uscita multipla (con più antenne sia in TX che in RX e segnali non correlati irradiati simultaneamente in più direzioni o in una sola direzione)
  • SIMO: Radar single-input-multiple-output . Ingresso singolo Uscita multipla, come il precedente solo che c’è una singola trasmissione e più antenne in ricezione.

Sulla base delle proprietà del RADAR, questa tecnologia offre alcuni vantaggi per la sua rispettiva applicazione.

1.4 Perché il RADAR: i vantaggi

Caratteristiche e vantaggi dei sensori radar
Vediamo quali sono le caratteristiche chiave che un sensore radar possiede, con i conseguenti vantaggi e benefici.

  1. Anonimo
    Il rilevamento è anonimo, non si trasmettono immagini consentendo la sola misurazione dei contorni. Niente identificazione della persona o raccolta di dati personali: le rigide regole della sorveglianza (rispetto della privacy ecc…) sono così attuate.
  2. Multitarget
    Il rilevamento e monitoraggio di una specifica area tiene traccia, distingue e riconosce più target (obiettivi o bersagli) e non di un solo singolo target. Il riconoscimento è per target statici o in movimento, persone o cose.
  3. Multitasking
    Le informazioni complete sui target disponibili, relativa al monitoraggio, vengono trasmesse tutte contemporaneamente (ad esempio, velocità, distanza, direzione, ecc…).
  4. Condizioni Meteo
    Il sensore radar funziona e, soprattutto, non è influenzato dalle condizioni meteo, dunque è attivo con caldo (temperature caldissime), freddo (temperature negative a due cifre), sole, maltempo, pioggia, neve, gelo, foschia, nebbia.
  5. Ambienti difficili o “harsh”
    Funziona in ambienti difficili, comunemente chiamati anche harsh dall’inglese, in modo affidabile e senza causare problemi, come polvere, inquinamento, sporcizia, formazione di schiume, vapore, umidità, pressione, rumore, riverbero e vibrazioni.
  6. Per interni ed esterni (indoor e outdoor)
    Può essere utilizzato sia per ambienti esterni (outdoor) che per ambienti interni (indoor), poiché non è influenzato da luce o da oscurità (giorno e notte).
  7. Privo di manutenzione
    Non essendo condizionato da influssi e insensibile alle condizioni ambientali, una volta installato non è necessaria una manutenzione regolare, anche in sistemi radar complessi. Si ricorda che il sensore (con i suoi componenti funzionali) è protetto da una copertura in plastica che non compromette il funzionamento.
  8. Durevoli e sicuri
    Grazie alle sue caratteristiche di funzionamento è estremamente robusto e durevole. Inoltre, non essendo i sensori radar esposti, visibili facilmente e con dimensione compatte, si evitano i pericoli di manomissioni e atti vandalici.
  9. Efficienti dal punto di vista energetico
    I sensori radar possono concorrere in modo molto significativo per l’efficienza energetica, ad esempio, nella smart home o nella building automation, spegnendo le luci automaticamente o aprendo le porte in maniera ridotta.
  10. Flessibilità applicativa, adattabili e versatili
    Non solo per il settore sorveglianza e della sicurezza, ma è una soluzione per molteplici applicazioni (dal sensore di posteggio alla prevenzione anticollisione), con la capacità di rilevare diversi materiali (liquidi, materiali sfusi, polveri). Senza contare che hanno anche una facile adattabilità in impianti o prodotti esistenti o in nuovi progetti dove possono essere integrati facilmente e nascosti (le onde radio del sensore radar penetrano in diverse plastiche e non sono percepibili, dunque senza alcun contatto).
  11. Piccole o grandi distanze
    I sensori radar possono essere utilizzati per rilevamenti in piccole distanze (meno di 10 metri, ad esempio) oppure per grandi distanze (oltre 100 metri). Anche per le grandi dimensioni, è sufficiente un solo sistema radar di rilevamento. Infine, la precisione di misura è un punto di forza di questa tecnologia.
  12. Tecnologia perspicace
    I sensori radar possono apprendere tramite i filtri. Durante un rilevamento è possibile escludere una tipologia di target e possono distinguere target e classificarli in diverse categorie. In questa maniera, si escludono falsi allarmi (ad esempio, se in una zona protetta entrano animali o persone, tramite il filtro, e nelle successive rilevazioni, l’animale viene escluso).
  13. Efficaci
    Grazie alle caratteristiche sopra esposte, gli allarmi sono dati solo in determinate situazioni e considerata la loro precisione possono essere attivate le giuste contromisure in maniera efficace (ad esempio, allarme ad addetti di sorveglianza o attivazioni di telecamere nel luogo preciso dell’allarme).

TGUS (TDO Graphical Utilized Software) è uno strumento di progettazione grafica sviluppato da TDO, azienda leader nell’ambito della visualizzazione intelligente (Smart Displays).

Tra le caratteristiche principali, rientrano:

  • Interfaccia estremamente intuitiva, finalizzata a garantire un’interazione uomo-macchina – HMI –  quanto più semplice e rapida
  • Cost-effectiveness (lo strumento è fornito gratuitamente insieme al display di interesse del cliente)
  • Facilità d’uso

Tale tecnologia dispone di un’ampia gamma di widget, le unità di controllo touch e le unità di controllo del display possono essere progettate separatamente e supportano la riproduzione audio e video.

Inoltre, la tecnologia TGUS si caratterizza per: gestione unificata di risorse e pagine, pannello di spiegazione dettagliata delle proprietà, supporto di script Lua, facile aggiunta di logica utente, supporto in caso di cancellazione e ripristino.

I display TGUS di TDO, dotati di interfaccia UART, trovano applicazione in diversi ambiti, tra cui: controllo industriale, settore medicale, colonnine di ricarica per veicoli elettrici, smart home. Supportano buzzer, RTC, flash a bordo, altoparlanti audio e altre periferiche. Sono inoltre disponibili in diversi formati.

I protocolli di comunicazione supportati sono: TTL, RS232, RS485.

 

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V2G: tutto quello che devi sapere e i componenti elettronici dedicati

Sapevi che le batterie dei veicoli elettrici – oltre a fornire l’energia necessaria per garantirne la mobilità – possono essere utilizzate anche come “sistemi di accumulo” in grado di cedere energia alla rete elettrica pubblica?

Questo processo prende il nome di Vehicle To Grid (V2G).

Come funziona un sistema V2G?

I sistemi V2G sfruttano un inverter di potenza bidirezionale collegato alla batteria dell’auto e alla rete che può prelevare energia dalla rete per ricaricare l’auto oppure fornire energia alla rete prelevandola dalla batteria dell’auto stessa. I flussi di energia vengono gestiti da un’unità di controllo. In questo processo entrano in gioco due elementi fondamentali:

  • Il controller di bordo dell’auto
  • Il charger – colonnina DC – utilizzato per la ricarica

È necessario che entrambi supportino la carica bidirezionale e comunichino secondo uno standard di riferimento (come, ad esempio, ISO 15118-20:2022).

Mentre il veicolo è in carica, il controller comunica con la stazione di ricarica e insieme gestiscono le fasi del flusso di energia fra l’auto e la colonnina in base a specifici parametri di gestione.

I parametri sono in funzione dei vantaggi che V2G può fornire.

Quali sono i vantaggi del V2G?

Sulla base di vari studi (realizzati da enti quali: CESI SpA, Politecnico di Milano e Ricerca sul Sistema Energetico – RSE SpA; Energy Information Administration, International Energy Agency ecc.), il Vehicle To Grid porta con sé numerosi vantaggi:

  • Fornisce flessibilità al sistema elettrico, aiutando a bilanciare l’offerta e la domanda di energia in tempo reale.
  • Riduce i costi di gestione del sistema elettrico, evitando o riducendo la necessità di costruire nuove centrali elettriche o reti di trasmissione.
  • Migliora l’integrazione delle fonti rinnovabili nel sistema elettrico, grazie alla capacità dei veicoli elettrici di immagazzinare energia da fonti intermittenti come il sole o il vento.
  • Offre opportunità di business per i proprietari dei veicoli elettrici, che possono guadagnare denaro vendendo l’energia immagazzinata nelle loro batterie quando non utilizzano il veicolo.
  • Contribuisce alla riduzione delle emissioni di gas serra, favorendo l’utilizzo dell’energia pulita immagazzinata nei veicoli (potranno diminuire del 41% le emissioni di CO2 e altri gas inquinanti).

Per favorire la diffusione e l’implementazione di questa tecnologia, CONSYSTEM offre componenti elettronici specifici per DC EV-charger.

Nello specifico, si tratta di moduli di potenza bidirezionale progettati e sviluppati da un’azienda specializzata nell’ambito e con un forte focus sulla Ricerca&Sviluppo: ▶️ INFYPOWER.

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