Firma Microchip Technology dostarcza mikrokontrolery o małym poborze mocy, Powercast pozyskuje energiędla zasilania czujników bezprzewodowych, a firma STMicroelectronics przedstawia układ scalony do budowania inteligentnego zasilania w celu zmniejszenia zużycia energii elementów elektronicznych.
Trzy najnowsze rozwiązania projektowe o małym poborze mocy, do zastosowania w automatyce, obejmują mikrokontrolery o małym poborze mocy, układy pozyskiwania energii dla czujników bezprzewodowych oraz prototypowy układ scalony do inteligentnego zasilania ograniczającego zużycie energii przez elementy elektroniczne. Dostawcy technologii to firmy Microchip Technology, Powercast, oraz STMicroelectronics.
8-bitowe mikrokontrolery o małym poborze mocy
Poszerzona rodzina 8-bitowych mikrokontrolerów (MCU) z segmentowym LCD ma pięć nowych urządzeń ? mikrokontrolery PIC16LF1902/3/ 4/6/7 (PIC16LF190X). Wykorzystując architekturę Enhanced Mid-range firmy Microchip, rodzina mikrokontrolerów PIC16LF190X oferuje użytkownikom podstawowe funkcje i osiągi, bez obciążania ich kosztami zbytecznych urządzeń peryferyjnych.
? Wyróżniająca się wśród konkurencji małym poborem mocy i zoptymalizowaną charakterystyką, rodzina mikrokontrolerów PIC16LF190X jest przeznaczona do wszelkich segmentowych wyświetlaczy LCD lub też do innych ogólnych zastosowań o niskim poborze mocy ? stwierdził Steve Drehobl, wiceprezes działu Security, Microcontroller & Technology Development firmy Microchip.
Technologia XLP (eXtreme Low Power ? super- niski pobór mocy), pozwala na obniżanie natężenia prądu (sleep currents) do zaledwie 20 nA, przy typowym prądzie wynoszącym 35 mikroamperów na MHz. Mikrokontrolery pozwalają na przedłużenie żywotności baterii przy utrzymywaniu dokładnej synchronizacji z zegarem RTC i zasilaniu segmentowego wyświetlacza LCD. Układ XLP ma również do 14 KB pamięci Flash program memory, do 512 bajtów pamięci RAM, do czternastu 10-bitowych kanałów konwertera analogowo-cyfrowego (ADC), transmisję szeregową, wskaźnik temperatury oraz możliwość zasilania maksymalnie 116 segmentów LCD. Rodzina mikrokontrolerów PIC16LF190X może obsługiwać różnorakie aplikacje ogólnego zastosowania i umożliwia wprowadzenie wyświetlaczy LCD do rozwiązań projektowych o małym poborze mocy oraz takich, dla których istotna jest niska cena, jak żetony identyfikacyjne, inteligentne karty, urządzenia medyczne, wyposażenie domowe, breloczki na klucze i wszelkie inne zastosowania, w których jest wyświetlacz segmentowy LCD.
System o małym poborze mocy do czujników bezprzewodowych
Układ Lifetime Power Wireless Sensor System firmy Powercast, do monitorowania parametrów otoczenia przy sterowaniu instalacją HVAC (ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji) i automatyki budynku, emituje energię RF (radio frequency) do zasilania czujników bezprzewodowych, bez stosowania baterii czy przewodów. W bezprzewodowym systemie zasilającym odbiorniki wbudowane w węzły czujnika odbierają energię RF z odległości do 18?24 m od nadajników. Następnie odbiorniki przetwarzają energię RF w prąd stały do bezprzewodowego zasilania czujników.
Emitowana energia RF może docierać i zasilać czujniki nawet poprzez ściany, przez sufity oraz spoza obiektów i stanowi niezawodne źródło energii, w odróżnieniu od energii, jaką można uzyskać, stosując jedynie same technologie pozyskiwania energii z otoczenia, takie jak wewnętrzne baterie słoneczne, termalne lub wibracje. Opisywany system wykorzystuje wbudowane bezbateryjne węzły czujnika z odbiornikami Powerharvester firmy Powercast, bramkę WSG-101 Building Automation System (BAS) oraz nadajnik TX91501 Powercaster firmy Powercast.
Pierwszy dostępny czujnik służy do pomiaru temperatury i wilgotności, a wkrótce pojawią się czujniki do pomiaru CO2, ciśnienia, światła i ruchu. Bramka może skalować do 100 węzłów czujnika i 800 punktów czujnika, sprzęga z przewodowymi sieciami systemu BAS poprzez protokoły standardu przemysłowego (BACnet, Modbus, Metasys oraz LonWorks) i bezprzewodowo komunikuje się przy 2,4 GHz, wykorzystując standard radiowy IEEE 802.15.4.
Prezentacja kolejnej generacji zasilania
Firma STMicroelectronics przedstawiła wersję następnej generacji swojej technologii inteligentnego zasilania, która umożliwiłaby znaczne obniżenie poboru mocy przez systemy elektroniczne stosowane w produkcji przemysłowej, ładowarkach hybrydowych elektrycznych pojazdów, przetwornikach mocy, urządzeniach medycznych, urządzeniach konsumenckich, sprzęcie domowym oraz innych zastosowaniach.
? W prototypowym układzie scalonym dla skanerów ultradźwiękowych przedstawiono przykład zastosowania technologii półprzewodników o ultraniskim poborze mocy. Może on obsługiwać ponad sto kanałów, jest to krok na drodze do następnej generacji skanerów z tysiącami kanałów. Obecne układy scalone obsługują zwykle osiem kanałów ? powiedział przedstawiciel firmy ST.
Ta nowa technologia jest odmianą technologii półprzewodników następnej generacji o inteligentnym poborze mocy BCD (Bipolar-CMOS-DMOS) firmy ST, która integruje technologię podłoża SOI (krzem na izolatorze) z 0,16-mikronową litografią. Przedstawiciel firmy ST w wypowiedzi stwierdził, że umożliwi to projektantom układów scalonych łączenie obwodów logicznych o dużej gęstości (1,8 V oraz 3,3 V CMOS) i całkowitej izolacji dielektrycznej z elementem zawierającym tranzystory zasilania MOSFET, który może pracować przy napięciu nawet do 300 V, przyrządami niskoszumowymi oraz rezystorami o dużych rezystancjach.
? Oczekuje się, że będą to układy scalone typu ASIC, które nie mogą być wdrożone przy użyciu konwencjonalnych podłoży silikonowych ? zauważył przedstawiciel firmy ST.
Claudio Diazzi, wiceprezes ds. badań i rozwoju technologii firmy STMicroelectronics, w zawiadomieniu z 28 marca br. zwrócił uwagę, że koszty wcześniejszych rozwiązań o małym poborze mocy ?były poprzednio zbyt wysokie, by technologia mogła upowszechnić się na rynku?. Dla wielu zastosowań była po prostu nieopłacalna.
Projekt badawczo-rozwojowy Unii Europejskiej, inicjatywa ENIAC (European Nanoelectronics Initiative Advisory Council ? Rada Doradcza Europejskiej Platformy Technologicznej Nanoelektronika) skłonił do działania; 18 partnerów z Europy utworzyło konsorcjum SmartPM (Smart Power Management in Home and Health). Wśród członków konsorcjum jest firma ST i instytucje akademickie z dziewięciu krajów.
CE