Werk slimmer, niet harder

De bekende zegswijze 'Werk slimmer, niet harder' geldt ook voor elektronica. In de wereld van de elektronica hoor je overal de woorden 'slim' en 'smart'. Van auto's en woningverlichting tot de manier waarop onze industriële installaties en fabrieken werken, alles wordt steeds 'slimmer'. Die 'slimme' technologie is hard op weg om een drijvende kracht te worden voor de vooruitgang van de vierde industriële revolutie.

Met de opkomst van het Internet of Things (IoT) en Big Data, zijn er grotere communicatieniveaus tussen apparaten en infrastructuur ontstaan, die real-time besluitvorming mogelijk maken. Vandaag de dag lijkt het wel of er voor ieder nieuw stukje technologie het woordje 'slim' of 'smart' staat. Van smartphones tot slimme meters tot smartwatches, alles wordt slim.

Dit 'slimme' thema was de focus van de stand van Texas Instruments op de Embedded World van het afgelopen jaar in Neurenberg. In hun stand belichtte TI vier verschillende toepassingsgebieden die een reeks technologieën voor de slimme auto, het slimme gebouw, de slimme fabriek en de slimme stad demonstreerden. In dit artikel bekijken we een selectie van TI-producten die kunnen helpen bij het ontwerpen van producten die de behoeften en eisen van de oplossingen van de toekomst vervullen.

MSP-EXP432P4111 - SimpleLink MSP432P4111 LaunchPad-ontwikkelingskit

Deze kit (Afbeelding 1) maakt de ontwikkeling van zeer precieze sensornode-toepassingen mogelijk die gebruik kunnen maken van een geïntegreerde ADC met hoge precisie, een laag energieverbruik en een geïntegreerd Flash-geheugen van 2 MB om moeiteloos diverse draadloze connectiviteitsopties te kunnen aansluiten. De uitgelichte MSP432P4111-microcontroller (MCU) bevat een 48 MHz Arm® Cortex®-M4F, 2 MB Flash en 256 kB SRAM, heeft een energieverbruik dat zo laag kan zijn als 120 µA/MHz actief vermogen en 850 nA stand-by, een SAR precisie ADC met 16-bits prestaties en een 320-segments LCD.

Afbeelding 1: SimpleLink MSP432P4111 LaunchPad-ontwikkelingskit van Texas Instruments. (Bron afbeelding: Texas Instruments)

LAUNCHCC3220MODASF - SimpleLink Wi-Fi CC3220MODASF LaunchPad-ontwikkelingskit

De LAUNCHCC3220MODASF belicht de CC3220MODASF, een GECERTIFCEERDE draadloze microcontrollermodule met enkele chip en ingebouwde antenne. De MCU heeft een geïntegreerde 1 MB Flash, 256 KB RAM en verbeterde veiligheidsfuncties. Deze ontwikkelingskit bevat ingebouwde emulatie en sensors voor een volledige kant-en-klare ervaring.

BOOSTXL-CAPKEYPAD

De BOOSTXL-CAPKEYPAD-evaluatiemodule (EVM) is een eenvoudig te gebruiken platform voor de MSP430FR2522-MCU met capacitieve touchdetectie met CapTIvate-technologie. De EVM kan op drie verschillende manieren worden gebruikt: 1) met een LaunchPad-ontwikkelingskit, 2) met de CapTIvate-ontwikkelingskit (MSP-CAPT-FR2633) of 3) met het CapTIvate-programmeerbord (CAPTIVATE-PGMR).

CAPTIVATE-METAL

Het CapTIvate Metal Touch Panel (Afbeelding 2) is een add-onbord voor de CapTIvate-ontwikkelingskit (MSP-CAPT-FR2633). Het geeft ingenieurs en ontwikkelaars de mogelijkheid om touch-technologie op metaal uit te proberen. Met deze alternatieve capacitieve aanraakdetectietechnologie kunnen elegante touchmodules worden ontworpen met koper, brons, roestvrij staal en aluminiumlegeringen.

Afbeelding 2: Het CapTIvate Metal Touch Panel add-onbord voor de CapTIvate-ontwikkelingskit van Texas Instruments. (Bron afbeelding: Texas Instruments)

Met de MSP430-MCU's met CapTIvate touch-technologie van TI kunnen flexibiliteit, innovatie en de betrouwbaarheid van metalen capacitieve-aanraakingangen worden gebruikt in allerlei toepassingen, van huishoudelijke apparaten tot draagbare elektronica.

EVM430-FR6047

Om te helpen bij de evaluatie en de prestaties van MSP430FR6047-MCU's die zijn ontworpen voor ultrasone detectietoepassingen (zoals slimme watermeters), biedt TI de EVM430-FR6047-evaluatiekit. De MCU met ultra-laag verbruik MSP430FR6047 heeft een geïntegreerde analoge front-end met ultrasone detectie die uiterst nauwkeurige ultrasone metingen levert.

MSP-EXP430FR2433 - LaunchPad-ontwikkelingskit

De LaunchPad-ontwikkelingskit is een eenvoudig te gebruiken EVM die is gebaseerd op de MSP430FR2433 detectie-MCU Value Line. Als het MCU-detectieplatform MSP430FR2x Value Line met ultra-laag verbruik wordt gepland voor de ontwikkeling, bevat deze kit alles wat nodig is, inclusief een on-board debugsonde voor programmeren, debugging en energiemetingen.

MSP-CAPT-FR2633 - MSP CapTIvate MCU-ontwikkelingskit

Deze kit is een uitgebreid, eenvoudig te gebruiken platform voor het evalueren van de MSP430FR2633-microcontroller met capacitive touch-technologie. De kit bevat een processorbord op basis van MSP430FR2633, een programmer-/debuggerbord met EnergyTrace-technologie voor het meten van het energieverbruik met de Code Composer Studio IDE en sensorkaarten voor het evalueren van de detectie van zelfcapaciteit en wederzijdse capaciteit, gebaren en nabijheid.

LDC1314KEYPAD-EVM

Deze EVM (Afbeelding 3) wordt gebruikt om de inductieve detectiecapaciteit van de LDC1314 te evalueren in een pakket dat een contactloos, multifunctioneel toetsenblok met 16 toetsen bevat. Deze goedkope oplossing gebruikt standaard PCB-technologie en eenvoudig te vervaardigen componenten die niet alleen de LDC1314 kunnen gebruiken, maar ook de LDC1312, LDC1612 en LDC1614.

Afbeelding 3: De LDC1314KEYPAD-EVM van Texas Instruments wordt gebruikt om de inductieve detectiecapaciteit van de LDC1314 te evalueren. (Bron afbeelding: Texas Instruments)

LDC1614EVM

De LDC1614 EVM bevat twee voorbeeld PCB-sensorspoelen die worden verbonden met de vier kanalen van de LDC1614. Er wordt een MSP430-microcontroller gebruikt als interface van de LCD met een hostcomputer. Met deze EVM kan het gebruik van inductieve detectietechnologie voor het detecteren en meten van de aanwezigheid, positie of samenstelling van een geleidend doelobject worden gedemonstreerd.

TMP116EVM

De TMP116EVM geeft de gebruiker een eenvoudige manier om aan de slag te gaan met de TMP116-familie. TMP116-apparaten zijn zeer nauwkeurige digitale temperatuursensors met geïntegreerde EEPROM. Deze familie heeft een resolutie van 16 bit met nauwkeurigheden tot ± 0,1 °C over het bereik van 20 °C tot 42 °C en 0,2 °C over het bereik van 0 °C tot 85 °C.

TMDSECATCNCD379D

In dit evaluatiebord, dat een Beckhoff ET1100 EtherCAT slave-controller (ESC) en een Delfino 800 MIPS microcontroller bevat, wordt de real-time controle van de C2000 MCU gecombineerd met de real-time communicatie van de EtherCAT. Dit bord kan worden gebruikt als autonome hardware, om bekend te raken met een softwareproject, of samen met de DesignDRIVE IDDK voor een servo-voorbeeldtoepassing. Bij gebruik van de TMDSECATCNCD379D met de DesignDRIVE IDDK als hardware-oplossing met twee borden, ontdekken de gebruikers dat de softwaredrivers voor de ET1100 en slave-stack-aanpassingslaag voor de C28x zijn inbegrepen.

TIDA-01476 – TI referentieontwerp

Dit referentieontwerp laat zien hoe een industriële sensor-to-cloud eindnode moet worden gemaakt die kan worden verbonden met een IoT-netwerkgateway en cloud-dataprovider. In dit ontwerp zijn operationele nano-powerversterkers, vergelijkers en het draadloze SimpleLink Sub-1 GHZ MCU-platform met zeer laag verbruik van TI geïntegreerd. Al deze componenten samen laten een sensor-to-cloud bewegingssensor met zeer laag verbruik zien waarmee eenvoudig een extreem lange levensduur van de batterij kan worden verkregen zonder dat er bekabeling nodig is.

TIDA-01477 – TI referentie-ontwerp

Net als het TIDA-01476 laat dit referentieontwerp zien hoe een industriële sensor-to-cloud eindnode moet worden gemaakt die kan worden verbonden met een IoT-netwerkgateway en cloud-dataprovider. In dit ontwerp zijn de nano-power systeemtimer voor power-gating, de boost-converter met laag Iq, het draadloze SimpleLink Sub-1 GHZ MCU-platform met zeer laag verbruik en vochtdetectietechnologieën van TI geïntegreerd. Al deze componenten samen laten een methode met een zeer laag verbruik zien om sensor-eindnodes in- en uit te schakelen, waardoor de batterij extra lang meegaat.

Naast al deze TI-producten biedt TE Connectivity (TE) ook een reeks slimme connectiviteitsoplossingen.

Afschermingen op printplaatniveau (BLS - Board Level Shields)

Voor onderdelen die nodig zijn om overspraak en gevoeligheid voor EMI te verminderen, is het standaard BLS-assortiment van TE snel beschikbaar voor ontwerpers om hun problemen op te lossen (Afbeelding 4). TE biedt zowel de standaardoptie van koudgelamineerd staal als opties van aluminium met 1/3 van het gewicht.

Afbeelding 4: Een voorbeeld van een Board Level Shield van TE Connectivity (Afbeelding source: TE Connectivity)

Waterdichte USB Type-C™-connectors

Voor één oplossing die data levert tot 10 Gbps, een vermogen tot 100 W en audio/video-ingang in een enkele verbinding biedt TE USB Type-C-connectors. USB Type-C is de next-generation-oplossing voor huidige en toekomstige USB-toepassingen. Met een beschermingsgraad van IPX8 is de waterdichte USB Type-C connector in staat om minimaal 30 minuten een betrouwbare verbinding te behouden in water van 1,5 meter diep.

Welke rol kunnen deze producten en oplossingen spelen in het 'slimmer' maken van dingen? Voor slimme steden kan het assortiment van TI met analoge producten en gemengd-signaalproducten, samen met hun hoogwaardige signaalverwerkings- en microcontroller-apparaten, met voorzieningen over de complete signaalketen, inclusief detectie, signaalconditionering en communicatie, helpen om stadssystemen te integreren om 'slimmere' procedures te bieden. De slimme stad vertrouwt op sensors, gateways, controlecentra en efficiënte cloud-communicatie via een mesh-netwerk met hiërarchische elementen. Er zijn flexibele, schaalbare halfgeleideroplossingen nodig omdat iedere dataverzameling, aggregatie en/of beslissingspunt zijn eigen vereisten heeft. TI kan producten leveren die met elkaar kunnen samenwerken om slimme stadsnetwerken te vormen.

In de auto-industrie speelt draadloze technologie de centrale rol bij het transformeren van auto's van simpele verbrandingsmotoren in echt slimme auto's. Daarom ondergaat de auto op dit moment één van de belangrijkste transformaties sinds zijn uitvinding van 120 jaar geleden. Door innovatie op systeemniveau, schaalbaarheid en ervaring op het gebied van de veiligheid te bieden om zijn klanten sneller op weg te helpen, versnelt TU de rij-ervaring. In de auto-industrie spelen de producten van TI een belangrijke rol in de oplossingen voor geavanceerde rijhulpsystemen, infotainment, hybride/elektrische auto's, aandrijflijnen en verlichting.

Wat de vierde industriële revolutie, ofwel Industry 4.0, betreft, maken de ingebedde en analoge producten van TI, hun systeemexpertise en eenvoudig te gebruiken ontwerptools de digitalisering van systemen en processen mogelijk, zodat fabrieken slimmer, efficiënter en veiliger worden. Real-time data-analyse, Big Data-cloud, voorspellend onderhoud, gedistribueerde intelligentie, OPC UA TSN, cyber-fysiek productiesysteem en productgerichte fabricage maken technologieën mogelijk die enorme voordelen bieden op het gebied van connectiviteit, vermogen, bescherming, betrouwbaarheid en veiligheid.

Ten slotte biedt TI gedifferentieerde oplossingen om gebouwen slimmer te maken. Met die oplossingen kunnen ingenieurs slimme gebouwen monitoren en besturen, waardoor er efficiënte, veilige en aangename ruimtes kunnen worden gecreëerd. Om functies als het oogsten van energie en voorspellend onderhoud eenvoudiger in automatiseringssystemen van gebouwen te kunnen integreren, heeft TI een breed assortiment apparaten en referentieontwerpen die helpen bij het ontwerpen en evalueren van oplossingen. Aanvullende toepassingen voor slimme gebouwen bevatten slimmere draadloze detectie waarmee een geavanceerde controle van HVAC en verlichting mogelijk wordt. Bovendien kunnen oplossingen voor slimme gebouwen ook zorgen voor een geoptimaliseerd energiegebruik, waardoor de gebouwen milieuvriendelijker worden, en beter betrouwbare systemen.

*TE Connectivity en TE zijn handelsmerken.