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Come usare il Wireless Sensing Triple Axis ZSTAR della Freescale

Come usare il Wireless Sensing Triple Axis ZSTAR della Freescale

La demo board ZSTAR è stata progettata per dimostrare le ultime innovazioni della Freescale nel campo della connettività wireless, dei sensori e dei microcontrollori embedded flash.

Se desideri maggiori informazioni su questo prodotto Freescale, invia una richiesta ad Arrow utilizzando il seguente modulo.

Il Wireless Sensing Triple Axis Reference Design (ZSTAR) è il successore wireless della popolare scheda STAR. Si tratta di un tool dimostrativo migliorato che permette di visualizzare le applicazioni accelerometriche di riferimento nella consumer industry, e la soluzione wireless low-cost a 2.4 Ghz basata sul transricevitore MC13191. La ZSTAR è un design a due schede nel quale un accelerometro ad asse triplo MMA7260QT (datasheet) viene controllato da un MCU MC9S08QG8 a 8 bit e connesso ad un computer via wireless. Lo stick USB si connette allo slot USB del computer. Per la comunicazione USB, viene impiegato un microcontrollore USB 2.0 MCHC908JW32 Full Speed a 8 bit.

ZSTAR_Design_Overview

Prodotti di rilievo per la demo board ZSTAR

Accelerometro ad asse triplo MMA7260QT

La scheda ZSTAR è un tool dimostrativo per il MMA7260QT, un accelerometro Low-g ad asse triplo. L'MMA7260QT ha molte caratteristiche che lo rendono la soluzione ideale per molte applicazioni consumer come la protezione freefall per i laptop ed i lettori MP3, tilt detection per la compensazione e-compass e lo scrolling dei cellulari, motion detection per i giochi portatili e game controller, sensore di posizione per g-mice, shock detection per monitor in garanzia, e vibrazione quando il sistema va fuori equilibrio.

Microcontrollore MC9S08QG8
L'MC9S08QG8 (datasheet) è un componente altamente integrato della famiglia di microcontrollori Freescale ad 8 bit basato sul nucleo HCS08 ad alte prestazioni e a basso consumo. Integrando caratteristiche normalmente presenti in componenti più grossi e costosi, l'MCU MC9S08QG8 include un sistema per il debugging del background e l'emulazione on-chip in-circuit (ICE) con bus capture in real-time, fornendo un debugging a coda singola (single-wire) e un'interfaccia d'emulazione. E' anche caratterizzato da un modulo (TPM) a modulazione di larghezza di impulso (PWM) o di tipo timer a 16 bit programmabile, che è uno dei più flessibili e cost-effective del suo genere.

Transricevitore MC13191 2.4 GHz ISM a banda stretta
L'MC13191 (datasheet) è un transricevitore di banda a 2.4 Ghz di tipo industriale, scientifico e medico a corto raggio ed a basso consumo. L'MC13191 contiene un modem di dati del pacchetto completo, il quale è subordinato allo strato IEEE® 802.15.4 Standard PHY (Physical). Ciò consente lo sviluppo di una struttura del pacchetto e di un formato di modulazione proprietari che siano point-to-point e basati sui network a stella 802.15.4. Per una piena compliance dell'802.15.4, sono necessari l'MC13192 e l'802.15.4 MAC software della Freescale.

Transricevitore MC13192/MC13193 2.4 Ghz a bassa potenza per l'IEEE 802.14.4 Standard
L'MC13192 (datasheet) e l'MC13193 sono transricevitori di banda 2.4 Ghz Industriali, Scientifici e Medici a corto raggio ed a basso consumo. L'MC13192/MC13193 contiene uno strato fisico completo per il modem 802.15.4 (PHY), progettato per l'IEEE 802.15.4 wireless standard, il quale supporta i network peer-to-peer, a stella, e mesh. L'MC13192 include l'802.15.4 PHY/MAC per l'utilizzo con la famiglia HCS08 di MCU.

L'MC13193 include anche l'802.15.4 PHY/MAC più il Protocol Stack di ZigBee per l'utilizzo con la famiglia HCS08 di MCU. Escludendo l'aggiunta del Protocol Stack di ZigBee, le funzionalità dell'MC13193 sono le stesse dell'MC13192.

Microcontroller MCHC908JW32
L'MCHC908JW32 è un membro della famiglia di unità microcontroller (MCU) a 8 bit a basso costo e ad alte prestazioni. Tutti i MCU della famiglia utilizzano il processore centrale avanzato M68HC08 (Freescale HC08)(CPU08) e sono disponibili sotto una varietà di moduli, memorie e pacchetti di vario tipo e peso.

Schede di riferimento ZSTAR (Reference Boards)

Le ragioni dietro il design dello ZSTAR erano quelle di fornire una piccola scheda portatile con la capacità di dimostrare ed esaminare varie applicazioni accelerometro che si adattano alla connessione wireless a basso costo ed a basso consumo. Una delle considerazioni per il design è stata quella di usare un tool che sia piccolo e versatile (le dimensioni della scheda sono 56mm x 27mm). La scheda sensore (Sensor board) include due antenne PCB 2.4 GHz, un holder per la batteria al litio CR2032 ed i due pulsanti. La USB stick board ha le stesse due antenne PCB 2.4 GHz, un pulsante ed uno spinotto USB di tipo A.

Software
Questo reference design contiene due parti di software. La prima è situata sulla Sensor board MCU (MC9S08QG8). Il suo compito è quello di raccogliere dati sensoriali dall'accelerometro dell'MMA7260QT, creare un pacchetto dati ed inviarlo al driver SMAC (Simple Media Access Controller) usando il Transricevitore MC13191 RF.
I dati dei sensori sono misurati su tree canali del convertitore Analog-to-Digital, mentre un altro pin GPIO controlla lo sleep mode dell'accelerometro MMA7260QT per conservare energia. Una Serial Peripheral Interface (SPI) viene utilizzata per la comunicazione conl'MC13191. L'intera applicazione è alimentata dalla batteria al litio CR2032 (delle dimensioni di una moneta) che si trova sul fondo della scheda. Il consumo totale medio di corrente è al di sotto dell'1 mA con 20 trasmissioni di dati al secondo. Questo consente approssimativamente 10 giorni di operatività continuata in real-time. Il semplice protocollo ZSTAR RF trasferisce anche i dati di calibrazione. Questi dati sono immagazzinati nella memoria Flash (non volatile) e vengono trasferiti su richiesta.

zstar_sensor_board_schematic
ZSTAR Sensor Board Schematics
zstar_pcb
zstar_pcb
ZSTAR_USB_Stick_Board_Schematics.jpg
ZSTAR USB Stick Board Schematics
zstar_pcb
zstar_pcb

Documentazione: Using the Wireless Sensing Triple Axis Reference Design

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