5 Development board per progettisti di strumenti di misura

Progettare strumenti di misura elettronici non è solo una questione di scegliere i componenti giusti, ma richiede anche una conoscenza approfondita delle tecniche di calibrazione, della gestione del rumore, delle interferenze, e dell'integrazione di sensori avanzati. Inoltre, con l'avvento delle tecnologie embedded, possiamo ora creare sistemi di misura compatti e potenti, in grado di raccogliere dati in tempo reale e trasmetterli a piattaforme cloud per l'analisi e il monitoraggio remoto. In questo articolo, esploreremo insieme alcune delle board di sviluppo più interessanti per affrontare la progettazione elettronica di strumenti di misura. Che siate ingegneri esperti o semplici appassionati di elettronica, spero che troverete utili questi spunti per i vostri futuri progetti. Andiamo a scoprire come possiamo realizzare strumenti di misura che non solo soddisfano le nostre esigenze tecniche, ma che siano anche innovativi e pronti per le sfide del futuro!

Introduzione

Nella progettazione di strumenti di misura elettronici, la precisione e l'affidabilità sono fondamentali. Con l'avvento delle tecnologie embedded e IoT, possiamo integrare facilmente sensori, microcontrollori e moduli di comunicazione in sistemi compatti e potenti. Le schede di valutazione (development board o evaluation board) rappresentano il punto di partenza ideale per questo tipo di progetti, poiché offrono un ambiente di sviluppo già pronto e ben documentato. Che si tratti di misurare temperature, pressioni, segnali elettrici o qualità dell'aria, esistono schede di valutazione specifiche che possono aiutarci a ottenere risultati precisi e affidabili. Di seguito, analizzeremo 5 diverse development board fornite dai principali produttori, evidenziando le loro caratteristiche e le potenzialità offerte. Inoltre, condividerò alcuni consigli pratici su come integrare queste schede nei vostri progetti IoT ed embedded, migliorando così le prestazioni e la funzionalità dei vostri strumenti di misura.

Le schede di sviluppo che approfondiremo sono:

Texas Instruments ADS1262EVM-PDK per provare un ADC a 32bit
Analog Devices EVAL-ADICUP3029 per lo sviluppo di applicazioni embedded
Analog Devices EVAL-AD5940ELCZ per lo sviluppo di applicazioni di rilevamento elettrochimico
Texas Instruments INA226EVM per il monitor di corrente/potenza ad alta precisione
Maxim Integrated MAXREFDES74# per il monitoraggio della qualità dell'aria

Texas Instruments ADS1262EVM-PDK

La scheda di valutazione ADS1262EVM-PDK (Figura 1), sviluppata da Texas Instruments, rappresenta un potente strumento per ingegneri e progettisti che desiderano esplorare le capacità dell'ADS1262, un convertitore analogico-digitale (ADC) delta-sigma a 32 bit con un'interfaccia SPI. Questa scheda di valutazione è progettata per facilitare l'analisi e lo sviluppo di applicazioni che richiedono un'elevata precisione nella conversione dei segnali analogici in segnali digitali.

Figura 1: La scheda di sviluppo ADS1262EVM-PDK della Texas Instruments

L'ADS1262EVM-PDK è composta da due moduli principali: il modulo ADS1262EVM, che ospita l'ADC ADS1262, e il modulo MMB0 (Motherboard), che fornisce l'interfaccia di comunicazione con il computer tramite porta USB. Questa configurazione consente una rapida integrazione con il software di valutazione, fornendo agli utenti un ambiente completo per il test e la caratterizzazione del dispositivo. Il cuore della scheda, l'ADS1262, è un ADC delta-sigma di precisione a 32 bit con caratteristiche avanzate che lo rendono ideale per applicazioni di misura industriale e strumentazione scientifica. L'ADS1262 offre un'eccezionale accuratezza grazie al suo basso rumore, alla capacità di rigettare le interferenze e alla linearità migliorata. Supporta una gamma di frequenze di campionamento, che vanno da alcune decine di campioni al secondo fino a diverse migliaia, permettendo di adattarsi a diverse esigenze applicative.

Una delle caratteristiche distintive dell'ADS1262 è la sua capacità di fornire una misurazione altamente precisa anche in ambienti elettricamente rumorosi. Ciò è ottenuto grazie ad un filtro digitale programmabile e alla funzione di calibrazione interna, che consente di compensare le variazioni di offset e guadagno. Inoltre, l'ADC è dotato di un multiplexer integrato, che permette di selezionare tra diversi canali di ingresso, rendendo possibile la misura simultanea di più segnali. Il modulo ADS1262EVM è progettato per un facile accesso ai pin del convertitore, consentendo di collegare sensori e altri dispositivi analogici direttamente alla scheda. Inoltre, include circuiti di condizionamento del segnale, come amplificatori di strumentazione e filtri passa-basso, che aiutano a ottimizzare la qualità del segnale in ingresso all'ADC. Questo permette di minimizzare il rumore e le distorsioni, garantendo misurazioni accurate e affidabili. La scheda è supportata dal software ADCPro di Texas Instruments, un potente strumento di analisi e visualizzazione dei dati. ADCPro offre una vasta gamma di funzionalità, tra cui la configurazione del dispositivo, la visualizzazione in tempo reale dei dati acquisiti, l'analisi spettrale e la registrazione dei dati per ulteriori elaborazioni. Il software rende semplice la valutazione delle prestazioni dell'ADS1262 e l'ottimizzazione dei parametri di misura.

Ecco le principali caratteristiche tecniche:

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