Embedded:

è la categoria relativa all’elettronica embedded. Troverete articoli relativi ai sistemi embedded sia lato hardware che software con particolare riferimento appunto a tutti quei sistemi rivolti ad una specifica applicazione. Tratteremo anche Linux embedded ed altri sistemi operativi leggeri in grado di “girare” su schede embedded a microcontrollore.

Rilevatore d’interruzione di corrente con messaggi di testo

Il circuito presentato nell'articolo rileva e segnala le interruzioni di corrente elettrica, anche di breve durata. Tali interruzioni sono piuttosto rare nell'Europa centrale e, quando si verificano, di solito sono brevi. Tuttavia, se il sistema di riscaldamento della vostra casa non si riavvia dopo un'interruzione di corrente, le conseguenze potrebbero essere gravi. O se il congelatore di casa smettesse di funzionare mentre si è in vacanza, i prodotti alimentari decomposti potrebbero rovinare il ritorno a casa. Il rilevatore descritto in questo articolo rileva anche brevi interruzioni di corrente e invia degli avvisi di messaggi testuali. Introduzione Il presente articolo …

Progettazione low power: FPGA a confronto

In questo articolo metteremo a confronto alcune delle FPGA dei produttori più conosciuti, il tutto per capire quale, dal punto di vista energetico, garantisce un consumo di potenza inferiore. Il problema del consumo di potenza per le logiche programmabili sta diventando sempre più importante, tanto che i maggiori produttori hanno creato dei prodotti dedicati a mantenere bassi i consumi. Nel seguito dell’articolo metteremo a confronto sei prodotti utilizzando i dati dichiarati dal datasheet, dai tool di previsione dei consumi e i dati ottenuti da rilevazioni sul campo. Il tutto per decidere quale FPGA è il prodotto leader nei bassi consumi. CONTRIBUTI AL CONSUMO …

Le sfide del power per la prossima Industria – intervista a Tony Armstrong Direttore Marketing @ Analog Devices

Oggi parliamo con Tony Armstrong, che ci spiegherà come Analog Devices sta affrontando le sfide future in ambito di alimentazione. Tony Armstrong è il product marketing director della divisione di prodotto Power by Linear™ di Analog Devices ed è responsabile di tutti gli aspetti gestionali dei prodotti per la conversione di potenza, dalla fase di introduzione sul mercato a quella dell’obsolescenza. La gestione dell'alimentazione è un elemento di sfida in molti settori della progettazione elettronica, non solo in quello industriale. Gestire al meglio le problematiche di efficienza e gestione termica permettono di ottenere dispositivi con un bassissimo consumo energetico. …

L’importanza di un efficiente power management

La gestione dell'alimentazione svolge un ruolo importante praticamente in ogni apparecchiatura elettronica. Un sottosistema di gestione dell'energia efficace può influire sull'affidabilità, le prestazioni e il time to market delle apparecchiature elettroniche associate. Tutti i sottosistemi di gestione dell'alimentazione utilizzano tecniche lineari, a commutazione o una combinazione di entrambe le configurazioni. Gli alimentatori lineari conducono sempre corrente, mentre gli alimentatori in modalità switch accendono e spengono l'alimentazione ad alta frequenza. Le differenze tra i due includono dimensioni e peso, capacità di gestione della potenza, EMI e tecniche di regolazione. La progettazione generale del sottosistema di gestione dell'alimentazione coinvolge diverse sfide …

Effetto sonda

In una misura accurata le sonde sono parte integrante, e spesso critica, della catena di misura e non va dimenticato che esse sono tutt’altro che trasparenti e la loro influenza sul risultato della misura merita di essere ben compresa. Le sonde sono spesso considerate solo un filo con uncino, comodo mezzo per prelevare il segnale cui siamo interessati e poco altro. Girando nei laboratori ed osservando lo stato di conservazione di questi oggetti, le condizioni del cavo, la dispersione degli accessori originali, quando non l’uso “della prima sonda trovata disponibile”, riflettono la scarsa attenzione riservata a questi fedeli compagni di tante …

Boost converter

Un convertitore switching con autotrasformatore costituisce una soluzione a basso costo e di ridotte dimensioni per la conversione di bassa tensione in alta tensione. Il crescente impiego di dispositivo piezoelettrici, sistemi elettromeccanici, fotodiodi APD e sensori CCD/CMOS nelle più comuni applicazioni pone l’attenzione sui circuiti per la generazione di un’alimentazione ad alta tensione a partire da una linea a più bassa tensione. Configurazione boost La figura 1 mostra lo schema di principio della più semplice soluzione switching di tipo boost. Il principio di funzionamento può essere inteso qualitativamente sulla base delle considerazioni seguenti in regime stazionario; la figura 2 mostra l’andamento della corrente …

La tecnologia RSFQ

Da una decina di anni a questa parte un nuovo protagonista si sta affacciando sulla scena delle applicazioni digitali a radiofrequenza. Si tratta della tecnologia elettronica a superconduttori Rapid-Single-Flux-Quantum (RSFQ), un’alternativa molto promettente per lo sviluppo di circuiti integrati digitali e mixed-signal ad altissime prestazioni, basata sugli effetti quantistici della barriera Josephson e sviluppata da aziende leader nel settore quali la statunitense Hypres, con sede a Helmsford (New York). Dall’invenzione del transistor nel 1947, l’elettronica classica a semiconduttore ha seguíto un progresso esponenziale in termini di velocità e complessità, ben rappresentato dalla legge di Moore (figura 1). Il principale motore di questo fenomeno è da ricercare in gran parte nell’impennata delle tecnologie informatiche e …

Funzionamento dei principali convertitori DC-DC in CCM e DCM

L’elettronica di potenza è presente in ogni sistema moderno, fornire la tensione necessaria ai sottosistemi con il massimo dell’efficienza è il motivo per il quale si utilizzano circuiti a switch. Questi circuiti infatti idealmente dovrebbero garantirci il 100% di efficienza, tuttavia anche considerando le perdite otteniamo un fattore superiore all’80%. A differenza delle tensioni in AC non ci è possibile utilizzare un trasformatore in quanto questo funziona esclusivamente con tensioni non continue, in questo articolo vogliamo analizzare il funzionamento dei convertitori, isolati e non, capendo le differenze tra funzionamento CCM e DCM, in modo da capire in fase di …

Corso C avanzato su Raspberry Pi: Gestire le pause di ritardo

In questa settima lezione tratteremo delle metodologie per creare delle pause di ritardo. Il Raspberry Pi è estremamente veloce e, a volte, è necessario adattare le sue tempistiche a quelle dell'uomo. Le modalità per rallentare i tempi, in un programma, sono molteplici. Passiamo in rassegna alcuni di essi determinandone, anche, i pro e i contro. Introduzione Immaginiamo se un programma debba visualizzare dei risultati sul monitor alla velocità intrinseca della CPU e della scheda video: non usando gli opportuni rallentamenti l'utente vedrebbe passare i dati in maniera estremamente veloce e avrebbe solo la sensazione di un rapido scorrimento di …

La Trasmissione criptata dei dati

La criptazione dei dati è un’elaborazione algoritmica a seguito della quale il contenuto di un file diviene illeggibile. Il file tornerà nelle condizioni originarie solo conoscendo un’apposita password (o chiave) di decriptazione. Analizziamo in questa prima parte le caratteristiche principali della criptazione dei dati. Non occorrono investimenti per difendere i dati informatici. Molte soluzioni, fra cui PGP (Pretty Good Privacy), sono freeware. Ma quanto sono realmente efficaci? Di principio nel mondo informatico non esiste nulla di assolutamente sicuro, ma la criptazione rappresenta senz’altro il  meglio attualmente disponibile per proteggere dati e informazioni. La conferma che la criptazione dei dati è una soluzione tutt’altro che trascurabile viene dalle intelligence dei governi occidentali. In Inghilterra una legge …

Architetture di reti neurali per il deep learning

La natura, il numero e la modalità con cui i singoli neuroni artificiali sono connessi tra loro occupa un ruolo fondamentale nella definizione dell'architettura di una rete neurale. Scopriamo in questo articolo quali sono le principali architetture di reti neurali utilizzate nel deep learning e a quali applicazioni si rivolgono Introduzione Anche se la prima definizione di rete neurale risale ormai a oltre settanta anni fa, solo di recente si è assistito a un proliferare di nuove architetture rivolte soprattutto alle applicazioni di deep learning. L'approfondita attività di ricerca compiuta negli ultimi venti anni, unitamente alla disponibilità di unità di …

L’intelligenza artificiale è già una realtà!

In alcuni ambienti vi è un'intensa preoccupazione per l'intelligenza artificiale (AI), portando con sé rischi significativi per l'umanità; in altri ambienti, questi problemi sono ignorati o considerati fantascienza. Resta comunque il fatto che l'automazione e l'intelligenza artificiale (AI) stanno trasformando le imprese e contribuiranno alla crescita economica attraverso contributi alla produttività. Aiuteranno anche ad affrontare le sfide sociali: dalla salute ai cambiamenti climatici. Al di là dell'automazione industriale tradizionale e dei robot avanzati, nuove generazioni di sistemi autonomi più capaci stanno comparendo in ambienti che vanno dai veicoli autonomi su strade ai check-out automatizzati nei negozi di alimentari. Gran …

Una tecnica di pin sharing

La tecnica del pin sharing per interfaccia I2C analizzata nei dispositivi C8051F30x. I C8051F30x sono dispositivi dotati di periferica analogica per la conversione A/D a 8 bit. Le caratteristiche principali di questi dispositivi possono essere riassunti nel seguente modo: » 8 bit ADC con tempo di S/H fino a 500 ksps; » comparatori programmabili; » oscillatore interno di 24.5 Mhz; » periferica digitale: 8 I/O port 16 bit programmabile; » microprocessore High speed 8051; » interfaccia 2-Wire (I2C). In figura 1 lo schema a blocchi del dispositivo descritto. I2C, acronimo di Inter Integrated Circuit (figura 2), è un sistema di comunicazione seriale …

Bootloader per microcontrollori AVR

Uno degli aspetti più interessanti dei moderni microcontrollori è certamente la riprogrammabilità. E’ tuttavia forse una della procedure più ‘noiose’ che inevitabilmente si devono sopportare. La soluzione più semplice è certamente quella di utilizzare opportuni programmatori ma non sempre è praticabile; nel caso di hobbisti i costi di tali apparecchiature, ad esempio, potrebbero essere proibitivi. In altri casi potrebbe essere la stessa applicazione a non supportare un tale scenario; si pensi ad esempio ad installazioni in zone difficilmente accessibili. In questo caso la possibilità di programmare il microcontrollore da remoto usando un protocollo dedicato su una porta di comunicazione standard rappresenta …

LCD driver a bordo di microcontrollori

Una panoramica di alcune interessanti soluzioni presentate dalle principali case produttrici oggi sul mercato, preceduta da una breve introduzione sul principio di funzionamento e sulle modalità di controllo di uno schermo LCD. I display LCD sono la tecnologia di visione attualmente più diffusa sul mercato, con un fatturato annuo che dal 2007 supera costantemente  i 100 mila milioni di dollari. Tra i vantaggi principali vi sono l’alta risoluzione, la maggiore brillantezza dell’immagine, le dimensioni e la dissipazione di potenza più contenute. Sono caratterizzati tuttavia da un tempo di risposta maggiore rispetto, ad esempio, ai dispositivi al plasma e da un angolo di visione limitato, oltre a presentare effetti di motion …

Comprendere le basi della conversione CC-CC

I moduli dei convertitori CC-CC sono comunemente usati nell’elettronica di consumo. Come funzionano e quali sono i criteri più importanti da considerare per sceglierne uno? In questo articolo presentiamo il concetto di conversione CC-CC per aiutare i lettori a capire alcune delle sfide tecniche legate alla creazione di un design efficiente che sia al contempo piccolo e affidabile. Analizzeremo anche alcuni dei parametri chiave da considerare per la scelta di un convertitore CC-CC. Introduzione Quando Alessandro Volta ha realizzato la prima pila partendo da dischi di rame e zinco e da un pezzo di cartone imbevuto in una soluzione …

Algoritmi di hash e loro utilizzo nelle criptovalute

Nel mondo delle criptovalute, gli algoritmi di hash svolgono un ruolo fondamentale per consentire la validazione delle transazioni inserite nella blockchain. Anche se dietro a questi concetti esiste una trattazione matematica di una certa complessità, la comprensione del funzionamento degli algoritmi di hash e delle loro applicazioni è accessibile a tutti. Scopriamo in questo articolo cosa si intende per funzione di hash, focalizzandoci in particolare sulla sua principale implementazione: lo SHA-256 Introduzione Capire come funzionano gli algoritmi di hash (basati sulle cosiddette funzioni crittografiche di hash) è estremamente importante. Questi algoritmi permettono infatti una corretta gestione della Blockchain (la …

Tecniche di riduzione del rumore

In questo articolo saranno discussi e analizzati i principali fattori e i parametri critici che interessano la progettazione e lo sviluppo di una scheda elettronica per segnali high-speed, con l’obiettivo di fornire dei criteri pratici per contenere e minimizzare gli effetti di distorsione e del rumore elettromagnetico, in modo da garantire l’integrità dei segnali. Il mercato dell’elettronica richiede apparati e sistemi sempre più complessi con elevate prestazioni funzionali e dimensioni molto contenute. In questo contesto, la progettazione di una scheda presenta problematiche sempre più articolate: se da un lato vengono richiesti livelli di integrazione sempre più spinti, dal l’altro si assiste a un incremento delle frequenze di lavoro e alla contemporanea riduzione delle dimensioni geometriche delle schede. La riduzione dei tempi di commutazione e …

La lampadina Wi-fi per una illuminazione intelligente

Osserviamo da vicino la particolare lampadina WiFi Smart della EMC, un insieme di tecnologia e di semplicità che permette di risolvere qualsiasi tipo di problematica legata all'illuminazione domestica e non. Si tratta davvero di un prodotto interessante e decisamente economico. La facilità di utilizzo è uno dei suoi punti di forza. A differenza delle obsolete lampadine a incandescenza, le lampadine a LED fanno parte della classe di efficienza energetica A+++, che riducono notevolmente il consumo di energia elettrica e contribuiscono di molto alla riduzione dell'inquinamento ambientale. Con le tante possibilità suggerite dal suo utilizzo, la lampada WiFi della EMC …

L’isolamento Galvanico

Perché isolare i circuiti? In quali applicazioni è importante effettuare l’isolamento galvanico? Quali tecniche bisogna utilizzare per isolare due circuiti? Queste e altre domande troveranno ora risposta. L’isolamento elettrico, o isolamento galvanico, è la condizione per cui tra due punti a differente potenziale non ha luogo una circolazione di corrente continua. Più precisamente, non è possibile lo spostamento dei portatori di carica da un punto all’altro, mentre l’energia elettrica (o un segnale) può ancora essere scambiata mediante altri fenomeni fisici, come l’induzione elettromagnetica, l‘accoppiamento capacitivo o la luce. Tale condizione è equivalente a una resistenza elettrica infinita tra i due punti, anche se in pratica è sufficiente una resistenza del l’ordine …

Un kernel per il System-On-Chip

Con l’introduzione dei System-On-Chip si è sempre più affermata l’esigenza di sfruttare l’enorme potenzialità che offre una tecnologia del genere: i requisiti funzionali e prestazionali del nostro sistema possono essere così realmente modellati con l’ambiente. Le applicazioni di tipo embedded di tipo real-time sono sempre più presenti nelle nostre attività quotidiane, dalle soluzioni di tipo automotive a quelle più squisitamente domestiche. Il segmento dei sistemi embedded devono rispondere sostanzialmente, a tre requisiti: devono essere in grado di svolgere il proprio compito utilizzando delle risorse limitate, devono essere in grado di rispondere in un tempo predicibile alle mutate condizioni ambientali e, per ultimo, il loro sviluppo deve seguire, …

Bluetooth proximity marketing

Il Bluetooth Proximity Marketing è una particolare implementazione del proximity marketing che fa uso della tecnologia Bluetooth per inviare del contenuto pubblicitario, o più in generale informativo, in una modalità che emula il broadcasting verso più potenziali clienti in un’area limitata. Altre possibili tecnologie fanno uso della localizzazione dei telefoni cellulari mediante la loro posizione in una cella (location-based services), oppure utilizzano una connessione Wi-Fi, o ancora sfruttano il GPS di un dato apparato per fornire del contenuto localizzato. Le applicazioni di questa tecnica sono numerose, solo come esempio possiamo annoverare » invio di materiale pubblicitario, coupons ed altro presso esercizi …

Cybersecurity per Ethernet Industriale

In nessun altro settore il movimento verso la digitalizzazione è evidente come in quello industriale. L'ambiente della produzione è in continua evoluzione — è connesso e la comunicazione tra le varie divisioni aziendali o addirittura tra un’azienda e l’altra è in aumento. C'è un vivace scambio di dati, innumerevoli e diversi, tra tutti i componenti dell’azienda, che siano uomini o macchine. Introduzione Mentre in passato erano solo i singoli macchinari a essere interconnessi, nel futuro la rete sarà onnipresente — dai singoli sensori e attuatori, alle macchine e ai sistemi completi. Grazie alla transizione verso la digitalizzazione guidata da …

L’importanza del risparmio energetico per un Microcontrollore

Spesso non ci pensiamo perchè lo si da troppe volte per scontato, ma al giorno d'oggi tutti i dispositivi che usiamo quotidianamente (dallo spazzolino automatico all'automobile, dallo scaldabagno alle sveglie, etc.) utilizzano uno o più microcontrollori (MCU). Numero che, tra l'altro, è destinato ad aumentare vertiginosamente nei prossimi anni visto il sempre più crescente mercato dei dispositivi basati sull'Internet delle Cose (IoT). Storicamente i microcontrollori sono stati scelti perchè in grado di risolvere un elevato numero di operazioni in poco tempo. La sfida di oggi è la necessità di risolvere operazioni sempre più complesse, nel minor tempo possibile e consumando sempre …

Le esigenze dei futuri sensori per la manutenzione: sensori intelligenti per il condition monitoring

Oggi, una delle sfide principali nell’impiego di impianti meccanizzati e sistemi tecnici è il miglioramento della diagnostica, del condition monitoring e l’ottimizzazione globale del sistema. Questo tema sta acquisendo un ruolo sempre più importante in qualsiasi settore che impieghi macchinari, non solo quello industriale. Introduzione In passato, la manutenzione dei macchinari ha sempre seguito una programmazione e un ritardo nell’intervento comportava il rischio che la produzione venisse interrotta. Oggi, i dati raccolti dai macchinari e opportunamente elaborati permettono di predire il tempo residuo di vita. Temperatura, rumore e vibrazioni sono alcuni tra i parametri particolarmente critici che vengono registrati …