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.

Nucleus Plus

Nucleus Plus è un real-time kernel utilizzato in ambito embedded per applicazioni ad ampio spettro; è impiegato in applicazioni di telefonia mobile ed applicazioni per il controllo industriale. In questo articolo vedremo alcune caratteristiche della sua struttura interna. Nucleus Plus è un kernel che possiamo definire real-time, di tipo multitasking progettato appositamente per applicazioni critiche di tipo embedded. Quando si parla di sistemi real-time ci si vuole riferire a quei sistemi dove la risposta ad un evento, siano questi di tipo interno o esterno, è di assoluta importanza. Nella letteratura si distinguono sistemi real-time di tipo hard o soft. Circa il 95% del suo nucleo è scritto in ANSI C; per questa ragione esistono diverse versioni di questo kernel poiché risulta facilmente portabile su architetture …

Controlli motori DC con LPC2101

In questo articolo si illustra come utilizzare il microcontrollore LPC2101 (NXP) per il pilotaggio di motori DC (Direct Current). Un motore brushless DC (BLDC) è un motore elettrico sincrono alimentato da corrente diretta di energia elettrica (DC) con un sistema di controllo elettronico a commutazione. A differenza di uno Brushed DC, non ha bisogno di contatti elettrici striscianti sull’albero motore per funzionare (da qui il nome); un motore Brushed (figura 1) è costituito da uno statore (magnete permanente) e un rotore (elettromagnete). Dalla attrazione dei poli  magnetici opposti e dalla repulsione degli stessi si genera una coppia rotante. Il principale  svantaggio  di questo di motori BLDC sta nel maggiore …

Misuratore di energia da 3500 W con Wi-Fi

Un dispositivo Wi-Fi per controllare e gestire i propri apparati collegati alla presa tramite smartphone e tablet, ovunque e in qualsiasi momento. La presa intermedia può essere impiegata su qualsiasi standard della rete elettrica della casa. L'app gratuita "Sygonix Home" permette di controllare tutti i dispositivi collegati, programmandoli per metterli in stand-by quando è necessario. Introduzione Negli ultimi decenni, il miglioramento dell'efficienza energetica nelle nostre case, edifici e automobili ha ridotto significativamente le emissioni di carbonio riducendo la domanda. L'energia è responsabile di tutto ciò che alimenta le nostre vite quotidiane. E' una risorsa gestita costantemente in modo più …

Sensori MEMS: una rivoluzione nel settore sanitario

Anche se la tecnologia MEMS (Micro Electro-Mechanical System) non si può certo definire una novità, in quanto la sua nascita risale a parecchi decenni fa, si può a ragione affermare che solo in tempi recenti è iniziato lo sfruttamento delle sue reali potenzialità. L'integrazione di circuiti elettrici e di strutture meccaniche su un singolo substrato di dimensioni micrometriche, oltre ad essere la tecnologia alla base della maggior parte degli odierni dispositivi indossabili, riveste un ruolo fondamentale nell'implementazione di numerose funzionali degli attuali smartphone. Introduzione Senza dimenticare l'enorme influenza dei MEMS sullo sviluppo delle biotecnologie: grazie a questi minuscoli dispositivi …

Materiali intelligenti per dispositivi medici

Si chiama Pdlce il polimero “soffice” ultima scoperta di un gruppo di ricercatori, un materiale in grado di modificare la propria forma in modo reversibile. I ricercatori hanno indicato come utilizzo più immediato del materiale, la produzione di oggetti 3D a memoria di forma ovvero in grado di tornare alla forma originaria, dopo aver subito la deformazione e come principali campi di applicazione medicina e robotica. Stiamo parlando di smart materials o meglio materiali intelligenti che sottoposti a stimoli esterni di tipo meccanico o ambientale assumono caratteristiche e proprietà nuove come cambiare forma estendendosi o allargandosi. Veri e propri …

Progettiamo con i MEMS – il secondo webinar di EOS-Academy

Guarda un estratto del secondo webinar di EOS-Academy. Maurizio Di Paolo Emilio ha tenuto una lezione sui MEMS dal corso Electronic System Engineering. L'appuntamento settimanale con i webinar di EOS-Academy continua, e proseguirà fino alla fine di giugno. Ogni settimana un docente dell'Academy terrà una lezione di approfondimento su un argomento del proprio corso. Questa settimana Maurizio Di Paolo Emilio ha spiegato le linee guida della progettazione con i MEMS. Di seguito un estratto del webinar:   Con l'iscrizione ad EOS-Academy si entra in un percorso formativo il cui obiettivo è la realizzazione professionale nel settore dell'elettronica. Questo è possibile non …

Sistemi di supervisione dell’alimentazione

Il controllo della tensione di alimentazione nei sistemi digitali è diventato un aspetto molto importante che il progettista deve considerare con attenzione, soprattutto con gli attuali componenti elettronici, come FPGA e processori, che necessitano di più tensioni di alimentazione. Nel presente articolo verranno presentati i principali parametri che devono guidare il progettista nella corretta scelta del sistema di supervisione. La funzione primaria di un circuito di supervisione è quella di assicurare che la tensione di alimentazione di un microprocessore, di un DSP o di una FPGA sia compreso all’interno dei valori corretti durante la fase di avvio, spegnimento e di normale funzionamento. Se tale tensione è inferiore rispetto al range operativo, si possono verificare errori nell’esecuzione del codice, danneggiamento della memoria e problemi di latch-up. Il …

ESPertino e la domotica OpenSource: Switch a doppia uscita – Sviluppo pagina web

Nella prima lezione è stata fatta una panoramica sul mondo della domotica mettendo in evidenza i principali problemi e ostacoli, legati principalmente al fatto di non avere uno standard di comunicazione unico, e si è visto inoltre come domotica e IoT stanno convergendo verso un'unica direzione.  Proprio a partire da queste considerazioni è stato pensato e realizzato, attraverso l'utilizzo della scheda di sviluppo ESPertino, un sistema composto da dispositivi intelligenti che, oltre a eseguire funzioni specifiche come ad esempio il pilotaggio di un carico o l'invio di un comando per l'attivazione di una luce, sono in grado di interconnettersi e comunicare tra loro attraverso una rete Ethernet. …

UML Tutorial – Diagrammi entità/relazioni

Diagrammi differenti permettono di coprire tutti i possibili casi che si possono presentare. Ciascun diagramma è costituito da elementi (entità) interconnessi secondo particolari vincoli (relazioni). Entità Di seguito sono elencati e descritti le principali entità che si possono impiegare in un diagramma realizzato in UML: ➤ Class. Descrive un insieme di oggetti che sono accomunati da: attributi, operazioni, relazioni e semantica. ➤ Interface. Una raccolta di operazioni che specificano un servizio di una classe o di un componente. ➤ Collaboration. Rappresenta un interazione tra elementi che lavorano insieme per assicurare un compito che da soli gli elementi non potrebbero dare. ➤ Actor. E’ l’entità esterna che …

Il Can Controller di Fujitsu

Il microcontrollore di casa Fujitsu MB90340E, contiene anche un’interfaccia CAN bus. Vediamo in questo articolo quali sono le sue caratteristiche. Il Controller Area Network (CAN) è un protocollo utilizzato per la maggiore nelle applicazioni di tipo automotive. L’implementazione dello standard da parte di Fujitsu risulta conforme alle specifiche 2.0 parte A e B. La figura 1 mostra il diagramma a blocchi di questo CAN Controller. Dalla figura possiamo notare la varietà dei registri che il componente propone al programmatore. I nodi che rispondono alle specifiche 2.0A e 2.0B comunicano tra loro solo se non utilizzano la modalità estesa, ovvero Extended Frame. Qui di seguito vediamo alcune caratteristiche di questo componente: ➤ Il  componente …

energyBUS – Un bus per gli impianti di climatizzazione

L’energyBus (eBUS) è uno standard aperto concepito espressamente per la comunicazione tra apparati di controllo degli impianti di riscaldamento e climatizzazione. In questi ultimi anni la complessità degli impianti di riscaldamento e climatizzazione è notevolmente aumentata. Sempre più spesso l’impianto non è alimentato da una sola sorgente, ma si integrano diversi sistemi in grado di sfruttare diverse fonti energetiche. A causa di questa complessità crescente è necessario realizzare un sistema di controllo adeguato che permetta un rapido scambio di informazioni tra i diversi  componenti, garantisca la massima efficienza, semplifichi la manutenzione e riduca i costi di esercizio. Il sistema di comunicazione a bus è la scelta ideale che soddisfa tutti i requisiti …

Microcontrollori a risparmio energetico

La diffusione di dispositivi portatili sempre più piccoli e meno ingombranti ha portato a dover progettare e migliorare i componenti, soprattutto dal punto di vista energetico, al fine di incrementare l’efficienza e dunque l’autonomia dei dispositivi a fronte di una lentissima evoluzione tecnologica dei sistemi di accumulo (batterie e supercap). Questi dispositivi nascono per diversi settori, da quello consumer a quello elettromedicale passando per il settore industriale, svolgendo attività di acquisizione, elaborazione e trasmissione di dati quali temperatura, umidità, vibrazioni, contatore presenze, etc. La durata della batteria e quindi la disponibilità alla missione è sempre più un parametro …

IOTA: quali applicazioni per l’IoT?

Nei precedenti articoli abbiamo presentato IOTA, la crittovaluta concepita per il mondo dell'Internet of Things (IoT). Le sue doti di velocità, sicurezza ed efficienza la rendono particolarmente adatta a gestire le microtransazioni. Come vedremo nell'articolo, le possibili applicazioni di IOTA sono numerose, potenzialmente in grado di semplificare molti processi della vita di tutti i giorni. IOTA, la crittovaluta per il futuro Abbiamo già visto come in IOTA, per creare una transazione di importo qualsiasi, non sia richiesto il pagamento di alcuna commissione. Infatti, per generare una transazione è sufficiente validare due transazioni create in precedenza, selezionate dalla piattaforma in …

Il primo webinar di EOS-Academy

Guarda un estratto del primo webinar di EOS-Academy avvenuto ieri. Al webinar ha preso parte il team di docenti e il direttore dell'Academy per presentare ufficialmente gli obiettivi e i servizi della nuova iniziativa di Elettronica Open Source. Dopo mesi di preparazione EOS-Academy è ufficialmente operativa, con l'obiettivo di porsi come un supporto didattico per chi vuole entrare nel settore professionale dell'elettronica. Iscriversi all'Academy significa non solo seguire dei corsi, ma poter sfruttare l'esperienza pluriennale dei professionisti del settore. Ricordiamo che i corsi attualmente disponibili sono: Embedded Firmware Design: in cui si studiano le tecniche per la programmazione di sistemi embedded. Il percorso formativo comprende l'analisi …

L’intelligenza artificiale è il nostro futuro. Ma migliorerà o distruggerà l’umanità?

L'intelligenza artificiale (AI o IA) ha un potenziale enorme in grado di trasformare il mondo in molti aspetti commerciali ed industriali. Molti esperti non sono d'accordo sul tipo di effetto che la trasformazione avrà sulla persona media. Alcuni credono che gli esseri umani saranno molto meglio nelle mani di sistemi avanzati di intelligenza artificiale, mentre altri pensano che porteranno alla nostra inevitabile rovina. La diffidenza che circonda la tecnologia non è nuova. Diverse storie di fantascienza tratte da film come Matrix hanno visto il susseguirsi di trame incentrate su un concetto chiamato "la Singolarità", il momento in cui le IA diventano …

Aggiorniamo ESPertino con l’OTA

Over the Air, o semplicemente OTA, è una tecnica largamente utilizzata per l’aggiornamento wireless del software di sistema, del software applicativo, o dei parametri di configurazione di un sistema embedded. Vediamo in questo articolo i principi base che permettono di impiegare questa tecnica, oggi diffusissima soprattutto sui dispositivi mobile, per aggiornare il sw applicativo in esecuzione sulla scheda ESPertino. Introduzione Nei precedenti articoli riguardanti la scheda di prototipazione rapida ESPertino, abbiamo avuto modo di elogiarne le numerose funzionalità e caratteristiche tecniche di assoluto rilievo. E’ inutile negarlo, la vocazione principale di ESPertino, e il suo naturale terreno di utilizzo, …

L’opportunità del settore Medical

L'assistenza sanitaria è un settore di grande valore, sebbene altamente controverso. I costi crescenti e le complesse regolamentazioni assicurative, indirizzano il settore verso altre soluzioni affinchè i pazienti possano interagire con medici e altri operatori sanitari in real time. In una certa misura, tutti i problemi di costi e regolamentazioni varie nell'assistenza sanitaria, insieme a molti altri che affliggono l'erogazione di servizi, potrebbero essere ottimizzati e nello stesso tempo migliorare i risultati attraverso un migliore accesso alle informazioni in tempo reale, con innovative tecniche di monitoraggio e una diagnostica predittiva, tutte soluzioni che l'Internet degli oggetti può consentire. Quando …

UML – Introduzione al linguaggio

La notazione grafica è forse il mezzo più immediato per far comprendere ad altri un concetto o un’idea. Un diagramma chiaro può valere anche più di mille parole. Il problema è che spesso è difficile realizzare uno schema semplice ma al tempo stesso esauriente. Con questo primo articolo inizia un panoramica su uno dei principali metodi per la descrizione, tramite schemi standard, del funzionamento dei più disparati sistemi: Unified Modeling Language. Obiettivo di queste puntate su UML è quello di introdurre il lettore all’uso di un linguaggio unificato per la descrizione, non solo di applicazioni software, ma di qualunque tipologia di problema. Questo linguaggio è detto UML, ossia Unified Modeling Language o linguaggio di modellazione unificato. In ingegneria del software UML è un linguaggio di modellazione e specifica basato …

L’Architettura del core M16C

Il core M16C di Renesas è certamente una buona proposta per il settore embedded poiché permette di sopperire alle diverse funzioni che il progettista software e hardware richiede per le proprie necessità: una struttura versatile e soprattutto una buona gestione degli interrupt. In modo particolare approfondiremo le caratteristiche dei registri, la sua mappa di memoria, il trattamento dei dati e la gestione degli eventi asincroni. La figura 1 mostra la proposta Renesas della famiglia M16C, come vediamo offre soluzioni basate a 8 bit fino a proposte più complesse. In questo articolo analizzeremo in particolare la famiglia M16C/2x che copre le applicazioni fino a 16 bit. Il …

Pilotaggio di un LCD con PIC16F91x

I progettisti di sistemi embedded oggi devono affrontare le richieste sempre più massicce di interfacciamento fra l’uomo e le macchine. Queste esigenze si riflettono nel sempre maggior impiego di sistemi quali LCD alfanumerici, custom e TFT. Ecco dunque come approcciare dal punto di vista tecnico queste tecnologie. La visualizzazione delle informazioni è praticamente una delle caratteristiche più richieste in tutti i settori delle applicazioni elettroniche, come industriale, consume9r, medicale, telecom. Molteplici sono le tipologie di interfaccia HID (Human Interface Devices) che consentono alle macchine di fornire all’esterno informazioni intellegibili dalle persone. A partire dai ben noti display a segmenti led, riportati in figura 1, attraverso  i quali è possibile visualizzare  le sole cifre numeriche ed eventualmente  il punto per i decimali,  si passa agli ormai …

Lo standard Amba-LITE – Un modello sintetizzabile di periferiche master e slave

In un sistema AMBA AHB-Lite il master è la periferica responsabile dell’inizio di una qualsiasi transazione, in lettura o scrittura; lo slave è invece oggetto di tale transazione. Il presente articolo descrive in dettaglio maggiore il funzionamento di queste periferiche presentandone modelli VHDL sintetizzabili in logiche programmabili. Lo standard definisce un protocollo parallelo sincrono caratterizzato da una struttura intrinsecamente pipelined; supporta trasferimenti singoli od a burst con possibilità di lock del possesso del bus. Prevede un meccanismo di hand-shake che consente l’inserzione di un numero di wait-state variabile negli accessi alle periferiche in funzione delle prestazioni di queste; definisce una semplice procedura per la segnalazione degli errori. La figura 1 evidenzia una generica periferica in …

uClibc una libreria per applicazioni embedded

Uclibc è una run-time library realizzata in c ed è adatta per sistemi embedded con un ridotto footprint. la libreria è liberamente utilizzabile per le nostre applicazioni commerciali. Questa libreria è un valido strumento per chi ha l’esigenza di scrivere applicazioni per soluzioni embedded, inoltre è proposta secondo la classica licenza GPL. mClibc nasce come una derivazione della più famosa gLibc per poi, nel tempo, assumere un’evoluzione diversa e diventare un’ottima scelta per il mondo embedded. Le differenze più importanti tra queste due proposte, fondamentalmente, sono da ricercarsi nei diversi segmenti di mercato cui sono rivolti: la gLibc è stata pensata per la realizzazione di desktops e …

BUS VME e BUS CAMAC

Il bus CAMAC (Computer Automated Measurement And Control) e il bus VME (Versa Module Europe), due sistemi modulari di gestione dati utilizzati in molti laboratori di ricerca di fisica nucleare. Vediamo le loro differenze principali e come funzionano. Il bus CAMAC è uno standard internazionale definito dalla commissione ESONE (European Standard On Nuclear Electronics) del JCR, Ispra. Lo standard CAMAC IEEE comprende: ➤ 583 La base standard; ➤ 683 Block transfer specifications; ➤ 596 Paralle Branch HighWay systems; ➤ 595 Serial Highway system; ➤ 726 Real-time Basic per CAMAC; ➤ 675 Fortran subroutines. Il bus CAMAC è un tipo di standard chiamato Standard “da progetto”; ovvero sono dei bus (figura 1) tecnicamente validi che nascono …

I sensori di immagine

L’articolo tratta la teoria dei sensori di immagine soffermandosi sui sensori CMOS, confrontandoli con i sensori CCD. Vengono descritti i principali parametri che determinano la scelta di un sensore per una determinata applicazione aiutando l’utilizzatore ad effettuare la scelta più indicata. Al giorno d’oggi applicazioni come la fotografia o il video digitale, la video sorveglianza, l’ispezione ottica del processo produttivo e svariate applicazioni nel settore automotive dedicate alla sicurezza e all’assistenza alla guida si stanno sempre più diffondendo. Il cuore di tutte queste applicazioni è il sensore  d’immagine, che rappresenta  il punto focale intorno al quale costruire il progetto. Il sensore  d’immagine Per sensore d’immagine si intende il trasduttore che converte l’immagine ottica in una sua rappresentazione o codifica elettrica, …

CPU Design: la ALU operaia

Uno dei concetti più misteriosi e intriganti per la giovane matricola di ingegneria è quello di ALU. Sai che è qualcosa che sta dentro la CPU, non sai bene che cos’è né che cosa faccia, ma già perché sta dentro la CPU deve essere qualcosa di incredibile. Hai saputo? Quello si è progettato una ALU! Caspita! Ma in realtà una ALU non è niente di fantascientifico. La ALU è la manodopera della CPU, è il blocco di circuiti che fa tutto il lavoro, ma niente di più. Progettare una ALU significa mettere insieme un po’ di circuiteria in grado …
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