Mems & Sensors:

Nella categoria MEMS & Sensors sono presenti articoli tecnici e progetti di riferimento relativi sia ai MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) in generale tra cui accelerometri e giroscopi, sia ai vari tipi di sensori presenti sul mercato con relativa Signal Chain per l’acquisizione analogica.

Sensori MEMS high-end per applicazioni industriali, automotive e healthcare

Il portafoglio MEMS high-end di STMicroelectronics comprende varie soluzioni che rappresentano la scelta ideale per applicazioni industriali, healthcare e automotive, tra cui telematica, navigazione, infotainment e sicurezza. La serie di sensori MEMS si compone principalmente di accelerometri ad alto g e giroscopi digitali a 3 assi.   Introduzione L'attenzione sulle applicazioni critiche in termini di sicurezza sia nei mercati automotive che in quelli industriali è notevolmente aumentata, portando nuove pressioni agli ingegneri dei sistemi in quanto devono lavorare per risolvere le sfide di sicurezza.  L'industria automobilistica ha implementato nel corso degli anni nuovi sistemi di sicurezza che vanno dai sistemi …

Le aspettative di mercato dei sensori MEMS

Gli ultimi anni sono stati un periodo d'oro per i mercati dei MEMS con grandi volumi di spedizione guidati dal settore degli smartphone. L'uso di sensori come i microfoni, i sensori inerziali, di pressione e di gas coinvolgono diversi mercati come quello automotive, industriale e aerospace. Introduzione I sensori MEMS utilizzano piccoli componenti meccanici ed elettrici integrati in un solo chip. I relativi mercati stanno crescendo più lentamente rispetto agli ultimi anni a causa della riduzione della domanda di smartphone e di altri dispositivi portatili che sono stati grandi driver di crescita. Yole Developpement nel suo studio propone un'analisi …

Quanto è importante la calibrazione della strumentazione?

La strumentazione scientifica medica è un'area in cui tutti si aspettano precisione e sicurezza. Come i produttori possono fornire apparecchiature "perfette" ad un prezzo ragionevole? In una sola parola, calibrazione. La calibrazione è un confronto delle prestazioni dell'apparecchio con uno standard di precisione noto e una relativa correzione al fine di ridurre al minimo gli errori. Introduzione Le tecniche di calibrazione riducono le tolleranze nelle apparecchiature imperfette pur mantenendo una certa convenienza economica. Tutte le componenti sia meccaniche che elettroniche hanno tolleranze di fabbricazione.  Quando i componenti vengono assemblati in un sistema, le singole tolleranze si sommeranno per crearne …

La tecnologia MEMS per il settore audio

I microfoni e gli altoparlanti MEMS si rivolgono a tutte quelle applicazioni audio dove le piccole dimensioni, l'alta qualità del suono, l'affidabilità e la convenienza sono requisiti fondamentali.  Le soluzioni MEMS audio di ST sono progettate con tecniche di produzione innovative, con l'obiettivo di offrire elevate prestazioni hi-fi dal punto di vista della purezza acustica.  Introduzione La tecnologia MEMS offre robustezza e affidabilità per i microfoni e gli altoparlanti impiegati nei più svariati campi dell'automotive per l'implementazione del controllo vocale, ma anche nelle applicazioni industriali dove l'ambiente operativo richiede determinate condizioni di lavoro. La scienza dei materiali sta introducendo …

L’elettronica è sempre più MEMS

I sensori MEMS sono in una buona fase di continua crescita, con una forte domanda dal settore automotive e dall'Internet of Things (IoT). Con una miniaturizzazione sempre più affidabile, sono stati sviluppati diversi sensori basati sulla tecnologia MEMS. Questi includono sensori di pressione e vibrazioni, accelerometri e giroscopi. I sensori MEMS vengono integrati in diverse applicazioni, tra cui dispositivi di monitoraggio delle vibrazioni industriali, l'implementazione di airbag, sistemi di valorizzazione della stabilità e sistemi di navigazione per veicoli e aerei. La tecnologia è stata considerata rivoluzionaria in quanto capace di modificare i design dei circuiti elettronici, portando le soluzioni …

Quale sarà il futuro dei MEMS? [OPINIONI A CONFRONTO]

Noi tutti vogliamo i nostri dispositivi estremamente performanti. Le persone vogliono registrare eventi social, performance musicali e riprodurre nello stesso tempo la musica in maniera accurata, oppure disporre di una elevata qualità di chiamata vocale priva di rumori di fondo anche in condizioni critiche. Queste tendenze richiedono tecnologie MEMS efficienti! Cresce la domanda di microfoni MEMS (per un approfondimento sui MEMS consultare la categoria corrispondente) che garantiscono elevate prestazioni e fedeltà con una decisa affidabilità, in dimensioni compatte adatte all'uso in dispositivi portatili. Il mercato dei microfoni MEMS dovrebbe aumentare da 3,6 miliardi di unità nel 2015 a oltre …

L’innovazione tecnologica dei sensori MEMS

La proliferazione dei sensori sta avendo una grande influenza in tutti gli aspetti della nostra vita quotidiana. Stiamo assistendo a una varietà di modi per poter interagire con il mondo, rappresentando, di fatto, il core delle applicazioni connesse nell’ambito dell’IoT. STMicroelectronics è al centro dell'evoluzione dell'industria dei sensori MEMS che guida l'innovazione continua per applicazioni che impiegano diversi microattuatori.    Introduzione Nella forma più generale, un MEMS consiste di microstrutture meccaniche e circuiteria microelettronica, il tutto integrato all'interno dello stesso chip di silicio (figura 1). I microsensori rilevano i cambiamenti nell'ambiente circostante misurando informazioni o fenomeni meccanici, termici, magnetici, chimici …

Firmware 137 Speciale Medical

È uscito il nuovo numero di Firmware di giugno! Il focus di questo mese è dedicato al Medical, ecco alcuni articoli: l'impatto delle tecnologie indossabili sulla moderna assistenza sanitaria, tecniche di progettazione per dispositivi medicali indossabili, test e sviluppo di applicazioni medicali e molto altro! Buona lettura! La copertina di Firmware n. 137 Il sommario di Firmware n. 137   Le soluzioni di timing nei sistemi digitali Corso Embedded ARM: sistemi operativi real time La progettazione PCB: intervista a Wojciech Giergusiewicz - Manager DesignSpark PCB @ RS Components L'impatto delle tecnologie medicali indossabili sulla moderna assistenza sanitaria Tecniche di …

Le ultime news dal settore MEDICAL

Gli impianti microelettronici svolgono un ruolo pionieristico in grado di individuare specifici parametri medici, e prendere immediatamente misure terapeutiche autonome combinando diagnosi e trattamenti in un unico sistema. L'elettronica medicale comprende sensori, attuatori ed elaborazione del segnale, tutta una serie di dispositivi tecnicamente sofisticati realizzati attraverso processi di ricerca, sviluppo, produzione e controllo di qualità. Introduzione Riferendosi alle applicazioni di elettronica medica per la gestione delle malattie croniche, per la cura post-operatoria e il benessere generale, è ben noto che la portabilità dei dispositivi elettronici medici è la chiave dell'accessibilità e della convenienza per la diagnostica sanitaria e altre …

Una panoramica sui sensori di campo magnetico

Siamo interamente avvolti dal campo magnetico terrestre ma nessuno dei nostri cinque sensi è in grado di avvertirne la presenza, la nostra unica esperienza della sua presenza è solitamente racchiusa nell’ago di una bussola. La Honeywell, azienda leader nel campo dei sensori magnetici, mette a disposizione alcuni tipi di sensori ad effetto hall della gamma SS490: l’SS443A (figura 1) di tipo digitale e l’SS495A di tipo analogico (figura 2). L’effetto Hall (figura 3) è un fenomeno legato al passaggio di una corrente, attraverso ovviamente un conduttore, in una zona in cui è presente un campo magnetico diretto ortogonalmente  alla corrente stessa. Il nome “digitale” discende dal fatto che l’uscita possiede solo due stati, …

Appesi a un filo: come usare lo standard 4-20 mA

Una volta c’erano i collegamenti cablati. Poi è venuto il wireless, con la sua praticità, la mancanza di fili che corrono da tutte le parti, e la facilità di utilizzo. All’inizio il wireless funzionava male, i dispositivi perdevano il collegamento (qualcuno ricorda i primi mouse Bluetooth?), le batterie finivano subito, e in generale si storceva il naso al solo pensare di comprare un aggeggio senza fili. Poi il wireless è diventato onnipresente, e a tutti gli effetti ne siamo circondati. Sembra, ormai, che qualsiasi problema possa essere risolto con una rete wireless. Ma in realtà non è così. Anche …

Le soluzioni MEMS per applicazioni ad alta vibrazione

Gli accelerometri misurano le accelerazioni in uno, due o tre assi ortogonali. Le misure sono tipicamente utilizzate per calcolare l’inclinazione o l'orientamento rispetto all’accelerazione di gravità, così come per misurare vibrazioni e urti. La maggior parte degli accelerometri sono sistemi micro-elettromeccanici (MEMS): in particolare quelli termici sono adatti per misurare l’inclinazione grazie alla loro risposta passa-basso e risonanza nulla. Il loro design monolitico e l’assenza di strutture capacitive, senza parti in movimento, implicano alta capacità di sopravvivenza agli urti e affidabilità best-in-class in ambienti esigenti. In questo articolo faremo una panoramica sui sensori MEMS, in particolare quelli capacitivi e …

Considerazioni progettuali per i dispositivi medici indossabili

La tecnologia indossabile è in grado di monitorare l'attività fisica, raccogliere dati e fornire un feedback fisiologico in tempo reale. I biosegnali sono intrinsecamente prodotti dal corpo e consentono di determinare alcuni parametri vitali, contribuendo così a valutare la salute umana. I quattro segnali principali sono temperatura, frequenza cardiaca, frequenza respiratoria e la pressione sanguigna. Usando substrati flessibili e resistenti per garantire una perfetta aderenza con la pelle umana, un dispositivo medico wearable è in grado di misurare contemporaneamente i suddetti parametri, misurando direttamente l’elettrocardiogramma (ECG), la risposta galvanica (GSR) e la temperatura della pelle. Introduzione La convergenza tecnologica …

I trasduttori per l’Energy Harvesting

Nel nostro pianeta Terra esistono varie forme di energia disponibili nell’ambiente ove viviamo: l’energia solare che fornisce sorgenti di luce e calore, l’energia elettromagnetica, l’energia cinetica, l’energia termica, l’energia biochimica. L’energia ambientale può essere raccolta, quindi acquisita e convertita in energia elettrica mediante i trasduttori. I trasduttori a loro volta sono classificati per tipologia di sorgente energetica da acquisire. Si trovano in commercio trasduttori di luce, di movimento/vibrazioni, di calore, di campo magnetico, di radiofrequenza. I vantaggi della Energy Harvesting La raccolta e conversione di energia consente notevoli benefici fra i quali l’operatività a lungo termine dei dispositivi utilizzatori, …

Il futuro dell’IoT non è (ancora) scritto

Il primo numero di EOS-Book di questo nuovo anno vede tra i vari articoli numerosi approfondimenti di progettazione elettronica e la recensione della nuova (mini) scheda Arduino Wi-Fi per il design di applicativi nell’ambito dell’Internet delle cose o IoT. Proprio quest'ultimo è un tema che andremo ad approfondire, intraprendendo un viaggio tra soft robotica, IoT, machine type communication e connettività per capire quali sono i possibili sviluppi e che cosa ci riserva il futuro. Sicuramente un futuro molto ben avviato che rappresenta un enorme potenziale per i professionisti IT. L'Internet delle cose o più semplicemente IoT è decisamente il …

Segui i movimenti del pallone da Football americano dal tuo smartphone

Il produttore di articoli sportivi Wilson, nonchè fornitore ufficiale di palloni ovali per la National Football League (NFL), sta cercando di contribuire a rendere il gioco del football americano ancora più spettacolare, portando l'adrenalina e l'emozione del gioco nelle strade e parchi di tutto il mondo. Lo scopo è creare una nuova esperienza per gli appassionati di sport, coinvolgendo l'Internet degli oggetti o IoT (al link seguente una panoramica sull'IoT) per rendere i loro palloni ovali "intelligenti". I sensori disposti all'interno della palla potrebbero coinvolgere lo sportivo (o professionista) nel gioco e nello stesso tempo conoscere dettagli statistici come …

Gestire un accelerometro con Python o con Arduino

La scheda Flip&Click è una combinazione vincente tra Arduino e Python: la flessibilità dell’hardware open source, con la semplicità di programmazione di Python. Flip&Click è essenzialmente Arduino Due con la possibilità di implementare una serie di moduli Click MikroBus che la MikroElektronika mette a disposizione. In questo articolo vedremo come poter implementare degli accelerometri Accel Click e Accel 2 Click per poter dar vita a tanti progetti fantasiosi. Gli accelerometri misurano l'accelerazione nei tre assi x, y e z con diversi approcci, il più comune sfrutta la rilevazione della capacità. Quando vi sono due strutture vicine adiacenti vi è …

Firmware n. 128 con LoRa, display HMI, oscilloscopi digitali, MEMS e molto altro!

È uscito il nuovo numero di Firmware! Scopriamo insieme gli articoli di questo mese: innanzitutto la copertina è dedicata LoRa, la nuova tecnologia wireless. Abbiamo poi proseguito con: alimentazione per i dispositivi wireless remoti; come arricchire i progetti embedded con display HMI; il design con gli oscilloscopi digitali; i giroscopi MEMS nei sistemi di controllo feedback; la certificazione in Safety dei sistemi avionici sulle architetture di processori multi-core; Voltage Reference nel sensing dei processi industriali di controllo. Il download è disponibile nei formati PDF, ePub e mobi... buona lettura! La copertina di Firmware n. 128   Il sommario di …

I giroscopi MEMS nei sistemi di controllo feedback

I giroscopi MEMS offrono un modo semplice per misurare la velocità angolare (o il moto di rotazione), il tutto in semplici package facilmente installabili sul PCB. Rappresentano la scelta popolare nell'ambito dei sistemi feedback come elemento sensibile per il controllo del movimento. I giroscopi e gli accelerometri MEMS hanno conquistato decisamente il mercato automotive, con la loro massiccia presenza nei sistemi di controllo per i veicoli relativamente alla stabilità di guida. Mentre gli accelerometri misurano l'accelerazione lineare, il giroscopio misura la velocità angolare intorno ad un asse e di conseguenza l'angolo di rotazione. La loro combinazione migliora decisamente la …

La tecnologia MEMS

I MEMS sono dispositivi che integrano elementi meccanici in un substrato di silicio dalle tipiche dimensioni di 1 – 10 μm, combinando la capacità computazionale della microelettronica con quella di controllo dei micro-sensori e micro-attuatori per il design di prodotti intelligenti. La tecnologia MEMS comprende accelerometri, giroscopi, dispositivi piezoelettrici e microfoni, solo per citarne alcuni. Un mercato in forte crescita rappresentando, di fatto, una grande rivoluzione nel settore delle telecomunicazioni, automotive, consumer, IT, industriale e medicale. I vantaggi più significativi sono le dimensioni compatte, consumi ridotti, bassi costi e una maggiore affidabilità. La forte crescita nell'uso dei MEMS ha …

L’innovativo dispositivo wearable per monitorare i parametri vitali

I dispositivi di rilevamento real time indossabili possono fornire informazioni importanti sulla salute di un soggetto umano. Chem-Phys è un cerotto per monitorare contemporaneamente il battito cardiaco e lo sforzo fisico. Le due modalità di rilevamento sono fabbricate su un substrato flessibile e montate sulla pelle. Il nuovo cerotto è stato sviluppato dai ricercatori dell’Università della California di San Diego (articolo pubblicato su Nature Communications), ed è il primo dispositivo indossabile in grado di monitorare simultaneamente più informazioni biochimiche contenute nel sudore della pelle umana. Introduzione Lo smartphone attuale ha decisamente più potenza di elaborazione rispetto ai supercomputer degli …

I dispositivi medici chiamano a casa

Molti dispositivi medici portatili ci sono già familiari. Termometri digitali, misuratori della pressione, sistemi di monitoraggio della glicemia, misuratori dell'ossigeno nel sangue e sistemi di monitoraggio della frequenza cardiaca sono tutti apparecchi non invasivi ormai noti. Nel corso del tempo questi dispositivi sono passati dallo studio del medico a casa nostra. Una tendenza che continua, parallelamente al fatto che gli apparecchi vengono creati con funzionalità di monitoraggio sempre più sensibili e algoritmi avanzati per consentire alle funzioni di diagnostica e trattamento di essere utilizzate anche fuori dall'ambulatorio medico.  Introduzione Un elemento chiave di questa trasformazione è l'aggiunta di istruzioni …

I Sensori MEMS nell’elettronica embedded

Oggigiorno la tecnologia sta diventando una presenza fissa nella nostra vita. La tendenza è quella di avere dispositivi con ulteriori funzioni, che ci permettano di avere libertà sempre maggiore. In particolare, i nostri smartphone stanno diventando un vero e proprio agglomerato di questi sensori: rilevano tantissime grandezze fisiche, e le elaborano per fornirci una visione della realtà che ci circonda molto più dettagliata di quella che ci è normalmente permessa dai nostri sensi. Gran parte del merito di questo progresso, è dovuto a dei dispositivi che non superano il mm2, i MEMS (Micro Electro Mechanical Sistem). Scopriamo assieme perché …

Wearlab: piattaforma di sviluppo open source per dispositivi wearable

La Wearlab V0 è una scheda di sviluppo per dispositivi wearable derivata dalla demoboard Hexagon CPU Board XMC4200 Actuator CPU_42A-V1 di Infineon basata su microcontrollore ARM Cortex M4. Il sistema base è stato ampliato con alcune periferiche specifiche per sviluppare applicazioni indossabili. Sono stati quindi inseriti un RTC, un MEMS a 3 assi ultra low power, ed un sensore di pressione, umidità e temperatura. Inoltre è stato inserito un modulo bluetooth (BLE) per comunicare direttamente con lo smartphone nel tipico utilizzo di questo tipo di applicazioni (dispositivo indossabile che acquisisce e trasmette i dati e l'app dello smartphone che …

Compensazione di un sensore di temperatura con un microcontroller PIC

Il monitoraggio della temperatura è un compito di ingegneria molto diffuso e comune. Sia in laboratorio che in fabbrica, eseguire misure accurate ad alta risoluzione può essere difficile e costoso. Nell’ambito della Microchip, possiamo disporre di una serie di sensori di temperatura con un certo range tipico di accuratezza a temperatura ambiente che può variare da ± 1 °C fino a scendere al di sotto dell’unità per sensori high-precision. Tuttavia, a temperature estreme, l'accuratezza diminuisce in modo non lineare, tipicamente quadratica. In questo articolo descriveremo una tecnica di compensazione matematica per migliorare l’accuratezza di un sensore in un determinato …