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.

Sfide e opportunità per il mercato dei sensori MEMS

Negli ultimi anni il volume di produzione dei sensori MEMS è cresciuto esponenzialmente in vari segmenti di mercato. Tra le maggiori applicazioni dei sistemi micro elettromeccanici, il settore automotive, healthcare, energy, industry, telecomunicazioni, infotainment, sicurezza, aerospace e defense. I MEMS garantiscono la possibilità di progettare piccoli sistemi portatili grazie alle dimensioni notevolmente contenute.   INTRODUZIONE Il portafoglio dei sensori industriali comprende sensori per la misurazione di forza, temperatura, umidità, pressione, posizione, vibrazione, torsione, proprietà dei fluidi, livello e flusso. L'aumento della domanda proveniente dal mercato automobilistico ha contribuito in modo determinante alla crescita dei sensori MEMS, soprattutto al fine …

Veicoli sempre più “intelligenti” grazie ai sensori miniaturizzati

Anche se un gran numero di dispositivi di rilevamento sono basati su silicio, vi sono alcuni compiti che possono essere eseguiti solo ricorrendo a componenti meccanici. In tempi recenti, le dimensioni di tali componenti sono andate sempre più riducendosi al fine di soddisfare le esigenze delle odierne applicazioni automotive. Introduzione Grazie all'utilizzo di tecnologie di microfabbricazione avanzate, è stato possibile aggiungere a un substrato di silicio comune una combinazione formata da componenti elettronici, dispositivi di rilevamento e dispositivi meccanici miniaturizzati. L'avvento di questi MEMS (Micro Electro-Mechanical System) ha aperto la strada a un gran numero di nuove opportunità per …

La scelta dei sensori

Come progettista o ingegnere di macchine, bisogna sempre specificare i sensori da utilizzare nei progetti. Durante la ricerca, ci si trova di fronte a una serie di specifiche di prodotto su cui bisogna fare affidamento per selezionare il sensore con il giusto rapporto costo-prestazioni. Dati di temperatura precisi sono la chiave per il controllo di molti processi. Solo quando la situazione di base è conosciuta con precisione può essere controllata e ottimizzata in modo utile. La sfida consiste generalmente nel determinare la situazione nelle condizioni di uso effettivo, che sono spesso esigenti. In alcuni casi, la temperatura deve essere …

Applicazione tipica della misura di inclinazione

In quest’articolo verrà illustrato come migliorare l’accuratezza della misura di inclinazione usando un accelerometro combinato con un giroscopio. Tanto sulle strade in pendenza quanto su quelle in pianura, per mantenere fermi i veicoli ad uso privato si utilizzano spesso i freni di parcheggio (EPB) elettrici. Il loro intervento si ottiene misurando l’inclinazione tramite un accelerometro a singolo o doppio asse. Tipicamente, un accelerometro x-, y-, o -z a basso-g viene collocato in un modulo dedicato EPB. Attualmente, sono sempre più numerosi i veicoli dotati della funzione di controllo elettronico della stabilità (ESC), ottenuta con un accelerometro a basso-g e …

Commenta e vinci un favoloso oscilloscopio!

Finalmente un altro ricco ed emozionante Contest si avvicina, per tutti i nostri lettori. Non perdete i prossimi articoli, tanti favolosi premi, messi in palio anche dalla Conrad, saranno assegnati ai vincitori. Un contest... elettrizzante Un nuovo concorso è in arrivo per i lettori di Elettronica Open Source. Un contest diverso dal solito, anche per i premi e i regali messi questa volta in palio. Ma per vincere occorre, naturalmente, partecipare e "sudare" parecchio, per accaparrarsi gli ambìti premi. Vediamo, adesso, in cosa consiste il contest. I premi in palio, messi a disposizione dalla Conrad Electronic Italia sono di …

I sensori inerziali ad alte prestazioni sono il motore dell’Internet degli oggetti in movimento

La proliferazione di sensori di qualità, combinata con la connettività affidabile e l’analisi dei dati, oltre a creare nuove efficienze industriali, rende i nodi intelligenti sempre più autonomi e mobili. Introduzione In un simile contesto, la precisione nel catturare il moto e tracciare la posizione del nodo sensore diventa fondamentale per il successo dell’applicazione. Le fattorie intelligenti sono in grado di sfruttare contemporaneamente veicoli terrestri a guida autonoma e droni per condurre più efficacemente le operazioni a terra, basandosi sui numerosi dati dei sensori geolocalizzati e sull’apprendimento analitico. La sala operatoria intelligente porta le tecniche di navigazione classiche sul …

I sensori a ultrasuoni

Potremmo dire, senza nemmeno esagerare più di tanto, che la tecnologia a ultrasuoni è vecchia come il mondo. Delfini e pipistrelli la utilizzano da milioni di anni senza nemmeno sapere che cosa sia un’onda. Madre Natura, si sa, quando trova una soluzione che funziona, la usa quanto più spesso le riesce. E l’uomo, si sa anche questo, tutte le volte che può cerca di replicare ciò che vede attorno a sé. Unite insieme queste due cose, aggiungete un pizzico di elettronica, mescolate per bene e otterrete l’articolo di oggi: come realizzare un semplice sistema di eco-localizzazione basato sugli ultrasuoni. …

Firmware 155 – Speciale Automotive

È uscito il numero di maggio di Firmware dedicato al settore Automotive. All'interno troverete contenuti tecnici su veicoli elettrici, guida autonoma e ADAS, tecnologia MEMS, il ruolo della Blockchain nel settore automotive e molto altro. Il download è disponibile nei formati PDF, ePub e mobi. La copertina di Firmware n. 155   Il sommario di Firmware n. 155   Veicoli elettrici sempre più efficienti con la blockchain Veicoli elettrici, guida autonoma e ADAS: i nuovi trends del mercato automotive La tecnologia di rete automotive prende il ritmo Applicazioni automotive dei sensori radar a 77GHz Aspetti di progettazione nel settore automotive, …

Veicoli elettrici, guida autonoma e ADAS: i nuovi trends del mercato automotive

Il mercato automobilistico si avvicina a 100 milioni di veicoli prodotti ogni anno e vanta un fatturato di 6 miliardi di dollari. Nuove tecnologie di sensori sempre più sofisticati ed efficienti sono in competizione per soddisfare molteplici esigenze di rilevamento. INTRODUZIONE Le tendenze del mercato automotive sono incentrate su due punti cardine: la digitalizzazione e la connettività tra veicoli. In conseguenza di ciò i progettisti e le case automobilistiche dovranno conformarsi ai nuovi schemi di mobilità e alla crescente connettività dei veicoli, unitamente alla richiesta di sicurezza. Dal punto di vista funzionale e progettuale, l’innovazione nell’industria automotive è guidata …

Applicazioni automotive dei sensori radar a 77GHz

Un radar che sfrutta la tecnica FMCW viene impiegato per la rilevazione degli oggetti sia in distanza che in velocità. Le sue prestazioni sono indipendenti dalla luce ambientale, e non richiede investimenti in un'ulteriore sorgente di segnale per illuminare la scena. La sua elevata frequenza di funzionamento (77GHz) si traduce direttamente in una soluzione complessiva di dimensioni ridotte. I segnali radar FMCW possono viaggiare attraverso la plastica, e questo permette al sensore di essere montato dietro una copertura, come un paraurti, un cruscotto o un rivestimento, per migliorare l'estetica della soluzione. In questo articolo analizzeremo alcune delle più innovative …

La tecnologia MEMS applicata ai sensori di navigazione

Negli ultimi anni, il settore dei sensori per la navigazione ha visto una sostanziale crescita dei dispositivi realizzati in tecnologia MEMS, determinata principalmente da caratteristiche quali costi e dimensioni ridotte, accompagnate dalla disponibilità di una maggiore banda, sensibilità e stabilità della misura Introduzione I sensori di navigazione sono oggi impiegati in numerose applicazioni che riguardano non solo il controllo di velivoli pilotati o a guida remota (UAV), ma anche sistemi per la stabilizzazione e il puntamento destinati ad applicazioni commerciali, industriali e militari. Il sensore per eccellenza in questo tipo di applicazioni è sicuramente il giroscopio: smartphone, controller per …

Accelerometro digitale MMA745XL

MMA745xL è un sensore digitale espressamente progettato per la misura di bassi valori di accelerazione. Le dimensioni del componente sono estremamente compatte (il package presenta uno spessore di un solo mm), è interamente realizzato in tecnologia MEMS (Micro Electro Mechanical System) e la misura di accelerazione viene eseguita sui tre assi X,Y,Z. Un’importante pregio di questo componente è quello di consentire una semplice e facile integrazione con architetture hardware basate su microcontrollore: esso infatti dispone di un’uscita di tipo digitale la quale, da un lato, consente un’interfacciamento immediato con numerosi tipi di controllori, e dall’altro si traduce in un significativo risparmio sui costi …

NI AWR Design Environment: sviluppare sistemi radar per il settore automotive

In questo articolo verranno presentate alcune delle sfide alla base dello sviluppo di sistemi radar e schiere di antenne a onde millimetriche (mmWave) per la prossima generazione di auto e camion intelligenti. Il software NI AWR Design Environment è una piattaforma EDA che fornisce un ambiente di progettazione per lo sviluppo di circuiti e sistemi ad alta frequenza integrando diversi pacchetti software. Attraverso un esempio pratico si mostrerà come la Piattaforma NI AWR Design, in particolare le funzionalità di progettazione radar offerte all'interno del software di progettazione Visual System Simulator (VSS), possano essere usate con successo per soddisfare le …

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 …

Interfaccia a basso consumo per sensori touch

Al giorno d'oggi l'uso sempre più diffuso di sensori è diventato una routine. Spesso e volentieri, infatti, li usiamo anche involontariamente, senza accorgercene. Per questo motivo è sempre più necessario progettare interfacce per questi sensori che siano caratterizzate dall'avere un basso consumo. I motivi sono molteplici, tra cui una maggiore durata della batteria se questi sensori sono installati su dispositivi mobili. Introduzione I sensori di tipo capacitivo sono, ad oggi, un tipo di tecnologia molto diffusa su scala globale per applicazioni che spaziano da misure di umidità a posizione, da rilievi del livello di un determinato fluido a misure di …

Sensori di prossimità

Lo scopo di questo articolo è quello di presentare una panoramica relativa a una famiglia di sensori di grande interesse la cui importanza è cresciuta enormemente grazie ai recenti progressi della tecnologia elettronica: i sensori di prossimità. Anzitutto occorre ricordare brevemente in cosa consiste un sensore e quali possono essere i suoi campi di utilizzo nelle apparecchiature di tipo elettronico. Per sensore si intende in generale un dispositivo in grado di misurare  il valore di una grandezza fisica applicata al suo ingresso, fornendo in uscita una grandezza  il cui valore è funzione della grandezza misurata. Nel nostro caso specifico, restringeremo il campo d’interesse intorno a quei sensori la cui uscita è una grandezza di …

Le novità sulla ricarica Wireless – Intervista a Tony Armstrong Direttore Marketing, Power Products @ Analog Devices

La ricarica wireless è senza dubbio un requisito per ottimizzare le richieste di alimentazione di un qualsiasi dispositivo portatile. Offrendo inoltre un modo semplice per ricaricare il cellulare rapidamente e senza disporre di cavi. La ricarica senza fili sfrutta le principali leggi della fisica, permettendo così a qualsiasi utente di ricaricare velocemente il proprio dispositivo. In un prossimo futuro questa tecnologia riguarderà non solo i dispositivi portatili ma anche i veicoli a guida autonoma. In questa intervista con Tony Armstrong Direttore Marketing, Power Products di Analog Devices, cercheremo di approfondire vari aspetti che circondano tale tecnologia. 1.  Come si …

La lettura delle stringhe NMEA

NMEA è uno standard di comunicazione utilizzato nella trasmissione dati satellitare (GPS) e nautica. L’ente che sviluppa e gestisce il protocollo è la National Marine Electronics Association. In questo articolo vedremo che cosa sono le stringhe NMEA e come possiamo acquisire i dati in questo formato. Lo standard NMEA è uno standard di interfacciamento tra apparecchiature digitali. La comunicazione NMEA nasce nel campo nautico ma è molto utilizzato nella comunicazione satellitare, dove viene impiegato per trasmettere dati da un GPS verso un computer. In genere esistono diversi protocolli di comunicazione utilizzati dai GPS (Rockwell, SiRF…) spesso in formato binario, ovvero non leggibili ad occhio nudo. La praticità e il vantaggio  del binario sta nel fatto che possono essere compressi …

Tastiera a sfioramento

Una trattazione dedicata alle tastiere a sfioramento basate sulla tecnologia capacitiva e induttiva di Microchip. Grazie alla completa assenza di parti meccaniche la loro durata è praticamente illimitata. Le tastiere a sfioramento e a contatto stanno prendendo il sopravvento sulle tradizionali tastiere a pulsanti e interruttori. La maggiore potenzialità infatti sta nella totale assenza di parti meccaniche che ne garantiscono il funzionamento praticamente all’infinito. Inoltre contribuiscono all’aspetto estetico e di design poiché anche le dimensioni possono essere ridotte ai minimi termini. I possibili utilizzi abbracciano un campo estremamente ampio, da quello medico, industriale e automobilistico. Questa tecnologia promette anche un’innovazione nel campo estetico, assicura un lungo e duraturo funzionamento, anche in condizioni …

Strumento di sviluppo per sensore ottico MT9M114 ON Semiconductor

I sensori di immagini CMOS vengono oggi utilizzati in diversi campi applicativi, da quello medicale passando per il settore della sicurezza etc. Gli imager CMOS offrono significativi vantaggi in termini di bassi consumi di potenza, bassa tensione di alimentazione e integrazione monolitica, consentendo ad esempio la fabbricazione di fotocamere digitali single-chip miniaturizzate con funzionalità aggiuntive sul chip o anche a livello di pixel aprendo opportunità completamente nuove. In questo articolo andremo a presentare la scheda di valutazione per il sensore ottico MT9M114 di ON Semiconductor, un sensore CMOS con incluse funzioni sofisticate per il miglioramento e l'elaborazione delle immagini …

La gestione di un sensore d’immagine CMOS

L’articolo tratta le possibili alternative a disposizione di un progettista per realizzare un'interfaccia verso un sensore d’immagine CMOS. In questa seconda parte ci si occuperà dell’interfaccia tra sensore e logiche programmabili mettendo in evidenza i pregi e i difetti di una soluzione di questo tipo. La prima parte di questo articolo esaminava la possibilità di realizzare un interfaccia verso un sensore d’immagine CMOS utilizzando microcontrollori dotati di un interfaccia diretta verso il sensore. L’altra possibile alternativa per realizzare un’interfaccia ad alta velocità, in grado di catturare i dati provenienti dal sensore CMOS, è utilizzare logiche programmabili o ASIC (Application Specific Integrated Circuit), realizzare quella che viene definita una “glue logic” ossia una logica che basandosi sulle caratteristiche …

Interfacciamento ad un sensore d’immagine CMOS

Volendo realizzare un'interfaccia verso un sensore d’immagine CMOS le architetture digitali tra le quali operare una scelta sono principalmente due. La prima è basata su ASIC o logiche programmabili, nella seconda invece ci si affida a microcontrollori dotati di un'interfaccia in grado di gestire direttamente il sensore, ossia in grado di catturare il frame (il contenuto informativo alla base dell’immagine) proveniente da questo, realizzando così quella operazione che genericamente viene chiamata “frame grabbing”. L’interfaccia digitale dei sensori  CMOS I sensori  d’immagine CMOS solitamente hanno un interfaccia digitale basata su due canali di comunicazione, attraverso il primo canale è possibile accedere ai registri inter ni …

Gli Encoder Magnetici

In quasi tutte le applicazioni che prevedono l’utilizzo di un motore in continua è indispensabile conoscere la posizione dell’albero del motore. I meccanismi di misura comunemente sono semplici; si usa un potenziometro in caso di basse accuratezze ed encoder ottici per precisioni maggiori. Laddove non è possibile collegare il sensore direttamente all’albero, ad esempio in una pompa idraulica, o laddove si vuole aumentare la vita del sistema riducendo le parti meccaniche in movimento, generalmente si usano gli encoder magnetici. Introduzione Come accennato, quando bisogna controllare un motore in continua in posizione o quando si vogliono misurare parametri derivati da …

Gestione di un Touch Screen

Interattività è oggi la chiave del successo per ogni applicazione. Una degli esempi più interessanti è la tecnologia dei touch screen che da alcuni anni sta invadendo il mondo dell’elettronica consumer. In questo articolo vedremo come funziona un touch screen e alcuni semplici esempi per gestirlo. La tecnologia dei touch screen non è affatto recente; nata nella seconda metà degli anni ’60 negli ambienti di ricerca, fu utilizzata per la prima volta nel 1972 nell’ambito di un progetto per la realizzazione di terminali di apprendimento assistito al computer. La grande diffusione si è avuta tuttavia soltanto con la crescente popolarità di smart phones, PDA e console di gioco portatili che ha caratterizzato l’ultimo decennio. Diverse sono oggi le tecnologie nelle …

Circuiti per la misura della temperatura

In questo articolo saranno mostrate alcune soluzioni circuitali per la misura della temperatura che sfrutta circuiti integrati della Linear Technology/Analog Devices. Cominciamo con il definire cos’è un sensore di temperatura. Si tratta di un trasduttore che converte una grandezza termica in un’elettrica che generalmente è rappresentata da una tensione. Esistono diversi principi di conversione, ma il più semplice è rappresentato dal termoresistore al platino in cui la resistività del sensore varia linearmente con la temperatura (la variazione  quadratica è trascurabile).  Il circuito che permette la misura di questa variazione è il ponte di Wheatston seguito da un amplificatore differenziale che ne amplifica la tensione di uscita. Il circuito mostrato in …