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.

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 …

Inclinometro con Arduino e accelerometro a 3 assi

In questo articolo vedremo come, utilizzando un comune ed economico accelerometro a 3 assi, un display LCD per visualizzare gli output, e la nostra fidata e collaudata piattaforma di sviluppo e prototipazione Arduino, sia possibile realizzare un inclinometro molto sensibile e compatto. Più precisamente, il dispositivo permetterà di misurare con accuratezza l'inclinazione sugli assi X e Y (roll e pitch), con molteplici applicazioni quali: livella su due assi, inclinometro per applicazioni industriali, macchine utensili, edilizia, fuoristrada, oppure, per chi utilizza spesso la bicicletta o la moto, per misurare l'angolo di incidenza di una salita (o discesa), oppure l'entità di …

Misuratore di distanza e livello a ultrasuoni

Compatti, facilmente reperibili e a buon mercato, i sensori a ultrasuoni permettono oggi di realizzare un'ampia gamma di progetti per la misurazione, dai più semplici ai più sofisticati. Prendete un modulo a ultrasuoni, un display, un paio di pulsanti, un microcontrollore equipaggiato con un opportuno software, e avrete tutti gli ingredienti necessari per realizzare un circuito di misura completo e pronto per l'uso. Introduzione Vi occorre conoscere il livello di liquido presente in una tanica di benzina, oppure in una cisterna piena d'acqua, e non avete tempo o voglia di fare troppi calcoli? Avete sistemato nel vostro giardino un bidone …

Implementare il GSR (Galvanic Skin Response) a microcontrollore nei dispositivi indossabili

La risposta galvanica della pelle (GSR) è definita come un cambiamento delle proprietà elettriche in seguito ad eventi quali lo stress o sudorazione da esercizi fisici. Le misurazione GSR rilevano l’impedenza della pelle umana e la temperatura corporea in situazioni diverse e possono essere utilizzate nel trattamento medico, benessere e nella rivelazione del falso (macchina della verità). GSR è anche conosciuto come EDA (Electrodermal Activity) che è la proprietà del corpo umano che provoca una variazione continua delle caratteristiche elettriche della pelle.  Un sistema di questo tipo può essere implementato con un sistema mobile, al fine di provvedere al …

Termometro Bluetooth a basso consumo

Grazie a questo progetto, chiunque sarà in grado di leggere in remoto il valore della temperatura ambientale, visualizzandolo comodamente su un qualunque smartphone. Il cuore del progetto è rappresentato dal modulo BL600-SA prodotto da Laird, un dispositivo Bluetooth 4.0 a bassa energia (BLE) racchiuso all’interno di un contenitore impermeabile e in grado di comunicare con uno smartphone Apple recente (dall’iPhone 4S in avanti), o con uno smartphone con sistema operativo Android 4.3 o superiore Non sono richiesti altri componenti attivi, tutto il circuito è contenuto nel modulo, che è programmabile in .. BASIC! Il Bluetooth mi ha sempre appassionato, …

Pulsiossimetro fai-da-te con Arduino

Il pulsiossimetro è uno strumento dal nome più complesso del suo funzionamento, ma è di estrema utilità in quanto, grazie ad esso, è possibile visualizzare l’andamento del battito cardiaco e misurare in maniera non invasiva la quantità di emoglobina nel sangue. La tecnologia odierna e la mania di realizzare tutto in casa, ha portato alla nascita di alcuni progetti davvero interessanti, come quello del pulsiossimetro fai-da-te; si tratta in realtà di un dispositivo, basato su Arduino, in grado di controllare e visualizzare il battito del cuore ma, a causa della mancanza di ricerche e sperimentazioni, ovviamente, non può essere …

TPM: misuriamo la pressione degli pneumatici [progetto completo]

La sicurezza stradale è fondamentale ed il controllo della pressione degli pneumatici (Tire Pressure Monitor) è parte integrante del sistema di verifiche che consente agli automobilisti di viaggiare sicuri. Quello che vediamo oggi è un progetto completo ideato e sviluppato da Freescale grazie al quale è possibile effettuare il controllo della pressione degli pneumatici all'interno degli stessi. Non solo pressione, naturalmente, ma anche temperatura, un parametro che, come sappiamo bene, è molto importante per la stabilità nonchè cruciale per la durata nel tempo. Buona lettura. A prescindere da quali siano le normative vigenti all'interno dei singoli paesi o delle …

Costruzione del RinoBot: scheda sensori

Concludiamo questa serie di articoli sulla realizzazione del RinoBOT. Dopo la "Costruzione del RinoBot: scheda navigazione e controllo" e "Costruzione del RinoBot: il software", in questo articolo si descrive la scheda che, simulando i sensi umani, permette la navigazione in un campo sconosciuto evitando gli ostacoli e trovando alcuni obiettivi specifici. Nei miei precedenti articoli di questa serie "costruire un robot", ho spiegato come costruire le parti essenziali di "Rino Il robottino", la piattaforma meccanica, l'hardware e il software necessari per guidare il robot alla velocità desiderata, in una certa direzione, sapendo dov’è in ogni momento relativamente ad un …