In un mondo nel quale praticamente tutto è connesso, i progettisti sono sempre alla ricerca di nuovi modi per abilitare la tecnologia wireless senza compromettere il range o le prestazioni. Molti termostati o controller di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC) dispongono di tecnologia wireless integrata, che consente ai proprietari di case di comunicare con la loro smart home semplicemente utilizzando il proprio telefono cellulare. Lo stesso principio si applica nell'ambito industriale, in cui i proprietari di imprese o gli operatori di fabbrica desiderano poter monitorare costantemente la salute e lo stato del loro HVAC e di altri sistemi connessi. Questo può essere ottenuto utilizzando un collegamento wireless a lungo raggio anziché distribuzioni cablate costose e poco flessibili. La banda da 2.4 GHz utilizza onde più corte e in genere ha un raggio di trasmissione più breve a differenza della tecnologia Sub-1 GHz.
Raggiungere a lungo raggio
Un modo per estendere il range in un'applicazione wireless a 2.4 GHz è utilizzare un amplificatore di potenza (Power Amplifier o PA) per aumentare la potenza alla quale il sistema sta trasmettendo, che, a sua volta, aumenta il budget totale del collegamento dell'applicazione. In prospettiva, ogni aumento di +6 dBm nel budget di collegamento raddoppia la gamma totale del sistema nello spazio libero in condizioni ideali.
Il microcontrollore SimpleLink ™ CC2652P (MCU) fornisce un PA integrato + 20 dBm, che quadruplica approssimativamente la gamma a 2.4 GHz rispetto alle soluzioni attualmente disponibili sul mercato senza un PA integrato che lo rende adatto per le impostazioni industriali. Ciò consente l'implementazione di sensori in posizioni remote e riduce il numero di gateway/router nella rete.
Design flessibile con multiprotocollo wireless
I dispositivi Bluetooth possono estendere la loro connettività per comunicare e controllare i dispositivi smart più recenti, ma potrebbero non essere più sufficienti in questo momento. Molte nuove applicazioni come Thermostats ora funzionano contemporaneamente su più stack di protocollo wireless per consentire al supporto di comunicare contemporaneamente con telefoni cellulari e vari dispositivi domestici intelligenti.
L'MCU SimpleLink CC2652P supporta Bluetooth® 5.1 Low Energy, Zigbee, Thread, TI SimpleLink 15.4 (2.4 GHz) e combinazioni di protocollo simultanee aggiuntive attraverso un gestore multiprotocollo dinamico presente nel kit di sviluppo software SimpleLink ™ CC13x2 e CC26x2 senza necessità di hardware aggiuntivo. La capacità di utilizzare varie combinazioni di tecnologie wireless per soddisfare le esigenze del sistema può aiutare ad eliminare i cavi e consentire implementazioni di sistema più flessibili.
Il basso consumo è essenziale
L'estensione di un dispositivo a batteria come un sensore wireless di temperatura e umidità può essere vitale quando si desidera garantire anni di funzionamento rispetto a periodi di pochi mesi. Questo esempio di sensore wireless alimentato a batteria campiona e trasmette periodicamente dati. Una lunga durata della batteria per tale sensore è particolarmente importante nei casi in cui la batteria non è sostituibile o si trova in una posizione inaccessibile.
L'MCU CC2652P è ottimizzato per lo spegnimento di una singola batteria a pulsante con una corrente di trasmissione di picco di 22 mA a +10 dBm. L'MCU CC2652P offre anche un PA integrato a bassa potenza in grado di raggiungere un'uscita fino a +20 dBm (Tx = 85 mA a 2.4 GHz). Inoltre, CC2652P consuma solo 5 µA di corrente a 85°C per applicazioni industriali a bassa potenza.
Il sensor controller engine a bassissima potenza MCU CC2652P è una CPU programmabile per creare applicazioni di rilevamento intelligenti. Il sensor controller engine consuma circa 1 µA di corrente di sistema per un'applicazione di campionamento convertitore analogico-digitale da 1 Hz. Come si può vedere in Figura 1, tutti questi fattori si combinano per consentire di soddisfare i requisiti di consumo energetico senza sacrificare le prestazioni nell'intervallo di temperature industriali.
Figura 1: diagramma MCU SimpleLink che mostra il consumo di corrente in standby
Considerazioni conclusive
Come potete vedere, è possibile estendere il range mantenendo prestazioni solide e bassa potenza nella progettazione wireless. I cavi sono costosi, poco flessibili ed in molti casi antiquati nel nostro mondo connesso. L'MCU SimpleLink CC2652P può aiutarti a far ripartire il tuo progetto e ottenere una soluzione flessibile sia a bassa potenza che a lungo raggio.
Articolo pubblicato da William Goh per Texas Instruments - versione originale in inglese sul sito Texas Instruments.
