LAPIS Semiconductor, ein Unternehmen der ROHM-Gruppe, hat soeben die Verfügbarkeit von 32-Bit-Mikrocontrollern bekannt gegeben, die sich ideal für Datenlogger eignen, die in der Logistik zur Erfassung und Verwaltung von Umgebungsdaten während des Paketversands eingesetzt werden.Die ML630Q464/466 sind die ersten ICs auf dem Markt, die alle wichtigen Funktionen für die Datenprotokollierung (USB, Hochgeschwindigkeits-Taktsignalgenerierung, LCD-Controller, hochpräziser RC-Oszillations-A/D-Wandler), die Datenerfassung (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Beschleunigung), die Datenanzeige und die PDF-Dateierstellung auf einem einzigen Chip integrieren.
In den letzten Jahren hat die wachsende Besorgnis um den Schutz und die Sicherheit von Lebensmitteln und Arzneimitteln den Einsatz von Logistiksystemen zur Aufrechterhaltung einer durchgängig niedrigen Temperaturkette (Kühlkette) von der Produktion über den Transport bis zum Verbrauch verstärkt, insbesondere bei verderblichen Waren und pharmazeutischen Produkten. Daher muss der Logistiksektor die Transportbedingungen, die die Verpackungsqualität beeinflussen – also Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Stöße/Vibrationen –, kontrollieren. Dies dürfte die Nachfrage nach Management-Tools wie Datenloggern jährlich um mehr als 10 % steigern.
Bei Datenloggern, die üblicherweise an Verpackungen angebracht und oft nur einmal verwendbar sind, ist es wichtig, Größe und Kosten durch kleinere Batterien und weniger Bauteile zu reduzieren. Darüber hinaus fordern einige Betriebsrichtlinien, wie beispielsweise die FDA*2-Vorschriften zur Kühlkette und die GDP*3-Richtlinien, die zuverlässige Aufzeichnung des Verpackungszustands während des Transports sowie die Erstellung nicht editierbarer PDF-Dateien, um Manipulationen der aufgezeichneten Daten zu verhindern.
Als Antwort darauf generiert der ML640Q464/466 PDF-Dateien und integriert wichtige USB-Datenprotokollierungsfunktionen auf einem einzigen Chip. Dabei profitiert er von der Expertise von LAPIS Semiconductor in den Bereichen geringer Stromverbrauch, hohe Störfestigkeit und hohe Leistung. Diese neuen Mikrocontroller nutzen den 32-Bit-ARM-Cortex-M0+-CPU-Kern, um hohe Leistung bei geringem Stromverbrauch zu erzielen. Protokollierte Daten lassen sich in ca. 4 Sekunden problemlos in PDF konvertieren und ermöglichen mit einer einzigen Knopfzelle einen Betrieb von bis zu 380 Tagen*¹. Darüber hinaus profitieren die Produkte von der hohen Störfestigkeit von LAPIS Semiconductor, die einen stabilen Betrieb auch unter rauen Bedingungen gewährleistet.
Hauptmerkmale:
1. Alle Hauptfunktionen eines USB-Datenloggers sind in einem Chip integriert, wodurch der Platzbedarf auf der Platine um 30 % reduziert wird.
Diese ICs beinhalten alle für USB-Datenlogger erforderlichen Hauptfunktionen, wie z. B. USB-Schnittstelle, Hochgeschwindigkeits-Taktgenerator, LCD-Controller und hochpräziser RC-Oszillations-A/D-Wandler.
Der A/D-Wandler bietet eine Temperaturmessgenauigkeit von ±0,5 °C und benötigt dafür lediglich einen Thermistor und einen Widerstand/Kondensator. Im Gegensatz zu herkömmlichen Temperaturmessschaltungen, die aus einem Temperatursensor, einem Thermistor und einer Referenzspannungserzeugungsschaltung bestehen, reduziert sich der Platzbedarf auf der Leiterplatte um 30 %.
Die hohe Leistungsfähigkeit wird durch den Einsatz eines ARM Cortex M0+ CPU-Kerns und die Integration eines optimierten PDF-Generierungsprogramms in den IC erreicht. So lässt sich eine A4-PDF-Datei mit 2.500 Messpunkten in nur 4 Sekunden erstellen. Die Kombination aus clientseitiger AES-Verschlüsselungssoftware, der integrierten AES-Funktion und einem Zufallszahlengenerator ermöglicht es Nutzern außerdem, passwortgeschützte PDF-Dateien zu generieren.
2. Dank hoher Leistung und geringem Stromverbrauch ist ein Betrieb von bis zu 380 Tagen mit einer einzigen Knopfzelle möglich.
Die Funktionsweise des USB-Datenloggers lässt sich im Wesentlichen in zwei Teile gliedern: (1) das Auslesen und Aufzeichnen von Sensordaten in vordefinierten Intervallen und (2) das Generieren einer PDF-Datei nach Wiederherstellung der USB-Verbindung am Ende der Nutzung. Der Stromverbrauch im Standby-Modus hat jedoch einen erheblichen Einfluss auf die Batterielebensdauer, da sich der Datenlogger die meiste Zeit im Ruhemodus befindet.
Diese neuen Mikrocontroller erreichen dank ihrer vier Energiesparmodi einen erstklassigen Standby-Stromverbrauch von 0,8 µA. Dadurch können sie mit einer einzigen CR2032-Knopfzelle bis zu 380 Tage lang betrieben werden und benötigen dabei nur ein Drittel der Kapazität herkömmlicher Batterien, die in Standard-Datenloggern für Mikrocontroller erforderlich sind.
3. Das optionale USB-Datenlogger-Referenzkit unterstützt Kunden bei der beschleunigten Entwicklung.
Es enthält ein Referenzkit für die Entwicklung von Datenloggern mit dem ML630Q46x. Neben Hardwareinformationen wie Schaltplänen und Bauteillisten umfasst das Kit verschiedene Softwarecodes für den Betrieb des USB-Sticks und die Erstellung von PDF-Dateien, die gesamte notwendige Dokumentation sowie Anleitungen zur Steuerung der Stromversorgung und des hochpräzisen RC-A/D-Wandlers. Dies ermöglicht ein besseres Verständnis der Funktionsweise des Mikrocontrollers und beschleunigt die Kundenentwicklung.
4. Die hohe Störfestigkeit (erreicht durch die „Tough“-Mikrocontroller-Serie von LAPIS Semiconductor) trägt zu einem stabilen Betrieb auch unter widrigen Umgebungsbedingungen bei.
Um wichtige aufgezeichnete Daten (zur Überprüfung der Gehäusequalität) vor externen Störungen zu schützen, nutzen diese neuen Mikrocontroller die in der „Tough Low Power“-Mikrocontroller-Serie von LAPIS Semiconductor eingesetzten Technologien für geringen Stromverbrauch und hohe Störfestigkeit.
Die ML630Q46x-Mikrocontroller haben ±30 kV überschritten und liegen damit deutlich über dem Grenzwert für Messgeräte der Prüfspannungsstufe 4 (±8 kV indirekte Kontaktentladung) gemäß IEC 61000-4-2*4 der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC). [Gemessen mit der ML630Q466-Referenzplatine]. Dies ermöglicht einen stabilen Betrieb auch unter rauen Umgebungsbedingungen.
Anmerkungen
*1: Berechnungsbedingungen: CR2032-Knopfzelle, 10-Minuten-Messintervall der Sensordaten, LCD-Anzeige aktiviert.
*2: US-amerikanische Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde (FDA), zuständig für die Festlegung von Standards für Lebensmittel, Getränke, Kosmetika, Arzneimittel, medizinische Geräte, Strahlengeräte und Tierarzneimittel, die in den USA vermarktet werden.
*3: GDP (Good Distribution Practice), Standards für den ordnungsgemäßen Vertrieb von Arzneimitteln. Standards zur Sicherstellung der Arzneimittelqualität (Sicherheit und Wirksamkeit).
*4: Ein von der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) festgelegter Standard zur Bewertung der Störfestigkeit elektronischer Geräte gegen elektrostatische Entladung.
