LAPIS Semiconductor, azienda che fa parte del Gruppo ROHM, ha appena annunciato la disponibilità di microcontrollori a 32 bit ideali per i data logger utilizzati nella logistica per l'acquisizione e la gestione di informazioni ambientali durante la spedizione di un pacco.I circuiti integrati ML630Q464/466 sono i primi sul mercato a integrare tutte le principali funzioni necessarie per la registrazione dei dati (USB, generazione di segnali di clock ad alta velocità, controller LCD, convertitore A/D a oscillazione RC ad alta precisione), l'acquisizione dei dati (temperatura, umidità, accelerazione), la visualizzazione dei dati e la generazione di file PDF, il tutto su un singolo chip.
Negli ultimi anni, la crescente preoccupazione per la protezione e la sicurezza di alimenti e medicinali ha incentivato l'utilizzo di sistemi logistici per mantenere ininterrottamente basse temperature (catena del freddo) dalla produzione al trasporto e al consumo, soprattutto per prodotti deperibili e farmaceutici. Pertanto, il settore della logistica dovrà gestire l'ambiente di trasporto che influisce sulla qualità degli imballaggi, ovvero temperatura, umidità e urti/vibrazioni. Si prevede che ciò aumenterà la domanda di strumenti di gestione come i data logger di oltre il 10% all'anno.
Per i data logger, che in genere sono fissati agli imballaggi e spesso monouso, è importante ridurre sia le dimensioni che i costi utilizzando batterie più piccole e un minor numero di componenti. Inoltre, alcune linee guida operative, come le normative FDA*2 sulla catena del freddo e le GDP*3, richiedono la registrazione affidabile delle condizioni dell'imballaggio durante il trasporto e la generazione di file PDF non modificabili per impedire la manomissione dei dati registrati.
In risposta a queste esigenze, il microcontrollore ML640Q464/466 genera file PDF e integra le principali funzioni di registrazione dati USB su un singolo chip, sfruttando l'esperienza di LAPIS Semiconductor in termini di basso consumo energetico, elevata immunità ai disturbi e alte prestazioni. Questi nuovi microcontrollori utilizzano il core CPU ARM Cortex M0+ a 32 bit per ottenere prestazioni elevate con un basso consumo energetico. I dati registrati possono essere facilmente convertiti in PDF in circa 4 secondi e possono funzionare fino a 380 giorni*1 con una singola batteria a bottone. Inoltre, i prodotti beneficiano dell'elevata immunità ai disturbi di LAPIS Semiconductor, che consente un funzionamento stabile anche in condizioni difficili.
Caratteristiche principali
1. Tutte le funzioni principali di un data logger USB sono integrate in un unico chip, riducendo così lo spazio sulla scheda del 30%.
Questi circuiti integrati incorporano tutte le principali funzionalità richieste dai data logger USB, come l'interfaccia USB, il generatore di clock ad alta velocità, il controller LCD e il convertitore A/D a oscillazione RC ad alta precisione.
Il convertitore A/D offre una precisione di misurazione della temperatura di ±0,5℃ utilizzando solo un termistore e una resistenza/condensatore, a differenza dei tipici circuiti di misurazione della temperatura costituiti da un sensore di temperatura, un termistore e un circuito di generazione della tensione di riferimento. Ciò riduce l'ingombro sulla scheda del 30% rispetto alle soluzioni convenzionali.
Inoltre, le elevate prestazioni sono garantite dall'utilizzo di un core CPU ARM Cortex M0+ e dall'integrazione di un programma ottimizzato per la generazione di PDF all'interno del circuito integrato, che consente la creazione di un file PDF in formato A4 con 2.500 punti di misurazione in soli 4 secondi. In aggiunta, la combinazione del software di crittografia AES del cliente, della funzione AES integrata e di un generatore di numeri casuali permette agli utenti di generare file PDF protetti da password.
2. Le elevate prestazioni e il basso consumo energetico consentono un funzionamento fino a 380 giorni con una singola batteria a bottone.
Il funzionamento del data logger USB è essenzialmente suddiviso in due parti: (1) lettura e registrazione dei dati del sensore a intervalli predeterminati e (2) generazione di un file PDF quando la connessione USB viene ristabilita al termine dell'utilizzo. Tuttavia, il consumo energetico in modalità standby avrà un impatto significativo sulla durata della batteria, poiché il data logger è in modalità di sospensione per la maggior parte del tempo.
Questi nuovi microcontrollori raggiungono il miglior consumo di corrente in standby della categoria, pari a 0,8 µA, grazie alle loro quattro modalità a basso consumo. Di conseguenza, possono funzionare fino a 380 giorni con una singola batteria a bottone CR2032, utilizzando solo un terzo della capacità delle batterie convenzionali richieste dai microcontrollori nei data logger standard.
3. Il kit di riferimento opzionale per data logger USB aiuta i clienti ad accelerare lo sviluppo.
Viene fornito un kit di riferimento per lo sviluppo di data logger utilizzando l'ML630Q46x. Oltre alle informazioni sull'hardware, come schemi elettrici ed elenchi di dispositivi, il kit di riferimento include vari codici software per il funzionamento dell'unità flash USB e la generazione di file PDF, tutta la documentazione necessaria e le procedure per la gestione dell'alimentazione e del convertitore A/D RC ad alta precisione. Ciò consente una migliore comprensione del funzionamento del microcontrollore e accelera lo sviluppo da parte del cliente.
4. L'elevata immunità al rumore (ottenuta grazie alla serie di microcontrollori "Tough" di LAPIS Semiconductor) contribuisce a stabilizzare il funzionamento anche in ambienti avversi.
Per proteggere i dati importanti registrati (per la verifica della qualità del package) dal rumore esterno, questi nuovi microcontrollori sfruttano le tecnologie a basso consumo e immunità al rumore adottate nella serie di microcontrollori "Tough Low Power" di LAPIS Semiconductor.
I microcontrollori ML630Q46x hanno superato i ±30 kV, ben al di sopra del limite dello strumento di misura per il livello di tensione di prova 4 (scarica a contatto indiretto di ±8 kV) dello standard IEC 61000-4-2*4 stabilito dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC). [Misurato utilizzando la scheda di riferimento ML630Q466]. Ciò consente un funzionamento stabile anche in ambienti difficili.
Note
*1: Condizioni di calcolo: batteria a bottone CR2032, intervalli di lettura dei dati del sensore di 10 minuti, display LCD abilitato.
*2: Food and Drug Administration (FDA) statunitense, responsabile della definizione degli standard per alimenti, bevande, cosmetici, farmaci, apparecchiature mediche, apparecchiature a radiazioni e prodotti veterinari commercializzati negli Stati Uniti.
*3: GDP (Good Distribution Practice), standard per la corretta distribuzione dei prodotti farmaceutici. Standard per garantire la qualità farmaceutica (sicurezza ed efficacia).
*4: Uno standard stabilito dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) utilizzato per valutare l'immunità al rumore delle apparecchiature elettroniche contro le scariche elettrostatiche.
