Elektronika noszona - coraz atrakcyjniejsza dla przemysłu elektronicznego

Elektronika noszona (wearables) to stosunkowo nowy, ale szybko rosnący obszar przemysłu elektronicznego, który wyróżnia się tym, że wartość produktów jest mierzona przede wszystkim innowacyjnością i możliwościami komunikacyjnymi, a nie wartością komponentów i konstrukcji układowej samej w sobie.

Posłuchaj
00:00

Rys. 1. Produkty Bluetooth do aplikacji wearable i IoT

Podobnie jest w zakresie aplikacji IoT, w których węzły nie mają zbyt wielu możliwości i w ogromnej większości są to bardzo proste konstrukcje o silnie ograniczonej funkcjonalności, ale wartość dodana powstaje z informacji, jakie można wydobyć z dużych zbiorów danych zebranych za pomocą takich węzłów (data mining).

Informacje takie zaprezentowane w aplikacjach, i pokazywane na urządzeniach mobilnych tworzą nową jakość w technice i nieznane dotąd podejście do wielu zagadnień, np. planowania obsługi technicznej maszyn i urządzeń (predictive maintenance). Można zatem zapytać, czy zmiany te mają jakiś wpływ na pracę inżynierów projektantów urządzeń w takich obszarach?

Oczywiście projektanci zmagają się z wieloma ograniczeniami takimi jak pobór mocy, ciężar urządzenia i rozmiar, ale w przypadku omawianego obszaru te czynniki nierzadko ustępują jeszcze ważniejszemu znaczeniu kryterium, jakim jest czas wejścia produktów na rynek. Jak szybko inżynier jest w stanie przygotować użyteczny produkt on momentu sprecyzowania koncepcji? Nierzadko staje się on zalążkiem większego systemu i jest niezbędny do dalszych prac projektowych dla innych zespołów.

W rozwiązaniu tego problemu pomagają producenci półprzewodników, poprzez przesunięcie ciężaru prac projektowych na wyższy poziom, bardziej systemowy i związany z komponentami niż elementarnymi podzespołami oraz tworzenie środowisk projektowych, z których można czerpać gotowe rozwiązania.

Komunikacja jest najważniejsza

Rys. 2. Płytka ewaluacyjna dla modułu BM70

Większość elektroniki przenośnej zawiera jakiś czujnik, który dostarcza istotnej z punktu widzenia użytkownika informacji: licznik kroków, detektor tętna lub pozycji. Jest on obsługiwany przez mikrokontroler, który zajmuje się akwizycją i przechowywaniem danych i nadzorem nad połączeniem USB lub częściej nad bezprzewodową komunikacją ze smartfonem lub routerem.

Część bezprzewodowa jest dość złożona funkcjonalnie, stąd w tym obszarze najlepiej jest wykorzystać jakieś gotowe rozwiązanie, takie jak moduł Bluetooth LE. W przypadku gdyby potrzebny był większy zasięg można skorzystać z LoRa - standardu komunikacji zoptymalizowanego pod kątem pracy z niską przepustowością.

Wykorzystanie Bluetooth jest szczególnie pożądane w aplikacjach, które mają komunikować się ze smartfonami, bo w zasadzie każdy nowoczesny terminal tego typu ma taki interfejs wbudowany. Na rynku jest wiele gotowych i uniwersalnych modułów BLE, dzięki czemu działające urządzenie można uzyskać szybko i niewielkim kosztem, jeśli uwzględni się koszt pracy inżynierskiej.

Przykładowym projektem takiego modułu przygotowanego pod kątem pracy w aplikacjach elektroniki noszonej są moduły BM70 firmy Microchip. Zawierają one certyfikowane oprogramowanie firmware Bluetooth v4.2 i komunikują się z otoczeniem przez UART, dzięki czemu podłączenie do większości mikrokontrolerów jest banalnie proste.

Moduły mają status Bluetooth Qualified Device ID (QDID), dzięki czemu nie ma problemu z ich rozpoznaniem i kompatybilnością. Ich stos obsługuje warstwy GAP i GATT oraz wszystkie standardowe profile definiowane przez Bluetooth SIG. Jest też możliwość definicji własnych profili dopasowanych do wymagań aplikacji. Uwalnia to od konieczności spełnienia wymagań prawnych i gwarantuje pełną interoperacyjność.

Moduły BM70 charakteryzują się niewielkimi wymiarami (15×12 mm) i bardzo małym poborem mocy. W ofercie jest też wersja BM71 o wymiarach 11,5×9 mm oraz wersje bez ekranu i wbudowanej anteny które zajmują na płytce drukowanej tylko 4×4 mm. Moduł pracuje w zakresie napięć 1,9-3,6 V i ma wbudowane 3 wyjścia PWM, czujnik temperatury, detektor wyładowanej baterii i 8-kanałowy przetwornik 12-bitowy ADC pozwalający na bezpośrednie podłączenie czujnika. Pobór pradu wynosi 13 mA (TX i RX) dla zasilania 3 V.

Chris Maccallum
Microchip
Farnell element14

www.farnell.com/pl

Powiązane treści
Obroty rynku elektroniki noszonej podwoją się do 2021 roku
Apple ponownie globalnym liderem w produkcji elektroniki noszonej
Elektronika uszna - czym jest i jakie są jej perspektywy?
Sensory w elektronice noszonej - rynek oraz zastosowania obecne i przyszłe
Xiaomi staje się największym na świecie dostawcą elektroniki noszonej
Do 2021 roku rynek elektroniki noszonej ulegnie potrojeniu
Za 4 lata niemal połowa elektroniki noszonej będzie ładowana bezprzewodowo
Mikrokontrolery i IoT - dobry zestaw startowy to dzisiaj podstawa
Elektronika noszona - wzrost zapewnia funkcjonalność
Zobacz więcej w kategorii: Prezentacje firmowe
Komponenty
Kompaktowy format, pełna funkcjonalność - jak nowe e.MMC odpowiadają na wymagania współczesnych projektów
Komponenty
Pojemnościowy przycisk dotykowy od Unisystemu
Produkcja elektroniki
Sprzęt lutowniczy firmy WELLER
Optoelektronika
Jak dobrać wyświetlacz do aplikacji? Poradnik od Unisystemu
Produkcja elektroniki
Odzież ESD w praktyce: bezpieczeństwo i komfort
Mikrokontrolery i IoT
Mikrokontrolery PIC32CZ CA: bezpieczeństwo połączone z komunikacją
Zobacz więcej z tagiem: Artykuły
Magazyn
Styczeń 2026
Magazyn
Grudzień 2025
Magazyn
Listopad 2025

Projektowanie układów chłodzenia w elektronice - metody obliczeniowe i symulacyjne

Rosnące straty mocy w nowoczesnych układach elektronicznych sprawiają, że zarządzanie temperaturą przestaje być jedynie zagadnieniem pomocniczym, a staje się jednym z kluczowych elementów procesu projektowego. Od poprawnego odprowadzania ciepła zależy nie tylko spełnienie dopuszczalnych warunków pracy komponentów, lecz także długoterminowa niezawodność urządzenia, jego trwałość oraz zgodność z obowiązującymi normami. W niniejszym artykule przedstawiono uporządkowane podejście do projektowania układów chłodzenia, obejmujące metody obliczania strat mocy, analizę termiczną oraz wykorzystanie narzędzi symulacyjnych, w tym modeli cieplnych implementowanych w środowiskach symulacji elektrycznych.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów