Trabajar de forma más inteligente, no más difícil

Por Rich Miron

Colaboración de Digi-Key Electronics

El viejo refrán: "Trabajar de forma más inteligente, no más difícil" también se aplica a la electrónica. En el mundo de la electrónica, "inteligente" es una palabra de moda en la industria. Desde los automóviles y la iluminación del hogar hasta la forma en que operan nuestras plantas industriales y fábricas, todo tiende a ser "más inteligente". Esta tecnología "inteligente" se está convirtiendo rápidamente en una fuerza impulsora para la progresión de la cuarta revolución industrial.

Con el auge del Internet de las cosas (IoT) y los macrodatos, se han logrado mayores niveles de comunicación entre dispositivos e infraestructura, lo que permite la toma de decisiones en tiempo real. Hoy en día, parece que cada nueva pieza de tecnología está precedida por la palabra "inteligente". Desde teléfonos inteligentes a medidores inteligentes y relojes inteligentes, todo se está volviendo inteligente.

Este tema "inteligente" fue el foco del stand de Texas Instruments (TI) en el Embedded World del año pasado en Núremberg. En su stand, TI destacó cuatro áreas de aplicación diferentes que demostraron una gama de tecnologías para el automóvil inteligente, el edificio inteligente, la fábrica inteligente y la ciudad inteligente. Este artículo analizará una selección de productos de TI que pueden ayudar a diseñar productos que satisfagan las necesidades y demandas de las soluciones del futuro.

MSP-EXP432P4111: Kit de desarrollo LaunchPad MSP432P4111 SimpleLink

Este kit (Figura 1) permite el desarrollo de aplicaciones de nodos sensores de alta precisión que pueden beneficiarse de un ADC integrado de alta precisión, operación de baja potencia y 2 MB de Flash integrado para conectar de forma transparente múltiples opciones de conectividad inalámbrica. El microcontrolador (MCU) MSP432P4111 presentado incluye un Arm® Cortex®-M4F de 48 MHz, 2 MB de Flash y 256 kB de SRAM, operación de baja potencia de hasta 120 µA/MHz de potencia activa y 850 nA en espera, un ADC de precisión SAR con rendimiento de 16 bits y un LCD de 320 segmentos.

Imagen del kit de desarrollo LaunchPad MSP432P4111 SimpleLink de Texas Instruments

Figura 1: Kit de desarrollo LaunchPad MSP432P4111 SimpleLink de Texas Instruments. (Fuente de la imagen: Texas Instruments)

LAUNCHCC3220MODASF: Kit de desarrollo LaunchPad Wi-Fi CC3220MODASF SimpleLink

El LAUNCHCC3220MODASF destaca el CC3220MODASF, un módulo de microcontrolador inalámbrico de chip único CERTIFICADO con una antena incorporada. El MCU tiene 1 MB de Flash integrado, 256 KB de RAM y funciones de seguridad mejoradas. Este kit de desarrollo cuenta con emulación a bordo y sensores para una experiencia completa directa.

BOOSTXL-CAPKEYPAD

El módulo de evaluación (EVM) BOOSTXL-CAPKEYPAD es una plataforma fácil de usar para el MCU de detección táctil capacitiva MSP430FR2522 con tecnología CapTIvate. El EVM se puede utilizar de tres maneras diferentes: 1) con un kit de desarrollo LaunchPad, 2) con el kit de desarrollo CapTIvate (MSP-CAPT-FR2633) o, 3) con la placa del programador CapTIvate (CAPTIVATE-PGMR).

CAPTIVATE-METAL

El panel táctil de metal CapTIvate (Figura 2) es una placa adicional para el kit de desarrollo CapTIvate (MSP-CAPT-FR2633). Le da a los ingenieros y diseñadores la capacidad de evaluar el tacto en la tecnología del metal. Esta tecnología de detección táctil capacitiva alternativa permite diseños de módulos táctiles elegantes que utilizan aleaciones de latón, bronce, acero inoxidable y aluminio.

Imagen del panel táctil de metal CapTIvate de Texas Instruments

Figura 2: Placa adicional del panel táctil de metal de Texas Instruments para el kit de desarrollo CapTIvate. (Fuente de la imagen: Texas Instruments)

Con los MCU MSP430 de TI con tecnología táctil CapTIvate, la flexibilidad, la innovación y la confiabilidad de las entradas de metal táctiles capacitivas se pueden llevar a aplicaciones, que van desde los electrodomésticos hasta los dispositivos electrónicos portátiles.

EVM430-FR6047

Para ayudar en la evaluación y el rendimiento de los MCU MSP430FR6047 diseñadas para aplicaciones de detección ultrasónica (por ejemplo, medidores de agua inteligentes), TI ofrece el kit de evaluación EVM430-FR6047. El MCU de potencia ultra baja MSP430FR6047 es un dispositivo con una interfaz analógica de detección ultrasónica integrada que proporciona mediciones ultrasónicas de alta precisión y exactitud.

MSP-EXP430FR2433: Kit de desarrollo LaunchPad

El kit de desarrollo LaunchPad es un EVM fácil de usar que se basa en el MCU de detección de línea de valor MSP430FR2433. Si se planea desarrollar la plataforma del MCU MSP430FR2x de detección de línea de valor de consumo ultra bajo, este kit contiene todo lo necesario, incluso la emulación integrada para programación, depuración y medición de energía.

MSP-CAPT-FR2633: Kit de desarrollo de MCU MSP CapTIvate

Este kit es una plataforma completa y fácil de usar para evaluar el microcontrolador MSP430FR2633 con tecnología táctil capacitiva. Los contenidos incluyen una placa del procesador basado en MSP430FR2633, una placa del programador/depurador con tecnología EnergyTrace para la medición del consumo de energía con el IDE de código compositor Studio y placas sensores para la evaluación de la propia capacitancia y la capacitancia mutua, junto con gestos y sensor de proximidad.

LDC1314KEYPAD-EVM

Este EVM (Figura 3) se usa para evaluar la capacidad de detección inductiva del LDC1314en un paquete que implementa un teclado multifuncional sin contacto de 16 botones. Esta solución de costo perdido utiliza tecnología PCB estándar y componentes fáciles de fabricar que no solo pueden usar el LDC1314, sino que también pueden usarse con el LDC1312, el LDC1612 y el LDC1614.

Imagen del LDC1314KEYPAD-EVM de Texas Instruments

Figura 3: El LDC1314KEYPAD-EVM de Texas Instruments se usa para evaluar la capacidad de detección inductiva del LDC1314. (Fuente de la imagen: Texas Instruments)

LDC1614EVM

El EVM LDC1614 incluye dos bobinas de sensor de PCB de ejemplo que se conectan a los cuatro canales del LDC1614. Se utiliza un microcontrolador MSP430 para conectar el LDC con una computadora host. Con este EVM, se puede demostrar el uso de la tecnología de detección inductiva para detectar y medir la presencia, la posición o la composición de un objeto conductor meta.

TMP116EVM

El TMP116EVM proporciona al usuario una forma sencilla de comenzar con la familia TMP116. Los dispositivos TMP116 son sensores digitales de temperatura de alta precisión con EEPROM (memoria programable y borrable de solo lectura) integrada. Esta familia cuenta con una resolución de 16 bits con precisiones de hasta ±0.1 °C en el rango de 20 °C a 42 °C, y 0.2 °C en el rango de 0 °C a 85 °C.

TMDSECATCNCD379D

El control en tiempo real del MCU C2000 y las comunicaciones en tiempo real EtherCAT se combinan en esta placa de evaluación que cuenta con un controlador secundario EtherCAT (ESC) Beckhoff ET1100 y un microcontrolador Delfino de 800 MIPS. Esta placa puede usarse como hardware independiente para familiarizarse con un proyecto de software o junto con el IDDK de DesignDRIVE para una aplicación de ejemplo de servo. Si utiliza el TMDSECATCNCD379D con el IDDK de DesignDRIVE como una solución de hardware de dos placas, los usuarios encontrarán que viene con controladores de software para el ET1100 y capa de adaptación de la pila esclava para el C28x.

TIDA-01476: Diseño de referencia de TI

El uso de este diseño de referencia demostrará la creación de un nodo final industrial de sensor a nube que puede conectarse a una puerta de enlace de red IoT y a un proveedor de datos en la nube. Incorporados en este diseño se encuentran los amplificadores operacionales de nanopotencia, comparadores y la plataforma MCU inalámbrica Sub-1 GHz de potencia ultra baja SimpleLink de TI. Todo esto en conjunto demuestra un detector de movimiento de sensor a nube de potencia ultra baja que facilita una vida útil extremadamente larga de la batería sin necesidad de cableado.

TIDA-01477: Diseño de referencia de TI

De manera similar al TIDA-01476, el uso de este diseño de referencia demostrará la creación de un nodo final industrial de sensor a nube que puede conectarse a una puerta de enlace de red IoT y a un proveedor de datos en la nube. Incorporados en este diseño se encuentran el temporizador del sistema de nanopotencia para la conmutación de energía, el convertidor elevador de Iq bajo, la plataforma MCU inalámbrica Sub-1 GHz de potencia ultra baja de SimpleLink y las tecnologías de detección de humedad de TI. Todo esto en conjunto demuestra un método de potencia ultra baja para el ciclo de trabajo de los nodos finales del sensor que finalmente conduce a una mayor duración de la batería.

Además de todos estos productos de TI, TE Connectivity (TE) también ofrece una gama de soluciones de conectividad inteligente.

Blindaje a nivel de placa (BLS)

Para las piezas que se necesitan para minimizar la diafonía y reducir la susceptibilidad de EMI en una aplicación, el portafolio BLS estándar de TE está disponible con la finalidad de que los diseñadores obtengan lo que necesitan y resuelvan sus problemas rápidamente (Figura 4). TE ofrece la opción de material de acero laminado en frío estándar junto con las opciones de aluminio que tienen 1/3 del peso.

Imagen de blindaje a nivel de placa de TE Connectivity

Figura 4: Un ejemplo de un blindaje a nivel de placa de TE Connectivity. (Fuente de la imagen: TE Connectivity)

Conectores USB tipo C impermeables

Para una solución que suministre datos de hasta 10 Gbps, potencia de hasta 100 W, y entrada de audio y video en una sola conexión, TE ofrece receptáculos USB tipo C. El USB tipo C es la solución de próxima generación para aplicaciones USB actuales y futuras. Teniendo una verdadera clasificación IPX8, el conector USB tipo C impermeable de TE es capaz de mantener una conexión confiable a una profundidad de agua de 1.5 metros por un mínimo de 30 minutos.

En lo que respecta a hacer las cosas "más inteligentes", ¿qué papel puede desempeñar esta gama de productos y soluciones? Para las ciudades inteligentes, la amplia cartera de productos analógicos y de señales mixtas de TI, junto con sus dispositivos de microcontroladores y procesamiento de señales de alto rendimiento, con ofertas a lo largo de toda la cadena de señal, incluidos los sensores, el acondicionamiento de señales, el procesamiento y las comunicaciones, puede ayudar a integrar los sistemas de la ciudad para proporcionar operaciones "más inteligentes". La ciudad inteligente se basa en sensores, puertas de enlace, centros de control y comunicación eficiente en la nube a través de una red de malla con elementos jerárquicos. Se requieren soluciones de semiconductores flexibles y escalables, ya que cada punto de recolección, agregación o decisión de datos tendrá sus propios requisitos. Para este fin, TI puede entregar productos diseñados para trabajar juntos, lo que habilita redes de ciudades inteligentes.

Cuando se trata de la industria automotriz, la tecnología inalámbrica desempeña un papel fundamental en la transformación del automóvil del humilde motor de combustión a un automóvil verdaderamente inteligente. Debido a esto, una de sus mayores transformaciones desde la invención del automóvil hace más de 120 años está actualmente en marcha. Al proporcionar innovación a nivel de sistema, escalabilidad y experiencia en seguridad para que los clientes viajen más rápido, TI está acelerando la experiencia de manejo. En términos de la industria automotriz, los productos de TI desempeñan un papel clave en las soluciones para sistemas avanzados de asistencia al conductor, información y entretenimiento, vehículos híbridos/eléctricos, tren motor, electrónica de carrocería e iluminación.

En cuanto a la cuarta revolución industrial, o Industria 4.0, los productos integrados y analógicos de TI, la experiencia en sistemas y las herramientas de diseño fáciles de usar permiten la digitalización de sistemas y procesos, lo que genera fábricas más inteligentes, más eficientes y más seguras. El análisis de datos en tiempo real, la nube de macrodatos, el mantenimiento predictivo, la inteligencia distribuida, el OPC UA TSN, el sistema de producción cibernética y la fabricación centrada en el producto son tecnologías habilitadoras que contribuyen a grandes beneficios en términos de conectividad, potencia, seguridad y confiabilidad.

Por último, TI ofrece soluciones diferenciadas para que los edificios sean más inteligentes. Estas soluciones permiten a los ingenieros monitorear y controlar edificios inteligentes, lo que da lugar a la creación de entornos eficientes, seguros y agradables. Para ayudar a llevar características tales como la recolección de energía y el mantenimiento predictivo a los sistemas de automatización de edificios, TI tiene una amplia gama de dispositivos y diseños de referencia para ayudar en el diseño y la evaluación de soluciones. Las aplicaciones de construcción inteligente adicionales incluyen sensores inalámbricos más inteligentes que permiten un mejor control de la climatización y la iluminación. La eficiencia energética optimizada para edificios más ecológicos y una mayor confiabilidad del sistema son otros beneficios que pueden lograrse con las soluciones de edificios inteligentes.

*TE Connectivity y TE son marcas registradas.

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Información sobre el autor

Rich Miron

Rich Miron, desarrollador sénior de contenido técnico de Digi-Key Electronics, ha trabajado en el grupo de Contenido técnico desde 2007 y su principal tarea ha girado en torno de la escritura y edición de artículos, blogs y módulos de capacitación sobre productos. Antes de trabajar en Digi-Key, probó y calificó sistemas de control e instrumentación para submarinos nucleares. Rich es ingeniero eléctrico y electrónico de la Universidad Estatal de Dakota del Norte, Fargo, ND.

Información sobre la editorial

Digi-Key Electronics

Digi-Key Corporation, con sede en Thief River Falls, Minnesota, es un proveedor global de servicios completos de prototipo y diseño, así como de volúmenes de producción de componentes electrónicos que ofrece más de tres millones de productos de más de 750 fabricantes de marcas de calidad en Digi-Key.