“Si può innovare con l'analogico anche in mercati che sembrano maturi” ha dichiarato Salvatore Napolitano, marketing director per l'Europa di National Semiconductor introducendo le nuove famiglie di Analog Front End configurabili. “E si possono aiutare i progettisti a fare le cose nel minor tempo possibile e con il minor costo possibile”. Abbinati alla disponibilità di nuovi tool on-line, gli Afe presentati da National permettono infatti di accelerare il progetto di sistemi di acquisizione di segnali da sensori industriali, supportando una buona parte dei sensori, attualmente disponibili sul mercato. Gli Afe per sensori configurabili e l'ambiente Webench Sensor Afe Designer consentono ai progettisti di selezionare un sensore, realizzare e configurare la soluzione e trasferire i dati di configurazione nel circuito Afe reale. Una tipica applicazione di rilevamento, che oggi può richiedere molteplici schede e fino a 25 componenti, può essere implementata mediante uno dei due nuovi circuiti integrati di National. Grazie all'utilizzo di nuovi prodotti e tool, i tempi di progetto di un sistema di acquisizione di segnali da sensori, attualmente valutabili in settimane o a volte anche mesi, sono ridotti a pochi minuti. “I sistemi basati su sensori sono complessi, richiedono tempi lunghi di progetto e uno sviluppo ottimizzato per ciascun sistema” spiega ancora Napolitano. “I progettisti che finora hanno realizzato soluzioni analogiche di tipo discreto, che richiedevano tempi di realizzazione dell'ordine di settimane o anche di mesi, possono utilizzare le nostre soluzioni per ridurre in modo significativo il time-to-market”.
Per applicazioni di rilevamento
Capostipiti di una nuova linea di prodotti, i due Afe per sensori configurabili sono stati ideati per specifiche applicazioni di rilevamento e si distinguono per numerose caratteristiche innovative, tra cui la presenza di generatori di corrente programmabili e di riferimenti di tensione, e la possibilità di regolare la velocità di campionamento. L'LMP91000 è il primo potenziostato completamente configurabile a basso consumo che mette a disposizione una soluzione completa e integrata per l'acquisizione di segnale tra un sensore e il convertitore A/D. L'LMP90100, invece, è il primo Afe per sensori a 24 bit, multicanale e a basso consumo, che integra funzioni di diagnostica e di calibrazione in tempo reale nel background, da utilizzare in trasduttori e trasmettitori ad alte prestazioni. Nel nuovo Webench Sensor Afe Designer sono disponibili le specifiche tecniche di centinaia di sensori di temperatura, di pressione e chimici; nel database sono inclusi prodotti di aziende di primo piano quali Omega Engineering, Honeywell Sensing & Control, Tempco Electric Heater e All Sensors.
Analog Front End per sensori a 24 bit
L'LMP90100 è il primo Analog Front End per sensori a 24 bit, multicanale e a basso consumo che integra funzioni di diagnostica e di calibrazione continua nel background, da utilizzare in trasduttori e trasmettitori ad alte prestazioni. La calibrazione continua nel background, brevettata di National, permette di eliminare in maniera efficace gli errori di offset e di guadagno al variare del tempo e della temperatura. Gli errori di offset e di guadagno vengono determinati senza disturbare il segnale misurato. L'LMP90100 dispone di un convertitore A/D a 24 bit di tipo sigma-delta caratterizzato dall'ingresso configurabile (multiplexer), per consentire l'interfacciamento con ingressi differenziali o a terminazione singola. Il guadagno, la velocità di campionamento e le funzioni di diagnostica sono programmabili per ciascun sensore. Sono disponibili due generatori di corrente specifici per il pilotaggio di sensori. L'LMP90100 consuma una corrente media inferiore di 0,7 mA e può operare a temperature comprese tra -40 e +125 °C. Queste caratteristiche lo rendono ideale per applicazioni quali trasmettitori di temperatura e trasmettitori 4-20 mA.
Potenziostato completamente configurabile
L'LMP91000 è il primo potenziostato completamente configurabile a basso consumo che realizza una soluzione completa e integrata per l'acquisizione di segnali da sensori, prima della conversione A/D. Questo Afe programmabile è stato ideato per l'uso in applicazioni di rilevamento di gas e agenti chimici a bassissimo consumo, come ad esempio quelle che coinvolgono sensori di ossigeno a due terminali e sensori di gas singoli a tre elettrodi. L'LMP91000 misura la corrente in un potenziostato, con segnale proporzionale alla concentrazione del gas, generando una tensione di uscita proporzionale alla corrente della cella e utilizzando un amplificatore a transimpedenza. Il guadagno di transimpedenza è programmabile dall'utente attraverso un'interfaccia compatibile I2C, che permette di supportare livelli di sensibilità di rilevamento di gas tossici nell'intervallo compreso tra 0,5 e 9,5 nA/ppm. Grazie ai consumi particolarmente ridotti, l'LMP91000 è ideale per l'uso sia in sistemi alimentati a batteria sia in applicazioni, dove il sottosistema del sensore è collegato con una interfaccia del tipo 4-20 mA. La tensione e il guadagno di uscita della cella possono essere selezionati dall'utente sfruttando le caratteristiche di programmabilità del dispositivo. L'insieme di queste funzionalità permette all'utente di rilevare una vasta gamma di gas e di concentrazioni, garantendo un consumo di corrente totale che può essere di soli 10 µA. Grazie all'interfaccia I2C l'utente può verificare le prestazioni del sensore, mentre un sensore di temperatura integrato fornisce ulteriori informazioni utili per il monitoraggio. L'LMP91000 opera nell'intervallo di tensione compreso tra 2,7 e 5,5 V.
Webench Sensor Afe Designer
A supporto di tutto questo c'è ovviamente il nuovo Webench Sensor Afe Designer, che va ad arricchire la gamma dei tool on-line della serie Webench proposti da National che si pongono l'obiettivo di rendere più facile lo sviluppo, minimizzare i tempi di progetto e semplificare la valutazione di prototipi. Questo sistema permette ai progettisti di trasferire i dati di configurazione dai loro progetti al front-end analogico del sensore, connettere i sensori e iniziare la valutazione.
