AO_406

MAGGIO 2018 AUTOMAZIONE OGGI 406 136 AO INTERNET OF THINGS il nodo sensore presenta una scarsa precisione di frequenza dovuta alla presenza di un cristallo con tolleranza ampia. Transceiver RF altamente integrati di Melexis Il moderno transceiver RFMLX73290- M di Melexis fornisce una soluzione che funziona bene con ampie tolle- ranze di frequenza della portante. La figura 3 mostra il diagramma a blocchi del dispositivo MLX73290- M. Come si può vedere, una porzione significativa del dispositivo è basata su tecnologia digitale, come indicato nel riquadro ombreggiato in grigio. L’MLX73290-M è un IC transceiver RF multi-canale che si basa sulle conso- lidate competenze tecniche di Mele- xis nell’implementazione di soluzioni wireless a basso consumo. Indiriz- zando le bande ISM sub-GHz da 300 MHz fino a 960 MHz, il prodotto offre due canali RF, ciascuno con un trasmettitore di potenza RF programmabile (con rilevatori di potenza) e un ricevitore RF altamente sensibile. Esso è completa- mente programmabile attraverso la sua interfaccia periferica se- riale (SPI). Questo IC è particolarmente adatto per le applicazioni wireless Sub-GHz come le soluzioni per l’automazione domestica e di edificio, il monitoraggio della pressione degli pneumatici (TPMS), la lettura automatica dei contatori (AMR), i sistemi di al- larme, i sistemi passivi di accesso senza chiavi (PKE), la diagnostica medica e la telemetria. Il livello di potenza in uscita va da -20 dBm a 13 dBm in 64 incrementi, mentre la sensibilità del suo ricevitore può raggiungere - 120 dBm su una larghezza di banda di 15 kHz. Con una velocità dati massima di 250 kbps, il transceiver è anche in grado di gestire volumi più elevati di trasmissione dati. Grazie all’alto grado di programmabilità, gli ingegneri che usano questo IC possono contare su un ampio margine di scelta in termini di configurazione e implementazione di front-end RF. È possibile regolare un’ampia varietà di parametri RF diversi (numero di canali, risoluzione di frequenza, uscita, deviazione di frequenza, ecc.), per soddisfare i criteri specifici dell’applicazione. Sono sup- portati gli schemi di modulazione on-off keying (OOK), frequency shift keying (FSK) binario, minimum shift keying (MSK), Gaussian minimum shift keying (GMSK) e Gaussian frequency shift keying (GFSK). Due rilevatori di potenza RF assicurano l’aumento delle prestazioni in termini di potenza irradiata in trasmissione. Un’in- terfaccia di energy harvesting consente l’alimentazione senza batterie, utilizzando una cella solare in combinazione con un su- percondensatore. Questo accresce il valore aggiunto del transcei- ver in località remote, dove le linee elettriche sono poco pratiche. Sono inoltre disponibili schede di valutazione e tool software. L’MLX73290-M è fornito in un package QFN da 5 x 5 mm a 32 pie- dini. Esso presenta un intervallo di temperature operative che va da -40 °C a 105 °C e funziona con una tensione di alimentazione compresa fra 2,1 V e 3,6 Vc.c. Il dispositivo include un sintetizza- tore PLL con risoluzione pari a 60 Hz, una Fifo da 256 byte che può essere suddivisa in 128/128 per l’uso in RX/TX e un totale di 4 porte Gpio programmabili per l’interfacciamento con altri ele- menti del sistema. Con la funzionalità di recupero della portante, il transceiver MLX73290-M è in grado di tollerare una deviazione di frequenza della portante pari a fino due volte la velocità grezza di trasmissione dei dati (DR), solitamente espressa come ± 2 x DR. L’intervallo di accettazione della frequenza della portante (Cfar) non dipende dall’impostazione sull’AFC. L’AFC semplicemente consente il recupero della portante per convergere su un deter- minato valore dopo la trasmissione di tutti i pacchetti. Questo consente di ridurre la lunghezza del preambolo, se l’applicazione può tollerare di perdere alcuni pacchetti all’inizio. La figura 4 illu- stra il tasso di errore sui pacchetti (PER) rispetto al Cfar. L’esem- pio qui sotto è dato per un DR di 55,6 kbps con una deviazione FSK di ±50 kHz. Come si può vedere, si ha un compromesso fra la lunghezza del preambolo (che è la parte del pacchetto durante la quale il recupero della portante cerca di convergere) e il PER. Conclusione Senza ombra di dubbio, con la considerevole crescita della do- manda di dispositivi IoT, i consumatori e gli utenti metteranno i produttori di questi dispositivi sotto pressione per quanto ri- guarda i prezzi, imponendo loro di ridurre i costi a ogni genera- zione di prodotto. Ciò porterà inevitabilmente a un maggiore uso di cristalli a basso costo, con tolleranze di frequenza più ampie nei nodi sensore per raggiungere questo obiettivo. Essendo i pro- gettisti alla ricerca di soluzioni eleganti per ottenere questo com- promesso costo/prestazioni, il transceiver RF MLX73290-M con la sua ampia gamma di accettazione di frequenze della portante diventerà una soluzione popolare per i nodi IoT per la raccolta dei dati e per i nodi di rete bidirezionali. Melexis - www.melexis.com Cfar (Δf) del transceiver MLX73290-M con diverse lunghezze di preambolo