#嵌入式系統 #醫療照護 #微控制器MCU #溫度感測器 #運算放大器OPA #低壓差穩壓器LDO #藍牙低功耗BLE
【額溫槍/紅外線熱像儀,參考設計在此!】
額溫槍和紅外線熱像儀是當下熱門防疫物資,因一度需求孔急,激勵不少自造者加入 DIY 行列。現在就來看看相關方案的參考設計吧!以集成類比數位轉換器 (ADC)、LCD 驅動器、I2C 序列埠 (串口) 通訊、脈寬調變 (PWM) 輸出等模組的單晶片微控制器 (MCU) 為基底,將使開發工作更加簡易迅速,開發要點如下:
◎逐次逼近式 (SAR) ADC 或高解析度 Sigma-Delta ADC 搭配「零溫漂」運算放大器 (OPA),可針對類比型紅外溫度感測器採集到的高精度訊號量進行採樣並轉換成數位溫度量,同時對電池電壓進行即時監控;
◎支援 LCD 區段驅動器 (Segment) 和靈活引腳配置;
◎I2C 介面有利於感測元件的訊號採集和輸入;
◎計時器模組可輸出多路 PWM 訊號,以驅動測溫儀指示燈、蜂鳴器等裝置;
◎GPIO 在超低功耗模式下中斷使能,允許電池供電的測溫儀系統在「待機模式」下快速按鍵回應;
◎超低「靜態功耗」高效升壓晶片+低靜態電流 (IQ) 降壓轉換器,有助於延長系統的電池壽命並減少電感器尺寸;
◎低壓差穩壓器 (LDO) 為敏感的類比電壓軌提供乾淨、低雜訊的電源。
延伸閱讀:
《如何快速設計紅外體溫檢測儀?TI來支招!》
http://compotechasia.com/a/tech_application/2020/0406/44404.html
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根據新加坡專家學者的揭露,BLE軟體開發套件共發現有12個弱點,將造成當機、鎖死與繞過安全機制等情況,包括TI、NXP、Cypress等業者的SoC晶片都受影響,初步統計將有480款IoT裝置受波及,目前多數製造商已修補,裝置更新進度則是焦點
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〈分析〉一文解析物聯網連線技術 藍芽5.1優勢在哪?
鉅亨網編輯江泰傑2019/12/12 21:000
無線通訊分為近距離 (近場) 和遠距離 (廣域) 傳輸,差別在傳輸距離和通信協議方面。近場無線通訊技術包括 NFC、IrDA、Wi-Fi、藍芽、ZigBee、Z-Wave、 UWB、RFID、LiFi 等,傳輸一般在 0 至 300 公尺;廣域部份則包含 GPRS、LoRa、NB-IoT 等,有效傳輸距離以公里計算。
物聯網的概念正快速推動近場無線通信技術發展。根據 Ericsson 移動市場報告預估,全球物聯網終端數量將由 86 億台增加至 2024 年的 223 億台,年複合增長率達 17%。
而短距離無線連接是物聯網的主要連接形式,連接設備數量將由 2018 年 75 億台上升到 2024 年 178 億台,年複合成長率達 15%。
藍芽是最主要近場無線通訊方式之一,適合覆蓋距離在百公尺以內、資料傳輸量較小的領域上。
在幾個主要的近場通訊技術中,NFC 主要應用範為在識別用,因此應用領域較為局限;Zig-Bee 最大的亮點是可實現 mesh 組網,在利用大規模的網路控制方 面具有優勢,但與智慧手機連接需額外閘道;Wi-Fi 則是傳送速率快,可達到無縫連接,但功耗較高、應用開發上無優勢。
至於藍芽在傳輸距離、功耗、成本、效率及安全性方面均具有較大的優勢,且結合其它通信技術的功能,如 mesh 等,應用優勢較為明顯。
此外,新版藍芽 5.0 克服原本傳送速率和傳輸距離的劣勢,且功耗進一步降低。藍芽 5.0 相較於 4.2 版本,傳送速率有兩倍的提升,有效傳輸距離則是提升 4 倍,廣播模式資訊容量提高到原來的 8 倍。
而藍芽 5.1 版則引進高精度定位測向功能,室內導航定位達到釐米級精準度,這些性能進一步鞏固藍芽在物聯網領域的地位。
穿戴裝置將會是低功耗藍芽率 (BLE) 先爆發的市場,目前也正處在高速成長期。根據 IDC 資料顯示,預計 2019 年全球穿戴裝置出貨量可望逾 2.23 億台,2023 年出貨量將增加至 3.02 億台,年複合成長率達 7.9%。
穿戴裝置成長主要來自智慧手腕裝置及耳戴式裝置,其中前者出貨比重逾 60%,主要產品為智慧手錶和智慧手環。而作為手機等行動終端的週邊設備,數據傳輸是其主要功能,且對功耗也有很高要求,因此適合藍芽技術的應用。
而根據藍芽技術聯盟 SIG 估算,2018 年低功耗藍芽市場規模約 45 億美元,預計到 2023 年,全球 90% 以上的藍芽設備將使用低功耗藍芽晶片,約有三分之一的設備將使用單模低功耗藍芽,產值達 22 億美元,至於雙模藍芽晶片產值則可達 45 億美元。
低功耗藍芽產業、歐美廠把持
全球低功耗藍芽產業目前以歐美企業主導,全球主要供應商有 Nordic、Dialog、TI、ST、Cypress、Silicon lab、Microchip、Toshiba、泰凌微等。除泰凌微為陸廠外,其他廠商多來自歐、美、日,而這些國際大廠盤據高階低功耗藍芽晶片市場,其中,挪威的 Nordic 以市占率 40%,成為該領域的龍頭。
即使泰凌微在陸廠中技術相對較高,但大多應用在技術層次相對低階的照明市場,其他陸廠則更多分布在更低階的照明產品。不過面對物聯網的龐大商機,已有不少陸廠開始慢慢朝向高階市場發展。
低功耗藍芽連線的穩定性直接影響使用者體驗,也是決定產品市場拓展廣度和深度的重要因素。由於外在環境無線干擾眾多,為低功耗藍芽連線帶來問題,如設備無法連線、連線異常中斷、反復中斷重新連線等情況。
藍芽晶片要能對抗外在干擾,廠商的晶片設計是保證穩定性的重要環節,而這也是歐美大廠領先陸廠的核心關鍵。
目前大多數藍芽晶片都以 SoC 的形式存在,而實際應用中,要形成系統級方案,可能還需要跟其他零組件或是通訊技術整合。所以,客戶選擇何種晶片,是需要考量晶片整合程度、應用方案整體成本,及方案實現的難易程度等。這方面的整合配套同樣是歐美大廠強項。
附圖:一文解析物聯網連線技術 藍芽5.1優勢在哪?(圖片:AFP)
(資料來源: 鉅亨網彙整製表) 具 BLE 技術陸廠一覽表
資料來源:https://news.cnyes.com/news/id/4422400
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