Travailler plus intelligemment, pas plus durement

Le vieil adage « Travailler plus intelligemment, pas plus durement » s'applique aussi en électronique. Dans le monde de l'électronique, « intelligent » est devenu un mot à la mode dans l'industrie. Qu'il s'agisse des automobiles, de l'éclairage domestique ou encore du mode de fonctionnement de nos installations industrielles et autres usines, tout tend à devenir « plus intelligent ». Cette technologie « intelligente » est en train de devenir rapidement un élément moteur de l'avancée de la quatrième révolution industrielle.

Avec l'essor de l'Internet des objets (IoT) et du Big Data, des niveaux plus élevés ont été atteints en matière de communication entre les appareils et les infrastructures, ce qui permet des prises de décision en temps réel. De nos jours, il semble que chaque nouveau produit technologique est précédé du mot « intelligent ». Téléphones intelligents (plus couramment smartphones), compteurs intelligents ou encore montres intelligentes : tout devient intelligent.

Le stand de Texas Instruments (TI) lors du salon Embedded World à Nuremberg de l'année dernière s'est concentré sur le thème « intelligent ». Le stand de TI a mis en évidence quatre domaines d'application différents avec diverses technologies notamment pour les voitures intelligentes, les immeubles intelligents, les usines intelligentes et les villes intelligentes. Cet article présentera une sélection de produits TI qui peuvent aider dans la conception de produits permettant de répondre aux besoins et aux demandes des solutions de demain.

MSP-EXP432P4111 – Kit de développement LaunchPad MSP432P4111 SimpleLink

Ce kit (Figure 1) permet le développement d'applications de nœud de capteurs haute précision qui peuvent tirer profit d'un CAN haute précision intégré, d'un fonctionnement basse consommation et de 2 Mo de mémoire Flash intégrée pour relier facilement plusieurs options de connectivité sans fil. Le microcontrôleur (MCU) MSP432P4111 fourni inclut un processeur Arm® Cortex®-M4F de 48 MHz, 2 Mo de mémoire Flash et 256 ko de mémoire SRAM, une basse consommation avec une puissance active pouvant atteindre 120 µA/MHz et jusqu'à 850 nA en veille, un CAN à approximations successives (SAR) de précision avec des performances 16 bits et un écran LCD 320 segments.

Figure 1 : Kit de développement LaunchPad MSP432P4111 SimpleLink de Texas Instruments. (Source de l'image : Texas Instruments)

LAUNCHCC3220MODASF – Kit de développement LaunchPad CC3220MODASF Wi-Fi SimpleLink

Le LAUNCHCC3220MODASF met en avant le CC3220MODASF, un module CERTIFIÉ de microcontrôleur sans fil monopuce avec une antenne intégrée. Le microcontrôleur présente 1 Mo de mémoire Flash intégrée, 256 ko de RAM et des fonctionnalités de sécurité améliorées. Ce kit de développement intègre des fonctionnalités d'émulation et des capteurs pour une expérience complète dès la sortie de l'emballage.

BOOSTXL-CAPKEYPAD

Le module d'évaluation (EVM) BOOSTXL-CAPKEYPAD est une plateforme facile à utiliser pour le microcontrôleur de détection tactile capacitive MSP430FR2522 doté de la technologie CapTIvate. Le module d'évaluation peut être utilisé de trois façons différentes : 1) avec un kit de développement LaunchPad, 2) avec le kit de développement CapTIvate (MSP-CAPT-FR2633) ou 3) avec la carte de programmation CapTIvate (CAPTIVATE-PGMR).

CAPTIVATE-METAL

L'écran tactile CapTIvate Metal (Figure 2) est une carte complémentaire pour le kit de développement CapTIvate (MSP-CAPT-FR2633). Il permet aux ingénieurs et concepteurs d'évaluer les fonctions tactiles sur une technologie en métal. Cette technologie de détection tactile capacitive alternative offre un module tactile élégant qui utilise des alliages de laiton, de bronze, d'acier inoxydable et d'aluminium.

Figure 2 : Carte complémentaire d'écran tactile CapTIvate Metal de Texas Instruments pour le kit de développement CapTIvate. (Source de l'image : Texas Instruments)

Grâce aux microcontrôleurs MSP430 de TI qui sont dotés de la technologie tactile CapTIvate, la flexibilité, l'innovation et la fiabilité des entrées via un métal tactile capacitif peuvent être exploitées dans des applications qui varient de simples appareils électroménagers à des appareils électroniques portables.

EVM430-FR6047

Pour aider dans l'évaluation et les performances des microcontrôleurs MSP430FR6047 conçus pour les applications de détection ultrasoniques (par exemple, des compteurs d'eau intelligents), TI propose le kit d'évaluation EVM430-FR6047. Le microcontrôleur ultrabasse consommation MSP430FR6047 est un dispositif doté d'un circuit d'entrée analogique de détection ultrasonique qui fournit une haute précision et des mesures ultrasoniques précises.

MSP-EXP430FR2433 – Kit de développement LaunchPad

Le kit de développement LaunchPad est un module d'évaluation facile à utiliser qui est basé sur le microcontrôleur de détection Value Line MSP430FR2433. Si un développement sur la plateforme de microcontrôleur de détection ultrabasse consommation Value Line MSP430FR2x est prévu, ce kit contient tous les éléments requis, y compris une sonde de débogage intégrée pour la programmation, le débogage et les mesures d'énergie.

MSP-CAPT-FR2633 – Kit de développement de microcontrôleurs MSP CapTIvate

Ce kit est une plateforme complète facile à utiliser pour évaluer le microcontrôleur MSP430FR2633 avec la technologie tactile capacitive. Le kit contient une carte processeur basée sur le MSP430FR2633, une carte de programmateur/débogueur dotée de la technologie EnergyTrace pour mesurer la consommation d'énergie avec l'environnement IDE Code Composer Studio et des cartes de capteur pour l'évaluation de la capacité propre, de la capacité mutuelle, ainsi que pour la détection de proximité des mouvements.

LDC1314KEYPAD-EVM

Ce module d'évaluation (Figure 3) est utilisé pour évaluer la capacité de détection inductive du LDC1314 dans un boîtier qui implémente un clavier multifonction sans contact à 16 boutons. Cette solution à très faible coût utilise une technologie de circuit imprimé standard et des composants faciles à fabriquer, qui peuvent non seulement utiliser le LDC1314, mais peuvent également être utilisés avec le LDC1312, le LDC1612 et le LDC1614.

Figure 3 : Le LDC1314KEYPAD-EVM de Texas Instruments est utilisé pour évaluer la capacité de détection inductive du LDC1314. (Source de l'image : Texas Instruments)

LDC1614EVM

Le module d'évaluation LDC1614 inclut deux exemples de bobines de capteur de circuit imprimé qui se connectent aux quatre canaux du LDC1614. Un microcontrôleur MSP430 est utilisé pour réaliser l'interfaçage du LDC à un ordinateur hôte. Avec ce module d'évaluation, l'utilisation de la technologie de détection inductive pour détecter et mesurer la présence, la position ou la composition d'un objet conducteur cible peut être démontrée.

TMP116EVM

Le TMP116EVM est un module simple permettant à l'utilisateur de commencer à utiliser la gamme TMP116. Les dispositifs TMP116 sont des capteurs de température haute précision dotés d'une mémoire EEPROM intégrée. Cette gamme intègre une résolution de 16 bits avec des niveaux de précision atteignant jusqu'à ±0,1°C sur la plage de 20°C à 42°C et de 0,2°C sur la plage de 0°C à 85°C.

TMDSECATCNCD379D

Cette carte d'évaluation associe le contrôle en temps réel du microcontrôleur C2000 aux communications EtherCAT en temps réel et intègre un contrôleur esclave EtherCAT (ESC) Beckhoff ET1100, ainsi qu'un microcontrôleur Delfino 800 MIPS. Cette carte peut être utilisée en tant que matériel autonome afin de se familiariser avec un projet logiciel ou en association avec le DesignDRIVE IDDK pour une application d'exemple de servo. En cas d'utilisation du TMDSECATCNCD379D avec le DesignDRIVE IDDK en tant que solution matérielle à deux cartes, les utilisateurs constateront que celui-ci est fourni avec des pilotes logiciels pour l'ET1100 et une couche d'adaptation de pile pour le C28x.

TIDA-01476 – Conception de référence de TI

L'utilisation de cette conception de référence permet de démontrer la création d'un nœud d'extrémité capteur-à-cloud industriel qui peut se connecter à une passerelle réseau IoT et à un fournisseur de données cloud. Cette conception intègre des comparateurs, des amplificateurs opérationnels nanopuissance de TI et la plateforme de microcontrôleurs sans fil ultrabasse consommation SimpleLink sub-1 GHz. L'ensemble de ces éléments forme un capteur de mouvements capteur-à-cloud ultrabasse consommation qui contribue à une très grande autonomie de la batterie, sans nécessiter aucun câblage.

TIDA-01477 – Conception de référence de TI

De façon similaire au TIDA-01476, l'utilisation de cette conception de référence permet de démontrer la création d'un nœud d'extrémité capteur-à-cloud industriel qui peut se connecter à une passerelle réseau IoT et à un fournisseur de données cloud. Cette conception intègre un système de temporisateur nanopuissance de TI pour le déclenchement de puissance, un convertisseur élévateur à faible courant de repos (Iq), une plateforme de microcontrôleurs sans fil ultrabasse consommation SimpleLink sub-1 GHz et des technologies de détection de l'humidité. Cet ensemble démontre une méthode ultrabasse consommation pour le rapport cyclique des nœuds d'extrémité de capteurs qui permet au final d'obtenir une autonomie étendue de la batterie.

En plus de tous ces produits de TI, TE Connectivity (TE) fournit également une gamme de solutions de connectivité intelligentes.

Blindages niveau carte (BLS)

Pour les composants requis pour minimiser la diaphonie et réduire la sensibilité EMI dans une application, le portefeuille de blindages BLS standard de TE est disponible pour permettre aux concepteurs de résoudre rapidement leurs problèmes (Figure 4). TE propose à la fois l'option standard en acier laminé à froid et des options en aluminium qui pèsent 1/3 du poids de l'option standard.

Figure 4 : Un exemple de blindage niveau carte de TE Connectivity. (Source de l'image : TE Connectivity)

Connecteurs USB Type-C™ étanches

Pour une solution permettant de fournir des données jusqu'à 10 Gbps, une puissance atteignant 100 W et une entrée audio/vidéo en une seule connexion, TE propose des prises USB Type-C. L'USB Type-C est la solution nouvelle génération pour les applications USB actuelles et futures. Avec un indice d'étanchéité IPX8 véritable, le connecteur USB Type-C étanche de TE est capable de maintenir une connexion fiable dans l'eau à une profondeur de 1,5 mètre pendant au moins 30 minutes.

Dans la perspective de rendre des objets « plus intelligents », quel est le rôle joué par cet ensemble de produits et de solutions ? Pour les villes intelligentes, le vaste portefeuille de produits analogiques et à signaux mixtes de TI, ainsi que leurs microcontrôleurs et leurs dispositifs de traitement des signaux hautes performances, avec des offres couvrant l'ensemble de la chaîne de signaux, y compris la détection, la mise en forme des signaux, le traitement et les communications, peuvent aider à l'intégration de systèmes urbains afin de fournir des fonctionnements « plus intelligents ». La ville intelligente repose sur des capteurs, des passerelles, des centres de contrôle et des communications cloud efficaces par l'intermédiaire d'un réseau maillé avec des éléments hiérarchiques. Des solutions à semi-conducteurs flexibles et évolutives sont requises étant donné que chaque collecte de données, agrégation et/ou point de décision présentera ses propres exigences. À cet effet, TI peut fournir des produits conçus pour fonctionner ensemble, afin de concrétiser les réseaux de ville intelligente.

En ce qui concerne l'industrie automobile, la technologie sans fil joue un rôle clé dans la transformation de l'automobile dotée d'un simple moteur à combustion en une voiture véritablement intelligente. Pour cette raison, l'une des plus grandes transformations depuis l'invention de la voiture il y a plus de 120 ans est en cours. En fournissant l'innovation niveau système, l'évolutivité et l'expertise en matière de sécurité permettant aux clients de prendre la route plus rapidement, TI apporte un coup d'accélérateur à l'expérience de conduite. Dans l'industrie automobile, les produits de TI jouent des rôles clés dans les systèmes d'aide à la conduite avancés, l'infodivertissement, les véhicules hybrides/électriques, le groupe motopropulseur, l'électronique de la carrosserie et l'éclairage.

Dans le cadre de la quatrième révolution industrielle ou Industrie 4.0, les produits embarqués et analogiques, l'expertise système et les outils de conception faciles à utiliser de TI permettent de réaliser la numérisation de systèmes et de processus, ce qui permet d'obtenir des usines plus intelligentes, plus efficaces et plus sûres. Analyses de données en temps réel, cloud de Big Data, maintenance préventive, intelligence distribuée, OPC UA TSN, système de production physique/cybernétique et fabrication centrée sur le produit sont des technologies clés qui contribuent aux énormes avantages en termes de connectivité, de puissance, de fiabilité et de sécurité.

Enfin, TI fournit des solutions différenciées pour rendre les immeubles plus intelligents. Ces solutions permettent aux ingénieurs de surveiller et de contrôler des immeubles intelligents, ce qui permet la création d'environnements efficaces, sûrs et agréables. Pour faciliter l'intégration de fonctionnalités telles que la récupération d'énergie et la maintenance préventive dans les systèmes d'immotique, TI propose une vaste gamme de dispositifs et de conceptions de référence pour simplifier la conception et l'évaluation de solutions. D'autres applications pour immeuble intelligent incluent la détection sans fil intelligente qui permet un meilleur contrôle de système de CVC et d'éclairage. Un rendement énergétique optimisé pour des immeubles plus écologiques et une fiabilité accrue des systèmes constituent d'autres avantages qui peuvent être réalisés par des solutions d'immeuble intelligent.

*TE Connectivity et TE sont des marques commerciales.