Oryx, un progetto di riferimento a bassissimo consumo per le applicazioni mobili da Sharp


Che si tratti di dispositivi portatili per l’esecuzione di test o misurazioni del settore medico o industriale, di computer per sport e fitness, di terminali POS mobili, di giocattoli o di telecomandi, gli utenti si aspettano una durata di utilizzo quanto più lunga possibile dal momento dell’inevitabile sostituzione delle batterie o dal ciclo di ricarica. Nonostante le loro diverse applicazioni, tali dispositivi portatili hanno funzioni di base simili: un display che funziona da modulo di indicazione, sensori che recuperano misurazioni, CPU, orologio in tempo reale (RTC), memorie e interfaccia input che in genere funziona come touch input. Per poter progettare dispositivi mobili che consentano di risparmiare quanta più energia possibile, con la Scheda Oryx, Arrow Electronics ha sviluppato un modello di riferimento a bassissimo consumo che comprende tutte le funzionalità richiedendo al contempo circa 8,57 mA anche in modalità di funzionamento ad assorbimento massimo.

La Scheda Oryx è basata sui componenti a basso consumo di Sharp, NXP, Analogue Devices e Linear Technology. La principale fonte di consumo non è il display, a differenza di molti altri dispositivi. Grazie alla tecnologia Memory LCD di Sharp, il display da 1,35 pollici del modello LS013B4DN04 richiede soltanto 4 µA, cosa che contribuisce in modo particolare alla notevole riduzione complessiva del consumo della Scheda Oryx.

La principale fonte di consumo è invece il processore NXP a basso consumo del modello LPC11U14 MCU, che, con una frequenza di clock del suo kernel M0 di 50 MHz, richiede 8 mA. I sensori di temperatura sono il secondo componente a maggior consumo, anch’essi prodotti da NXP (modello I2C attivo), con un consumo massimo di 300 µA, mentre quello dell’orologio in tempo reale (RTC) è di 200 µA.

Tuttavia, nella modalità operativa normale, il consumo del sistema si riduce a circa 2,37 mA principalmente grazie all’abbassamento della frequenza del processore a 12 MHz. Ad ogni modo, ciò che è fondamentale per la durata della batteria, e di conseguenza per la prontezza operativa dei dispositivi mobili, è il consumo in modalità stand-by. Da questo punto di vista, la Scheda Oryx si è dimostrata un campione di risparmio energetico. In “sleep mode”, attivando soltanto le funzioni di base della CPU e con il display spento, il sistema nel suo complesso richiede solo 366 µA. La modalità ibernazione riduce ancora una volta notevolmente il consumo, portandolo a un livello di soli 2,27 µA.

Per “svegliare” il sistema dalla modalità ibernazione, il modello di riferimento contiene un sensore di accelerazione che segnala alla CPU di avviarsi non appena il dispositivo viene mosso. Questa funzione è utile per lo sviluppo di telecomandi per apparecchi televisivi o radio che vengono lasciati sul tavolo e inutilizzati per lunghi periodi di tempo. Solo quando questi telecomandi vengono presi in mano passano alla modalità operativa.

In tale stato il sistema può teoricamente anche essere ricaricato da celle solari sotto luce sintetica.

Il basso consumo delle Schede Oryx, un massimo di 8,57 mA, indica che, teoricamente, dispositivi portatili come quelli per test e misurazione usati nel settore medico e industriale, i computer per sport e fitness, i terminali POS mobili, i giocattoli o i telecomandi possono essere sviluppati come sistemi autosufficienti dal punto di vista energetico. Mini pannelli solari altamente performanti, come quelli prodotti da Sharp, forniscono energia fino a 390 mW sotto la luce solare e addirittura 1 mW con l’illuminazione artificiale. Energia sufficiente per caricare una batteria agli ioni di litio in modalità ibernazione o un supercondensatore che alimenta l’applicazione in uso, garantendo così una prontezza costante per l’applicazione da usare, il tutto senza sostituire le batterie e senza il ricorso a un caricatore esterno.
www.sharpsme.com

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