Современная электроника №4/2024

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 30 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 4 / 2024 ным понижающим преобразовате - лям ( ИПП ) и LDO- преобразователям для повышения стабильности пита - ния потребляет ток 18 мкА при частоте 1 МГц в активном режиме . Также име - ется режим ожидания с крайне низким потреблением – ток в цепидо 340 нАобе - спечивает работу в реальном времени с сохранением в банке памяти SRAM объёмом 8 кбайт . Стробирование и мас - штабирование тактового сигнала обе - спечено с помощью периферийных и RC- генераторов на частотах 32,768 кГц , 1 МГц и 24 МГц с кварцевыми драйвера - ми от 32,768 кГц до 32 МГц . При этомчип имеет 256 Кбайт энергонезависимойодно - тактной флеш - памяти с кэшем инструк - ций и 32 Кбайт памяти SRAM ( кроме базовой ). 8- канальный контроллер DMA поддерживает передачу данных без уча - стия ядра , а периферийная сигнализация поддерживает периферийную связь для дальнейшего снижения энергопотребле - ния . Имеется 12- разрядныйАЦПс 8 кана - лами , до 500 тыс . выборок в секунду , 8- бит - ный FIFO, режим LP для низкойчастоты дискретизации и низкого энергопотре - бления , а также аналоговый компара - тор . В устройстве задействованыэлемен - ты PMIC управления с питанием e-peas AEM10941 специально для солнечных элементов и PMIC AEM30940 для сбора энергиина основе приёма волниз радио - эфира . Устройство имеет новуюконструк - циюантенны , которая ипитает энергией 32- битныймикроконтроллер EDMS105N, позиционирующийся с самойнизкойиз известных активноймощностью . Он так - же позиционируется как универсальное средство для ключевых компонентовИС , необходимых элементов систем с чрез - вычайно низким энергопотреблением . Имеется четыре 32- битных многофунк - циональных таймера с двумя каналами сравнения / захвата , часы реального вре - мени с календарём и счётчиками мил - лисекунд , а также 32- битный стороже - вой таймер , 128- битный модуль AES с поддержкой режимов ECB, CBC и CTR, а также аппаратный TRNG (True Random Number Generator) на основе дрейфа так - тового сигнала [7]. Увеличение расстояния управления АЕМ Интегрированные вместе с радиоча - стотными устройствами управления энергией окружающей среды (AEM) системы AEM30940, AEM30330 или AEM30300 благодаря особой конструк - ции антенны преобразуют в электриче - ский ток для внутреннего безбатарей - ного источника питания радиоволны на расстоянии до 17 метров – при использовании источника радио - волн мощностью 1 Вт . Максималь - ная дальность от передатчика радио - волн испытана на расстоянии 31 метр при использовании источника ради - оволн мощностью 3 Вт . Приёмник является всенаправленным , не зави - сит от ориентации к источнику радио - волн . Антенна для сбора радиочастот - ной энергии , разработанная совместно с Ignion в Испании , в 10 раз меньше стандартного компонента , её мож - но использовать почти в любом диа - пазоне и для любого форм - фактора устройства при правильно подобран - ной конструкции сети для сбора энер - гии на частотах в диапазоне от 0,4 ГГц до 10,6 ГГц . Антенна оптимизирована для автоматизированной сборки , что упрощает установку и снижает про - изводственные затраты . Такие инно - вации позволяют обслуживать рынок комплексными решениями для безба - тарейной инфраструктуры , охватываю - щими не только управление питанием , но и аспекты обработки данных и изме - рения . Технология e-peas уже признана лидирующей в области энергетических автономных приложений для перифе - рийной обработки и измерений [4, 7]. С чего начиналось ? Попытки создавать такие устройства были с разной результативностью дав - но , вслед за запуском термогенератора , автономно включающего электронное устройство при разнице температур всего в пару градусов Цельсия . Пробле - ма в том , что эффективность преобра - зователя падает с повышением напря - жения , поэтому в генераторе тепловой энергии ( ТЭГ ) разработчики традици - онно использовали автоколебательные схемы с оптимальным КПД – при опре - делённом напряжении . Из прототипа ТЭГ на рис . 10 представлен вид датчи - ка преобразователя выхлопных газов автомобиля в электрический ток . Новые разработки со специальной архитектурой позволяют преобразо - вывать тепловую энергию в электриче - ский ток и аккумулировать напряжение в ионисторе в диапазоне от 50 мВ до 5 В постоянного тока . Начальное напря - жение питания электронного устрой - ства может быть увеличено с помощью повышающего преобразователя . Так достигается максимум полезной мощ - ности , генерируемой ТЭГ . Из условно новых заслуживает внимание двой - ной индуктивный датчик положения , который также может работать в режи - ме максимального энергосбережения . Двойной индуктивный датчик положения NCS32100 Двойной индуктивный роторный дат - чик положения S c детекторным интер - фейсом модели NCS32100XMNTXG (NCS32100) представляет бесконтакт - ный абсолютный энкодер , считываю - щий и преобразующий данные о поло - жении , даже когда подвижные части механической конструкции , на кото - рой он закреплён , не вращаются . Кон - структивно датчик в SMD- исполнении состоит из двух печатных плат : ротора с двумя индукторами ( без паяных ком - понентов на роторе ) и статора с индук - торами . Благодаря преобразователюна микросхеме энкодера ( микроконтроллер с прошивкой ) обеспечивается точность лучше ±50 угловых секунд для датчика диаметром 38 мм . Корректная точность обеспечивается на скорости вращения до 6000 об / мин . При этом можно при - менять энкодер для контроля скорости вращения до 45 000 об / мин , но с пони - женной точностью . Датчик - энкодер NCS32100 имеет 20- битный выход с одно - оборотным разрешением и 24- битный выход с многооборотным разрешени - ем . Высокоточное , высокоскоростное и недорогое решение , удобное в использо - вании , позволяет сократить общую спец - ификацию , поскольку требуется меньше дополнительных компонентов , чем для аналогичных задач и решений . Датчик нечувствителен к вибрации , колебани - ям температуры до –50° С и загрязнени - ям , в том числе пылеустойчив . Датчик представлен на рис . 11. Альтернативы датчику , представ - ленные на рынке , имеют разные параметры в одной или несколь - ких областях : точность , надёжность , стоимость , максимальная скорость ( об / мин ) и размер . Энкодеры срав - нительно высокой точности типич - но ценятся дороже , а высокоскорост - ные энкодеры менее точны в области метрологических измерений . Модель NCS32100 имеет широкие возможно - сти настройки , энкодер может взаи - модействовать с другими датчиками . Он имеет гибкие механические харак - теристики . Его параметры : выравнива - ние ±0,25 мм с возможностью встро - енной калибровки , с поправкой на механические ошибки . Обеспечивается точность ±50 угловых секунд с откло - нениями до 0,25 мм ( под воздействием ,