Conexiuni potrivite

Figura 1: Kit de dezvoltare audio PIC32 Bluetooth® (cod producător DV320032)

Conectivitatea wireless devine rapid o caracteristică “de avut” în toate sectoarele, oferind totul de la înlocuirea cablurilor la conectivitate internet; chiar transformând obiecte din viaţa de zi cu zi în servere web complet funcţionale.

Conectivitatea fără fir este cu adevărat omniprezentă şi aceasta se datorează în mare parte eforturilor continue ale grupurilor de lucru și asociațiilor din industrie, dedicate dezvoltării de standarde. Prin adoptarea standardelor, producătorii de semiconductoare pot construi business-uri convingătoare pentru investiţii în dezvoltarea de soluţii integrate; disponibilitatea acestor soluţii aruncă pe piaţă un germen, iar dacă tehno­logia este corectă – ceea ce este valabil pentru numeroase forme de conectivitate fără fir — alţi produ­cători o urmează curând, creând o piaţă competitivă şi conducând la o reducere a preţului pe unitatea de produs. Acest lucru are tendinţa firească de a creşte cererea şi în unele cazuri, mai rare, rezultatul devine ceea ce se numeşte “mega-tendinţă”.
Mega-tendinţa pentru conectivitatea fără fir nu dă niciun semn de scădere, ci devine de fapt mai puternică; internetul lucrurilor (IoT – Internet of Things) va fi activat în mod fundamental prin soluţii wireless de joasă putere, iar pronosticurile industriale prezic un număr de 30 de miliarde de noi dispozitive conectate la IoT până în anul 2020. Marea majoritate a acestor dispozitive vor utiliza wireless de putere redusă ca sursă primară de conectivitate; inteligenţa distribuită lucrează împreună pentru a face viaţa mai “simplă”.
Tehnologiile wireless standard de joasă putere se află azi într-o creştere puternică; Bluetooth, ZigBee (cu profilurile sale numeroase) şi WiFi sunt acum integrate – adesea în combinaţie – în sisteme embedded, care, până de curând, nu au oferit niciun fel de conectivitate.

Bluetooth

Poate cea mai prezentă tehnologie wireless implementată în dispozitivele casnice este Bluetooth; un protocol robust de rază mică de acţiune care oferă lăţimi bandă relativ mari pentru datele solicitate. Unele dintre cele mai solicitate date sunt cele audio, care sunt cele mai sensibile la calitate datorită abilităţii urechii de a detecta chiar şi cele mai mici fluctuaţii şi variaţii. Utilizarea Bluetooth în aplicaţii audio, precum dispozi­tivele hands-free şi alte dispozitive audio mai recente, este directă mulţumită puterii sale intrinseci.
Cererea pentru redare audio prin Bluetooth este în creştere, împreună cu dorinţa de a furniza caracteristici suplimentare ce ridică valoarea dispozitivului, precum procesarea digitală a semnalului şi suport pentru codec-uri multiple. În dispozitivele casnice, este de asemenea important să se ofere o interfaţă cu utilizatorul atrăgătoare, iar pentru aceasta Microchip a lansat recent kit-ul de dezvoltare audio Bluetooth bazat pe microcontrolerul său PIC32 (Figura 1).

WiFi

Atunci când se ia în considerare dezvoltarea de dispozitive activate prin Internet, una dintre tehnologii stă în fruntea tuturor: WiFi. Adăugarea de conectivi­tate WiFi poate oferi putere aproape oricărui dispozi­tiv pentru a face parte dintr-o reţea mai mare, extin­zându-şi astfel posibilităţile, mult peste cele ale unui dispozitiv singular. Producătorii din toate sectoarele adaugă acum conectivitate WiFi dintr-o plajă largă de motive; accesul de la distanţă, diagnosticarea şi controlul logistic sunt câteva exemple ale motivelor pentru care WiFi este acum utilizată pentru a beneficia de avantajele Internetului pentru obiectele de zi cu zi.
Adăugarea tehnologiei WiFi devine de asemenea mai simplă, mulţumită dispozitivelor înalt integrate şi protocoalelor de tip “ready-made” ce suportă o gamă de moduri de reţea, caracteristici de securitate şi servicii de internet precum: FTP, SMTP şi HTTP. Este acum posibil de a integra un server web complet într-un singur microcontroler puternic, permiţând, de exemplu, aproape oricărui dispozitiv să trimită date oriunde în lumea conectată.

ZigBee vs. Particular

Pentru conectivitate în lăţime de bandă redusă, rază mică de acţiune, o singură tehnologie pune bazele unei plaje largi de soluţii standard şi particulare. Interfaţa fizică IEEE 802.15.4 şi MAC-ul său standardi­zat (prin ZigBee Alliance) utilizează aceeaşi tehnologie radio ca şi alte soluţii de joasă putere pe 2,4GHz, care este liberă de a angaja o gamă de protocoale particulare şi viteze de transfer. Această lăţime de bandă uzuală nelicenţiată suportă un număr de tehnologii fără fir, făcând-o importantă în alegerea unui protocol capabil de a coexista într-un spectru aglomerat. Microchip oferă un număr de protocoale în acest spaţiu, inclusiv ZigBee PRO, RF4CE şi protocolul său wireless MiWi. Este oferit de

Figura 2

asemenea MRF24XA, un transceiver radio single-chip ce suportă pentru prima dată aceste protocoale, la viteze de date de la 125kbiţi/s la 2Mbiţi/s

Soluţii modulare

În vreme ce operarea într-un spectru de licenţe gratuite simplifică comercializarea tehnologiei wireless, există însă necesitatea de certificare radio. O soluţie din ce în ce mai populară şi viabilă pentru a simplifica acest stadiu de proiectare este utilizarea modulelor pre-configurate. Modulele au avantajul de a fi conforme prin proiectare, făcând astfel certificarea mai puţin dificilă. Microchip a anunţat recent o gamă de noi module wireless având drept ţintă conectivitate Bluetooth, WiFi, ZigBee şi conectivitate particulară.
Noua gamă include modulele MRF WiFi care sunt proiectate pentru a lucra împreună cu un MCU ce rulează TCP/IP, precum şi seria RN XV de module WiFi şi Bluetooth care integrează TCP/IP pe modul.
Figura 2 prezintă o diagramă bloc a modulelor MRF24WG0MA/MB ce integrează radio IEEE 802.11 b/g suportând viteze de date de până la 54Mbit/s cu un consum energetic de numai 100μA în mod de hibernare. Stiva TCP/IP bogată în caracteristici este oferită pentru dezvoltatori în format cod sursă, în vreme ce plăcile demonstrative sunt disponibile pentru inginerii hardware. Microchip oferă de asemenea dezvoltatorilor o cale de migrare între WiFi şi Bluetooth, făcând disponibilă o gamă de module compa­ti­bile cu amprenta XBee standard industrial. Datorită acestor module de tip plug-in WiFi şi Bluetooth cu montare cu pini, devine şi mai simplă adăugarea de conectivitate fără fir proiectelor noi sau existente.
Internetul lucrurilor va fi activat de conectivitate fără fir de joasă putere, cu miliarde de dispozitive ce participă împreună în reţele ad-hoc şi peer-to-peer, dar şi formând reţele personale, de casă, şi WAN. Formarea şi livrarea datelor se va baza pe conexiuni fără fir simple şi robuste activate printr-un număr în creştere de soluţii modulare, înalt integrate de consum energetic redus.
www.microchip.com