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Renesas Electronics Europe ha annunciato il rilascio di un reference design per sensori IO-Link intelligenti di piccolo taglia. Tale soluzione è il risultato di una stretta collaborazione tra Renesas Electronics Europe e le società partner TMG Technologie und Engineering e Maxim Integrated. La piattaforma hardware della nuova soluzione IO-Link, combina un dispositivo della famiglia RL78 di Renesas Electronics, un IO-Link transceiver ed un miniature sensor di Maxim Integrated. TMG TE completa la soluzione dal punto di vista software ed applicativo, con lo stack proprietario IO-Link v1.1, operante all’interno del microcontrollore.
La soluzione integrata di Renesas è la prima in grado di fornire la possibilità di realizzare dispositivi sia di tipo device che di tipo master.
Il protocollo IO-Link è uno standard aperto rispondente alle normative IEC61131-9 e utilizza, per la trasmissione dati di tipo digitale tra sensori/attuatori e sistemi di automazione industriale, cavi standard per sensoristica a 3 fili.
I benefici principali di IO-Link sono:
- Visibilità sino al livello dei dispositivi sul campo
- Parametrizzazione automatica e gestione dati centralizzata
- Trasmissione dei dati di processo, dei parametri e della diagnostica, attraverso un unico canale bidirezionale
- Configurazione e messa in servizio da remoto
- Compatibilità piena con l’attuale tecnologia di sensori
Con questa nuova soluzione, Renesas introduce la nuova famiglia di microcontrollori RL78 nelle applicazioni IO-Link e affronta le sfide di progettisti che vogliono portare caratteristiche intelligenti ed innovative nei sensori miniaturizzati.
La soluzione è totalmente realizzata su di un PCB dalle dimensioni non superiori a 6mmx25mm, rendendo possibile l’interfacciamento diretto della scheda tramite connettori e cavi standard M12. A dispetto delle sue piccole dimensioni, la scheda risponde comunque alle caratteristiche di una piattaforma di sviluppo, inclusa una interfaccia di debug per la riprogrammazione ed il debug del microcontrollore montato su scheda durante lo sviluppo dell’applicazione. La scheda viene fornita completa di software di valutazione e di un adattatore di programmazione/debug, estendendone di fatto le caratteristiche dal punto di vista prototipale, dando la possibilità all’utente di accedere ad altre periferiche del microcontrollore, quali gli A/D converter a 12-bit e le molteplici seriali di cui è equipaggiato.
Il reference design include un microcontrollore RL78/G1A in un package a 25-pin dalle dimensioni di 3x3mm e dai consumi estremamente ridotti, considerati tra i migliori sul mercato. Inoltre, in aggiunta ad un consumo estremamente ridotto pari a 66µA/MHz, l’RL78/G1A include molteplici nuove caratteristiche. Tra le altre, una memoria flash integrata di 64KB, con tensione operativa di 1.8V, A/D converter a 12-bit ed un oscillatore interno a 32MHz con una precisione di ± 1% nella gamma completa di temperatura e di tensione operativa. Inoltre, l’RL78/G1A, dispone di 4KB di memoria flash integrata, con funzionalità operativa in background per la memorizzazione dei dati IO-Link, molteplici ed avanzate caratteristiche per la sicurezza, un sensore di temperatura interno, timer multi funzione a 16-bit e molteplici canali di comunicazione seriale per l’interfacciamento con i componenti del sensore. Due canali DMA, assicurano un trasferimento veloce dei dati tra le periferiche senza un carico eccessivo per la CPU.
Il dispositivo MAX44008, integrato su scheda, garantisce allo sviluppatore, una certa varietà di opzioni per lo sviluppo di sensoristica. Esso integra sei tipi di sensori: un sensore red, green, blue (RGB); un sensore per la misurazione dell’intensità della luce; un sensore di temperatura; un sensore infrarosso con interfaccia I2C. Il dispositivo si caratterizza per un’ampia e dinamica gamma di misurazione della luce, garantendo informazioni precise per la rilevazione dei colori e la misurazione della loro temperatura.
Il transceiver MAX14821 agisce da layer fisico per il microcontrollore atto all’esecuzione del protocollo. Supporta tutte le velocità dati specificate dall’IO-Link v1.1. Oltre al canale IO-Link (Pin-4 del connettore M12), viene fornita una linea di input/output digitale a 24V (Pin-2 del connettore M12). I driver C/Q e DO integrati, sono configurabili in modo indipendente per operarare nelle modalità push-pull, high-side (PNP), o low-side (NPN). Il dispositivo è in grado di riconoscere la condizione di risveglio IO-Link C/Q e di generare un segnale di interrupt per il microcontrollore. Sia l’ingresso C/Q che gli ingressi digitali dispongono della possibilità di configurarne il carico di corrente per poter essere utilizzati negli attuatori. La capacità di pilotaggio dell’uscita C/Q e delle uscite digitali è di 100mA.
Lo stack IO-Link supporta tutte le funzionalità, così come specificato dalla versione 1.1 del protocollo stesso, ed è stato sviluppato seguendo un concetto modulare di sviluppo software nel pieno rispetto delle specifiche, con una netta separazione tra protocollo, applicazione ed astrazione dell’hardware. Efficienza ed elevate prestazioni sono state raggiunte grazie ad una ottimale gestione dei dati, i quali vengono preparati prima della ricezione del comando da parte del master, assicurando, inoltre, uno scambio dati coerente durante tutto il processo.
Lo stack viene fornito a titolo gratuito per scopi valutativi, insieme ad un sensore dimostrativo, il tutto accompagnato da un file di descrizione IO-Link.
Il rilascio del kit di sviluppo è pianificato per il primo quadrimestre del 2014. La sua disponibilità è comunque soggetta a modifiche senza alcun preavviso.
