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Molti di voi potrebbero aver provato cosa significhi perdere un bagaglio durante un viaggio in aereo. Le statistiche dicono che più di sei bagagli ogni 1.000 spediti non raggiungono l’aeroporto di destinazione. Sono 60.000 i bagagli persi al giorno, ossia 23 milioni di pezzi all’anno.
La logistica dei container registra dati simili con un impatto finanziario ancora maggiore. Sono circa 17 milioni i container utilizzati per il trasporto, con i quali viene spedito di tutto, da beni di consumo ad apparecchiature ad alta tecnologia; circa 1.000 vengono persi ogni anno. Occorre tenere presente che tali container possono trasportare beni per diversi milioni di dollari.
L’industria dei trasporti spende oltre 2 miliardi di dollari ogni anno alla ricerca di bagagli smarriti, reindirizzando gli oggetti una volta trovati e rimborsando i proprietari per la perdita di beni.
Un sensore e un sistema di tracciamento basati su GPS con batteria di lunga durata possono eliminare il problema dello smarrimento di oggetti rintracciandone le posizioni in tempo reale, ottimizzando la gestione della catena di fornitura e riducendo anche i costi e l’inquinamento ambientale.
Tipico ecosistema per sistemi di tracciamento basati su GPS (CargoMon Systems GmbH).
La parte difficile è progettare il sensore in un tale sistema di tracciamento in modo da individuare la corretta fonte di alimentazione (batteria) e la giusta conversione dell’alimentazione (CC/CC) per consentire quindi un’autonomia di un paio d’anni di funzionamento affidabile. Poiché questi sistemi sono destinati a fornire cinque anni o più di utilizzo senza manutenzione, sia il sistema di tracciamento che il sensore devono funzionare con un’altissima efficienza e con una corrente di riposo molto bassa.
Come molti altri sistemi nell’odierna Internet of Things (IoT), questi sistemi sono generalmente sempre attivi, ma per la maggior parte del tempo sono dormienti. È possibile programmare intervalli di wake-up periodici per rilevamento, localizzazione e trasmissione dati wireless in base alle esigenze dei clienti. Sul mercato sono disponibili vari microcontrollori a bassa potenza (MCU) per contribuire ad ottenere la flessibilità richiesta (un esempio è la MCU MSP430).
La conversione dell’alimentazione CC/CC deve supportare una gran varietà di tipologie di batterie e deve presentare una corrente di riposo molto bassa, poiché il sistema è in modalità sleep per la maggior parte del tempo. Tuttavia, anche la conversione dell’alimentazione CC/CC deve operare con un’efficienza molto elevata quando il carico è costituito da poche microampere, in modo da supportare le modalità di standby tipiche dell’MCU. Per offrire brevi tempi di wake-up dell’MCU con minime interferenze di connettività wireless, la CC/CC deve avere una risposta ai transienti rapida e un basso livello di rumore.
Il Progetto di riferimento Smart Lock per un’autonomia della batteria di oltre 5 anni con 4 batterie AA è compatibile anche con i container. Questo progetto di riferimento utilizza la MCU SimpleLink wireless CC2640 Bluetooth Low Energy e il convertitore CC/CC TPS62745 a bassissima potenza. Questo convertitore fa parte della gamma TPS6274x, che comprende una gran varietà di dispositivi, ciascuno ottimizzato per determinate tensioni di ingresso, serie di funzionalità e opzioni di package. La gamma copre tensioni di ingresso da 2 V a 10 V, offre una corrente di riposo fino a 360 nA, presenta un’efficienza del 90% con un carico di 10 μA ed è disponibile in varie opzioni per il package, incluso un modulo di alimentazione completamente integrato.
Ulteriori caratteristiche rendono questa soluzione ancora più interessante per le applicazioni di tracciamento, come un interruttore integrato sulla tensione di ingresso per una facile supervisione della tensione della batteria o un interruttore sul carico in grado di disattivare i sottosistemi in modo da ottenere una ulteriore riduzione del consumo energetico. La tensione di uscita di questi dispositivi è selezionabile a incrementi di 100 mV per alimentare facilmente diverse MCU, radio o sensori.
Schema di un sistema di tracciamento dei bagagli.
L’uso di un sistema di tracciamento contribuisce a ridurre le preoccupazioni quando si vola in aereo (almeno per quanto riguarda i bagagli).
A cura di Texas Instruments.
Risorse supplementari:
Serie di webinar sull’automazione degli edifici per scoprire le tendenze nel campo dei sistemi di automazione degli edifici
Come aumentare l’autonomia della batteria di serrature intelligenti per contribuire a ridurre le probabilità di malfunzionamento del sistema
