Nuove soluzioni di rilevamento con QuickSense

SENSORI –

Con una nuova serie di dispositivi per il rilevamento ottico, Silicon Laboratories affianca la linea di prodotti di rilevamento tattile e si propone come fornitore di soluzioni innovative per le interfacce utente nell’elettronica di consumo e nelle applicazioni industriali.

L'affollato e variegato mondo delle interfacce utente, cioè di quella categoria di dispositivi adatti a ricevere o trasmettere informazioni tra una qualsiasi apparecchiatura elettronica e il suo utilizzatore, conosce un nuovo attore. Silicon Laboratories, azienda statunitense specializzata nella realizzazione di circuiti integrati a segnali misti, ha presentato una nuova famiglia di prodotti, denominata QuickSense, che costituisce una linea completa di soluzioni per il rilevamento della luce ambiente e per il rilevamento di prossimità e che va ad affiancare la preesistente famiglia di soluzioni di rilevamento tattile, anche questa per altro oggetto di contemporaneo completamento ed espansione con l'introduzione di nuovi dispositivi. Anche se gran parte dei moderni prodotti elettronici integra tecnologie di rilevamento sofisticate per semplificare o migliorare l'interazione con gli utilizzatori, offrendo un certo grado di intelligenza che consente di anticipare le necessità dell'utente e permettere l'interazione mediante semplici tocchi o gesti intuitivi, la realizzazione di queste funzionalità deve superare indubbie difficoltà progettuali, con compromessi tra prestazioni e consumi a livello hardware e problemi di complessità crescente a livello software.

Le soluzioni di rilevamento più veloci al mondo
La soluzione proposta da Silicon Labs comprende il sensore di prossimità Si1102 e il sensore di luce ambiente e di prossimità Si1120, degne di nota per essere tra le soluzioni di rilevamento a infrarossi più veloci al momento disponibili. Ottimizzati in termini di consumi, Si1102 e Si1120 sono in grado di garantire un rilevamento di tipo touchless (senza contatto) e una portata di rilevazione molto vasta. A differenza dell'approccio classico al rilevamento ottico, che prevede l'invio di parecchi impulsi al Led a infrarossi su un certo periodo di tempo al fine di effettuare misure accurate, i dispositivi Si1102/20 sfruttano una tecnica di misura di prossimità a singolo impulso brevettata che garantisce un miglioramento sensibile (circa 4.000 volte) dell'efficienza energetica. Questa funzionalità di risparmio dei consumi è particolarmente apprezzata in prodotti quali elettrodomestici, pannelli di sicurezza e telefoni IP. Inoltre, grazie a un campo d'azione di 50 cm (senza l'ausilio di lenti), i nuovi integrati di Silicon Labs possono ad esempio disattivare con estrema semplicità display e altre funzioni quando l'utilizzatore è assente. Essi possono operare in un raggio d'azione esteso e in condizioni di illuminazione molto differenti, in modo da migliorare la fruizione da parte dell'utilizzatore e consentire l'impiego di Led a infrarossi più economici o a basso profilo. Ideali per l'uso in un'ampia gamma di applicazioni, i dispositivi sono particolarmente indicati per sistemi che devono possedere funzionalità quali contenimento dei consumi, rilevamento e protezione contro eventuali manomissioni e interpretazione dei gesti come ad esempio dispositivi elettronici portatili, telefoni IP, display, chioschi, giocattoli interattivi, radiosveglie, distributori automatici e numerosi altri prodotti destinati ai mercati industriali e consumer. QuickSense Si1102 consente di misurare con precisione la prossimità dell'utilizzatore: ad esempio è in grado di rilevare se un telefono portatile è vicino alla faccia dell'utilizzatore e quindi regolare in maniera opportune il display e la luminosità. Il sensore di luce ambiente e di prossimità a infrarossi QuickSense Si1120 può anche rilevare la luce ambiente in esterni consentendo per esempio di variare la luminosità della retroilluminazione di uno schermo in modo da ottimizzare i consumi. Il dispositivo consente anche di realizzare cursori di prossimità di tipo touchless decisamente all'avanguardia, ad esempio per navigare senza un contatto fisico bensì mediante semplici gesti. Un livello di sensibilità così elevato ha l'ulteriore vantaggio di garantire prestazioni più affidabili in presenza di condizioni di illuminazione molto differenti tra di loro. Ciò permette anche di utilizzare LEed a infrarossi più economici, con riflessi favorevoli su costo del sistema.

Un framework di sviluppo comune
per tutti i dispositivi QuickSense

La serie di sensori Si1102 e Si1120 è supportata da QuickSense Studio, un framework di sviluppo comune per tutti i dispositivi della linea QuickSense. Grazie al wizard di configurazione di QuickSense Studio i progettisti, mediante una GUI software di immediata comprensione, possono selezionare le funzioni che vogliono implementare come ad esempio tasti di rilevamento tattile capacitivi, cursori e ruote e successivamente generare automaticamente il software per la configurazione (set up) e la calibrazione di queste funzioni. QuickSense Studio permette di configurare applicazioni di rilevamento (sia di luce ambiente che di prossimità a infrarossi) mediante un'esaustiva libreria di Api (Application Programming Interface). QuickSense Studio prevede inoltre un tool di regolazione e di monitoraggio in tempo reale grazie al quale gli sviluppatori possono collaudare in maniera esauriente e ottimizzare le loro implementazioni e rivedere una rappresentazione grafica delle prestazioni del sistema.

I microcontrollori per un rilevamento intelligente
Utilizzata in combinazione con i microcontrollori F700 e F800 ottimizzati per applicazioni di rilevamento tattile, la soluzione QuickSense permette di effettuare un rilevamento intelligente del movimento, mettendo a disposizione dei progettisti una gamma completa di tecnologie di interfaccia utente. La famiglia QuickSense comprende in effetti anche una nuova linea di microcontrollori C8051F800 che rendono disponibili funzioni di rilevamento tattile di tipo capacitivo a elevata velocità: sfruttando una tecnologia di rilevamento in attesa di brevetto messa a punto da Silicon Laboratories, la nuova serie F800 permette agli sviluppatori di aggiungere le funzioni di rilevamento tattile a una vasta gamma di prodotti destinati ai mercati consumer e industriali tra cui set-top-box, controlli dell'illuminazione residenziale, controlli di termostati, pannelli di sicurezza usati in ambito domestico, sistemi Pos (Point-Of-Sale) impiegati in ambito commerciale, dispositivi elettronici portatili e piccoli elettrodomestici. Basati su un convertitore Cdc (Capacitance-To-Digital), i microcontrollori della linea F800 permettono di eliminare il ricorso a cursori e tasti meccanici. Il convertitore Cdc ad alta risoluzione, contraddistinto da un tempo di acquisizione di 40 μs, e che opera abbinato a una Cpu a 25 Mips permette di implementare funzionalità di rilevamento tattile caratterizzate da una risposta rapida e precisa; la risoluzione a 16 bit consente al convertitore e al firmware di compensare eventuali variazioni nella geometria e nella tipologia dei laminati impiegati che possono essere apportate tra la fase di prototipazione e quella di produzione: tutto ciò, oltre a testimoniare le doti di accuratezza e flessibilità di questi microcontrollori, permette di aumentare l'affidabilità del prodotto finale. Il convertitore Cdc richiede un overhead quasi trascurabile a livello di Cpu, permettendo al microcontrollore di espletare altri compiti e migliorando l'efficienza del sistema.
La serie F800 dispone anche di un'innovativa funzionalità di wake-on-touch (risveglio in presenza di un tocco) che consente di porre la Cpu nelle modalità a basso consumo ma di riattivarla in tempi brevissimi una volta rilevato un tocco: in questo modo è possibile ottimizzare la dissipazione del sistema complessivo. Le Mcu della serie QuickSense F800 sono supportate da C8051F800DK, un kit di sviluppo a basso costo che include tutto ciò che è richiesto per avviare immediatamente lo sviluppo di un progetto, tra cui QuickSense Studio, l'ambiente di sviluppo integrato, la scheda target, i cavi e l'alimentatore. La Mcu F800 è disponibile in package SOIC16, QFN20 e QSOP24 a prezzi a partire da 1,56 dollari in volumi: i prezzi variano in funzione del pinout. Inoltre Silicon Labs ha anche preannunciato un'espansione della serie di microcontrollori per applicazioni di rilevamento tattile capacitivo C8051F7xx, disponibile all'inizio del 2010: dapprima verrà garantito il supporto per touchscreen in grado di interpretare due tocchi e successivamente quello per touchscreen multi-tocco per applicazioni quali handset, navigatori portatili, videogiochi portatili e altri prodotti elettronici consumer.

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