MCU, acronimo di Microcontroller Unit, è un microprocessore altamente integrato che viene utilizzato per controllare un ampio assortimento di device elettronici di vario genere, inclusi quelli del mondo IoT (Internet of Things). Grazie alla sua capacità di elaborare dati e di interagire con altri dispositivi, l’MCU è diventato negli ultimi anno uno dei componenti essenziali per la realizzazione di dispositivi “smart” sempre connessi. In particolare, l’MCU consente di gestire le comunicazioni tra dispositivi e smartphone, ma anche di collezionare dati dai sensori e di controllare il funzionamento di apparati e strumenti come ad esempio gli attuatori. Inoltre, l’MCU è in grado di effettuare elaborazioni in tempo reale, il che lo rende particolarmente utile per dispositivi che richiedono una risposta immediata, da quelli per il monitoraggio della salute ai sistemi di controllo per macchinari industriali. Le microcontroller unit rappresentano di conseguenza una delle tecnologie fondamentali per lo sviluppo dei dispositivi IoT: le sue prestazioni e funzionalità ne fanno uno strumento molto versatile per chi vuole ottenere il massimo del comfort in ogni momento e in ogni gesto, senza bisogno di essere esperti informatici.
Ma come scegliere l’unità di microcontrollo più adeguata alle proprie esigenze? Per la realizzazione di dispositivi IoT, esistono diverse opzioni tra cui scegliere per ciò che concerne l’MCU. La decisione dipende dalle esigenze specifiche del progetto, incluse la potenza di elaborazione, la memoria disponibile e la capacità di gestire le connessioni wireless. Esistono inoltre diverse piattaforme e strumenti di sviluppo che semplificano la programmazione dell’MCU, per cui i programmatori hanno modo di creare funzionalità via via differenti a seconda del linguaggio e del software impiegato. Con l’introduzione di nuove funzionalità come l’intelligenza artificiale e il machine learning, la complessità degli MCU ha raggiunto livelli mai visti prima: noi di VT100 stiamo seguendo da vicino questo cambiamento e riteniamo sia giunto il momento di fare un primo bilancio sullo stato dell’arte, in special modo per ciò che concerne il tema dell’efficienza energetica.
LA SFIDA DELL’AUTONOMIA E IL RUOLO DELLE MCU
Al giorno d’oggi le microcontroller unit sono presenti ormai ovunque: nelle automobili, nei dispositivi medici, nelle applicazioni per la domotica, nei piccoli e grandi elettrodomestici… Grazie alla capacità di gestire una o più operazioni in tempo reale, l’MCU è in grado di fornire una risposta immediata anche in situazioni critiche ed è per questo molto apprezzato in numerosi scenari, sia civili che industriali e commerciali. Tra gli aspetti più difficili da soddisfare c’è però la durata, non tanto del dispositivo in sé quanto della batteria che quel dispositivo alimenta. Pensiamo ad esempio ai sensori di movimento per l’illuminazione di un viale o quelli per il controllo degli accessi di un parcheggio o di una fiera: ogni sensore verrà gestito da una corrispondente MCU dedicata, la quale, per funzionare, avrà bisogno di energia. Se questa energia viene fornita dalla rete, il problema del consumo non si pone, o si pone in maniera molto limitata. Se però siamo in un contesto off grid (e con milioni di device IoT lo siamo sempre più spesso) ecco che ogni singolo watt e frazione di watt diventa prezioso per una maggiore usabilità del prodotto.
Compito di chi progetta chip e schede elettroniche deve essere quello di stimare innanzitutto i consumi della MCU, progettando variabili decisive come la modalità di sospensione (stand by), o come l’intensità del segnale di risveglio. Comportamenti simili sono essenziale per abbassare i consumi ed estendere al massimo la durata della batteria, e lo saranno ancora di più in futuro con l’avvento definitivo dell’AI e del machine learning. Ulteriori parametri possono essere contemplati per raggiungere un’efficienza energetica all’altezza delle aspettative, anche in base alla capacità del sistema di accumulo del device IoT in questione. Il ruolo delle MCU dunque è legato sì alla complessità dello schema progettuale, ai costi totali del sistema e al time-to-market, ma anche e non da ultimo all’autonomia del device, che più sarà prolungata e meno andrà a influire sulla user experience dell’utente. Ecco perché noi di VT100 poniamo grande attenzione a questo aspetto progettuale: perché ottimizzare l’efficienza energetica vuol dire migliorare la fruibilità di un dispositivo o di un’applicazione IoT per tutta la sua vita utile.
IL NOSTRO SERVIZIO DI PROGETTAZIONE PER MCU EFFICIENTI
Una volta scelta la MCU è necessario progettare il circuito che la ospiterà, tenendo conto delle esigenze di alimentazione, interfacciamento con altre componenti elettroniche e corretta disposizione dei componenti sulla scheda. La programmazione della MCU implica la conoscenza di specifici linguaggi di programmazione e librerie, e delle relative funzioni disponibili. Oltre che della progettazione della MCU, noi di VT100 ci occupiamo delle fasi di test e di verifica del funzionamento del sistema: a questo proposito esistono diversi metodi per testare la MCU e il circuito che la ospita, come ad esempio l’impiego di simulatori o di strumenti di diagnostica. Una volta che il sistema è stato progettato e testato con successo, è possibile passare alla fase di produzione e distribuzione, anche seriale. In questa fase, è fondamentale garantire la qualità del prodotto finale, controllando la conformità alle specifiche di progetto e alle normative di sicurezza nazionali e internazionali.
DALL’HOME AUTOMATION AL MEDICALE: DOVE SI USA LA MCU?
I settori dove le MCU sono più richieste comprendono ambiti molto diversi fra loro, come il medicale, l’automazione industriale, l’energy management, il vending (distributori automatici), la strumentazione… settori nei quali lavoriamo costantemente al servizio di imprese e professionisti in tutta Italia, offrendo la nostra competenza e il nostro know how per trasformare semplici idee in device IoT di ultima generazione. Forti dell’esperienza maturata sul campo e di un’infrastruttura al passo con i tempi, siamo certi di riuscire a vincere le sfide più difficili, assicurando un servizio personalizzato dall’inizio alla fine del progetto. Richiedi una consulenza gratuita e senza impegno oggi stesso per saperne di più.
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COME MIGLIORARE L’EFFICIENZA DELLE MCU NEI DEVICE IOT
Come attuare quindi la massima efficienza delle MCU nei device IoT? Il processo non è per forza lungo, ma richiede un’accurata progettazione da parte di personale tecnico specializzato. Noi di VT100 abbiamo alle spalle dieci anni di lavoro sul campo, anche per quanto riguarda lo sviluppo di microprocessori e FPGA. Se cerchi aiuto nella programmazione di Microcontroller Unit per device IoT, possiamo darti assistenza e supporto diretto senza intermediari e sprechi di tempo. Con noi hai sempre un referente al tuo fianco, pronto per rispondere al telefono o via email e seguirti passo passo dall’inizio alla fine. Rivolgersi al nostro team significa avere:
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