ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT

IN FOCUS

Suojaa datasi kunnolla

SSD-levyt tarjoavat luontaisesti korkean luotettavuuden kaikentyyppisiin sovelluksiin, aina aloitustason kuluttajalaitteista kriittisiin järjestelmiin. Asianmukaiset tietosuojamekanismit voivat maksimoida levyn käyttöiän toteuttamalla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarpeen mukaan, kertoo Silicon Motion artikkelissaan.

Lue lisää...

ETNtv

 
ECF24 videos
  • Timo Poikonen, congatec
  • Petri Sutela, Testhouse Nordic
  • Tomi Engdahl, CVG Convergens
  • Henrik Petersen, Adlink Technology
  • Dan Still , CSC
  • Aleksi Kallio, CSC
  • Antti Tolvanen, Etteplan
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

logotypen

TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn

TECHNICAL ARTICLES

Askelmittari syntyy kolmesta piiristä

Tietoja
Kirjoittanut Zhang Feng, Microchip Technology
Julkaistu: 08.02.2018
  • Komponentit
  • Suunnittelu & ohjelmointi

Rannekemallisen askelmittarin voi rakentaa helposti kolmesta piiristä. Tässä esiteltävä demolaite on tarkoitettu lopullisen tuotteen evaluointiin ja kehitystyöhön. Se koostuu mikro-ohjaimesta, 3-akselisesta kiihtyvyysanturista, Bluetooth LE -moduulista ja muutamasta oheiskomponentista.

Artikkelin kirjoittaja Zhang Feng toimii mikro-ohjaimiin perustuvien sekasignaalijärjestelmien ja erityisesti lääketieteellisten mittausjärjestelmien sovellusinsinöörinä Microchip Technology -yhtiössä.

Puettava teknologia ei ole koskaan ollut yhtä paljon esillä julkisuudessa kuin viime aikoina. Ihmiskehon eri toimintoja tarkkailevien, puettavien elektronisten laitteiden esiinmarssi näyttää loppumattomalta.

Tämän kehityksen kärjessä ovat kehon aktiivisuutta seuraavat laitteet, jotka mittaavat käyttäjän ottamien askelten lukumäärää ja kannustavat liikkumaan riittävästi päivittäin, mikä puolestaan auttaa alentamaan kohonnutta verenpainetta ja painoindeksiä. Rannekemalliset aktiivisuusmittarit, joissa yhdistyy askelmittari ja Bluetooth LE -tiedonsiirto (Low Energy), ovat nousseet suosituiksi motivointivälineiksi niille, jotka haluavat lisätä liikuntaa ja kohentaa näin terveydentilaansa.

Digitaalinen askelmittari on kannettava elektroninen laite, joka laskee jokaisen otetun askeleen mittaamalla henkilön liikkeitä kiihtyvyysanturin avulla. Tällainen laite voidaan rakentaa käyttäen 8-bittistä mikro-ohjainta, Bluetooth LE -moduulia ja digitaalista 3-akselista kiihtyvyysanturia.

Tässä esiteltävää demolaitetta voi pitää ranteessa kuten kelloa tai rannerengasta. Siihen kuuluva Bluetooth LE -moduuli mahdollistaa kommunikoinnin älypuhelimen tai tabletin kanssa. Niiden avulla käyttäjä voi seurata oman harjoitusohjelmansa edistymistä.

Kuvassa 1 nähdään tällaisen askelmittarin lohkokaavio. Siinä käytetään Microchipin mikro-ohjainta PIC16LF1718 ja Bluetooth LE 4.1 -moduulia RN4020, Bosch Sensortecin 3-akselista kiihtyvyysanturia BMA250E sekä kolmen voltin CR2032-tyyppistä litium-nappiparistoa.

 

Kuva 1. Askelmittarin demolaitteen lohkokaavio.

Laitteen toiminta

Laitteen 10-bittinen digitaalinen kiihtyvyysanturi ilmaisee käyttäjän liikkeet kolmen akselin suhteen. Mikro-ohjaimen laiteohjelmisto sisältää Bosch Sensortecin kehittämän askelilmaisu-algoritmin. Laitteen käyttösovellus kutsuu toistuvasti tätä askelilmaisutoimintoa.

Mikro-ohjain lukee kiihtyvyysdataa anturin x-, y- ja z-akseleilta I2C-liitännän kautta aina, kun askelilmaisutoimintoa kutsutaan. Sen jälkeen askelilmaisutoiminto analysoi kertyneen kiihtyvyysdatan ja määrittelee askelten lukumäärän kuviontunnistuksen perusteella.

Kertynyt askelmäärä voidaan näyttää kolminumeroisella 7-segment-ledinäytöllä tai Bluetooth LE -yhteyden kautta älypuhelimessa tai tabletissa pyörivässä sovelluksessa.

Kuvassa 2 nähdään askelmittaridemon mittausprosessin kulku vuokaaviona.

Kuva 2. Askelmittaridemon laiteohjelmiston vuokaavio.

Askelmittarin Bluetooth LE -moduuli noudattaa yhdessä laiteparinsa kanssa Bluetooth 4.1 -määrityksiä ja tukee 13 julkista profiilia sekä 17 julkista palvelua, jotka perustuvat yleiseen GATT-määriteprofiiliin. Tuetuista julkisista profiileista neljä liittyy terveydentilaan: sykkeen, ruumiinlämmön, veren glukoositason ja verenpaineen valvonta.

Moduuli tukee myös käyttäjän määrittelemää yksityistä profiilia tai palvelua, joka sopii täsmällisesti käyttäjän omaan sovellukseen. Tässä tapauksessa demoratkaisu määrittelee yksityisen palvelun askelmittarisovellukselle.

Kaikki konfiguroinnit tallennetaan Bluetooth LE -moduulin sisäiseen haihtumattomaan muistiin, joten käyttäjän tarvitsee tehdä asetukset moduulille vain kerran.

Mikro-ohjain aktivoi moduulin, kun Bluetooth LE -yhteys on otettu käyttöön painamalla käynnistyspainiketta. Moduuli paritetaan sen jälkeen älypuhelimen tai tabletin kanssa. Mikro-ohjain lähettää toistuvasti askelmäärää moduulille UART-liitännän kautta onnistuneen parituksen jälkeen. Tämän jälkeen moduuli lähettää askelmäärän paritetulle mobiililaitteelle, jonka yhteensopiva Bluetooth LE -sovellus esittää askelmäärän näytöllä.

Erillistä sovellusohjelmaa ei välttämättä tarvita, jos paritettavassa laitteessa on asennettuna Applen HealthKit-ohjelma, joka on ollut saatavissa iOS-käyttöjärjestelmään versiosta 8 lähtien. Ohjelma noudattaa Bluetooth LE:n GATT-määrityksiä. Toisin sanoen HealthKit tukee luonnostaan useaa RN4020-moduulin avulla toteutettua lääketieteellistä mittausta kuten sykkeen, verenpaineen, ruumiinlämmön ja veren glukoositason seurantaa. Näin ollen erillisen sovellusohjelman kehittämisen sijasta laitevalmistaja voi sallia Applen HealthKit-ohjelman hallitsevan automaattisesti laitetta tai oheislaitetta, kun se on paritettu Bluetooth LE -moduulin kanssa.

Askelmittarin toimintojen ohjaaminen käy nopeasti yhdellä painikkeella IOC-liitännän (Interrupt-On-Change) kautta. Ledinäytön kytkemiseksi päälle tai pois käyttäjän tulee painaa painiketta ja vapauttaa se alle sekunnissa. Bluetooth LE -yhteyden salliminen tai estäminen tapahtuu painamalla painiketta yhtäjaksoisesti yli sekunnin mutta alle neljä sekuntia. Yli neljä sekuntia kestävä painaminen nollaa askelmittarin lukeman.

Tehonsyöttö

Askelmittarin käyttöteho syötetään kolmen voltin litium-nappiparistosta. Ledinäyttö sammutetaan automaattisesti aina kymmenen sekunnin jälkeen virrankulutuksen hillitsemiseksi.

UART-tiedonsiirron nopeus on asetettu 2400 kilobittiin sekunnissa niin, että Bluetooth LE -moduuli voi pysyä syvässä lepotilassa, kun UART-dataliikennettä ei ole.

Ellei liikettä ilmene 16 sekuntiin, kiihtyvyysanturi lähettää ’ei liikettä’ -keskeytyksen mikro-ohjaimelle IOC-liitännän kautta. Kun keskeytys tapahtuu, mikro-ohjain konfiguroi kiihtyvyysanturin ’high-g’-keskeytysmuotoon ja asettaa sen virransäästötilaan. Sen jälkeen mikro-ohjain itsekin siirtyy lepotilaan niin, että koko järjestelmän tehonkulutus on mahdollisimman vähäinen.

Alhaisen tehonkulutuksen tilassa kiihtyvyysanturi vaihtaa toistuvasti tilaansa lepotilan ja hereilläolon välillä. Lepotilan aikana kiihtyvyysanturin koko analogisen osan tehonsyöttö on kytketty pois päältä. Hereilläolon aikana kiihtyvyysanturi toimii taas normaalisti ja ’high-g’-keskeytystoiminto on käytössä määrittämässä, milloin pitää herätä ja nousta alhaisen tehonkulutuksen tilasta.

Kiihtyvyysanturi tuottaa ’high-g’-keskeytyksen mikro-ohjaimen herättämiseksi, kun käyttäjän liike ylittää ennalta asetetun kynnyksen suurta kiihtyvyyttä vastaavan tapahtuman kuten kävelyn, askelmittarin nostamisen, heiluttamisen tai ilmassa pyörittämisen vuoksi. Askelmittari palaa normaaliin toimintaansa heräämisen jälkeen.

Kuva 3. Askelmittarin demolevy edestäpäin nähtynä.

MORE NEWS

Rakettitiede lentää onnistuneilla rekrytoinneilla

Helsinkiläinen ohjelmistokehitykseen erikoistunut IT-yhtiö Rakettitiede jatkoi kannattavaa kasvuaan viime vuonna. - Olemme onnistuneet rekrytoimaan kokeneita osaajia ja tarjoamaan heille juuri oikeanlaisia toimeksiantoja, sanoo toimitusjohtaja Juha Huttunen.

Maailman ensimmäinen lisälaitesovitin, joka säilyttää IP65-luokituksen

Sotilaskäytössä kentällä tarvitaan IP65-luokitusta – eli täyttä suojaa pölyä ja roiskevettä vastaan – jotta laitteet kestävät vaativissa ja vaihtelevissa olosuhteissa. Mutta entä jos laitteeseen täytyy liittää lisälaitteita, kuten radiot, LAN-verkot tai muut kenttävarusteet? Usein suojaus menetetään heti, kun portit avataan. Panasonic on ratkaissut tämän ongelman esittelemällä maailman ensimmäisen lisälaitesovittimen, joka säilyttää IP65-luokituksen myös käytön aikana.

Tekoälyn aikakaudella mikro-ohjain pitää ajatella uusiksi

ETN - Technical articleTekoälyä tuodaan nyt vauhdilla mikro-ohjaimiin. Ajan myötä kaikista päätelaitteiden ML-sovelluksiin tarkoitetuista mikro-ohjaimista tulee hybridilaitteita, joissa yhdistyvät CPU ja NPU. Tämä kehitys on väistämätöntä.

Suomalainen startup Ovido kesyttää tuotetiedon tekoälyn avulla

Helsinkiläinen teknologiayritys Ovido haluaa mullistaa tavan, jolla tuotetietoa hallitaan kansainvälisissä toimitusketjuissa. Yritys kehittää tekoälypohjaista SaaS-alustaa, joka auttaa valmistajia vastaamaan kiristyviin sääntelyvaatimuksiin, kertovat toimitusjohtaja Suvi Haimi ja toinen perustaja Antti Toponen.

VTT kehitti maatuvan aurinkokennon maatalouteen

VTT on kehittänyt maailman ensimmäisten joukossa täysin biohajoavan aurinkokennomoduulin, joka voidaan kiinnittää suoraan viljelykasvin lehteen tai varteen. Maatuvan kennon avulla maatalouteen voidaan tuoda uutta mittauselektroniikkaa ilman huolta jätteistä tai ympäristöhaitoista.

Uusi GaN-transistori voi mullistaa 6G-verkkojen radiotaajuuspiirit

Bristolin yliopiston ja Northrop Grummanin tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen galliumnitridiin (GaN) perustuvan transistoriarkkitehtuurin, joka voi merkittävästi parantaa tulevien 6G-verkkojen nopeutta, tehokkuutta ja signaalinlaatua. Löydös julkaistiin Nature Electronics -lehdessä.

OnePlussan Nord-sarja ottaa harppauksen lippulaivojen suuntaan

OnePlus valmistautuu isoon kesälanseeraukseen, kun se julkistaa 8. heinäkuuta viisi uutta laitetta, ajoitetusti keskelle lomakautta. Tuotteisiin kuuluvat uudet puhelinmallit OnePlus Nord 5 ja Nord CE 5, langattomat kuulokkeet Buds 4, älykello Watch 3 (43 mm) sekä edullinen tablettiuutuus OnePlus Pad Lite.

Lopulta tekoäly lopettaa koodaamisen

AWS:n Principal Developer Advocate Gunnar Grosch esitti AWS Summit Stockholm 2025 -tapahtumassa rohkean näkemyksen ohjelmistokehityksen tulevaisuudesta. - Lopulta tekoäly lopettaa koodaamisen. Hänen mukaansa kehittäjien rooli on jo nyt siirtymässä koodin kirjoittajista kohti koodintarkastajaa – asiantuntijaa, joka ohjaa, tarkistaa ja optimoi tekoälyn tuottamaa koodia.

Mullistava muunninpiiri nostaa datansiirron nopeuden kolminkertaiseksi

Belgialainen mikroelektroniikan tutkimuskeskus IMEC on esitellyt digitaalista datansiirtoa mullistavan uutuuden. 150 giganäytetty sekunnissa näytteistävä DA-muunnin 300 gigabitin tiedonsiirtoon sekunnissa yhdellä kaistalla. Tämä on merkittävä harppaus verrattuna nykyisiin markkinoilla oleviin PAM-4-pohjaisiin ratkaisuihin.

Hengittävä akku on askeleen lähempänä

Englantilaisen Surreyn yliopiston tutkijat ovat tehneet läpimurron uudenlaisessa litium–hiilidioksidiakussa, joka voi tulevaisuudessa paitsi varastoida energiaa tehokkaasti, myös vähentää ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta. Tutkijoiden kehittämä “hengittävä” akku käyttää hiilidioksidia kemiallisessa reaktiossa sähkön tuottamiseen ja vapauttamiseen.

Uudenlainen termistori on iso askel sähköautoille

Murata on esitellyt maailman ensimmäisen hartsivaletun ja wire-bonding- eli lankabondausyhteensopivan NTC-termistorin. Sen tuoma tarkempi lämpötilanhallinta mahdollistaa pienemmät ja tehokkaammat moduulit sähköautoihin.

Eurooppalaiset viranhaltijat hylkäävät Windowsia

Useat eurooppalaiset viranomaiset ovat aloittaneet historiallisen irtautumisen Microsoftin tuotteista. Tanskan digiministeriö sekä Saksan pohjoinen osavaltio Schleswig-Holstein ovat päättäneet siirtyä Windowsista ja Microsoft 365 -palveluista avoimen lähdekoodin ohjelmistoihin, kuten Linuxiin ja LibreOfficeen.

Rohde ajatteli spektrianalyysin uusiksi

Rohde & Schwarz on mullistanut signaali- ja spektrianalyysin tuomalla markkinoille täysin uudenlaisen FSWX-analysaattorin. Uutuuslaite haastaa perinteisen arkkitehtuurin yhdistämällä monikanavaisen mittauksen, sisäisen ristiinkorrelaation ja laajakaistaisen analyysin. Aiemmin näitä ominaisuuksia ei ole nähty yhdessä ja samassa laitteessa.

Elisa kiihdyttää 5G:tä, mutta kovemmat nopeudet ovat harvojen herkkua

Elisa ja Nokia laajentavat 5.5G-verkon eli 5G Advancedin kattavuutta Suomessa ja Virossa, mutta verkon hyödyt jäävät vielä harvojen käyttöön päätelaitteiden puutteen vuoksi. Elisan teknologiajohtaja Sami Komulaisen mukaan uusi verkko on jo käytössä tietyillä alueilla. - Elisan 5.5G kattaa tällä hetkellä osan pääkaupunkiseudusta sekä Tampereen, Turun ja Jyväskylän aluetta, Komulainen sanoo.

USA pelkää, että kiinalaiset aurinkokennotkin vakoilevat

Yhdysvaltalaiset turvallisuusviranomaiset varoittavat, että kiinalaisissa aurinkosähköjärjestelmissä voi piillä dokumentoimatonta viestintälaitteistoa – ja että nämä voivat mahdollistaa vakoilun tai jopa sabotaasin sähköverkkoon.

AMD:n uusi tekoälyprosessori nostaa riman korkealle

AMD on julkistanut uuden sukupolven Instinct MI350 -sarjan grafiikkaprosessorit, jotka on suunniteltu erityisesti generatiivisen tekoälyn ja huipputason laskennan vaatimuksiin. Uutuudet lupaavat jopa nelinkertaista laskentatehoa ja merkittäviä parannuksia energiatehokkuudessa aiempiin sukupolviin verrattuna.

Trian uusin tukee Windowsia, Androidia ja Linuxia

Sulautettujen tietokonealustojen valmistukseen erikoistunut Tria on julkistanut uuden perheen laskentamoduuleja, jotka perustuvat Qualcommin Dragonwing-prosessoreihin ja tukevat nyt kolmea eri käyttöjärjestelmää: Windows 11 IoT Enterprisea, Androidia sekä Yocto Linuxia.

Yksi koodi, monta laitteistoa

ETN - Technical articlePrototyyppien kehitystyössä nopeus on valttia. Markkinoilla menestyvät sovellukset, joilla aikaan saadaan uusia ja virtaviivaistetaan jo olemassa olevia palveluita. Nykyisin käytössä oleviin sulautettuihin järjestelmiin saadaan lisää toimintoja hyödyntämällä data-analytiikan ja koneoppimisen kaltaisia tekniikoita reaaliaikaisen sensoridatan käsittelyn tehostamisessa. Myös käyttöliittymien kehittymisen tuomien etujen hyödyntäminen helpottaa automaattisten järjestelmien kasaamista ja ohjausta.

Varo matoja kekseissä!

Harvoin tietoturvatiedotteet osuvat näin ytimekkäästi: HP:n varoitus matkailijoille paljastaa evästehuijauksen, joka saattaa päätyä laitteeseesi troijalaisena. Kesälomakauden kynnyksellä matkailijoita vaanii uusi, ovelasti naamioitu tietoturvauhka.

Kaikkein nopeimpien langattomien signaalien testaaminen onnistuu nyt tabletilla

Saksalainen Aaronia esittelee San Franciscon IMS 2025 -messuilla maailman nopeimmat kannettavat reaaliaikaiset spektrianalysaattorit, jotka mahdollistavat jopa yli 3 000 GHz/s pyyhkäisyn – ja kaiken tämän voi tehdä kentällä suoraan tabletilla.

ETNdigi 1/2025 is out
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Tekoälyn aikakaudella mikro-ohjain pitää ajatella uusiksi

ETN - Technical articleTekoälyä tuodaan nyt vauhdilla mikro-ohjaimiin. Ajan myötä kaikista päätelaitteiden ML-sovelluksiin tarkoitetuista mikro-ohjaimista tulee hybridilaitteita, joissa yhdistyvät CPU ja NPU. Tämä kehitys on väistämätöntä.

Lue lisää...

OPINION

Onko tekoäly nyt uusin uhka tietoturvalle?

Tekoäly on tullut jäädäkseen – siitä ei ole epäilystäkään. Mutta mitä tapahtuu, kun siitä tulee myös kyberturvallisuuden suurin uhka?

Lue lisää...

LATEST NEWS

  • Rakettitiede lentää onnistuneilla rekrytoinneilla
  • Maailman ensimmäinen lisälaitesovitin, joka säilyttää IP65-luokituksen
  • Tekoälyn aikakaudella mikro-ohjain pitää ajatella uusiksi
  • Suomalainen startup Ovido kesyttää tuotetiedon tekoälyn avulla
  • VTT kehitti maatuvan aurinkokennon maatalouteen

NEW PRODUCTS

  • Maailman ensimmäinen lisälaitesovitin, joka säilyttää IP65-luokituksen
  • Uudenlainen termistori on iso askel sähköautoille
  • 10 wattia sokeripalan kokoisesta teholähteestä raiteille
  • Bluetoothin uudet ominaisuudet käyttöön pienellä USB-tikulla
  • Yksi piiri pidentää langattoman laitteen käyttöaikaa
 
 

Section Tapet