projektek
Az EMP Designs megbízást kapott egy hordozható mérőeszköz elektronikájának kifejlesztésére, amely az energialeadás és a hőmérsékletmérés rendkívül pontos szabályozását igényelte.
Az alkalmazás egy kis fűtőelemen alapult, amelyet gondosan szabályozott mennyiségű elektromos energiával kellett meghajtani. A felfűtés után a rendszernek pontosan nyomon kellett követnie, hogyan változik a hőmérséklet az idő múlásával.
Az így kapott hőmérséklet-csökkenési adatokat ezután az ügyfél saját fejlesztésű algoritmusai dolgozhatták fel, lehetővé téve a vizsgált anyag tulajdonságainak értelmezését.
Bár az elv egyszerűnek hangzik, a szükséges pontosság elérése egy kompakt, akkumulátoros eszközben számos jelentős mérnöki kihívást jelentett.
Az energia pontos szabályozása
Az első kihívást a fűtőelem vezérlése jelentette.
Ahelyett, hogy egyszerűen egy meghatározott ideig táplálta volna, az eszköznek nagyon pontosan szabályozott mennyiségű energiát kellett a fűtőelemhez juttatnia.
Az áramerősség, a feszültség vagy az időzítés kis eltérései is befolyásolhatták a kiindulási hőmérsékletet, és ezáltal az azt követő mérést.
Ezért olyan elektronikát fejlesztettünk, amely pontosan és megismételhetően képes vezérelni a fűtési ciklust, biztosítva, hogy minden mérés ismert és szabályozott energiabevitellel induljon.
A hőmérséklet-csökkenés mérése
A fűtési ciklus befejezése után a következő lépés a hőmérséklet természetes csökkenésének nyomon követése volt.
A rendszernek ezt a változást kellő pontossággal és állítható mérési időközönként kellett rögzítenie, részletes hőmérsékleti profilt készítve az idő függvényében.
Ezeket az adatokat ezután az ügyfél saját elemzőszoftvere és algoritmusai számára alkalmas formátumba lehetett alakítani.
Az elektronikának gyakorlatilag két egészen eltérő feladatot kellett kiválóan ellátnia:
pontosan szabályozott energiaimpulzust leadni, majd azonnal nagy pontosságú mérőrendszerré válni.
E követelmények összehangolása egyetlen kompakt kialakításon belül a fejlesztési munka jelentős részét tette ki.
Hosszú távú akkumulátoros működésre tervezve
Az eszköznek hosszabb időszakokon át, távoli helyszínen is működnie kellett.
Egyes alkalmazásokban a mérések hetekig, akár hónapokig is tarthatnak, így az energiafogyasztás a tervezés fontos szempontja volt.
Nem volt elég csupán az aktív állapotú elektronikát optimalizálni. A mérések közötti energiafogyasztást is minimálisra kellett csökkentenünk.
Ezért jelentős fejlesztési munkát fordítottunk az alábbiakra:
az alvó állapotú energiafogyasztás csökkentése
a rendszer különböző üzemmódjainak kezelése
az egyes áramkörök tápellátásának optimális időzítése
a mérési pontosság megőrzése az energiafogyasztás csökkentése mellett
az adattárolás és a kommunikáció hatékony kezelése
A cél az volt, hogy az eszköz hosszú időn át számos mérési ciklust végezhessen anélkül, hogy gyakori akkumulátortöltésre vagy -cserére lenne szükség.
Alacsony energiaigényű vezeték nélküli adatátvitel
A rendszer képes a mérési adatokat belsőleg tárolni, de követelmény volt az összegyűjtött információk számítógépre történő átvitele is.
Egy akkumulátoros termékben a vezeték nélküli kommunikáció lehet az egyik legnagyobb energiafogyasztó, ezért megvizsgáltuk, hogyan használhatók az újabb Wi-Fi kommunikációs módszerek úgy, hogy a rádiós rendszernek a lehető legrövidebb ideig kelljen aktívnak maradnia.
A kommunikáció bekapcsolásának gondos szabályozásával az adatok átvihetők voltak, miközben az eszköz teljes energiafogyasztása alacsony maradt.
Kísérleti igényből hordozható elektronika
Az eredmény egy kompakt elektronikai platform lett, amely egyesíti az alábbiakat:
rendkívül pontosan szabályozott energialeadás
pontos hőmérsékletmérés
állítható mintavételi időközök
hosszú távú adatnaplózás
belső adattárolás
vezeték nélküli átvitel számítógépre
alacsony alvóáramú működés
hosszan tartó, akkumulátoros telepítés
A projekt az analóg méréstechnika, a precíziós teljesítményszabályozás, a beágyazott firmware, az energiagazdálkodás, az adatgyűjtés és a vezeték nélküli kommunikáció területén igényelt fejlesztést.
Jó példája annak, milyen munkákat vállalunk az EMP Designs-nál: egy speciális mérési igényből kiindulva kifejlesztjük azt az elektronikát és beágyazott rendszert, amely gyakorlatias, hordozható eszközzé alakítja.
Megoldatlan probléma
Együttműködés és az igények megvitatása az ügyféllel. A teljes körű, kontextusú és korlátokkal kapcsolatos áttekintés. Kutatás és elemzés.
TALÁLMÁNY
A szakértelem, a technológia és a kreativitás ötvözése a megoldás megtalálása érdekében. Első terv elkészítése. Együttműködés az ügyféllel a specifikáció véglegesítésében.
TERVEZÉSI RÉSZLETEK
Teljes körű tervezési szakasz – elektronikai, mechanikai, technológiai, rendszerek…
VÉLEMÉNY
3D adatok és koncepciók áttekintése az ügyféllel. Átdolgozás és finomhangolás.
PROTOTÍPUS
Minden fájl kiadása prototípuskészítéshez. Termékalkatrészek összeszerelése. Programozás, tesztelés és próbaverzió.
FEJLESZTÉS
Élő környezetben értékelje, vegye figyelembe a jelenlegi és jövőbeli fejlesztéseket.
ÉPÍT
Minőségi termékeket gyárthat házon belül kis, speciális tételekben, vagy szakértő beszállítóinkon keresztül kezelheti a gyártást. Az EMP személyesen teszteli és biztosítja a legmagasabb minőségű termékeket és csomagolást.