Casi di studio di progetti R&S affrontati dai professionisti TT•Lab
Di seguito sono riportati e brevemente descritti alcuni casi di studio relativi a problemi affrontati dai nostri professionisti:
Casi di studio di progetti R&S HW
Specifiche di progetto
- Realizzare un sistema di protezione dall’inversione di polarità per un apparato dove il consumo di potenza è critico per mantenere la temperatura operativa nei valori del range industriale.
- Temperatura di lavoro: (0÷50)°C.
- Corrente assorbita: max 2A.
- Tensione di alimentazione: (12÷30)V.
Risultato: il circuito è stato realizzato con un MOSFET a canale p e pochi altri componenti di polarizzazione e protezione.
Il consumo particolarmente contenuto di potenza è ottenuto sfruttando un dispositivo con bassa resistenza tra drain e source.
Note: il circuito, sviluppato nel 2003 e semplicissimo nella sua struttura, è stato probabilmente “scoperto” più volte negli anni.
La prima pubblicazione su riviste specializzate sembra comunque dovuta a Jim Walker nella “Design Note” dal titolo “FET Supplies Low-Voltage Reverse-Polarity Protection” apparsa sul numero del 31 marzo 2005 di Electronic Design, pagina 56.
Specifiche di progetto
- Progettare un sistema per la misura della coppia meccanica di serraggio di un pacco di ceramiche piezoelettriche con precisione superiore a quella possibile alle comuni chiavi dinamometriche.
- Temperatura di lavoro: (10÷30)°C.
Note: l’uso di un circuito di questo tipo ha permesso la misura della coppia con un ordinario voltmetro. Questa soluzione è stata resa possibile grazie alle variazioni relativamente contenute delle caratteristiche delle ceramiche piezoelettriche impiegate.
Specifiche di progetto
- Progettare un sistema per la misura di una distanza lineare preciso e stabile rispetto alle variazioni di temperatura ambientale.
- Temperatura di lavoro: (0÷50)°C.
- Tensione di alimentazione: 5,0V±5%
- Dimensioni contenute in modo da consentire il montaggio del sistema su un equipaggio mobile la cui corsa massima è di 4cm.
Risultato: il progetto è stato portato a termine con la realizzazione di un circuito che impiega un sensore di campo magnetico con risposta compensata in temperatura da componenti discreti.
Nota: il sensore non necessita di taratura elettrica, ma solo di regolazione della posizione sull’equipaggio.
Specifiche di progetto
- Progettare un sistema di misura per l’angolo di rotazione di un asse di piccole dimensioni. La misura deve essere precisa e stabile rispetto alle variazioni di temperatura ambientale e all’invecchiamento.
- Tensione di alimentazione: (1,8÷3,0)V.
- Temperatura di lavoro: (0÷50)°C.
- Consumo di potenza il più contenuto possibile durante il funzionamento; il dispositivo deve spegnersi allo stand-by.
- Non usare l’uso di sistemi standard di codifica della posizione angolare con codice Gray.
Risultato: il progetto è stato portato a termine con la realizzazione di un circuito che usa un fotosensore RGB per identificare le posizioni angolari.
Specifiche di progetto
- Si deve progettare un illuminatore a basso costo e basso consumo di potenza per una telecamera.
- L’illuminatore deve poter emettere flash luminosi a frequenza relativamente alte (fino a 100kHz). L’intensità della luce emessa deve essere regolabile con precisione sia in condizioni statiche che dinamiche.
- Temperatura di lavoro: (0÷50)°C.
- Vincolo di riduzione di costi: il sistema deve costare significativamente di meno rispetto a quello usato in una precedente versione.
Risultato: il progetto è terminato con la realizzazione di un circuito che sfrutta in modo non convenzionale la retroazione necessaria alla regolazione di intensità.
Nota: uno degli obiettivi del progetto era precisamente la riduzione di costo, ma tacitamente era richiesto anche un aumento di prestazione. Il circuito sviluppato ha conseguito questo obiettivo.
Specifiche di progetto
- Identificare univocamente e precisamente di un gruppo di tre impulsi con durata ben definita e distanziati da tempi precisi.
- Temperatura di lavoro: (-20÷+60)°C.
- Dimensioni fisiche e costi contenuti.
Risultato: il circuito è stato sviluppato con un classico multivibratore realizzato a componenti discreti e ottimizzato per garantire stabilità delle temporizzazioni, e da un contatore resettabile.