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Concevoir le capteur parfait avec UWB

  • septembre 2, 2021

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Dans les conversations avec les clients, nous parlons rarement des avancées technologiques UWB en termes de mises à niveau incrémentielles. Les avantages de performances de plusieurs ordres de grandeur que la technologie SPARK UWB offre par rapport au Bluetooth hérité – efficacité énergétique 40 fois supérieure, latence 60 fois inférieure – signifient que nous pouvons parler des stratégies de conception des clients de manière beaucoup plus large – comme si nous imaginions l’application pour la première fois, ou comme s’il envisageait pour la première fois la technologie sans fil pour remplacer une application filaire.

Cela nous est rappelé à l’approche de la conférence Sensors Converge (21-23 septembre, San Jose, Californie) où nous anticipons bon nombre de ces types de conversations. Ils ne se concentreront pas sur des questions importantes mais quelque peu banales comme « Les capteurs UWB peuvent-ils aider à réduire de quelques dollars ma facture d’électricité ? »

Les capteurs SPARK UWB peuvent faire bien mieux que ça ! Nous préférons penser en ces termes : et si vous pouviez concevoir le capteur parfait ?

Sans nous demander si l’UWB peut aider les concepteurs de capteurs à atteindre des objectifs de conception aussi ambitieux (alerte spoiler : c’est possible), examinons à quoi pourrait ressembler ce capteur parfait.

LE CAPTEUR PARFAIT SERA SANS FIL

Les avantages des capteurs sans fil par rapport aux capteurs câblés sont immédiatement évidents pour quiconque les a déjà installés ou a examiné les coûts de nomenclature respectifs. Les capteurs sans fil sont moins chers et plus rapides à déployer, à entretenir et à réutiliser que les capteurs câblés. Si vous regroupez cet avantage et les économies de coûts sur un réseau de capteurs – d’une installation mineure à un réseau maillé massif – les avantages sont limpides.

Comme avantage supplémentaire, la connectivité des capteurs sans fil signifie que vous n’aurez pas à percer d’innombrables trous destructeurs dans votre infrastructure pour accueillir un enchevêtrement encombrant de fils de capteur, que cette infrastructure appartienne à une ville intelligente, un port intelligent, une usine intelligente, un immeuble de condos intelligent, et/ou tout le reste.

LE CAPTEUR PARFAIT SERA « TOUJOURS ACTIVÉ »

Pour la prochaine génération de capteurs destinés à être utilisés dans les véhicules autonomes et les infrastructures intelligentes – parmi d’innombrables autres applications commerciales et industrielles guidées par l’IA – des taux d’échantillonnage d’une fois par heure ou même une fois par minute ne seront pas suffisants pour satisfaire l’insatiable de l’IA pour la demande de données. Ces systèmes de capteurs nécessitent absolument une disponibilité « toujours active » 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 pour la télémétrie en direct qui garantit un accès continu aux données les plus récentes disponibles. Ces capteurs ne peuvent pas être mis hors tension entre les échantillons pour économiser de l’énergie – pour les réseaux de capteurs de demain, il n’y a pas de temps d’arrêt.

La façon la plus simple d’illustrer le besoin imminent d’une connectivité de capteurs «toujours allumés» est peut-être d’imaginer des routes remplies de véhicules autonomes s’appuyant sur le positionnement en temps réel et les données de sécurité des véhicules et des infrastructures environnantes afin de traverser en toute sécurité nos villes et banlieues à vitesses élevées. Leurs temps de réaction automatisés doivent être presque instantanés, ce qui serait impossible avec des capteurs prenant en charge autre chose que la disponibilité continue, l’échantillonnage des données et la communication.

LE CAPTEUR PARFAIT PERMET LA SURVEILLANCE EN TEMPS RÉEL ET LA PRISE DE DÉCISION

Les capteurs conçus pour une télémétrie en direct « toujours active » peuvent aider à permettre une surveillance en temps quasi réel, ce qui est essentiel pour un large éventail d’applications et d’environnements, de nos autoroutes à nos chaînes de montage, en passant par nos infrastructures municipales et partout ailleurs. La surveillance des données en temps réel garantit qu’aucune donnée n’échappe à notre attention et qu’il est possible d’agir immédiatement.

Cela sera particulièrement précieux pour des applications telles que l’inspection, la surveillance et la détection et la reconnaissance d’objets automatisées, avec des implications profondes affectant tout, de la qualité des produits issus de nos chaînes de montage aux menaces de sécurité posées par des intrus et des objets inconnus. Pour ces types d’applications, la télémétrie en direct « toujours active » doit être complétée par une communication à très faible latence. Une caméra intelligente, par exemple, peut n’avoir qu’une fraction de seconde pour identifier et communiquer une menace de sécurité au milieu d’un déluge de points de données.

LE CAPTEUR PARFAIT SERA DE FAIBLE PUISSANCE

Nous avons gardé le meilleur pour la fin, car celui-ci est vraiment important. Pourquoi les capteurs sans fil d’aujourd’hui ne peuvent-ils pas maintenir des opérations « toujours actives » avec un échantillonnage continu des données et une communication à haut débit ? C’est tout simplement trop gourmand en énergie pour les capteurs Bluetooth – ils ne peuvent pas suivre.

La puce Bluetooth intégrée consomme inutilement 80 % de l’ensemble du budget d’alimentation du capteur en moyenne aujourd’hui. Cela signifie que les batteries des capteurs doivent être fréquemment rechargées ou remplacées, un processus qui demande beaucoup de temps et de ressources. Ou comme compromis important, le capteur ne peut tout simplement pas envoyer sa télémétrie en continu et doit éclater des blocs de données entre de longs intervalles de temps, battant ainsi le paradigme « toujours activé ». C’est pour cette raison que de nombreux réseaux de capteurs d’aujourd’hui dépendent encore de la connectivité câblée, même après tous les progrès que nous avons réalisés dans la connectivité sans fil haute performance au cours des dernières décennies.

Les capteurs SPARK UWB peuvent renverser cette mesure d’efficacité énergétique, garantissant que seulement 20 % ou moins du budget d’alimentation du capteur est consommé par la puce de communication sans fil. Selon la façon dont vous utilisez vos capteurs, cela pourrait permettre des installations de capteurs «régler et oublier» qui fonctionnent pendant de nombreuses années avant qu’une batterie déchargée ne devienne un problème. Avec si peu d’énergie consommée par la puce UWB, cela ouvre également la porte à un avenir de capteurs sans batterie alimentés par rien de plus que la lumière intérieure ambiante, ou même la chaleur corporelle.

Nous invitons les clients à nous rendre visite à Sensors Converge au stand #1013, où un expert SPARK peut vous aider à imaginer – et à réaliser – la connectivité sans fil que vos capteurs attendaient. Pour organiser un rendez-vous à l’avance, contactez SPARK