STMicroelectronics abbatte gli ostacoli all’adozione su larga scala del monitoraggio delle vibrazioni nelle applicazioni Industria 4.0

STMicroelectronics, leader globale nei semiconduttori con clienti in tutti i settori applicativi dell’elettronica, mette a disposizione della prossima generazione di applicazioni Industria 4.0 una nuova soluzione per misurare le vibrazioni, ottimizzata per la manutenzione intelligente delle apparecchiature industriali.

Il sensore di vibrazione IIS3DWB di ST e il relativo kit di valutazione multi-sensore STEVAL-STWINKT1 rendono più veloce lo sviluppo di sistemi di monitoraggio delle condizioni operative delle apparecchiature industriali; di conseguenza, aumentano molto la produttività poiché riescono a identificare tempestivamente le esigenze di manutenzione. L’analisi della misura delle vibrazioni, a livello locale o nel cloud, aiuta gli utenti a definire strategie che massimizzano il tempo di funzionamento, riducono al minimo i costi di gestione ed evitano riparazioni in emergenza.

IIS3DWB è un accelerometro MEMS¹ a tre assi ottimizzato per rilevare le vibrazioni. Il kit STEVAL-STWINKT1 semplifica le attività di prototipazione e collaudo poiché integra il dispositivo IIS3DWB assieme ad altri sensori con un microcontrollore a bassissimo consumo e gli algoritmi necessari per l’elaborazione delle vibrazioni, un modulo wireless Bluetooth® e la connessione USB. Incapsulato in un involucro plastico che contiene anche la batteria, il kit è subito pronto per lo sviluppo di nuove applicazioni e rappresenta anche un interessante design di riferimento. Comprende funzioni per la visualizzazione delle informazioni su cloud ma anche per l’acquisizione dei dati ad alta velocità, per l’utilizzo con tecniche di analisi avanzata.

“Il monitoraggio delle condizioni delle apparecchiature è un elemento fondamentale nella trasformazione digitale dell’industria, poiché offre la possibilità di migliorare la produttività e la sicurezza rendendo contemporaneamente disponibili nuovi servizi e nuovi modelli di business,” ha affermato Alessandro Cremonesi, Vice President of System Research and Applications, STMicroelectronics. “Il nostro sensore di vibrazione, il kit di sviluppo multi-sensore IIoT e il design di riferimento sono le soluzioni più abbordabili e con le migliori prestazioni attualmente disponibili in commercio. Danno davvero la possibilità di realizzare sistemi di sensoristica industriale plug-and-play ad alte prestazioni e costi contenuti.”

ST ha già iniziato a fornire il dispositivo IIS3DWB a SPM Instrument, una società svedese altamente innovativa nell’IIoT che lo usa nel suo AIRIUS, un sensore di vibrazione wireless alimentato a batteria. Rikard Svärd, Global Sales Director di SPM Instrument ha commentato: “Abbiamo scelto IIS3DWB perché offre una combinazione unica di caratteristiche come la rilevazione sui tre assi, elevata larghezza di banda e basso rumore, il tutto integrato in un dispositivo digitale a basso consumo, che ci ha aiutato a raggiungere gli obiettivi di prestazioni, tempo di realizzazione e costi che avevamo definito per il nostro AIRIUS.”

Ulteriori informazioni tecniche
L’accelerometro MEMS a tre assi ed elevatissima larghezza di banda IIS3DWB di ST è in grado di misurare le vibrazioni, cioè l’indicatore principale che segnala la necessità di manutenzione di un’apparecchiatura. Il dispositivo, la cui disponibilità sul mercato è garantita per un minimo di 10 anni come previsto da ST per numerosi prodotti industriali, è ottimizzato per il monitoraggio delle vibrazioni. La risposta in frequenza è stata studiata in modo da essere completamente piatta e a basso rumore fino a 6 kHz, e da avere un’attenuazione elevata fuori dalla banda passante per evitare possibili problemi di “frequency-aliasing” e rilevare gli eventuali malfunzionamenti dell’apparecchiatura in modo preciso e ripetibile. Il consumo ridotto di energia consente di massimizzare il funzionamento dei nodi sensore alimentati a batteria.
Alcune delle principali caratteristiche del dispositivo IIS3DWB sono:

• Accelerometro a 3 assi, ciascuno con la medesima curva di risposta in frequenza piatta su un ampio intervallo di frequenza. Questo consente di ridurre la complessità e la necessità di condizionamento esterno del segnale, richieste da sensori concorrenti
• Funzionalità digitale plug-and-play, integrazione del condizionamento del segnale, convertitore analogico-digitale (ADC), filtraggio ed equalizzazione di banda all’interno del chip
• Basso rumore: 75 µg/√Hz in modalità tre assi o 60 µg/√Hz in modalità singolo asse, selezionabile “on-the-fly”
• Intervallo di temperature di funzionamento esteso da -40°C a +105°C
• Corrente operativa di 1,1 mA con i 3 assi al massimo delle prestazioni

Facendo leva sulla posizione leader di ST nella tecnologia MEMS, il kit di valutazione STEVAL-STWINKT1 integra sulla scheda diversi altri sensori, in aggiunta al dispositivo IIS3DWB. Comprende inoltre un sistema radio Bluetooth® Low Energy (BLE) per il collegamento con un dispositivo periferico o direttamente a Internet. Le diverse funzionalità della scheda permettono, ai progettisti di soluzioni integrate, di non perdere tempo nella laboriosa integrazione del sensore e di concentrarsi piuttosto sull’applicazione, accelerando i tempi necessari per presentare al mercato un nuovo prodotto. Offrono inoltre sofisticate funzioni software, come la possibilità di memorizzazione dei dati ad alta velocità e permettono di esplorare nuovi territori, come il machine learning o l’intelligenza artificiale (AI). Il prezzo del kit è oltre il 75% inferiore alle alternative presenti sul mercato, permettendo dunque anche di abbassare anche le barriere di costo alla trasformazione digitale verso l’Industria 4.0.

Alcune caratteristiche del kit STEVAL-STWINKT1:

• Integra sensori industriali ad alte prestazioni: sensori inerziali, di temperatura, di pressione e di umidità e microfoni digitali e analogici a larga banda
• Consumi ultra-ridotti con Arm® Cortex®-M4 MCU (STM32L4R9ZI) da 120 MHz con FPU, 2048 kbytes di Flash e gestione ottimizzata della potenza
• Spazio riservato sulla scheda per poter alloggiare il circuito integrato STSAFE-100, per garantire l’autenticazione e collegamenti sicuri
• Connettività di tipo Wireless BLE4.2, wired RS485 e USB OTG sulla scheda
• Algoritmi di pre-elaborazione per l’analisi delle vibrazioni: media mobile RMS, FFT programmabile (overlapping, averaging, windowing)
• Registrazione dei dati ad alta velocità con memorizzazione in tempo reale su SD-CARD e streaming tramite USB dei dati provenienti da diversi (22) sensori alla massima risoluzione (ODR)
• Applicazione di supporto per la trasmissione e visualizzazione dei dati via cloud
• Scheda opzionale di espansione Wi-Fi (STEVAL-STWINWFV1) e scheda di espansione cellulare STMod+ dal kit P-L496G-CELL02

Alcune informazioni su STMicroelectronics
ST è leader globale nei semiconduttori e fornisce prodotti e soluzioni intelligenti e efficienti dal punto di vista del consumo di energia che danno vita ad applicazioni elettroniche di uso quotidiano. I prodotti ST si trovano già oggi dappertutto e saranno ancora più diffusi domani perché, insieme ai nostri clienti, lavoriamo per rendere sempre più intelligenti le automobili, le fabbriche, le città e le abitazioni, oltre ai dispositivi mobili e di Internet of Things.

Ed è proprio perché ST lavora per ottenere maggiori benefici dalla tecnologia e utilizzarli per migliorare la nostra vita che diciamo che ST sta per life.augmented.
Nel 2019, ST ha avuto ricavi netti pari a 9,56 miliardi di dollari presso più di 100 mila clienti in tutto il mondo. Per ulteriori informazioni consultare il sito www.st.com

RELAZIONI CON LA STAMPA:
Laura Sipala
Direttore relazioni pubbliche e con i media, Italia
Tel: +39.039.6035113
STMicroelectronics.ufficiostampa@st.com

¹ MEMS: Micro Electro-mechanical Systems, Sistemi Micro Elettro Meccanici. ST è leader nella tecnologia MEMS, con un portafoglio di prodotti che comprende accelerometri, giroscopi, sensori magnetici, sensore di pressione, temperatura, microfoni e unità complete di misura inerziale (IMU), per applicazioni industriali, automotive e di elettronica di consumo come droni, sistemi di navigazione smartphone e indossabili.