열심히만 하지 말고 스마트하게 하라

‘열심히만 하지 말고 스마트하게 하라’는 격언은 전자 기기에도 적용됩니다. 전자 기기 업계에서는 ‘스마트’라는 말이 널리 사용되고 있습니다. 자동차와 가정용 조명부터 산업 현장 및 공장 운영 방식에 이르기까지 모든 것이 점점 더 '스마트'해지고 있습니다. 이 ‘스마트’ 기술은 4차 산업혁명으로 나아가는 원동력으로 빠르게 자리 잡고 있습니다.

사물 인터넷(IoT) 및 빅데이터의 증가로 장치와 인프라 간 향상된 통신을 통해 실시간 의사결정이 실현되었습니다. 요즘에는 모든 새로운 기술의 앞에 '스마트'라는 단어가 붙는 것 같습니다. 스마트폰, 스마트 계측기, 스마트 워치 등 모든 것이 스마트화되고 있습니다.

이 ‘스마트’는 작년에 뉘른베르크에서 열린 Embedded World에서 Texas Instruments(TI) 부스의 중심 테마였습니다. TI 부스에서는 스마트카, 스마트 빌딩, 스마트 공장, 스마트 시티라는 4가지 응용 분야를 중심으로 광범위한 기술을 시연했습니다. 이 기사에서는 향후 솔루션의 요구 사항과 수요를 충족하는 제품을 설계하는 데 도움을 주는 TI 제품을 살펴봅니다.

MSP-EXP432P4111 - SimpleLink MSP432P4111 LaunchPad 개발 키트

이 키트(그림 1)를 사용하면 통합 고정밀 ADC, 저전력 작동, 2MB 통합 플래시 등을 활용하여 다양한 무선 연결 옵션을 완벽하게 연결하는 고정밀 센서 노드 응용 제품을 개발할 수 있습니다. 기사에 수록된 MSP432P4111 마이크로 컨트롤러(MCU)에는 48MHz Arm® Cortex®-M4F, 2MB 플래시, 256kB SRAM, 유효 전력 120A/MHz 및 대기 전력 850nA의 저전력 작동, 16비트 성능의 SAR 정밀도 ADC, 320 세그먼트 LCD 등이 포함되어 있습니다.

그림 1: Texas Instruments의 SimpleLink MSP432P4111 LaunchPad 개발 키트 (이미지 출처: Texas Instruments)

LAUNCHCC3220MODASF - SimpleLink Wi-Fi CC3220MODASF LaunchPad 개발 키트

LAUNCHCC3220MODASF의 핵심은 기판 실장형 안테나가 달린 인증된 단일칩 무선 마이크로 컨트롤러 모듈인 CC3220MODASF입니다. MCU에는 1MB 플래시, 256KB RAM 및 고급 버전 보안 기능이 통합되어 있습니다. 이 개발 키트는 즉시 사용할 수 있는 완전한 환경을 위해 온보드 에뮬레이션 및 센서를 지원합니다.

BOOSTXL-CAPKEYPAD

BOOSTXL-CAPKEYPAD 평가 모듈(EVM)은 CapTIvate 기술을 적용한 MSP430FR2522 정전 용량 접촉 감지 MCU에서 사용하기 간편한 플랫폼입니다. EVM은 3가지 방식 즉, 1) LaunchPad 개발 키트, 2) CapTIvate 개발 키트(MSP-CAPT-FR2633) 또는 3) CapTIvate 프로그래밍 장치 기판(CAPTIVATE-PGMR)에서 사용할 수 있습니다.

CAPTIVATE-METAL

CapTIvate Metal 터치패널(그림 2)은 CapTIvate 개발 키트(MSP-CAPT-FR2633)를 위한 애드온 기판입니다. 이 패널을 사용하여 엔지니어와 설계자가 금속 기술에 대한 터치를 평가할 수 있습니다. 이 대체 정전 용량 접촉 감지 기술을 적용하면 황동, 청동, 스테인리스강, 알루미늄 합금 등을 사용하여 멋진 터치 모듈을 설계할 수 있습니다.

그림 2: CapTIvate 개발 키트를 위한 Texas Instruments의 CapTIvate Metal 터치패널 애드온 기판 (이미지 출처: Texas Instruments)

CapTIvate의 터치 기술, 유연성 및 혁신과 정전 용량 터치 금속 입력의 신뢰성을 지원하는 TI의 MSP430 MCU를 애플리케이션, 휴대용 전자 기기 등 광범위한 응용 분야에 적용할 수 있습니다.

EVM430-FR6047

초음파 감지 응용 분야(예: 스마트 수량 계측기)용으로 설계된 MSP430FR6047 MCU의 평가 및 성능을 지원하기 위해 TI에서 EVM430-FR6047 평가 키트를 제공합니다. 초저전력 MSP430FR6047 MCU는 정확한 고정밀 초음파 측정을 제공하는 초음파 감지 아날로그 프런트 엔드가 통합된 장치입니다.

MSP-EXP430FR2433 - LaunchPad 개발 키트

LaunchPad 개발 키트는 MSP430FR2433 실속형 감지 MCU를 기반으로 하는 사용하기 간편한 EVM입니다. 초저전력 MSP430FR2x 실속형 감지 MCU 플랫폼에서 개발하는 경우 이 키트에는 프로그래밍, 디버깅, 에너지 측정을 위한 기판 실장형 디버그 프로브를 포함하여 개발을 시작하는 데 필요한 모든 것이 포함되어 있습니다.

MSP-CAPT-FR2633 - MSP CapTIvate MCU 개발 키트

이 키트는 정전 용량 터치 기술을 탑재한 MSP430FR2633 마이크로 컨트롤러를 평가하기 위한 포괄적이고 사용하기 간편한 플랫폼입니다. 제품 구성에는 MSP430FR2633 기반 프로세서 기판, Code Composer Studio IDE를 통해 에너지 소비를 측정하는 EnergyTrace 기술을 장착한 프로그래밍 장치/디버거 기판 및 자가 정전 용량, 상호 정전 용량, 동작 및 근접 감지를 평가하기 위한 센서 기판이 포함되어 있습니다.

LDC1314KEYPAD-EVM

이 EVM(그림 3)은 무접촉 16버튼 다기능 키패드를 구현하는 패키지에서 LDC1314의 유도 감지 기능을 평가하는 데 사용됩니다. 이 저비용 솔루션에서는 LDC1314 뿐만 아니라 LDC1312, LDC1612 및 LDC1614에서도 사용할 수 있는 간편하게 제조되는 부품과 표준 PCB 기술을 사용합니다.

그림 3: Texas Instruments의 LDC1314KEYPAD-EVM은 LDC1314의 유도 감지 기능을 평가하는 데 사용됩니다. (이미지 출처: Texas Instruments)

LDC1614EVM

LDC1614 EVM에는 LDC1614의 채널 4개에 연결되는 두 가지 예제 PCB 센서 코일이 포함되어 있습니다. MSP430 마이크로 컨트롤러는 LDC를 호스트 컴퓨터에 연결하는 데 사용됩니다. 이 EVM을 유도 감지 기술과 함께 사용하여 전도 대상 물체의 압력, 위치 또는 구성을 입증할 수 있습니다.

TMP116EVM

TMP116EVM을 사용하면 TMP116 제품군을 편리하게 시작할 수 있습니다. TMP116 장치는 EEPROM이 통합된 고정밀 디지털 온도 센서입니다. 이 제품군은 최대 ±0.1°C(20°C ~ 42°C 범위) 및 0.2°C(0°C ~ 85°C 범위) 정확도로 16비트 분해능을 지원합니다.

TMDSECATCNCD379D

Beckhoff ET1100 EtherCAT 슬레이브 컨트롤러(ESC)와 800MIPS Delfino 마이크로 컨트롤러를 탑재한 이 평가 기판에 C2000 MCU 실시간 컨트롤 및 실시간 EtherCAT 통신이 결합되어 있습니다. 이 기판을 독립형 하드웨어로 사용하여 소프트웨어 프로젝트에 익숙해지도록 연습하거나 서보 예제 응용 분야에서 DesignDRIVE IDDK와 함께 사용할 수 있습니다. TMDSECATCNCD379D를 DesignDRIVE IDDK와 함께 2기판 하드웨어 솔루션으로 사용할 경우 ET1100용 소프트웨어 드라이버와 C28x용 슬레이브 스택 조정 계층이 함께 제공됩니다.

TIDA-01476 TI 참조 설계

이 참조 설계를 사용하여 IoT 네트워크 게이트웨이 및 클라우드 데이터 제공업체에 연결할 산업용 센서-클라우드 엔드 노드 생성을 시연합니다. 이 설계에는 TI의 나노 전력 연산 증폭기, 비교기 및 SimpleLink 초저전력 Sub-1GHz 무선 MCU 플랫폼이 통합되어 있습니다. 이러한 모든 기능은 별도의 배선 없이 매우 긴 배터리 수명을 보장하는 초저전력 센서와 클라우드 간 동작 감지기를 시연합니다.

TIDA-01477 TI 참조 설계

TIDA-01476과 마찬가지로 이 참조 설계를 사용하여 IoT 네트워크 게이트웨이 및 클라우드 데이터 제공업체에 연결할 수 있는 산업용 센서와 클라우드 간 엔드 노드 생성을 시연합니다. 이 설계에는 TI의 전력 게이팅을 위한 나노 전력 시스템 타이머, 낮은 IQ 부스트 컨버터, SimpleLink 초저전력 Sub-1GHz 무선 MCU 플랫폼 및 습도 감지 기술이 통합되어 있습니다. 이러한 모든 기술은 배터리 기술을 획기적으로 연장해주는 듀티 사이클 센서 엔드 노드에 대한 초저전력 방법을 시연합니다.

이 모든 TI 제품 외에도 TE Connectivity(TE)에서는 광범위한 스마트 연결 솔루션을 제공합니다.

기판 레벨 차폐(BLS)

설계자는 TE의 표준 BLS 포트폴리오를 사용하여 응용 제품에서 누화를 최소화하고 EMI 민감도를 줄이는 데 필요한 부품을 빠르게 얻어 해당 문제를 해결할 수 있습니다(그림 4). TE는 표준 냉간압연 강철 재료 옵션과 무게가 1/3에 불과한 알루미늄 옵션을 모두 제공합니다.

그림 4: TE Connectivity의 기판 레벨 차폐 예 (이미지 출처: TE Connectivity)

Waterproof USB Type-C™ 커넥터

TE는 한가지 솔루션으로 단일 연결에서 최대 10Gbps의 데이터, 최대 100W의 전력, 오디오/비디오 입력을 제공하는 USB Type-C 리셉터클을 제공합니다. USB Type-C는 현재 및 미래 USB 응용 제품을 위한 차세대 솔루션입니다. 실제 IPX8 등급을 획득한 TE의 방수 USB Type-C 커넥터는 1.5m의 수심에서 최소 30분 동안 안정적인 연결 상태를 유지할 수 있습니다.

‘스마트한’ 사물을 만드는 과정에서 이 제품 및 솔루션 어레이의 역할은 무엇일까요? 스마트 시티에서 TI의 광범위한 아날로그 및 혼합 신호 제품 포트폴리오와 고성능 신호 처리 및 마이크로 컨트롤러 장치를 감지, 신호 조절, 처리, 통신을 포함한 모든 신호 체인 전반에 제공함으로써 도시 시스템을 통합하여 '스마트한' 작동을 제공할 수 있습니다. 스마트 시티에서는 부품이 계층적으로 정렬된 메시 네트워크를 통해 센서, 게이트웨이, 제어 센터 및 효과적인 클라우드 통신을 운영할 수 있습니다. 데이터 수집, 집계 및/또는 결정 포인트마다 요구 사항이 다르므로 유연하고 확장 가능한 반도체 솔루션이 필요합니다. 이를 위해 TI는 함께 연계하여 스마트 시트 네트워크를 구축하도록 설계된 제품을 제공할 수 있습니다.

자동차 산업의 경우 기존 연소 엔진부터 실질적인 스마트카까지 자동차 혁신 전반에서 무선 기술이 중추적인 역할을 합니다. 따라서 120년 전, 자동차가 발명된 이래로 최대 규모의 혁신이 현재 진행되고 있습니다. 고객이 목적지까지 더 빠르게 이동하도록 시스템 차원 혁신, 확장성 및 안전 전문 지식을 제공함으로써 TI는 주행 환경을 가속화합니다. 자동차 산업의 측면에서 TI의 제품은 고급 운전자 지원 시스템, 인포테인먼트, 하이브리드/전기차, 동력 전달 장치, 자체 전자 장치, 조명 등을 위한 솔루션의 핵심적인 역할을 합니다.

4차 산업혁명 또는 Industry 4.0과 관련하여 TI의 내장형 아날로그 제품, 시스템 전문 지식, 사용하기 간편한 설계 도구를 활용하면 시스템과 프로세스를 디지털화하여 스마트하고 더 효율적이고 안전한 공장을 구축할 수 있습니다. 실시간 데이터 분석, 빅데이터 클라우드, 예측 정비, 분산 인텔리전스, OPC UA TSN, 사이버 물리적 운영 시스템, 제품 중심 제조 등과 같은 기술이 연결, 전력, 보안, 신뢰성 및 안전의 측면에서 엄청난 이점이 될 수 있습니다.

마지막으로 TI는 스마트한 건물을 구축하기 위한 차별화된 솔루션을 제공합니다. 엔지니어는 이러한 솔루션을 통해 지능형 건물을 모니터링 및 제어하여 효과적이고 안전하고 즐거운 환경을 구축할 수 있습니다. 건물 자동화 시스템에 에너지 수확, 예측 정비 등과 같은 기능을 제공하기 위해 TI는 솔루션 설계 및 평가를 도와주는 광범위한 장치 및 참조 설계를 마련했습니다. 추가 스마트 건물 응용 분야에는 고급 버전 HVAC 및 조명 제어를 지원하는 스마트 무선 감지가 있습니다. 스마트 건물 솔루션을 통해 실현 가능한 친환경적인 건물과 향상된 시스템 신뢰성에 맞게 최적화된 에너지 효율로 또 다른 이점을 제공합니다.

*TE Connectivity 및 TE는 상표입니다.