Referentieontwerp voor slimme badges Bluetooth SoC

Atmosic Technologies en E Ink hebben een referentieontwerp voor eBadge-toepassingen aangekondigd. Het project omvat Atmosic's ultra-low-power M-Series Bluetooth low-energy halfgeleidertechnologie voor het Internet of Things (IoT).

Markets and Markets schatte de markt voor slimme badges op ongeveer $ 33 miljoen in 2025 met een CAGR van 9,6% van 2020 tot 2025. De groei van slimme badges kan worden toegeschreven aan het gemak en de veiligheid van transacties en hun fraudebestendige opslag van gebruikersinformatie en identiteit.

Een digitale kaartweergave vereist ongeveer 99% minder energie dan de LED-schermen die gebruikelijk zijn in televisies en veel mobiele technologieën. En van bijzondere waarde voor eBadge-ontwikkelaars:digitaal papier vereist helemaal geen energie om een ​​statische afbeelding weer te geven.

David Su, CEO van Atmosic Technologies, legde uit hoe de nieuwe oplossingen, aangeboden als onderdeel van het gezamenlijke Atmosic-E Ink-project met een van E Ink's 2,9″ of 3,7″ zwart-witschermen, ultra-laag vermogen ondersteunen en lange , meerjarige levensduur van de batterij, die kan worden verlengd met optionele on-chip energiewinning. Deze energiezuinige eBadge kan ook visuele updates bieden, waaronder foto's, locatie-informatie, waarschuwingsberichten en tekstberichten. Het gebruik van energieopwekking kan de eBadge een vrijwel onbeperkte levensduur van de batterij geven.

David Su voegt toe:“Atmosic heeft het unieke vermogen om extra energie op te slaan op een supercap, wat kan helpen de batterijcapaciteit verder te verkleinen, waardoor gestroomlijnde industriële ontwerpen mogelijk worden. Bijvoorbeeld in een toetsenbordtoepassing:voor continu typen (5 toetsen/sec) verbruikt het op ATM gebaseerde toetsenbord 90uA. Voor het toetsenbord in de aangesloten inactieve modus verbruikt het op ATM gebaseerde toetsenbord 7,5uA.”

Digitaal papier

Het digitale papier van E Ink bestaat uit deeltjes in microcapsules die zijn gecoat op een dunne filmlaag en fungeren als een vorm van inkt. In plaats van inkt permanent op het papier te drukken, worden de inktdeeltjes automatisch gerecycled om nieuwe letters en afbeeldingen te vormen wanneer het schermbeeld wordt bijgewerkt. Er wordt alleen energie verbruikt wanneer een elektrische lading de deeltjes herschikt om een ​​nieuw beeld te vormen. Op deze manier lijkt digitaal papier eigenlijk heel erg op het traditionele papier dat we in een boek ervaren. De afbeeldingen die we in een boek lezen zijn statisch en er is geen energie voor nodig om ze weer te geven. Energie wordt alleen gebruikt als we een kleine hoeveelheid calorieën verbranden om de pagina fysiek om te slaan.

ePaper-schermen zijn niet zoals LCD-schermen die achtergrondverlichting gebruiken om de pixels te verlichten en afbeeldingen aan het menselijk oog te tonen. De technologie van E Ink is een reflecterend scherm, dat gebruik maakt van het omgevingslicht en gebruik maakt van soortgelijke pigmenten als die van inkt en papier. Het zwart-witte elektronische inktsysteem van E Ink bestaat uit miljoenen kleine microcapsules, elk ongeveer de diameter van een mensenhaar. Elke microcapsule bevat negatief geladen witte deeltjes en positief geladen zwarte deeltjes gesuspendeerd in een heldere vloeistof. Wanneer een positief of negatief elektrisch veld wordt aangelegd, verplaatsen de corresponderende deeltjes zich naar de bovenkant van de microcapsule waar ze zichtbaar worden voor de kijker. Hierdoor lijkt het oppervlak op die plek wit of zwart.

Figuur 1:eBadge-systeem (Bron:SafePass)

eBadge voor de industrie

In het tijdperk van Covid-19 biedt locatietracking een efficiëntere manier om contacttracering uit te voeren. Wanneer infecties optreden, kunnen organisaties snel bepalen welke SafePasses binnen een bepaalde straal van andere eBadges zijn aangekomen, en deze informatie rapporteren aan gezondheidsautoriteiten ter ondersteuning van hun inspanningen om contactpersonen op te sporen. Aangezien veel organisaties overgaan op een hybride model waarbij werknemers twee of drie dagen per week thuis kunnen werken, zullen ze minder vaak worden gezien binnen een bedrijfscomplex. Wanneer honderden of duizenden werknemers elkaar veel minder vaak persoonlijk zien, kunnen sommigen worden gezien als virtuele vreemden die al dan niet tot het complex behoren. Dit maakt het nog belangrijker voor mensen om te allen tijde gemakkelijk herkenbaar te zijn met een goed zichtbare eBadge.

Figuur 2:e-Badge Reference Design (Bron:Atmosic)

Figuur 3:Schema van eBadge (Bron:Atmosic)

David Su wees erop dat het lage stroombudget dat wordt geboden door de oplossingen van Atmosic, ontwikkelaars in staat stelt een reeks functies toe te voegen om een ​​veilige en kosteneffectieve eBadge-oplossing te bouwen die meerdere jaren op dezelfde batterij kan werken. Voor IoT-toepassingen aan de rand kan energie worden geoogst uit RF-signalen in de lucht om een ​​Bluetooth-chip van stroom te voorzien of kan een kleine supercondensatorchip worden gecombineerd met een zonnecel ter grootte van een vingernagel.

Dankzij de speciale eigenschappen van elektronische inkt is het niet nodig om het scherm continu van stroom te voorzien:u hoeft alleen maar energie te leveren wanneer de elektriciteit nodig is om de pigmenten te verplaatsen. Dit bespaart energie en de batterij kan meer dan een maand meegaan.

De kit wordt verticaal of horizontaal gebruikt met een kleine CR2032-knoopbatterij. “De eBadge biedt visuele updates, waaronder een foto, locatie-informatie, waarschuwingsberichten en sms-berichten. Het gebruik van energieoogst kan de eBadge een vrijwel onbeperkte levensduur van de batterij geven”, aldus Su.

Het platform maakt gebruik van de M-serie van Atmosic. Om de afhankelijkheid van batterijen voor IoT drastisch te verminderen, heeft Atmosic in deze serie drie innovatieve technologieën ontwikkeld:Lowest Power Radio, On-demand Wake-up en Controlled Energy Harvesting. Atmosic hanteerde een draadloze agnostische benadering om de meest energie-efficiënte basis te bepalen voor zijn eerste IoT-connectiviteitsoplossingen.

>> Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op onze zustersite, EE Times Europa.