Cold Chain Asset Tracking

In dit artikel bespreken we een voorgestelde Cold Chain Asset Tracker met datalogging-mogelijkheid met behulp van Lapis-technologie.

De term "koude keten" verwijst naar de toeleveringsketen die producten of materialen levert die bederven of vernietigd worden als de temperatuur buiten een voorgeschreven bereik schommelt. Veel voedingsmiddelen, chemicaliën en farmaceutische producten vereisen een strak gecontroleerde "cold chain"-logistiek. Het monitoren van deze “assets” door de gehele koudeketen en het kunnen garanderen van de door hen waargenomen temperaturen te allen tijde, kan een kwaliteitsborging bieden.

Deze logistiek kan worden afgehandeld door sensoren, microcontrollers en zelfs IoT-mogelijkheden om een ​​veilige verwerking van koude activa in de hele toeleveringsketen te garanderen.

Sommige vaccins, zoals het COVID-19-vaccin van Pfizer, zijn zeer gevoelig voor temperatuurschommelingen. In feite vereist het vaccin van Pfizer een superkoude opslag, met een temperatuur die op -70°C of lager wordt gehouden. Deze temperatuur moet worden gehandhaafd vanaf het fabricagepunt tot en met de leveringsketen totdat het vaccin aan de patiënt kan worden toegediend.

Toepassing:Cold Chain Asset Tracking Datalogger

Laten we eens kijken naar een specifieke toepassing:een cold chain asset tracker met datalogging.

De FDA vereist dat de kwaliteit van voedsel, medicijnen en cosmetica wordt bewaakt door de temperatuur van de activa te meten en logboeken van de historische temperatuurgegevens in de loop van de tijd op te slaan. Om dit te doen, is de eerste vereiste een apparaat met een zeer laag stroomverbruik - zo laag dat het weken, maanden of zelfs langer op batterijen kan werken. Dit apparaat moet minimaal periodiek de temperatuur meten en vastleggen in een datalog.

De Amerikaanse overheid vereist deze elektronisch opgeslagen datalogs, volgens een Amerikaanse cold chain-standaard die in de jaren negentig is vastgesteld en die de wereldwijde standaard is geworden. Deze standaard vereist dat het datalogboek wordt weergegeven als een PDF voor onmiddellijke menselijke leesbaarheid via USB.

Maar buiten de absolute minimumvereisten zijn deze apparaten tot veel meer in staat. Extra sensoren, reken-/geheugen- of communicatiefuncties bieden veel nieuwe mogelijkheden.

Microcontrollers als het “brein”

Een cold chain asset-tracker zoals hierboven beschreven, heeft eerst een microcontroller nodig om als het "brein" van het apparaat te fungeren. Deze microcontroller moet een zeer laag stroomverbruik hebben, meerdere seriële poorten hebben om verbinding te maken met sensoren, voldoende geheugen om de nodige programma's en algoritmen uit te voeren en de juiste communicatie-interfaces hebben voor USB, schermen, enz.

Bovendien moet de microcontroller fysiek klein zijn om een ​​compact ontwerp mogelijk te maken.

De Lapis Technology (onderdeel van de ROHM Group) ML630Q466/Q464 zijn op ARM Cortex-M0+ gebaseerde 32-bit low power microcontrollers met twee verschillende Flash ROM-groottes (128 KB/64 KB) en zijn geschikt voor situaties waar een USB-interface vereist is Voor communicatie. Afhankelijk van de algoritmen die op de datalogger worden uitgevoerd, kunnen klanten de juiste geheugengrootte voor hun toepassing kiezen.

Deze micro's hebben meerdere seriële poorten voor het aansluiten van meerdere sensoren en het loggen van de output van deze sensoren. Ze hebben ingebouwde LCD-stuurprogramma's, RC-ADC voor het nauwkeurig meten van de temperatuur, USB 2.0 full-speed controller en meerdere klokmodi.

Deze hoge mate van integratie elimineert veel externe componenten voor een compacter ontwerp. De interne energiebesparende modus draagt ​​bij aan een lange levensduur van de batterij voor toepassingen op batterijen.

Sensoren vullen de afbeelding

Een breed scala aan sensornodes biedt de mogelijkheden die nodig zijn voor dataloggers voor het volgen van activa. ROHM's sensoren voor deze toepassingen omvatten versnellingsmeters, optische sensoren (omgevingslicht, RGB), MEMS-gebaseerde druksensoren en magnetische sensoren (Hall IC's, magnetometers).

De tabel hier geeft een overzicht van de functies van de verschillende sensoren en hun doelgebruik voor tracking.

Versnellingsmeters kunnen worden gebruikt voor het detecteren van bewegingsactivering, hoekdetectie, impact-/vrije valdetectie, activiteit, tikdetectie, motorgezondheid en machinegezondheid.

Voor optische sensoren kunnen omgevingslichtsensoren de lichtintensiteit in een omgeving bewaken of voor achtergrondverlichting van de datalogger.

Zeer nauwkeurige RGB-kleursensoren kunnen kleurveranderingen van een object detecteren, producten sorteren en producten van een bepaalde kleur matchen.

Bovendien kunnen luchtdruksensoren helpen bij het detecteren van hoogteverschillen, indoornavigatie, weerstations en drukveranderingen.

Ten slotte maakt het aanbod van magnetische sensoren de lijst compleet met Hall-IC's en magnetometers. Hall-IC's zijn geweldig voor deurdetectie, wake-on-detectie, contactloze schakelaars en voor-/achterpositie, terwijl magnetometers geweldig zijn voor locatie-/positiedetectie en worden gebruikt als eCompass voor trackers.

Het IoT in de keten

Naast de basis en vereiste USB-connectiviteit, creëert de toevoeging van een draadloze communicatiemodule een behoorlijk fascinerende mogelijkheid, waardoor de asset-tracker onderdeel wordt van het Internet of Things (IoT).

In de verbonden IoT-ruimte bieden sensorknooppunten de mogelijkheden die nodig zijn voor dataloggers voor het volgen van activa. Door gegevens te delen met andere nabijgelegen activa en andere delen van de omgeving, kan de activatracker een zo volledig mogelijk beeld krijgen van de omgevingen die door de activa worden ervaren.

Draadloze communicatiemodules kunnen Bluetooth, Wi-Fi of andere meer gespecialiseerde IoT-protocollen zijn. De ROHM Group biedt een aantal draadloze oplossingen, waaronder Sigfox, Wi-SUN en Bluetooth Low Energy via de LAPIS-kant van hun bedrijf.

Conclusie

ROHM biedt een toonaangevende complete oplossing voor een cold chain asset-tracker met datalogging. Gebruikmakend van een microcontroller van het merk Lapis Technology, Lapis Sigfox, Wi-SUN en Bluetooth

Activatrackers voor koudeketens met datalogging vereisen een microcontroller, draadloze connectiviteit en sensoren voor nauwgezette monitoring en strakke controle of koudeketenlogistiek. ROHM biedt al deze oplossingen met behulp van Lapis Technology en Kionix-sensoren.

Ga voor meer informatie naar ROHM.com, Lapis-Tech.com en Kionix.com.

Industrieartikelen zijn een vorm van inhoud waarmee branchepartners nuttig nieuws, berichten en technologie kunnen delen met lezers van All About Circuits op een manier waarop redactionele inhoud niet goed geschikt is. Alle brancheartikelen zijn onderworpen aan strikte redactionele richtlijnen met de bedoeling de lezers nuttig nieuws, technische expertise of verhalen te bieden. De standpunten en meningen in brancheartikelen zijn die van de partner en niet noodzakelijk die van All About Circuits of zijn schrijvers.