Microchip Technology Intelligent Analog PIC

통합의 이점

Intelligent Analog는 빠른 데이터 경로, 노이즈 감소, 칩 내 지능형 연결, 소트프웨어 내 아날로그 파라미터 변경 기능 등 통합형 설계로 많은 이점을 제공하며, 간소화된 보드 설계, 비용 및 보드 공간 감소 등 장점이 있습니다.

기준 설계           

매우 간단한 분야에서 매우 복잡한 분야까지 모두 활용할 수 있으며, 다양한 범위에서 폐쇄 루프 제어 및 감지 기능을 수행합니다. 통합형 Intelligent Analog가 있는 PIC MCU는 가정용 의료장비, 산업용 장비, 전력 변환 및 관리, 모터 제어 등 많은 분야에 활용할 수 있습니다.

협압 측정 장치
       아래 영상에 보이는 혈압 측정 장치의 설계에는 다음과 같은 특징이 있습니다. PIC24F128GC010 MCU는 12비트 고속 파이프라인 ADC(아날로그-디지털 컨버터)와 16비트 고분해능 시그마-델타 ADC를 제공합니다. 이 경우 12비트 ADC가 커프 압력 신호와 진동 신호 모두 샘플링합니다. PIC24F128GC010 MCU 내부의 연산증폭기 중 1개는 액티브 고대역 필터로 구성됩니다.  
       이러한 설계 방식에서는 버퍼 출력이 되는 내부 10비트 DAC 1개를 활용하며, 조정 가능한 DC 오프셋 레벨을 연산증폭기의 바이어스로 제공합니다. Microchip의 mTouch™ 센싱 솔루션은 마이크로콘트롤러의 CTMU(충전 시간 측정 장치)를 이용해 정전용량 터치패드 용 펌웨어에서 실행됩니다. CTMU 주변 장치 또한 혈압계의 공기압 측정 센서에 필요한 전류를 안정적으로 공급합니다. 본 디자인은 PIC24F128GC010의 PWM(펄스 폭 변조) 모듈을 이용해서 에어 펌프 모터를 고속 또는 저속 모드로 구동합니다.
       PIC24F128GC010 MCU에 있는 통합형 LCD 컨트롤러는 정적 또는 다중 LCD 패널을 구동하는 데 필요한 데이터 및 타이밍 제어를 생산합니다.  따라서 측정된 혈압 및 맥박수는 LCD 패널로 직접 전달될 수 있습니다. PIC24F128GC010 MCU 내부의 RTCC(실시간 클록 캘린더) 모듈을 이용하면 실시간 시계 데이터도 LCD 패널에 표시할 수 있습니다. 본 모듈은 수면 모드에서 작동하기 때문에 비용 효율적이면서 전력을 덜 소모하는 의료용 혈압계로 설계할 수 있습니다.
       본 설계 방식에서는 PIC24F128GC010 MCU의  USB OTG(온더고) 인터페이스를 데이터 통신과 5V 주 동력원으로 사용합니다. 측정된 혈압과 맥박수는 내부 USB 인터페이스를 통해 의료서비스기관, 보험회사, 간병인 등에게 전달될 수 있습니다. 무선 통신의 경우 PIC24F128GC010 MCU의 SPI 또는 UART 포트를 이용해서 Microchip이 인증 받은 Bluetooth® 또는 Wi-Fi® 모듈에 연결할 수 있습니다.

저 배터리 감지: ADC는 Vdd로 레퍼런스되며 내부 밴드 갭을 계속 측정합니다. 내부 밴드 갭은 상수이기 때문에 ADC 값이 변하면 VDD 값도 변합니다. Vdd 값이 감소하면 ADC에는 밴드 갭 측정값이 증가합니다. ADC에 표시된 Vdd 값이 지정된 트립 포인트 이하로 떨어지면 저 배터리 감지 기능은 꺼집니다.

연실 분석: 위 그림을 보면 통합형 연산증폭기 2개 중 1개는 송신기 측, 1개는 수신기 측에 배치되었습니다. 연기가 감지되면 송신기는 적외선을 비추고 수신기는 적외선을 인지합니다. 송신기 측 연산증폭기는 적외선 밀도를 제어하며, 수신기 측 연산증폭기는 밀도를 쉽게 측정해서 밀도를 제어할 수 있도록 만듭니다. 연산증폭기의 출력은  ADC로 가고  ADC는 디지털 신호로 변환합니다.

혈당계

Microchip의 저비용 혈당계 기준 디자인은 피부 접촉식 전류 측정 방법을 사용해서 혈당 성분을 측정합니다. 혈당계는 PIC16LF1786 장치를 이용해서 실행할 수 있습니다. PIC16LF1786 및 통합형 측정 엔진 내 주변기기 일부의 특징은 다음과 같습니다.

    초 저전력으로 작동(XLP)
    연산증폭기(OPAMP) 2개
    2 × 8비트 DAC
    12비트 SAR ADC, 최대 11개 채널
    EEPROM
    I2C(Inter-integrated circuit)

아날로그 프론트 엔트는 연산증폭기 2개, 정밀 ADC, 매우 정확한 전압 기준과 관련해 PIC16LF1786 속에 내장되어 있습니다. 내장 DAC는 센서에 적절하게 바이어스하는 데 사용됩니다. RTCC(실시간 클록 캘린더) 모듈은 타임 스탬프와 내부 EEPROM을 기록해서 나중에 LCD를 통해 최대 32회까지 값을 측정할 수 있습니다. 이 제품군에 속하는 장치의 XLP 기능은 저전력 규격을 실현하는 데 도움을 줍니다.



본 기준 설계는 누구나 사용할 수 있는 사용자 인터페이스에 저비용, 저전력, 손바닥 크기의 휴대용 혈당계를 개발하는 데 도움이 됩니다.

  개발 도구

이름	부품 번호 및 관련 제품군	설명
Intelligent Analog 용 PIC24F 스타터 키트	DM240015 PIC24GC	깨끗한 아날로그 신호 전송을 위해 아날로그 헤더를 포함하며 브레드보드에 플러그인됩니다. 보드에는 마이크, 헤드폰, 온보드 조명, 온도 센서 용 연결 단자도 포함됩니다. 세그먼트 디스플레이는 커스터마이징할 수 있는 아이콘, 스크롤 되는 배너를 표시합니다.캡 터치 버튼, USB 연결, RF 모듈에 쉬운 연결도 포함됩니다.
PIC24F K-시리즈 3V 또는 5V Microsticks	DM240013-1 (3V) DM240013-2 (5V) PIC24KM	USB로 구동되는 보드로써 프로그래머/디버거가 내장되어 유연한 저비용 스타터 키트입니다. 브레드보드에 간단하게 플러그인해서 기능을 추가할 수 있습니다.
F1 PSMC 평가 플랫폼	DM164130-10 PIC16F178X	PSMC를 강조하는 Microchip의 첫 번째 보드. F1 모터 제어 보드와 접속하는 F1 커넥터를 포함합니다. 또한 아날로그 주변장치를 전체 평가하기 위해 헤더와 브레드보드를 포함합니다.
디지털 파워 스타터 키트	DM330017 dsPIC33GS	단일 dsPIC DSC를 사용하는 벅 부스트 DC/DC 컨버터를 실행하며, 온보드 디스플레이, 포트, 온도 센서, USB를 통한 디버깅/프로그래밍 기능을 포함합니다.
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