Continuación del artículo técnico escrito por Leonie Clayson, DesignSpark Community Manager, RS Components en el que nos comenta los beneficios de utilizar módulos en un diseño.
Otro motivo de carácter técnico sobre la preferencia por un enfoque basado en un módulo es la optimización del espacio de placa disponible, muy limitado en los diseños de espacio reducido actuales. Lograr el mismo ahorro de volumen en una solución a medida sería todo un reto si se utilizasen componentes diferenciados de varios proveedores.
Colocar cada vez más componentes en un área determinada, utilizando un módulo altamente integrado o un enfoque SoC, en una sola PCB, es un método muy eficiente para maximizar el espacio ocupado (pregunte a los fabricantes de teléfonos móviles).
También resulta muy beneficioso encapsular todos los componentes necesarios para realizar una función determinada en una resina, como un recubrimiento homologado, cuando hay que cumplir las especificaciones medioambientales, como funcionar en condiciones de humedad. Otra gran ventaja en la gestión del comportamiento EMC/EMI es encerrar todo el módulo en una pantalla metálica, ya que mantiene todas las fuentes potenciales de EMC o las más susceptibles a EMI, dentro de un mismo espacio.
Una consideración más compleja sería la de gestionar la disipación de calor, algo que requiere una especial atención en cualquier diseño en el que pudiera generarse. Aunque es poco probable que un enfoque modular reduzca el calor generado en comparación con un enfoque diferenciado, el fabricante del módulo habrá identificado su perfil de disipación de calor de toda la función como una sola unidad, lo que facilitará la implementación de la gestión térmica en el sistema.
Añadiendo sensorización con módulos en un diseño
Los sensores son otro componente que se ha beneficiado de la integración de características de nivel superior. Entre los ejemplos se incluyen sensores MEMS y sensores de presión, temperatura y humedad.
Incorporar un microcontrolador integrado y una interfaz estándar, como I2C, en un sensor cuesta poco y ocupa un espacio mínimo, pero facilita considerablemente la integración del diseño del sensor en el procesador de la aplicación principal: de forma que se simplifica aún más el funcionamiento de la aplicación.
Tradicionalmente, se ha utilizado un termistor NTC conectado en serie con una resistencia normal para proporcionar una lectura de temperatura. Calcular la temperatura requiere medir la tensión en la unión de los dos componentes, normalmente con un convertidor de analógico a digital (ADC, por sus siglas en inglés). La característica de temperatura contra resistencia del termistor se utiliza para modelar la ecuación de la salida del ADC.
Considerando la baja probabilidad de que la característica de resistencia del NTC sea lineal, el modelo podría requerir coeficientes adicionales para apoyar la linealización en dos o más secciones. Este proceso no solo impone la necesidad de un ADC en el host, sino que también introduce una carga de recursos y, por lo tanto, un retraso, a la hora de leer y calcular la temperatura.
En la actualidad, los módulos en un diseño de sensor de temperatura pueden integrarse en este nivel de procesamiento, para ofrecer lecturas de gran precisión bajo demanda a través de una interfaz monocable o I2C; esto facilita la tarea de recopilación de datos y no obliga a contar con recursos adicionales en el microcontrolador del host.
Empezando los nuevos diseños
Bajo otro punto de vista, la estandarización está empezando a establecer el punto de partida de cualquier diseño electrónico a un nivel mucho más alto.
En lugar de comenzar con una hoja de papel en blanco a partir de la cual elaborar un diseño de circuitos, los ingenieros pueden adoptar un enfoque de elementos básicos sistémicos para el diseño, sabiendo que tienen disponible en cualquier momento un host de componentes básicos.
Esto también tiene la ventaja de hacer accesible el diseño de sistemas electrónicos a un público mucho más amplio, sin necesidad de tener un conocimiento técnico detallado de los fundamentos de la teoría de componentes electrónicos.
Solo unos pocos ingenieros podrán conocer en profundidad el funcionamiento del protocolo Bluetooth, pero casi cualquier ingeniero podrá proyectar un módulo BLE en su diseño.
Averigüe porqué en Facilidades para los nuevos diseñadores
