Rastreamento de ativos de cadeia fria

Neste artigo, discutiremos um rastreador de ativos de cadeia fria proposto com capacidade de registro de dados com o uso da tecnologia Lapis.

O termo “cadeia de frio” refere-se à cadeia de abastecimento que entrega produtos ou materiais que serão estragados ou destruídos se a temperatura variar além de uma faixa prescrita. Muitos itens alimentícios, produtos químicos e farmacêuticos exigem uma logística de “cadeia de frio” rigidamente controlada. O monitoramento desses “ativos” ao longo de toda a cadeia de frio, e ser capaz de garantir as temperaturas por eles vistas em todos os momentos, pode fornecer uma garantia de qualidade.

Essa logística pode ser administrada por sensores, microcontroladores e até mesmo recursos de IoT para garantir o manuseio seguro de ativos frios em toda a cadeia de abastecimento.

Algumas vacinas, como a vacina COVID-19 da Pfizer, são altamente sensíveis às variações de temperatura. Na verdade, a vacina da Pfizer requer armazenamento superfrio, com temperatura mantida em -70 ° C ou menos. Essa temperatura precisa ser mantida desde o ponto de fabricação, ao longo da cadeia de fornecimento de entrega, até que a vacina possa ser administrada ao paciente.

Aplicação:Registrador de dados de rastreamento de ativos de cadeia fria

Vamos considerar uma aplicação específica:um rastreador de ativos de cadeia fria com registro de dados.

O FDA exige o monitoramento da qualidade dos alimentos, medicamentos e cosméticos medindo a temperatura dos ativos e armazenando registros dos dados históricos de temperatura ao longo do tempo. Para fazer isso, o primeiro requisito é um dispositivo de energia muito baixa - tão baixo que pode ser alimentado por bateria por semanas, meses ou até mais. Este dispositivo precisa, no mínimo, medir a temperatura periodicamente e registrá-la em um registro de dados.

Na verdade, o governo dos EUA exige esses registros de dados armazenados eletronicamente, de acordo com um padrão de cadeia de frio dos EUA estabelecido na década de 1990 e que se tornou o padrão global. Este padrão requer que o registro de dados seja representado como um PDF para legibilidade humana imediata via USB.

Porém, além dos requisitos mínimos básicos, esses dispositivos são capazes de muito mais. Sensores adicionais, funções de computação / memória ou comunicação oferecem muitas novas oportunidades.

Microcontroladores como “cérebros”

Um rastreador de ativos de cadeia de frio como o descrito acima precisa primeiro de um microcontrolador para atuar como o “cérebro” do dispositivo. Este microcontrolador precisa ter energia muito baixa, ter várias portas seriais para conectar aos sensores, memória suficiente para executar os programas e algoritmos necessários e ter as interfaces de comunicação adequadas para USB, monitores, etc.

Além de tudo isso, o microcontrolador precisa ser fisicamente pequeno para permitir um design compacto.

A Tecnologia Lapis (parte do Grupo ROHM) ML630Q466 / Q464 são microcontroladores de baixa potência de 32 bits baseados em ARM Cortex-M0 + com dois tamanhos diferentes de Flash ROM (128 KB / 64 KB) e são adequados para situações em que uma interface USB é necessária para comunicação. Dependendo dos algoritmos em execução no registrador de dados, os clientes podem escolher o tamanho de memória correto para sua aplicação.

Esses micros têm várias portas seriais para conectar vários sensores e registrar a saída desses sensores. Eles têm drivers de LCD integrados, RC-ADC para medir a temperatura com precisão, controlador de velocidade total USB 2.0 e vários modos de relógio.

Este alto nível de integração elimina muitos componentes externos para um design mais compacto. O modo de economia de energia interna contribui para uma longa vida útil da bateria para aplicativos operados por bateria.

Sensores preenchendo a imagem

Uma ampla gama de nós sensores oferece os recursos necessários para registradores de dados de rastreamento de ativos. Os sensores do ROHM para essas aplicações incluem acelerômetros, sensores ópticos (luz ambiente, RGB), sensores de pressão baseados em MEMS e sensores magnéticos (Hall ICs, magnetômetros).

A tabela aqui resume os vários recursos dos sensores e seus usos alvo para rastreamento.

Os acelerômetros podem ser usados ​​para detectar o despertar de movimento, detecção de ângulo, detecção de impacto / queda livre, atividade, detecção de tap, saúde do motor e saúde da máquina.

Para sensores ópticos, os sensores de luz ambiente podem monitorar a intensidade da luz em um ambiente ou para controle de luz de fundo do registrador de dados.

Sensores de cor RGB de alta precisão podem detectar mudanças de cor de um objeto, classificando produtos e combinando produtos de uma determinada cor.

Além disso, os sensores de pressão barométrica podem ajudar a detectar mudanças na altitude, navegação interna, estações meteorológicas e mudanças de pressão.

Por último, as ofertas de sensores magnéticos completam a lista com CIs Hall e magnetômetros. Hall ICs são ótimos para detecção de porta, detecção wake-on, interruptores sem contato e posição frontal / traseira, enquanto magnetômetros são ótimos para detecção de localização / posição e usados ​​como eCompass para rastreadores.

A IoT na cadeia

Além da conectividade USB básica e necessária, a adição de um módulo de comunicação sem fio cria uma possibilidade bastante fascinante, tornando o rastreador de ativos parte da Internet das Coisas (IoT).

No espaço IoT conectado, os nós sensores oferecem os recursos necessários para registradores de dados de rastreamento de ativos. O compartilhamento de dados com outros ativos próximos e outras partes dos arredores permite que o rastreador de ativos tenha a imagem mais abrangente possível dos ambientes experimentados pelo ativo.

Módulos de comunicação sem fio podem ser Bluetooth, Wi-Fi ou outros protocolos IoT mais especializados. O Grupo ROHM oferece uma série de soluções sem fio, incluindo Sigfox, Wi-SUN e Bluetooth Low Energy através do lado LAPIS de seus negócios.

Conclusão

ROHM oferece uma solução completa líder do setor para um rastreador de ativos de cadeia de frio com registro de dados. Utilizando um microcontrolador da marca Lapis Technology, Lapis Sigfox, Wi-SUN e Bluetooth

Rastreadores de ativos de cadeia de frio com registro de dados requerem um microcontrolador, conectividade sem fio e sensores para monitoramento próximo e controle rígido ou logística de cadeia de frio. ROHM oferece todas essas soluções utilizando a tecnologia Lapis e sensores Kionix.

Para obter mais informações, visite ROHM.com, Lapis-Tech.com e Kionix.com.

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