Современная электроника №3/2022

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 20 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022 на рабочей частоте 2,4 ГГц. При рабо- чем напряжении питания 1,7…3,6 В ток потребления 11,7 мA. Рабочая темпера- тура в диапазоне –40…+ 85°C. Компакт- ные размеры 8,7  6,4  1,5 мм. FRAMFM25V10-G – интегральная схе- ма энергонезависимой памяти от произ- водителя Cypress Semiconductor, реали- зованная в корпусе SO-8. Объём памяти 1 Мбит. Организация и ширина шины данных 128 Кбит  8 бит. Тип интер- фейса SPI. Рабочее напряжение пита- ния 2…3,6 В. Размеры 3,98  4,97  1,47 мм. Инерционный измерительный модуль (ИИМ) 6-DOF IMU LSM6DSL от производителя STMicroelectronics отличается рекордно малым потре- блением в активном режиме. Дополня- ет номенклатуру многоосевых инерци- онных модулей iNemo. В нашем случае это – в одном корпусе LGA-14L разме- рами 2,5  3  0,83 мм – многофункцио- нальный трёхосевой микромехани- ческий акселерометр (ММА), а также шестиосевой модуль LSM6DSO, трёх- осевой микромеханический гиро- скоп (ММГ), автомат состояний, мно- го специальных IP-блоков, FIFO-буфер. ИИМ 6DOF Atomic IMU LSM6DSL инте- ресен тем, что с помощью перемычек- джамперов или программно позволя- ет корректировать чувствительность, в зависимости от конкретной зада- чи, в формате 1,5g, 2g, 4g или 6g. ИИМ можно подключить и проводами через преобразователь UART-RS232, но важ- но не использовать его одновременно с подключённым модулем XBee. Диа- пазон напряжений питания 3,4…10 В DC, средний ток потребления 24 мA при оптимальной частоте опроса вну- тренних датчиков 100…150 Гц. Пер- спективы таковы, что на базе модуля IMU LSM6DSL заинтересованный раз- работчик может сделать полноценную автономную навигационную систему для робототехники, добавив для этого одометр и электронный компас, а если использовать показания присоединён- ного модуля GPS для коррекции нави- гационной информации, выдаваемой ИИМ, получится интегрированная бес- платформенная инерциальная навига- ционная система. Но это в перспективе. Контроль положения объектов с магнитометрами от производите- ля STMicroelectronics в рассматрива- емом устройстве реализован с помо- щью интегральной сборки 11S2MDC, где датчики e-Compass измеряют маг- нитное поле по трём осям-каналам, имеют цифровой интерфейс SPI/I 2 C и выход прерывания 16-bit data output. Работают в температурном диапа- зоне –40…85°C. Несмотря на то что корпуса исполнены в трёх вариан- тах, количество выводов одинаково у всех микросхем – 12. Все магнетоме- тры, кроме LIS3MDL, соответствуют по основным сигналам, что даёт возмож- ность взаимозамен. При калибровке Magnetometer 11S2MDC необходимо учитывать эффекты «твёрдого/мягко- го» железа и наличие магнитных ано- малий. Данные магнитометра нель- зя использовать, если эти эффекты не компенсируются и/или присутствуют аномалии. Частота опроса 150 Гц, диа- пазон питания 1,71…3,6 В. Микрофон ICS-43434 с интерфей- сом I 2 S от производителя InvenSense для носимых и компактных элек- тронных устройств, Интернета вещей (IoT) является самым малым по раз- мерам (3,5  2,65  0,98 мм). Выпуска- ется с 2016 года. Микрофон характе- ризуется отношением сигнал/шум 65 дБА, частотной характеристикой 50…20 000 Гц, чувствительностью 26 дБ. Наличие цифрового интерфей- са позволяет обойтись без кодека, под- ключаясь напрямую к процессору при- ложений. Это позволяет упростить, уменьшить и удешевить конструкцию. Достоинством является супернизкое энергопотребление. В энергосберега- ющем режиме ICS-43434 потребляет на 65% меньше электроэнергии по сравне- нию с иными аналогичными моделями. Таковы некоторые модули smart- маски FaceBit и их характеристики. Отсюда следует важный вывод о том, что маска FaceBit с многофункциональ- ными электронными датчиками пока не имеет мировых аналогов по функци- оналу и готова к работе по всем параме- трам спустя 50 с после включения пита- ния (подсоединения батареи). Любопытно, что идея для разработ- ки изначально касалась не пациентов, которых надо было диагностировать, а медицинских работников – профессио- налов и несла акцент в виде облегчения их нелёгкого труда и обеспечения их личной безопасности. Руководивший коллективом разработчиков устрой- ства Джозайя Дэвид Хестер (Josiah David Hester) из Northwestern про- комментировал: «Мы хотели разрабо- тать интеллектуальную лицевуюмаску для медицинских работников, которую не нужно подключать с неудобствами в середине смены», и без паузы продол- жил: «Мы увеличили объём энергии батареи за счёт сбора энергии из раз- личных источников, что означает, что вы можете носить маску в течение неде- ли или двух без необходимости заря- жать или заменять батарею». Обязательный тест безопасности перед началом работы По правилам безопасности в усло- виях заражения, «красных зон» перед началом работы врач должен убедиться в герметичности защитного костюма, в том числе лицевой маски. Для этого по американскому стандарту медицин- ский персонал проходит 20-минутный тест на пригодность оборудования. Во время теста сначала надевают респи- ратор, а затем прозрачный капюшон «костюма безопасности». После этого ассистент включает насос под давлени- ем и закачивает под костюм чувстви- тельный к обонянию, вариативно слад- кий или горький «аэрозольный туман»; так пишет мне Джозайя Хестер. Концен- трация аэрозоля, который чувствует по обонянию человек, внутри капюшона увеличивается, пока «запах» не будет обнаружен человеком в респираторе. Если он чувствует горький или слад- кий вкус до определённого количества распылений аэрозоля, следователь- но, маска негерметична и не соответ- ствует требованиям, предъявляемым к безопасности медицинского персона- ла в США. Тогда она заменяется, и тест повторяется снова до удовлетворитель- ного результата. Об истории разработки В анонсированном пресс-релизе ком- пании с компьютерного дисплея на вас посмотрит довольно молодое лицо не обделённого счастьем человека, одно- го из авторов перспективной разработ- ки, притягивающей интерес во всём мире в связи с известной актуально- стью. Джозайя Хестер (Ph.D – доктор философии) является доцентом кафе- дры электротехники и вычислитель- ной техники, сотрудником компании Breed в Инженерной школе Маккормик Северо-Западного университета в Эван- стоне. Автор связался с доктором Джо- зайя Хестером и попросил особо про- комментировать для нашего издания специальные термины и подробности разработки. Д. Хестер любезно предо- ставил свой корректный e-mail. Оказа- лось, что работа велась 8 месяцев. Пер- вые результаты были получены летом 2021 года, однако окончательные испы-