Meilleure alternative aux capteurs I2C pour les systèmes embarqués

Cet article s’adresse aux petites équipes de développement qui travaillent sur des produits de grande envergure, où le temps consacré à l’ingénierie est très précieux et essentiel à la stratégie de mise sur le marché.

Pourquoi évaluer d’autres solutions que I2C?

Pour de nombreux ingénieurs, l’intégration de capteurs I2C dans les systèmes embarqués semble être un choix naturel. La norme industrielle I2C offre un accès direct aux données environnementales, mais elle comporte également un ensemble de défis qui peuvent ralentir le développement et compliquer la conception du produit. La conception du circuit imprimé, la gestion des problèmes d’intégrité des signaux, l’écriture de microprogrammes de bas niveau, la mise en œuvre de la compensation environnementale et le débogage des protocoles de communication sont autant de tâches qui prennent du temps. L’évolutivité du système introduit encore plus de complexité, nécessitant des mises à jour du micrologiciel et une validation supplémentaire pour chaque nouveau capteur. Et si jamais le capteur doit subir des activités de réétalonage en raison d’exigences normatives, l’utilisateur final doit faire appel au manufacturier pour obtenir de l’aide afin de mener à bien le travail.

Les capteurs USB de Dracal offrent une approche différente. Au lieu de passer des semaines à intégrer un capteur I2C, à déboguer un micrologiciel et à peaufiner la conception de votre carte, pourquoi ne pas simplement connecter un capteur de haute précision à votre système et commencer à collecter des données immédiatement. Pas de pilotes personnalisés, pas de composants supplémentaires, juste des mesures fiables accessibles via un port USB standard et la communication COM avec lequel n’importe quel développeur peut s’interfacer.

Repenser l’intégration et l’interfaçage des capteurs

Lorsqu’ils envisagent des alternatives aux capteurs I2C, les ingénieurs se tournent généralement vers les capteurs SPI pour une vitesse plus élevée, ou vers les options sans fil telles que Bluetooth et LoRa pour les applications à distance. Mais ces deux options nécessitent encore du matériel, des microprogrammes et des efforts de débogage supplémentaires. L’USB, souvent négligé dans les applications embarquées, élimine ces maux de tête.

Avec les capteurs USB Dracal communiquant via le protocole COM (série), il n’est pas nécessaire d’écrire un code de communication de bas niveau ou de s’inquiéter des contraintes de conception matérielle. Ils sont multiplateformes, calibrés en usine et fonctionnent instantanément sous Linux, Windows et macOS. Au lieu de passer des semaines à concevoir autour des limitations I2C, vous pouvez vous concentrer sur le développement au niveau de l’application et sur la fonctionnalité du système. De plus, les capteurs Dracal permettent un réétalonage facile par l’utilisateur final, garantissant une précision de mesure à long terme sans avoir à renvoyer tout l’appareil au manufacturier.

Cas d'étude avec AVL

Un changement de paradigme en termes d'efficacité opérationnelle

"Les différenciateurs clés étaient que les capteurs Dracal sont numériques, interchangeables, et offrent un processus d'étalonnage facile pour nos clients, sans aucune période d'arrêt. Ils peuvent continuer à utiliser leur système de contrôle M.O.V.E en remplaçant simplement le capteur. En bonus pour nous en tant qu'intégrateurs, la possibilité de combiner toutes les mesures nécessaires en un seul capteur numérique fiable qui était remarquablement facile à intégrer dans notre système existant nous a permis de déployer la solution beaucoup plus rapidement que prévu.."

Mirko Rossi, Product Manager - Automotive In-Vehicle & Software at AVL

Développement plus rapide, conception évolutive

Le développement de capteurs I2C nécessite une conception minutieuse des circuits imprimés, le développement de firmware et une validation approfondie à chaque étape. Les ingénieurs doivent tenir compte des problèmes de bruit, de l’intégrité des signaux et des conflits d’adresses, ce qui ajoute de la complexité et du temps au processus. L’ajout de nouveaux capteurs implique souvent de modifier les firmwares, d’ajuster la disposition des cartes et de refaire des tests de conformité, ce qui ralentit le déploiement.

Les capteurs USB Dracal éliminent ces goulets d’étranglement. Comme ils fonctionnent comme des périphériques USB standard ou COM virtuels, ils ne nécessitent pas d’intégration de circuits imprimés personnalisés ni de gestion des communications de bas niveau. Les ingénieurs peuvent les intégrer immédiatement sans avoir à écrire ou à maintenir des pilotes I2C. La mise à l’échelle du système se fait sans effort – il suffit de connecter des capteurs supplémentaires via USB sans modifier le micrologiciel ou redéfinir le matériel. Les capteurs Dracal prennent également en charge le recalibrage par l’utilisateur final, ce qui garantit une précision à long terme sans nécessiter de remplacements ou d’interventions en usine. Cela réduit considérablement les temps d’arrêt et les coûts de maintenance, ce qui en fait une solution robuste et pérenne pour les systèmes embarqués.

Évitez les diversions qui peuvent être fatales à votre projet

Bien que la technologie I2C soit conçue pour intégrer des capteurs dans des systèmes embarqués, l’intégration de capteurs de précision ne se limite pas à l’obtention de données. En effet, le simple fait de souder un composant sur un circuit imprimé et de le positionner parmi d’autres composants crée un nouvel écosystème dans lequel il faut garantir que le capteur conserve ses caractéristiques. Et c’est l’intégrateur qui est chargé d’assurer, par des tests automatisés, des compensations environnementales et d’autres analyses, la performance finale du capteur.

Ainsi, si le cœur de votre projet n’est pas l’intégration de capteurs de bas niveau dans votre produit, mais plutôt la capacité à bénéficier de données de précision, se lancer dans les étapes de conception d’un instrument de mesure peut s’avérer fatal pour la survie du projet. C’est ici que le focus fera la différence entre les gagnants (vous!) et les autres.

 

Case study with TetraScience

Ce manque de focus nous aurait mené à un échec sur les deux fronts.

"Le fait que Dracal propose un système modulaire nous a permis de connecter différents instruments de mesure sur les ports USB selon le cas d'utilisation. Cela nous a permis de couvrir une multitude de cas d'utilisation simplement en utilisant le port USB. L'utilisation de la solution Dracal nous a permis de nous concentrer sur le logiciel, ce que nous voulions être notre activité principale, et non sur les capteurs. Elle nous a également permis d'itérer très rapidement. Construire du matériel prend beaucoup de temps. Cela peut prendre un an ou un an et demi. Pour nous, il s'agissait simplement de trouver une boîte!"

Salvatore Savo, Co-fondateur de TetraScience et CTO chez Elemental Machine

Le choix des ingénieurs

L’I2C est puissant, mais il a un coût : le temps, la complexité et la facilité de maintenance. Si votre projet exige des mesures rapides et fiables de l’environnement sans les complications d’un firmware personnalisé, d’une mise au point hardware et de l’implémentation de nouveaux tests automatisés, les capteurs USB de Dracal offrent une alternative intéressante. Qui plus est, vous n’avez pas besoin de réinventer la roue à chaque fois que vous ajoutez un nouveau type de mesure: il suffit de tirer parti de l’écosystème unifié Dracal pour couvrir une pléthore de nouvelles applications.

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