Ultra-Wideband (UWB) já existe há algum tempo. No início dos anos 2000, o UWB foi usado brevemente em radares militares e para comunicações secretas. Mas ele passou a ser utilizado quando interesses comerciais começaram a explorar outros usos.
Em 2019, a tecnologia ganhou destaque quando a Apple introduziu seu chip U1 no iPhone 11, que incorporou UWB para transferências de arquivos e fotos quando os telefones do usuário estavam próximos uns dos outros. Outros fabricantes de smartphones seguiram com variações de circuitos integrados UWB (ICs).
Hoje, as aplicações UWB variam de AirTags/SmartTags+, chaves digitais de carro, sistemas de localização em tempo real e localização interna precisa.
O que é UWB e como funciona?
O UWB é um protocolo de comunicação sem fio de alcance extremamente baixo e baixa latência, como BLUETOOTH ou Wi-Fi, que usa um amplo espectro de altas frequências para fornecer dados espaciais e direcionais.
Por exemplo, dois dispositivos UWB saberão onde o outro está com maior precisão do que usando BLUETOOTH ou um sistema de posicionamento global (GPS). A alta largura de banda (> 500 MHz) é ideal para retransmissão de dados de um dispositivo host para outros dispositivos até cerca de 9 metros de distância, mas paredes podem ser um problema.
Como funciona? As informações de transmissão UWB são baseadas na geração de energia de rádio (pulsos) em intervalos específicos enquanto ocupam uma ampla largura de banda, permitindo posicionamento de pulso e modulação de tempo. Um transmissor UWB envia bilhões de pulsos através da frequência de amplo espectro, enquanto um receptor correspondente traduz os pulsos em dados. O UWB opera em uma faixa de frequência de 3,1 GHz e 10,6 GHz.
Neste artigo, veremos produtos da Microchip Technology, Abracon e Qorvo que os designers podem usar no desenvolvimento de UWB.
Transceptores, Antenas e Módulos de RF
A linha de transceptores ATA835x Ultra-Wide-Band (UWB) da Microchip Technology oferece uma camada de segurança integrada para comunicação de dados segura. O transmissor ATA8350 pode gerar durações de pulso precisas que variam de menos de 1 ns a mais de 10 ns com um formato de envelope controlado. O ATA8350 também inclui uma camada Media Access Control (MAC) para medição segura de limite de distância e comunicação de dados ponto a ponto para o controle de acesso baseado em proximidade. Essa camada pode ser configurada para garantir diferentes graus de segurança. Os designers apreciarão a capacidade dos dispositivos de gerar uma frequência de portadora entre 6,2 GHz e 7,8 GHz.
A linha de Antenas de Chip ACRxU SMD de Banda Ultra Larga da Abracon suporta requisitos de baixa potência, curto alcance e alta largura de banda para aplicações UWB. Eles podem substituir várias antenas de banda estreita, proporcionando flexibilidade de design e usabilidade que garante conectividade perfeita. Essas antenas de chip são ideais para conectividade de rede doméstica, posição precisa, serviços de localização em tempo real (RTLS) e localização interna. Eles são compatíveis com módulos de sensores UWB operando nos canais 1 a 9.
O módulo de RF DWM3000 da Qorvo oferece flexibilidade de design com uma ampla variedade de microcontroladores. O DWM3000 é ideal para rastreamento de ativos, navegação e aplicativos de consumo. O módulo simplifica o design combinando o circuito integrado DW3110, antena UWB cerâmica, gerenciamento de energia e cristal. O módulo permite a localização de objetos com uma precisão de 10cm. O DWM3000 também apresenta baixo consumo de energia, o que permite que a bateria dure mais. O módulo suporta uma taxa de dados de 850kbps e 6,8Mbps.
Conclusão
A conectividade de banda ultralarga está prestes a se tornar um player importante no mundo da eletrônica de consumo e indústria. O UWB combinado com a tecnologia da Internet das Coisas (IoT) permitirá novos aplicativos em casas inteligentes, navegação interna, pagamento sem contato, automação de fábrica e muito mais. À medida que se torna uma força no espaço de alcance, o UWB tem vantagens sobre outras tecnologias semelhantes: é mais preciso, usa menos energia e coexiste de forma transparente com os sistemas de comunicação existentes para fornecer reconhecimento espacial.
Artigo escrito por Tommy Cummings e publicado no blog da Mouser Electronics: New Tech Tuesdays: Ultra-Wideband Is Finding Space Among Data, Locating Technologies
Traduzido pela Equipe Embarcados. Visite a página da Mouser Electronics no Embarcados
(*) este post foi patrocinado pela Mouser Electronics
