I Sensori del futuro o il futuro dei Sensori - Cosa si prevede per il futuro de sensori

[Livio Orsini]

Negli ultimi 20 anni i sensori in campo sono cambiati notevolmente.

Intanto si sono aggiunte funzioni che non erano proprie dei traduttori ma dei sistemi di controllo.

Si sono miniaturizzati.

Il collegamento non è più esclusivamente canonico con invio di tensioni o correnti, ma è sempre più diffuso il sensore che è periferia su un bus di campo. I più diffusi, ovviamente, Profibus e CAN.

Ora l'accelerazione al cambiamento è costante quindi la velocità di cambiamento ed innovazione ha oggi raggiunto valori molto elevati. Tutto quello che avveniva in un un decennio, oggi avviene in un biennio.

Cosa dobbiamo aspettarci in un prossimo futuro per i sensori?

Quali sono le nostre aspettative? In altre parole secondo noi come dovrebbero essere i sensori prossimamente?

Io per esempio mi aspetto una sempre maggior diffusione di sensori con collegamento senza fili, magari usando bluetooth o altro protocollo.

Pensate che siano sicuri ed affidabili? O vi sentite più sicuri con il vecchio rame?

Che influenza potranno avere le nanotecnologie nei nuovi sensori?

Sarei molto felice di avere i vostri pareri

[Piero Azzoni]

intervengo, per il momento su uno solo dei punti proposti

e' scorretto considerare la trasmissione wireless solo sul piano della "reale e/o presunta" maggiore affidabilita' del collegamento wire

se parlimo di tecnologia ethernet personalmente ho fatto la prima installazione wireless nel 1999 e l'unica ragione per cui e' stata smontata (e riciclata ad access point nella sala conferenze) e' quella che la divisione, una volta in altro palazzo, e' stata fisicamente accorpata

ho fatto poi altre installazioni e' l'affidabilita' e' altissima, la ragione per cui il collegamento wireless e' da limitare e non potra' essere sostituivo del wire e' un'altra

i wireless lavorano come hub , NON COME SWITCH !, oltretutto lavorano a livello due della rete, non a livello tre, cioe' non incapsulano il paket verso un mac di destinazione

ne deriva che se usati come bridge non c'e nessun problema, se usati come rete multinodo la banda ne risente moltissimo

a queso aggiungi il problema delle false collisioni quando sulla rete nidifichi piu' di un repeater (anche se questo problema e' stato risolto nella plc per cui potrebbe in futuro essere risolto nella dsss)

se parliamo invece di tecnologia blutooth ho dubbi sulla banda passante disponibile e sopratutto della funzionalita' di riconfigurazione del punto nudo quando i punti diventassero un numero rilevante

in conclusione mentre mi sento assolutamente tranquillo nella connessione punto punto, anche su usi industriali mission critical non mi sento di affrotare situazioni con molti nodi allo stato attuale dei fatti

[Livio Orsini]

nell'introduzione della discussione sembra che li abbiano installati a monte.

In altri termini, se ho capito correttamente altrimenti correggiomi, tu ti senti tranquillo se i sensori wireless sono configurati a stella, cioè tutti i sensori vanno direttamente al loro punto di accesso. Mentre se fossero configurati ad albero (come se corresse un bus di campo) non ti sentiresti di garantirne l'affidabilità.

Ho capito bene Piero?

[elsabz]

Ciao,

sul discorso wireless la cosa che mi preoccupa di più è: con tutte queste onde non è che ci frigge il cervello?!?

I sensori che mi piacerebbe vedere in futuro: sono quelli con collegamento BUS seriale, a scelta tra i più diffusi (profibus, modbus, can ecc. ecc.), dal semplice trasduttore di temperatura miniaturizzato come quelli da montare sui tubi delle caldaiette, al piccolo interruttore di fine corsa da montare nella macchinetta del caffè; ovviamente allo stesso prezzo di quelli tradizionali o al massimo poco al di sopra! Esiste già? Chiedo troppo?

Ciao

[Piero Azzoni]

hai capito quasi bene, il problema delleconnessioni nidificate wireless e' molto complesso, se trovo un link che lo spiega bene lo pubblico

per quel che riguarda le onde fcciamo un distinguo tra i due problemi

il primo e' l'analisi sulla nocivita' delle onde, ci vuole ancora qualche anno per arrivare ad una casistica significativa

invito ad astenersi da questo specifico problema in questa discussione, chi vuole ne puo' aprire un altra

il secondo che invece fa parte (di striscio) di questa discussione e' la tossicita' relativa di eventuali strumenti radio, per esempio bluetooth, al confronto dell'onda radio di riferimento, il telefonino

un chip bluetooth ha una potenza enormemente inferiore ad un gsm

in compenso possiamo immaginare uno strumento a 5 - 10 metri dall'uomo, il telefonino e' a un centimentro dal cervello (chi ce l'ha) e l'onda radio decade fortemente con distanze minime

fai tu !

[pidmaster]

io ho visto una conferenza su i sensori del futuro, li chiamano smart dust e sono wireless, per forza.

prova a cercare "smart dust" su internet troverai idee carine ma per ora inapplicabili, solo per questioni di durata, il problema e' sempre lo stesso , l'energia.

[Livio Orsini]

pidmaster il riferimento è interessante, però sarebbe più interesante conoscere le tue idee ed i tuoi desiderata relativi ai sensori in campo

[pidmaster]

grazie livio, detto da te non mi costringe a non dire ca......, ci provo.

beh, credo che la sensoristica civile, medicale e forse altro, l'industriale non penso, sara' sempre di piu' wireless e su questo reputo interessante zigbee per i consumi contenuti.

io non amo il wireless ma per i sensori e' semnza dubbio una comodita' incredibile. anche se per alcune cose sono d'accordo con piero.

per di piu' il wireless che ora si usa lavora di frequenze altissime , 2.5ghz, quindi in ambienti chiusi hanno dei bei problemi.

il wireless deve essere proprio l'ultima istanza, dove il filo proprio non si riesce a tirare, anche perche' ci sono delle implicazioni sulla sicurezza/privacy:

perche' qulacuno potrebbe sapere se sono in casa o se sono sotto la doccia???

infine il problema sono gli standard, tra irda, bluetooh, wigbee, wi-fi, gsm , gprs, edge, umts, e qullli proprietari sulle 433, 838 districarsi non e' facile.

non abbiamo nemeno uno standard sul cablato ad oggi!!!!!

ti posso dire come uso i sensori di temperatura ambiente io oggi: con i wireless cerco i punti migliori per le sonde ambiente poi metto la sonda normale dove posso...

[pidmaster]

detto da te non mi costringe

sorry, togli il non ce n'e uno di troppo....

[tecgio]

mi inserisco nella discussione.

Sembra che l'America stia credendo al Bluetooth e che i campi di rilevazione

passano dai canonici 10mt ai 100mt.

Il problema è, come detto sopra, su un elevato numero di installazioni,

come prevenire interferenze?

Ci sarà da aspettare un progresso hw con codifiche cablate e un approccio sw

con colloquio verso i sensori, prima di accettare i segnali.

Questa complessità è confermata anche dalla cautela con cui le norme

di navigazione aerea dirigono i dispositivi a onde "a bordo".

Personalmente penso che le soluzioni con cablaggi locali di sensori

collegate via radio su bus di campo con antenne di piccola portata (qualche metro), siano la soluzione ibrida, che lascia il sensore cablato

e fa risparmiare comunque nei collegamenti.

Chiaro che poter installare un sensore digitale o analogico senza cablaggio e senza alimentazione, con una batteria locale, che mi avverte quando si sta scaricando, sia la cosa più desiderabile

[Savino]

Ciao,

O vi sentite più sicuri con il vecchio rame?

Si', per quanto a me riguarda, mi sento piu' sicuro con il collegamento wire piuttosto.

e l'onda radio decade fortemente con distanze minime

A punto.

Anche con l'alta frecuenza, i problemi sul 100% della affidabilita' resta.

Poi, ulteriore uso di high tech in merito, deve venire valutata sulla convenienza dei costi anche.

Oggi, la tendenza del prezzo del "rame" doppotutto e' in nottevole decremento, e la affidabilita' e' del 100%(se nessuno ti taglia la corda).

Saluto.

[pidmaster]

sono d'accordo sul fatto che il rame e' meglio delle onde radio , ma come misurare delle grandezze in vari punti del corpo umano? come misurare la pressione delle gomme delle automobili ? e sono solo stupidi esempi....

e' certo che oggi c''e un abuso del wireless (e' di moda) ma non c'e' dubbio che in alcune applicazioni e' la manna!

e poi io ai ecoterroristi dell inquinamento elletromagnetico ci credo poco.

certo, usare il cellulare troppo fa male..... AL PORTAFOGLIO!!!!!

[valerio71]

Personalmente credo che come in molti altri campi la differenza sta tra uso ed abuso, dalle medicine alle onde radio.

Per lavoro mi occupo anche di un mercato un po particolere quindi mi aspetto che la mia opinione sia giustamente circosritta come ambito di applicazione, ma è certamente uno dei settori dove i clienti pretendono di più, sto parlando di impianti chimici e petrolchimici.

Qui le connessioni via radio sono praticamente inesistenti, vengono utilizzate dove assolutamente non se ne può fare a meno semplicemente perchè in un impianto del genere dove di sensori ve ne sono a migliaia ci vorrebbero delle bande occupate impossibili ed inoltre un collegamento radio per sua natura è parecchio soggetto ad interferenze, va decisamente poco d'accordo con il caso in cui un mancato segnale porta ad un botto che fa morti.

Normalmente i sensori di campo che vengono usati sono collegati in cavo rigorosamente twistato e schermato, i protocolli utilizzati sono relativamente pochi, can bus, rs485 ma la stragrande maggioranza va con il caro vecchio 4-20mA, del resto vedo abastanza critico e oneroso installare una barriera zener o attiva su un bus digitale. Tra l'altro usano spesso protocolli in cui per controllo dell'integrità dei dati questi vengono ritrasmessi per confronto e conferma.

un'ultima cosa relativamente alla moda del wireless, le frequenze radio sono attualmente tanto intasate che gli apricancelli cozzano gli antifurti auto, le televisioni si fanno jamming a vicenda, se ci mettiamo a buttare via radio anche tutti i sensori prima noteremo dei rallentamenti sempre crescenti, dopo arriveremo a frequenti blocchi di sistema.

riassumendo, ben venga la comodità del wireless, ma non abusiamone o rischiamo che ci diventerà addirittura più un problema che una soluzione.

[MABE]

Ciao

secondo me me avete però trascurato una cosa abbastanza importante; solitamente nelle macchine ci sono sensori (ingressi), ma anche uscite (elettrovalvole etc), di conseguenza io in futuro avrei a disposizione il blue tooth solo per i sensori mentre per il comando delle elettrovalvole dovrei ricorrere ancora al filo di rame. Ma allora io domando che vantaggio avrei ad avere metà macchina cablata e l'altra metà a tecnologia blue tooth?

[pidmaster]

i luoghi dove centraline e attuatori si mettono sono in genere dedicati a questo, quindi tirare cavi in questi posti non e' un problema.

le sonde invece vanno proprio dove c'e' presenza umana anche perche' e' l'uomo che richiede confort non la caldaia.

il posizionamento delle sonde e' importante quanto difficile.

il wireless e' comodo ma consuma troppo.

ci vuole qualcosa che duri almeno 1/2 anni con delle norlai pile o batterie e non troppo ingombranti.

[Livio Orsini]

Se si guarda alle configurazioni oggi possibili, relativamente ai sensori, sono: cablaggio individuale del sensore, cablaggio del sensore su bus di campo, sensore cablato individualmente o su bus verso un concentratore che ritrasmette un gruppo di sensori con connessione senza fili, sensori con connnessione individuale senza fili, sensori connessi in rete wi-fi (ancora rari).

I sensori con connessione individuale senza fili sono, per ora, convenoenti per tutte quelle operaziono di controllo che richiedono il posizionamento di sensori in luoghi difficili, o estremamente costosi, da collegare con cavi.

Il problema della durata delle batterie si sta risolvendo giorno per giorno, perchè il consumo di energia diminuisce costantemente. Quasi ogni settimana mi giunge una email da Maxim o da National Semiconductor che segnala un nuovo dispostivo low-low power

Personalmete, nel campo industriale, vedo sensori e attuatori connessi via bus di campo. Vedo meno bene i sensori collegati a concentratore che colloquia con il sistema di controllo via RF.

Sempre personalmente, vedo il futuro dei sensori, come una rete di tipo Ethernet su rame, per ora, e prossimamente (forse) via RF, se si risolveranno i problemi della sempre maggiore saturazione delle frequenze disponibili

[archimede1]

immagino un cavo a fibra ottica che sguainato mi faccia vedere alcuni cavi in rame ...... non vorrei altro dal futuro.

un'occasione per sognare

saluti

[duomi78]

Per il futuro dei sensori mi immagino dei sistemi di comunicazione wireless ma non basati su trasmissione radio, anche se non si parla di futuro prossimo. Con questo intendo che ci saranno nuove scoperte di fisica di base le quali apriranno le strade a nuove applicazioni.

Per quanto riguarda il futuro prossimo sono convinto che ci sarà un mix tra le varie soluzioni a seconda dello scopo, dell'applicazione e del costo. Come per le teorie evoluzionistiche sopravviveranno le soluzioni via via migliori. Non escludo che soluzioni tralasciate nel passato per certi motivi possano venire riesumate perchè via via a certe difficoltà si è trovato il modo di ovviare, anche se non so fare esempi concreti.

[IMM-Domenico]

Le nanotecnologie? Ne vogliamo parlare?

E' un settore molto affascinante, e penso che proprio nel mondo dei sensori troverà una grande quantità di applicazioni.

Immaginate ad un micro-accelerometro on-chip, idem per un sensore di pressione e cosi via. Il sensore e la logica che si fondono... i così detti sensori intelligenti. Sperando che tutta questa intelligenza non finisca per complicare la vita a chi deve installare questi componenti (immagino le migliaia di configurazioni che potrebbe richiedere un sensore troppo intelligente).

Un sensore miniaturizzato, ovviamente, potrebbe integrare anche un sistema di comunicazione wireless,ma andrebbe comunque alimentato. Per chi non vuole cedere all'utilizzo di accumulatori di energia, l'unica strada resta quella del vecchio e caro rame, a meno che non si riesca a immaginare futuristici sistemi di trasporto dell'energia (laser, microonde, ecc)... che poi, a pensarci bene, non sono neanche troppo futuristici. Vi dice niente la sigla RFID? I circuiti per l'identificazione che si autoalimentano tramite le onde radio che ricevono?

Tornando a bomba: nel caso in cui vogliamo alimentare i nostri sensori con il rame, perchè non far passare le informazioni nello stesso cavo? Alimentazione e informazioni insieme, un po' come nelle reti AS-i. Un enorme semplificazione di cablaggio, installazione ecc.

Dai sensori del futuro, poi, mi aspetto alcuni requisiti minimi, come funzioni avanzate e centralizzate di diagnostica e configurazione, flessibilità nei protocolli di comunicazione, e chi più ne ha più ne metta.

[irpick]

per di piu' il wireless che ora si usa lavora di frequenze altissime , 2.5ghz, quindi in ambienti chiusi hanno dei bei problemi.

Non mi risulta...

Bluetooth la vedo dura sulla distanza (mi sembri lavori a 10 mt 0db antenna 50Mt 10db 100Mt 20Db)

però tutto migliora con il tempo..

tecnologia ethernet Wireless sicuramente al momento più probabile.

[AndreaC]

Condivido Livio e IMM-Domenico.

Cerco di riepilogare singole caratteristiche:

1. alimentazione del sensore

2. trasduzione della grandezza fisica

3. pre-elaborazione del dato (analogico e/o numerico)

4. trasmissione del dato

1. sullo stesso cavo di trasmisisone del dato

2. ovviamente dipende da quello che devo misurare: rispetto alle grandezze nelle quali mi sono imbattuto, il problema maggiore è sempre il costo (in qualche modo sarei sempre riuscito a misurarle tutte)

3. sicuramente una logica integrata che filtri in banda e converta in valore reale eviterebbe righe di codice su dispositivi intelligenti (es. livello di una cassa in movimento di forma non regolare)

4. bus industriale via ethernet, se è vero che (non lo so, chiedo conferma) se posso usare una connessione wireless il protocollo rimane lo stesso

[Mario Maggi]

Per chi vuol toccare con mano le ultime novita', la fiera Sensor-Test 2006 dal 30/5 al 1/6 a Norimberga.

Ciao

Mario

Modificato: 26 maggio 2006 da Mario Maggi

[Pietro Buttiglione]

da markettaro il mio contributo a qs. interessantissima discussione.

Definite PRIMA i segmenti applicvativi e POi parliamo di soluzioni specifiche per ogni segmento.

Ad es. nel segmento controllo di processo da sempre si usano marche e prodotti diversi dal

mercato industriale general purpose.

Un uso civile poi e' tutt'altra cosa ancora e meriterebbe un 3D separato!

Qui siccome il 90% +/- sono 'vecchie case'... il wireless diventa interessante..

((noto x inciso che mio figlio mi sconsiglia il bluetooth anche x l'auto...))

Un discorso del tutto separato farei su nuovi segmenti aperti da nuovi prodotti,

e qui si inseriscono le nanotek. IMO molti di qs. oggetti nanotek in preparazione

sarebbero da chiamare non piu' sensori e non basta aggiungerci 'intelligenti',

ma veri e propri minirobot, cui preferirei 'task unit'.

ciao e ancora complimenti x il vs. k/h

pietro

[Galbardi]

Salve a tutti ho letto un pò dei Vostri commenti per quanto riguarda le applicazioni Wireless.

Per quanto riguarda le mie esperienze, stò facendo una applicazione wireless a più punti con dei carri ponte con Siemens, per adesso non l'ho ancora testatato niente.....ma credetemi che prima di fare questo impianto avevo mille perplessità sul tipo di trasmissione ma quando me l'hanno spiegata come funziona è del tutto sicura e veloce.

Chissà vedremo fra 1 mese se funzionerà bene.

Ciao a tutti

[Enrico77]

Personalmente auspico miglioramenti nel campo delle fibre ottiche; nuovi polimeri più flessibili, meno soggetti al rischio rottura e che necessitino di una schermatura meno invadente.

Concordo con quanto detto da Archimede1 riguardo la combinazione rame/fibra: sarebbe interessante (ad esempio per un bordo macchina) avere disponibile una sensoristica standardizzata a cablaggio rapido (connettori rame+fibra) in grado di essere alimentata e di comunicare con un quadro di automazione remoto tramite un unico cavo di dimensioni ridotte.