Seguimiento de activos de la cadena de frío

En este artículo, analizaremos un rastreador de activos de cadena de frío propuesto con capacidad de registro de datos con el uso de la tecnología Lapis.

El término "cadena de frío" se refiere a la cadena de suministro que entrega productos o materiales que se estropearán o destruirán si la temperatura varía más allá de un rango prescrito. Muchos productos alimenticios, químicos y farmacéuticos requieren una logística de "cadena de frío" estrictamente controlada. Monitorear estos “activos” a lo largo de toda la cadena de frío, y poder garantizar las temperaturas que ven en todo momento, puede brindar una garantía de calidad.

Esta logística puede manejarse mediante sensores, microcontroladores e incluso capacidades de IoT para garantizar un manejo seguro de los activos fríos en toda la cadena de suministro.

Algunas vacunas, como la vacuna COVID-19 de Pfizer, son muy sensibles a las variaciones de temperatura. De hecho, la vacuna de Pfizer requiere un almacenamiento en súper frío, con una temperatura mantenida a -70 ° C o menos. Esta temperatura debe mantenerse desde el punto de fabricación hasta la cadena de suministro de suministro hasta que se pueda administrar la vacuna al paciente.

Aplicación:registrador de datos de seguimiento de activos de la cadena de frío

Consideremos una aplicación específica:un rastreador de activos de cadena de frío con registro de datos.

La FDA requiere el monitoreo de la calidad de los alimentos, medicamentos y cosméticos midiendo la temperatura de los activos y almacenando registros de los datos históricos de temperatura a lo largo del tiempo. Para hacer esto, el primer requisito es un dispositivo de muy bajo consumo, tan bajo que pueda funcionar con batería durante semanas, meses o incluso más. Este dispositivo necesita, como mínimo, medir la temperatura periódicamente y registrarla en un registro de datos.

El gobierno de EE. UU. Realmente requiere estos registros de datos almacenados electrónicamente, según un estándar de cadena de frío de EE. UU. Que se estableció en la década de 1990 y se ha convertido en el estándar mundial. Este estándar requiere que el registro de datos se represente como un PDF para facilitar la lectura humana a través de USB.

Pero más allá de los requisitos mínimos, estos dispositivos son capaces de mucho más. Los sensores adicionales, la computación / memoria o las funciones de comunicación ofrecen muchas oportunidades nuevas.

Microcontroladores como "cerebros"

Un rastreador de activos de cadena de frío como el descrito anteriormente necesita primero un microcontrolador que actúe como el "cerebro" del dispositivo. Este microcontrolador debe tener muy baja potencia, tener múltiples puertos seriales para conectarse a los sensores, suficiente memoria para ejecutar los programas y algoritmos necesarios, y tener las interfaces de comunicación adecuadas para USB, pantallas, etc.

Además de todo eso, el microcontrolador debe ser físicamente pequeño para permitir un diseño compacto.

La tecnología Lapis (parte del Grupo ROHM) ML630Q466 / Q464 son microcontroladores de baja potencia de 32 bits basados ​​en ARM Cortex-M0 + con dos tamaños de Flash ROM diferentes (128 KB / 64 KB) y son adecuados para situaciones en las que se requiere una interfaz USB para comunicarse. Dependiendo de los algoritmos que se ejecuten en el registrador de datos, los clientes pueden elegir el tamaño de memoria correcto para su aplicación.

Estos micros tienen múltiples puertos seriales para conectar múltiples sensores y registrar la salida de estos sensores. Tienen controladores LCD incorporados, RC-ADC para medir la temperatura con precisión, controlador de velocidad completa USB 2.0 y múltiples modos de reloj.

Este alto nivel de integración elimina muchos componentes externos para un diseño más compacto. El modo de ahorro de energía interno contribuye a prolongar la vida útil de la batería para aplicaciones que funcionan con batería.

Sensores que completan la imagen

Una amplia gama de nodos de sensores ofrece las capacidades necesarias para los registradores de datos de seguimiento de activos. Los sensores de ROHM para estas aplicaciones incluyen acelerómetros, sensores ópticos (luz ambiental, RGB), sensores de presión basados ​​en MEMS y sensores magnéticos (Hall IC, magnetómetros).

La tabla aquí resume las características de los distintos sensores y sus usos objetivo para el seguimiento.

Los acelerómetros se pueden utilizar para detectar la activación por movimiento, la detección de ángulo, la detección de impacto / caída libre, la actividad, la detección de pulsaciones, la salud del motor y la salud de la máquina.

Para los sensores ópticos, los sensores de luz ambiental pueden monitorear la intensidad de la luz en un ambiente o para controlar la luz de fondo del registrador de datos.

Los sensores de color RGB de alta precisión pueden detectar cambios de color de un objeto, clasificar productos y combinar productos de un color determinado.

Además, los sensores de presión barométrica pueden ayudar a detectar cambios de altitud, navegación interior, estaciones meteorológicas y cambios de presión.

Por último, las ofertas de sensores magnéticos completan la lista con los circuitos integrados Hall y los magnetómetros. Los circuitos integrados de pasillo son excelentes para la detección de puertas, la detección de activación, los interruptores sin contacto y la posición frontal / posterior, mientras que los magnetómetros son excelentes para la detección de ubicación / posición y se utilizan como eCompass para rastreadores.

El IoT en la cadena

Más allá de la conectividad USB básica y requerida, la adición de un módulo de comunicación inalámbrica crea una posibilidad bastante fascinante, lo que hace que el rastreador de activos forme parte del Internet de las cosas (IoT).

En el espacio de IoT conectado, los nodos de sensores ofrecen las capacidades necesarias para los registradores de datos de seguimiento de activos. Compartir datos con otros activos cercanos y otras partes del entorno permite al rastreador de activos tener la imagen más completa posible de los entornos experimentados por el activo.

Los módulos de comunicación inalámbrica pueden ser Bluetooth, Wi-Fi u otros protocolos de IoT más especializados. El Grupo ROHM ofrece una serie de soluciones inalámbricas que incluyen Sigfox, Wi-SUN y Bluetooth Low Energy a través del lado LAPIS de su negocio.

Conclusión

ROHM ofrece una solución completa líder en la industria para un rastreador de activos de cadena de frío con registro de datos. Utilizando un microcontrolador de la marca Lapis Technology, Lapis Sigfox, Wi-SUN y Bluetooth

Los rastreadores de activos de la cadena de frío con registro de datos requieren un microcontrolador, conectividad inalámbrica y sensores para una supervisión cercana y un control estricto o logística de la cadena de frío. ROHM ofrece todas estas soluciones utilizando la tecnología Lapis y los sensores Kionix.

Para obtener más información, visite ROHM.com, Lapis-Tech.com y Kionix.com.

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