Accelera il percorso verso un futuro sostenibile a zero emissioni con ADI

4 apr 2024

La tecnologia si sta sviluppando rapidamente ogni giorno, soprattutto nel campo dell'elettronica di consumo. Tuttavia, esistono ancora altre applicazioni in cui la tecnologia non ha ancora avuto un impatto di ampia portata. Uno di questi riguarda gli edifici (case, aziende, fabbriche e così via). In questo articolo si spiega come le soluzioni microelettroniche di ADI possono aiutare a raggiungere l'obiettivo globale per un futuro sostenibile a zero emissioni tramite il rilevamento, la misurazione, la gestione della potenza e la connettività negli edifici intelligenti.

La digitalizzazione degli edifici è fondamentale per raggiungere l'obiettivo globale di un futuro sostenibile a impatto zero. Sfruttando l'approfondita esperienza nel settore e le tecnologie di rilevamento, misurazione, alimentazione, elaborazione e connettività all'avanguardia, Analog Devices mette a disposizione le informazioni operative per trasformare gli edifici tradizionali in edifici intelligenti. L'impegno di ADI a utilizzare la tecnologia, le persone e la conoscenza a propria disposizione per proteggere il pianeta e migliorare la qualità della vita, al fine di promuovere cambiamenti positivi per le generazioni future, ci rende il partner ideale per collaborare alla creazione di un mondo migliore. Dotare un edificio di tecnologie innovative ne migliora la sicurezza, l'accessibilità, la gestione e l'efficienza energetica, ottimizzando il comfort dei suoi occupanti.

Il futuro degli edifici intelligenti

Digitalizzare, connettere e garantire uno sviluppo sostenibile

La digitalizzazione degli edifici, insieme a livelli più elevati di sistemi di automazione interconnessi, attuatori e sensori all'edge intelligenti, consente efficienze operative che si traducono in miglioramenti sostenibili a lungo termine nella gestione degli edifici. Queste informazioni utili aiutano a ridurre il consumo energetico, a creare ambienti più sicuri e a migliorare il comfort degli occupanti, con un conseguente aumento della produttività e un futuro più ecologico.

Efficienze operative attraverso sistemi edilizi interconnessi

I nodi all'edge monitorano, analizzano e influenzano l'ambiente operativo fisico degli edifici intelligenti. L'intelligenza artificiale all'edge e nel cloud utilizza i dati per ottimizzare le prestazioni del sistema e raggiungere i risultati aziendali e gli obiettivi ambientali richiesti. I dati devono poter fluire attraverso reti informatiche e di tecnologia operativa tradizionalmente isolate, rafforzando la necessità di una convergenza continua. Questo approccio olistico si basa su un quadro di comunicazione sottostante che collega i sottosistemi di automazione degli edifici ai sistemi di gestione degli stessi. Ethernet all'edge consente ai nodi indirizzabili IP di comunicare tramite i cavi a doppino intrecciato standard esistenti, facilitando così un aggiornamento senza interruzioni dei sistemi esistenti.

Intelligenza e protezione all'edge

Per poter prendere decisioni informate, occorre raccogliere e interpretare i dati provenienti da molti dispositivi. Decentralizzando l'intelligenza, questi dati possono essere analizzati localmente per un processo decisionale più rapido, semplicemente comunicando i risultati al livello di controllo. Con la maggiore accessibilità dei nodi nasce la necessità di proteggere l'edge. L'autenticazione e l'avvio sicuro sono alcune delle funzionalità necessarie per proteggere i nodi all'edge da potenziali attacchi informatici.

Adeguamento degli edifici e ammodernamento degli edifici esistenti

La digitalizzazione è la connessione di sensori e attuatori all'edge, l'estrazione di informazioni utili e l'automazione delle operazioni per raggiungere gli obiettivi operativi. Nei nuovi edifici, gli spazi devono essere adattabili, con la possibilità di essere riconfigurati per casi d'uso nuovi o ampliati. Per gli edifici esistenti, sensori e controlli aggiuntivi dovrebbero essere integrati con i controller I/O e i cablaggi esistenti, in modo che possano crescere in modo organico man mano che aumentano gli investimenti e il ROI. Una soluzione di I/O software configurabile offre la flessibilità necessaria per edifici nuovi ed esistenti, consentendo ai proprietari di massimizzare il ritorno sui loro investimenti.

Urbanizzazione all'orizzonte

La crescita della popolazione contribuisce all'urbanizzazione e si stima che entro il 2050 oltre il 65% della popolazione mondiale vivrà in un ambiente urbano. Si prevede che l'area edificabile globale raddoppierà entro il 2060, il che equivale ad aggiungere un'altra New York ogni mese per 40 anni.

Costi operativi ridotti grazie a una maggiore automazione

L'edificio olistico connesso diventa più intelligente e risponde automaticamente alle esigenze dei suoi occupanti, sia durante che al di fuori dell'orario di lavoro. La regolazione automatizzata dell'illuminazione, della temperatura, della ventilazione e delle tapparelle delle finestre in base alla presenza o meno di occupanti e alle condizioni meteorologiche esterne crea un ambiente più confortevole e produttivo per i lavoratori, consentendo al contempo significative riduzioni del consumo energetico e dei costi per l'azienda. Considerato che il 90% degli edifici esistenti probabilmente sarà ancora in piedi entro il 2050, le organizzazioni devono investire in una maggiore automazione per affrontare l'aumento dei costi operativi e raggiungere i propri obiettivi di sostenibilità.

Riduzione del consumo energetico con una progettazione efficiente dell'alimentazione

I sistemi di gestione degli edifici completamente integrati possono portare a significativi risparmi energetici attraverso il sequenziamento dei processi, l'ottimizzazione dell'ambiente in base ai modelli di occupazione, nonché il rilevamento e la diagnosi dell'efficienza del funzionamento delle apparecchiature. Un risparmio energetico può essere ottenuto anche attraverso la progettazione del sistema principale, il che necessita di un partner di sviluppo che comprenda i compromessi e sia in grado di fornire le soluzioni necessarie per una efficiente progettazione di alimentazione.

Tecnologie chiave di ADI

Nuove fonti di efficienza

Rendere gli edifici più sostenibili è essenziale per ridurre il consumo energetico globale e le relative emissioni di carbonio. Molti nuovi edifici sono dotati di tecnologie per monitorare e controllare a distanza i sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria, rilevare la presenza o meno di persone nelle stanze, controllare autonomamente l'illuminazione e monitorare le condizioni ambientali, rendendo questi edifici più sostenibili e, allo stesso tempo, più sicuri e confortevoli per i loro abitanti. Le tecnologie leader del settore di Analog Devices per la misurazione, la connettività, la potenza e l'elaborazione contribuiscono a rendere gli edifici intelligenti una realtà.

Controllo dell'accesso

L'utilizzo dell'intelligenza artificiale e del controllo degli accessi tramite volto e audio stanno diventando sempre più comuni. Diverse tecnologie ADI, comprese le soluzioni di sicurezza informatica e di elaborazione abilitate all'intelligenza artificiale, possono proteggere gli edifici dalle minacce esterne e interne. Dall'accesso alle porte al controllo delle tapparelle ad attivazione vocale, il microcontroller MAX78000 AI è progettato per consentire alle reti neurali di funzionare a bassissima potenza a livello dell'edge intelligente.

Gestione della salute delle risorse

I motori elettrici rappresentano circa il 38% di tutta l'elettricità utilizzata negli edifici commerciali. Monitorando le vibrazioni e la qualità dell'energia, è possibile ottimizzare l'utilizzo energetico nei sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria. L'ADXL359 di ADI consente di monitorare in tempo reale le condizioni delle risorse e di diagnosticare precocemente eventuali guasti meccanici e guasti alle apparecchiature. Il dispositivo di monitoraggio della qualità dell'alimentazione dell'ADE9430 e lo stack software fornito insieme offrono un modo conveniente per monitorare lo stato dell'alimentazione del motore e preservare l'integrità del motore stesso.

L'edificio connesso

La connettività continua agli attuatori e ai sensori dei nodi all'edge può migliorare significativamente l'efficienza operativa degli edifici. Analog Devices offre una gamma di prodotti che porta la connettività Ethernet a tutti i livelli di un sistema di automazione degli edifici. Sono disponibili PHY Ethernet per connettere i controller su collegamenti 10BASE-T/100BASE-T/1000BASE-T. I prodotti Ethernet a coppia singola (ADIN1100/ADIN1110) compatibili con lo standard 10BASE-T1L forniscono connettività Ethernet ai controller delle stanze e ai nodi sull'edge in configurazioni di rete punto a punto, ad anello e di linea. L'interruttore ADIN2111 a 2 porte e a bassa complessità riduce il carico sul microcontroller del controller delle stanze, facilitando l'aggiornamento dei sistemi esistenti.

L'ammodernamento è una priorità

L'ammodernamento degli edifici è fondamentale per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità e i prodotti ADI sono progettati per consentire un aggiornamento graduale. Gli I/O configurabili tramite software AD74412R consentono ai sistemi di comunicazione esistenti (ADM2867E per RS-485 e ADM3055E per CAN) e ai nuovi sistemi di comunicazione flessibili (10BASE-T1L) di coesistere per un ammodernamento ottimale. Le installazioni 10BASE-T1L utilizzano l'infrastruttura di cablaggio a doppino intrecciato esistente, riducendo gli sprechi e i tempi di installazione.

Intelligenza all'edge

>Si stima che l'integrazione di sensori e controlli all'avanguardia nella maggior parte degli edifici commerciali possa far risparmiare fino al 29% del consumo energetico in loco. L'integrazione di intelligenza e adattabilità nei dispositivi all'edge richiede input e output ad alte prestazioni. Gli I/O configurabili tramite software (AD74412R) offrono un nuovo livello di flessibilità ai controller delle stanze, mentre l'AD4130-8 è un ADC multicanale avanzato che può essere utilizzato con diversi sensori e input. I sensori di temperatura di precisione, come il MAX31825 e l'ADT7420, possono fornire un feedback in tempo reale sulla temperatura ambiente, mentre il TMC5130A è un driver per motore stepper silenzioso e ad alte prestazioni, che consente un funzionamento efficiente e silenzioso delle valvole di riscaldamento (TRV) e delle unità di flusso d'aria.

Sicurezza antincendio

La sicurezza degli edifici è parte integrante di un sistema olistico di gestione degli edifici. LADPD188BI è una soluzione completa di rilevamento di fumo di Analog Devices che supporta modelli di dimensioni ridotte, riduce i falsi allarmi ed è conforme ai più recenti e più rigorosi standard di sicurezza antincendio internazionali. È fondamentale distinguere tra fonti di fumo pericolose per la vita e quelle non pericolose. Il progetto di riferimento CN0537 include un algoritmo di rilevamento intelligente, interamente verificato secondo gli standard UL 217 ed EN 14604 per consentire di fare questa distinzione.

Telecamere di sorveglianza intelligenti per il rilevamento e il tracciamento dei movimenti

Le telecamere abilitate all'intelligenza artificiale garantiscono la protezione delle persone e delle infrastrutture, nonché la produttività di rivenditori, produttori e urbanisti. Una maggiore risoluzione e sensori aggiuntivi, come radar e sistemi audio, consentono alle telecamere di vedere e sentire di più, con maggiore chiarezza e in qualsiasi condizione.

Le telecamere devono anche inquadrare rapidamente gli eventi, quindi tracciarli e registrarli in modo fluido, anche se soggette a vibrazioni. Sia che si utilizzi un motore stepper o un motore BLDC più complesso, le soluzioni di controllo del motore Trinamic™ di ADI e i sensori di posizione multigiro semplificano la progettazione della telecamera, migliorano l'efficienza e consentono movimenti di precisione.

Piattaforme di processori ampie e scalabili per l'edge

Prestazioni all'avanguardia ed elaborazione sicura.

Protezione dell'Intelligent Edge

Garanzia della protezione dei dati
Per garantire la sicurezza all'edge, il coprocessore crittografico DS28S60 DeepCover® si inserisce facilmente nei sistemi integrati garantendo riservatezza, autenticazione e integrità delle informazioni. Con un set di comandi fisso e senza la necessità di sviluppare firmware a livello di dispositivo, il DS28S60 semplifica e velocizza l'implementazione di una sicurezza totale per i dispositivi IoT. Il controller crittografico a bassissimo consumo MAXQ1065 offre soluzioni per il controllo degli accessi, fornendo funzionalità crittografiche chiavi in mano per root-of-trust, autenticazione reciproca, riservatezza dei dati e integrità.

Le soluzioni di sicurezza integrate DeepCover® proteggono dagli attacchi alla sicurezza a livello di dispositivo. Vengono implementate contromisure invasive e non invasive, tra cui la protezione attiva del die, l'archiviazione crittografata di chiavi utilizzando la tecnologia ChipDNA PUF e subroutine di algoritmi che possono essere richiamate dall'esterno.

ChipDNA™ è una funzione fisicamente non clonabile (PUF) che fornisce una soluzione economica con la massima protezione contro gli attacchi alla sicurezza.

Catene di segnali di precisione per la misurazione dei sensori

I dati dei sensori possono essere digitalizzati rapidamente in ogni angolo dell'edificio. Le catene dei segnali di precisione di ADI offrono prestazioni elevate e un consumo energetico estremamente basso, supportano un'ampia gamma di interfacce di sensori e soluzioni di misurazione e accelerano la progettazione di dispositivi sensori necessari per tutti gli edifici intelligenti. Combinazioni tecnologiche, strumenti e competenze preselezionati semplificano il processo di progettazione, con la disponibilità di variazioni per specifiche di prestazioni chiave, come l'efficienza energetica, le dimensioni della soluzione, l'immunità al rumore e la larghezza di banda. Gli schemi a livello della catena del segnale LTspice® consentono una simulazione rapida, un'ottimizzazione e la successiva progettazione, fornendo al contempo soluzioni di gestione della potenza per garantire prestazioni ed efficienza ottimali.