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I sistemi radio sono più flessibili

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I sistemi radio sono più flessibili

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Cellulari, apritori di garage o sistemi di navigazione: Nella vita di tutti i giorni utilizziamo naturalmente soluzioni wireless, mentre l'industria utilizza ancora principalmente soluzioni cablate per controllare le macchine. Ma anche in questo caso i sistemi radio guadagnano terreno, come spiega Torsten Singer, product manager di SCHLEGEL. Il motivo è che i sistemi radio offrono chiari vantaggi per alcuni campi di applicazione.

Signor Singer, cos'è esattamente una soluzione wireless e come funziona la tecnologia radio?

Una soluzione wireless o, per essere più precisi, un sistema wireless è un sistema di comunicazione che consente la trasmissione di dati senza fili. In parole povere: Un'applicazione invia un segnale wireless tramite una frequenza speciale a un ricevitore che cattura il segnale con la sua antenna e lo elabora.

La portata dei segnali wireless dipende principalmente dalla frequenza, dalla forza del segnale e dall'assorbimento da parte degli oggetti. Ad esempio, il metallo assorbe più del legno. La regola di base (con alcune eccezioni) è la seguente: Più alta è la frequenza, minore è la portata di trasmissione e maggiore è la velocità di trasmissione dei dati. Esistono diverse soluzioni wireless e tecnologie radio, nonché standard/norme per ogni tipo di esigenza, che si tratti di WLAN, bluetooth, ZigBee o EnOcean, che operano nella gamma di frequenze senza licenza sotto 1 GHz (ad esempio 868 o 915 MHz) o da 2,4 GHz a 5 GHz.

Quali vantaggi vede per l'implementazione di soluzioni wireless nell'industria?

Il vantaggio più importante è la flessibilità. L'applicazione di sistemi radio può essere realizzata ovunque, senza che lo spazio in movimento sia influenzato da un cavo. Pertanto, la tecnologia radio è sempre una soluzione ragionevole quando il cablaggio disturberebbe o addirittura metterebbe in pericolo le operazioni, quando lo sforzo di cablaggio è molto elevato o semplicemente non è possibile installare cavi. Inoltre, non va dimenticato l'aspetto del comfort, poiché una soluzione wireless spesso facilita notevolmente il controllo di macchine o dispositivi. In molti casi, la tecnologia radio è anche la soluzione più economica quando il numero di dispositivi integrati è molto elevato, perché non comporta alcuno sforzo di cablaggio. Grazie alla tecnologia radio, i dispositivi possono essere integrati in modo molto più semplice e veloce in una rete wireless esistente e, in teoria, senza limiti.

Allora perché le soluzioni wireless non vengono implementate più spesso?

Trovare la soluzione ideale per un determinato campo di applicazione è molto più complesso per la tecnologia radio che per i sistemi basati su cavi. Ci sono molti fattori da considerare nel settore radio, come ad esempio altri sistemi wireless che operano nella stessa gamma di frequenze o l'ambiente in cui il sistema deve essere implementato. Anche influenze esterne, come le condizioni atmosferiche, possono influenzare il segnale radio.

Inoltre, la tecnologia radio non offre solo vantaggi. Uno degli svantaggi principali della tecnologia radio è il sistema aperto e la suscettibilità ai guasti. In generale, chiunque si trovi nel raggio di trasmissione di un sistema wireless può ricevere e leggere i suoi segnali. Pertanto, è necessario compiere un certo sforzo per proteggere il segnale, ad esempio criptando i dati. Nel caso di dati molto sensibili, a volte è necessario installare trasmettitori di interferenza in modo che i dati non possano essere ricevuti nemmeno da un'altra fonte. I dati criptati possono essere decifrati con uno sforzo corrispondente.

Esiste un aiuto tecnico per ridurre le influenze negative?

La trasmissione dei dati può essere influenzata negativamente da un ambiente sfavorevole, come pareti di cemento o trasmettitori interferenti di altri sistemi wireless. Mentre in presenza di oggetti assorbenti il segnale può essere migliorato tramite ripetitori, il livello di disturbo in caso di segnali di interferenza di altri sistemi wireless è maggiore. Ad esempio, alcuni sistemi utilizzano il salto di frequenza per passare a una banda di frequenza meno carica oppure controllano in anticipo se il canale è libero e inviano i dati successivamente.

L'aspetto importante è che: I sistemi wireless vengono continuamente migliorati e diventano più affidabili e sicuri. Un buon esempio è la nuova rete 5G che dovrebbe rendere possibile la guida autonoma. Anche nel settore industriale, le statistiche mostrano un continuo aumento dei sistemi wireless implementati negli ultimi anni e prevedono un'accettazione ancora maggiore nei prossimi anni, per cui si può ipotizzare che la tecnologia radio si affermerà ulteriormente in questo settore.

Esistono restrizioni tecniche o requisiti minimi per l'utilizzo di soluzioni wireless?

In linea di massima non esistono requisiti minimi definiti, ad eccezione del fatto che il sistema wireless deve trasferire i dati in modo sicuro e affidabile in base ai requisiti e all'ambiente del sistema. Tuttavia, è necessario considerare due punti importanti: La frequenza utilizzata per la trasmissione e le direttive legali.

Non è consentito trasmettere su qualsiasi frequenza desiderata. Molte frequenze richiedono una licenza, inoltre ogni Paese ha le proprie norme su quali frequenze possono essere utilizzate. Inoltre, chi vuole fornire sistemi wireless deve conoscere la normativa 2014/53/UE (Radio Equipment Directive, in breve RED) per poter spiegare la conformità del sistema.

Cosa offre SCHLEGEL per quanto riguarda le soluzioni wireless?

Attualmente SCHLEGEL offre due sistemi con soluzione wireless. Nel caso dei pulsanti e degli interruttori wireless senza batteria di SCHLEGEL, l'energia necessaria per la trasmissione del segnale viene generata da un generatore elettrodinamico quando si preme il pulsante. Questo rende il sistema indipendente da qualsiasi fonte di energia e sfrutta il cosiddetto principio dell'energy harvesting. Questo principio è noto anche come EnOcean. Dietro a questo principio c'è un'alleanza di aziende che supportano e abilitano gli ecosistemi secondo lo standard wireless senza manutenzione (ISO/IEC 14543-3-10/11). I nostri pulsanti e interruttori wireless sono certificati secondo lo standard EnOcean.

Il trasmettitore dei pulsanti e degli interruttori wireless senza batteria si trova all'interno dell'unità di contatto che può essere combinata con diversi pulsanti e interruttori. Può trattarsi di un pulsante, ma anche di un selettore o di un interruttore a chiave. Inoltre, SCHLEGEL offre ricevitori adatti a soddisfare requisiti diversi, come la tensione, il numero di trasmettitori o le uscite a relè, nonché altri moduli come un attore bus, un ripetitore o un alimentatore switching.

L'altro sistema è il nostro contenitore proboxx con tecnologia radio S-Wave di steute. Il proboxx può essere dotato di 1 o 4 punti di comando, mentre una batteria interna fornisce energia al sistema. Mentre i pulsanti e gli interruttori wireless senza batteria possono utilizzare l'energia generata solo una volta per inviare dati, con il proboxx è possibile generare più funzioni grazie alla batteria. Ad esempio, il monitoraggio del livello di carica della batteria. Quando questo si abbassa troppo, un LED rosso lampeggiante indica che la batteria deve essere ricaricata. Ma il fabbisogno energetico del proboxx wireless è così basso che la durata della batteria, con un'operazione al minuto, è di circa 6 anni.

Quanto è sicuro il sistema?

Per evitare la perdita di dati dovuta a collisioni, abbiamo implementato il cosiddetto LBT (Listen Before Talk) nel proboxx wireless. L'LBT verifica in anticipo se il canale radio è libero, in modo che il destinatario possa ricevere i dati in modo sicuro. Esistono due diversi ricevitori che possono essere utilizzati con il wireless proboxx: un ricevitore con 4 canali e un'uscita relè a potenziale zero ciascuno e un ricevitore con connessione TCP/UDP/IP, interfaccia RJ45 per 10/100 Base-T-Ethernet e amministrazione tramite browser web. Entrambi i ricevitori possono gestire fino a 40 trasmettitori.

I pulsanti e gli interruttori wireless senza batteria e il proboxx wireless utilizzano la frequenza di trasmissione senza licenza di 868 MHz. Questa bassa frequenza consente di trasmettere a distanze comprese tra 30 e 40 metri, di attraversare più facilmente gli oggetti assorbenti, è meno soggetta a guasti e richiede meno energia.