Modules de communication pour les applications IoT

Lors du développement de nouveaux appareils ménagers, l'Internet des objets (IoT) est cruciale pour BSH Hausgeräte GmbH, qui veut renforcer son avantage concurrentiel. C'est pourquoi des modules de communication polyvalents et peu encombrants, sont conçus pour être fiables à différents emplacements. Les antennes WLAN à double bande sont intégrées sur la carte du circuit imprimé. La largeur de bande de l'adaptation d'impédance doit être assez large pour que l'antenne ait une performance acceptable dans de nombreux emplacements. Avec l'accroissement des exigences de performances de traitement de l'information, les fréquences et les débits de données numériques augmentent. Cela a de graves conséquences sur les réseaux de distribution d'énergie et l'intégrité des signaux des bus de données à grande vitesse, sur la carte de circuit imprimé. Il est difficile de satisfaire à ces exigences en utilisant les règles de conception traditionnelles des PCB tout en essayant d'éviter la « surconception » et les longs cycles d'essais et d'erreurs.

BSH Hausgeräte GmbH fait progresser l'innovation pour la maison intelligente encore plus rapidement grâce à la simulation, avec les outils électroniques d’Ansys. De nouveaux concepts sont testés sur des prototypes virtuels. Les outils électroniques Ansys aident les ingénieurs à comprendre et évaluer des grandeurs et des corrélations physiques très difficiles à mesurer sur un prototype réel. Les structures résonantes sur un circuit imprimé qui interagissent avec les antennes intégrées ou les impédances du réseau de distribution d'énergie au niveau des broches d'un grand réseau de grille à billes, sont des exemples. La simulation permet un développement rapide et ciblé du matériel et évite les cycles d'essais et d'erreurs longs et inutiles. En plus, elle permet d'améliorer le savoir-faire en matière de conception, de soutenir un « proof of concept » et aide à établir de nouvelles règles de conception pour accélérer le processus de développement.

En utilisant Ansys HFSS et Ansys optiSLang, l'influence de divers paramètres géométriques sur la performance de l'antenne est évaluée. On peut optimiser les fréquences de résonance, les largeurs de bande et le gain de l'antenne, et comprendre l'influence des tolérances de fabrication et des différents emplacements de montage. De nouveaux agencements sont étudiés avec Ansys SIwave, en particulier la disposition des couches de puissance et de terre et la position des condensateurs de découplage sont optimisés. Ainsi, les condensateurs sont préservés et de nouvelles règles de conception sont établies. L'analyse de l'intégrité du signal à l'aide d'Ansys SIwave montre les potentiels d'économie des résistances de terminaison et contribue à l'optimisation des lignes de signaux critiques à grande vitesse. Pour une analyse efficace de la disposition des circuits imprimés, il est essentiel de rationaliser le flux de travail de l'AED, depuis le Mentor Expedition comme outil de disposition jusqu'aux outils électroniques Ansys, où, outre la géométrie, les informations sur les pièces sont également transférées à l'outil d'analyse.