スマート吸入器システム

概要

ユーザーエクスペリエンスと安全性への配慮は、製品設計の検討に欠かせないキードライバーです。

吸入器は、ネット接続することでスマートデバイスとなり、高度な機能が提供されます。例えば、スマート吸入器は、スマホやタブレットのアプリと連動し、薬液を摂取した頻度や量を管理、把握に対応します。

スマート吸入器の中には、センサーが付いていて、汚染や花粉の多い地域にいるかどうかを調べてくれるものや、リマインダーを表示してくれるものもあります。ユーザーエクスペリエンスと安全性への配慮は、製品デザインを検討する上で不可欠な要素です。

Wi-FiやBluetoothによる安全な接続、タッチコントロールなどの直感的なユーザーインターフェース、精密なセンシング技術、USB-PD用の効率的な電源ICなど、安全で安定した効率的なソリューションを提供しています。

スマート吸入器用電子機器への推奨製品については、以下のインタラクティブなブロック図をご覧ください。

製品

吸入器をスマートにするハイライト製品

スマート吸入器は、ひんぱんに使用されていない時でもバッテリーを消費します。そのためには、待機時の消費電力が鍵となります。インフィニオンの低消費電力タッチスクリーン製品は、60μAという業界で最も低い待機電力を特徴とし、ウェアラブルデバイスを起動させるタッチジェスチャーへの素早い反応を保証します。

インフィニオンのBLEソリューションは、接続時間4秒での消費電流は平均でわずか5.7 µAです。インフィニオンのSRAMは、待機電流が16Mbitで1.5µAと業界で最も低く、システムメモリの拡張やデータのバッファリングに最適な技術です。インフィニオンの不揮発性F-RAMは、重要なデータの書き込み際の消費電流は130μA (2Mbit、1MHz) です。このエネルギー消費量は、EEPROMの1/200以下、NORフラッシュの1/3,000以下に相当します。

スマート吸入器デバイスのパッケージは、製品を快適に持ち運べるように、小型・薄型であることが求められます。インフィニオンの製品はすべてウェハ レベル チップ サイズ パッケージ (WLCSP) に対応しています。例えば、インフィニオンのGen5 タッチスクリーン ソリューションは、わずか3.1 x 3.3 x 0.6 mmです。BLEソリューションは、わずか3.5 × 3.9 × 0.6mmです。  インフィニオンのPSoC 4およびPSoC 5LP製品は、アナログ、デジタル、およびCapSense回路を統合することで、基板サイズを縮小しています。

スマート吸入器は、雨や雪、直射日光などの過酷な条件下でも機能しなければなりません。インフィニオンのPSoC™ Automotive MultitouchとCapSenseソリューションは、医療用吸入器製品があらゆる状況下で機能することを保証するよう、業界最高の防水技術と手袋検知技術を備えています。インフィニオンの不揮発性F-RAMメモリは、ほぼ無限のデータ保持を特徴とし、フラッシュの106回、EEPROMの105回に比べて、1014回のリード/ライトが可能であり、重要なデータを最高の形で保護します。

ハイライト製品

Wi-Fi & Bluetooth コンボIC

wifi airoc

コンボICは、業界をリードする相互運用性、最高のRF性能、そして幅広いデバイスでのマルチコネクションに対応しています。完全なパートナーエコシステムを通じて、認証済みモジュールオプションや統合サポートをご提供します。

WiFi/BLEコンボコントローラの詳細

PSoC® 6 MCU IC

PSoC

妥協のない性能、バランスのとれた超低消費電力、バッテリーの長寿命化に対応します。IoT向けハードウェアベースのセキュリティとシームレスな接続オプションをすべて内蔵しています。Modus Toolboxがお客様の開発をシンプルにします！

PSoC®マイクロコントローラの詳細
OPTIGA-Trust-E

以前よりも多くの設計者が、様々な理由からアプリケーションにワイヤレス充電ソリューションを選択するようになっています。デバイスをプラグ接続する必要がなく、プラグの互換性の問題もありません。スマート吸入器の場合、消費者は確実に連続して使用できるよう複数のバッテリーを並行して使用します。ワイヤレス充電では、過酷な条件 (水や雨の影響を受けない、直射日光の熱を受けない) でも、複数のバッテリーを並行して充電することができます。また、車内や公共の場で、ケーブルが絡まることなくシームレスに充電できるのも利点です。インフィニオンのワイヤレス充電吸入器の詳細はこちらからお読みください。

ワイヤレス充電向け推奨製品

  • インフィニオンのOPTIGA™ Trust Chargeは、電磁誘導方式のワイヤレス充電に安全な機器認証を提供するターンキーソリューションです。機器とユーザーを不正な 充電器から守ることにより、OPTIGA™ Trust Chargeによる安全な認証は安全に寄与します。
  • PTU (Power Transmitter Unit) とPRU (Power Receiver Unit) でワイヤレス給電サービスを行うためのマイコンPSoC 6。吸入器はPRUの役割を担っています。PSoC CreatorTMの電源転送に関するサンプルプロジェクトをご覧ください。この設定では、ワイヤレストランスミッタープロジェクト(PTU) は、PRUデバイスに自動的に接続します。PTU (充電ソケット) は、従来のデバイス発見手順の代わりに、PRUを素早く検出するのに、広告パケットのWPTサービスハンドルを使用します。接続が確立されると、PTUは自動的に基本的な情報交換手順を開始します。すなわち、PRU (スマート吸入器など) のStatic Parameter特性への読み取り要求、PTUのStatic Parameter特性への書き込み要求、Alert特性の通知の有効化、および充電の有効化を行います。PRUダイナミックパラメーター特性への読み出し要求は1秒ごとに送信されます。Pioneer Kitを使って、お客様のプロジェクトを始めましょう。
excelon fram

スマート吸入器では、増加する一方のデータを確実に記録することが求められています。このデータは、例えば、吸入器の使用データや、吸入器を使用する際の環境条件などです。これにより、消費者は吸入器のデータを使用して分析を行い、治療計画をサポートすることができます。

また、医療機関から消費者の端末に遠隔（空中）で、治療計画が配信されることも増えきます。

設計者は次のような課題に直面しています。

  • 最小消費電力の製品を使用することで、スマート吸入器のバッテリー寿命を最大化
  • デバイスが寿命になるまで、継続してデータを記録するために、不揮発性メモリの十分な密度と書き込みサイクルの耐久性を確保
  • 最小パッケージサイズの製品を必ず使用し、最小サイズの医療機器を実現

MicroPowerTMSRAMおよび不揮発性F-RAMTMメモリは、最小の設置面積でデータをバッファリングおよび保存するのに必要なエネルギーが、世界で最小なことが特徴です。

Excelon™強誘電体RAM（F-RAM）。低消費電力の不揮発性メモリー

  • EEPROMの200分の1、NORフラッシュの3,000分の1のエネルギーを使用しています。
  • 最大8MBの容量で、1,000兆回の書き込みサイクルの耐久性を持ち、3,000年以上にわたってミリ秒ごとのデータのロギングに対応します。
  • 省スペースのGQFNパッケージを提供

製品の主な特徴

  • 動作電流：0.6 mA @ 8 MHz
  • スタンバイ電流：1 uA
  • ハイバネーション電流：0.1uA
  • ライトエンデュランス：1000兆回のライトサイクル

スモールフットプリント。～10mm2 8ピンGQFNパッケージ

DPS368

呼吸で作動する吸入器とドーズカウンターの搭載は、喘息のコントロールを向上させることが期待されています。ネブライザー、特に肺への噴霧と総投与量を正確に指示できるソフトウェア支援システムは、吸入治療薬に使用されます。吸入治療を効果的に行うためには、主にセンサーから得られるデータ（吸入器の使用状況、環境条件、消費者の嗜好）に依存します。 また、患者、機器、薬剤、環境に関連する多くの要因にも依存します。

インフィニオンの大気圧センサDPS310は、優れた圧力ノイズ性能と温度に対する高い安定性を備えています。

Infineon XENSIV™ DPS368 は、防水（IPx8）、防塵、防湿に対応した超小型の防水圧力センサです。  XENSIVTM DPS368は、超高精度（±2cm）・低消費電流の小型デジタル気圧センサで、圧力と温度の両方を測定できます。堅牢なパッケージにより、50mの水中で1時間の耐久性を実現しています（IPx8）。圧力センサー素子は、静電容量方式を採用しており、温度変化に対しても高精度を保証します。また、小型パッケージ（2.0 x 2.5 x 1.1 mm3）を採用しているため、スマートインヘラーデバイス、モバイルアプリケーション、ウェアラブルデバイスなどに最適です。

PSoC

この小さなスマート吸入器は、スマートウォッチや携帯電話などの接続されたデバイスからの通知を送受信します。接続されたソフトウェアは、必要な治療サイクルを思い起こさせ、使用状況に関する情報を受信します。データの転送は、吸入器が使用状況を監視・記録している間に行われ、追加のセンサーが環境データを追跡し、消費者は外出先で医療スタッフと統計情報を共有することができます。

PSoC® 6-インフィニオンの超低消費電力のPSoC 6 MCUアーキテクチャは、スマートな吸入器などのIoTデバイスが必要とする処理性能を提供し、消費電力と性能のトレードオフを解消します。PSoC 6 MCUは、両２つのコアを1つのチップに搭載したデュアルコア・アーキテクチャを採用しています。高性能タスク向けのArm® Cortex®-M4と、‑低消費電力タスク向けのArm ‑CortexM0+を搭載しており、‑セキュリティを内蔵しているため、システムを保護することができます。

OPTIGA™ Connect OC1110-インフィニオンのモバイル・コンシューマー機器向けのすぐに接続できる組み込み型SIM（eSIM）ソリューションです。特に、スマートインヘラー、スマートウォッチ、フィットネストラッカー、その他のウェアラブルなどの小型デバイスにセルラー接続を拡張するのに適しています。このターンキーソリューションは、加入している通信事業者のネットワークに対してデバイスを安全に認証します。

スマートインヘラーには、大量のセンシティブな個人情報が含まれています。機器メーカー（OEM）や電子商取引業者は、認証強度を高めることで対応しています。

フィンガープリントリーダーによるユーザー認証

指紋認証リーダーは、スマートな吸入器にアクセスするための便利で安全な方法です。Infineon PSoC™ Automotive Multitouch Fingerprint Readerは、それらのために特別に設計されています。インフィニオンは、あらゆるモバイルデバイスに柔軟に組み込むことができるカスタムサイズのリーダーをOEMに提供しています。このソリューションには、FIDOコンポーネントを含む完全なソフトウェアスタックが付属しており、あらゆるAndroid®モバイルデバイスに素早く統合することができます。また、豊富なテストツールやユーザビリティツールが用意されているため、OEMのカスタムセンサーを迅速に微調整することができ、製品化までの時間を短縮することができます。PSoC™ Automotive Multitouch Fingerprint Readerの優れた指紋画像とパターン・マッチング性能は、ユーザー認証を効率的に設計し、モバイル機器に組み込むために必要なすべてを提供します。お問い合わせは ttfingerprint@cypress.com まで。

PSoC™ Automotive MultitouchおよびCapSense®ソリューションは、通知の送受信や制御を簡素化する自然なユーザーインターフェースのために、最高のSNR（信号対雑音比）と最高の防水性を備えた、業界で最も低消費電力かつ最小のタッチスクリーンソリューションを提供します。

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