IT202100000293A1 - Dispositivo e metodo di rilevamento di una variazione di ambiente operativo per un apparecchio elettronico - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
?DISPOSITIVO E METODO DI RILEVAMENTO DI UNA VARIAZIONE DI AMBIENTE OPERATIVO PER UN APPARECCHIO ELETTRONICO?
La presente soluzione ? relativa ad un dispositivo e ad un metodo di rilevamento di una variazione di ambiente operativo per un apparecchio elettronico, in particolare di tipo indossabile (?wearable?).
In modo noto, sono svariati gli apparecchi elettronici, in particolare di tipo indossabile, in cui ? richiesto il rilevamento di una variazione di ambiente operativo, al fine di modificare parametri operativi e/o attivare/disattivare funzionalit? degli stessi apparecchi elettronici.
Ad esempio, sono noti apparecchi elettronici indossabili per applicazioni audio (cosiddetti ?hearables?), che implementano un rilevamento automatico dell?inserimento all?interno del canale uditivo (ovvero della variazione di un ambiente operativo, dall?ambiente esterno, aria, all?ambiente interno all?orecchio), al fine di attivare automaticamente alcune funzioni specifiche, quali ad esempio l?ascolto di musica o la risposta ad una chiamata vocale nel caso di auricolari associati ad un apparecchio di comunicazione cellulare (ad esempio, uno smartphone o un tablet).
Come ulteriore esempio, sono noti apparecchi elettronici di tipo indossabile, quali braccialetti o orologi intelligenti (?smartband? o ?smartwatch?), che possono essere utilizzati anche per applicazioni subacquee o in generale all?interno dell?acqua.
In tali apparecchi, possono essere presenti dispositivi sensori di pressione aventi un doppio fondo scala, un primo fondo scala per il rilevamento di pressione ambientale (o pressione barometrica, ad esempio per il monitoraggio di altitudine o elevazione) ed un secondo fondo scala (pi? elevato) per il rilevamento delle pi? elevate pressioni che si verificano all?interno dell?acqua (ad esempio per il monitoraggio di profondit?).
In tali dispositivi sensori di pressione, pu? essere implementato un rilevamento automatico dell?inserimento all?interno dell?acqua (ovvero della variazione di ambiente operativo, dall?ambiente esterno, aria, all?ambiente interno all?acqua o subacqueo), al fine di attivare/disattivare automaticamente alcune funzioni specifiche e, in particolare, per variare automaticamente il valore di fondo scala utilizzato per il rilevamento di pressione.
A questo riguardo, il cambiamento di fondo scala pu? essere implementato mediante un?opportuna regolazione dei fattori di guadagno dell?elettronica di lettura associata al rilevamento di pressione.
Il rilevamento automatico della variazione di ambiente operativo ? in generale implementato nei suddetti dispositivi ed apparecchi elettronici esclusivamente, o principalmente, in funzione del valore di pressione rilevato.
Ad esempio, nel caso degli apparecchi elettronici indossabili per applicazioni audio, il riconoscimento dello stato ?in-ear? (all?interno dell?orecchio) avviene quando il valore di pressione rilevato da un sensore di pressione integrato negli stessi apparecchi supera un certo valore di soglia. Vantaggiosamente, al fine di ridurre un consumo di energia, tale sensore di pressione pu? essere generalmente mantenuto in una condizione inattiva o di ?stand-by? ed attivato da un sensore di movimento (accelerometro) e/o da un sensore di prossimit?, atti a fornire un?indicazione relativa al movimento di inserimento ed avvicinamento dell?apparecchio all?interno del e verso l?orecchio.
Il documento US 10, 491, 981 B1 descrive a questo riguardo un metodo per determinare lo stato di utilizzo corrente di un auricolare, che include un altoparlante e un sensore di pressione. Il metodo prevede l?elaborazione di un segnale di pressione che indica la pressione dell?aria in prossimit? dell?auricolare, in particolare per rilevare una variazione di tale segnale in risposta all?inserimento dell?auricolare nell?orecchio di un utente. Quando si verifica che l?auricolare ? in uno stato d?uso, all?interno dell?orecchio, si esegue ad esempio l?emissione di un segnale audio attraverso l?altoparlante e si stabilisce una connessione wireless con un apparecchio di riproduzione multimediale per scambiare dati in modo wireless tra l?auricolare e l?apparecchio di riproduzione multimediale.
In particolare, nella soluzione descritta in tale documento, un sensore di movimento ? utilizzato per rilevare un movimento al di sopra di una certa soglia per attivare un sensore di prossimit?; tale sensore di prossimit? ? quindi utilizzato per rilevare un avvicinamento al di sotto di una certa soglia del dispositivo all?orecchio dell?utente e quindi per attivare il sensore di pressione, per il conseguente rilevamento dell?inserimento all?interno del canale uditivo in funzione del valore del segnale di pressione rilevato.
Come ulteriore esempio, nel caso degli apparecchi per applicazioni subacquee o in generale ad utilizzo all?interno dell?acqua, ? nota la variazione automatica del fondo scala del sensore di pressione, nel caso in cui il valore di pressione rilevato superi una certa soglia superiore rispetto alla pressione dell?aria o barometrica (in tal caso, attivando un fondo scala superiore), o risulti al di sotto di una certa soglia inferiore rispetto alla stessa pressione barometrica (in tal caso attivando un fondo scala inferiore), per un prefissato intervallo temporale.
La presente Richiedente ha constatato che le soluzioni attualmente utilizzate presentano tuttavia alcune limitazioni e soffrono di alcuni inconvenienti.
In generale, esiste la possibilit? che si verifichino errori (cosiddetti ?falsi positivi?) nel rilevamento della variazione di ambiente operativo, in quanto differenti eventi possono in linea di principio causare una variazione di pressione che pu? essere interpretata in maniera non corretta come un cambiamento di ambiente operativo.
Ad esempio, nel caso degli apparecchi elettronici indossabili, un falso positivo nel rilevamento dell?introduzione all?interno dell?acqua pu? causare una variazione, in tal caso indesiderata, del fondo scala del sensore di pressione, quando l?apparecchio elettronico ? in realt? ancora operativo in aria e/o il fatto che alcune funzioni degli apparecchi siano erroneamente disabilitate.
Nell?esempio degli apparecchi indossabili per applicazioni audio, un falso rilevamento dell?introduzione dell?apparecchio all?interno dell?orecchio pu? causare l?errata attivazione di alcune funzioni dello stesso apparecchio, ad esempio la riproduzione indesiderata di audio.
Inoltre, un particolare svantaggio legato alla soluzione descritta nel suddetto documento US 10, 491, 981 B1 ? dovuto all?utilizzo di un numero elevato di sensori (un sensore di movimento, un sensore di prossimit? ed un sensore di pressione), che comporta un conseguente non trascurabile consumo di energia.
Scopo della presente soluzione ? in generale quello di superare gli inconvenienti della tecnica nota, fornendo una soluzione di rilevamento di variazione di ambiente operativo, avente caratteristiche migliorate.
Secondo la presente soluzione vengono forniti un dispositivo ed un metodo di rilevamento di variazione di ambiente operativo, come definiti nelle rivendicazioni allegate.
Per una migliore comprensione dell?invenzione, ne vengono ora descritte forme di realizzazione, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la Figura 1 illustra uno schema a blocchi di massima di un dispositivo di rilevamento, secondo una forma di realizzazione della presente soluzione;
- la Figura 2 illustra un diagramma di flusso generale di un metodo implementato dal dispositivo di rilevamento di Figura 1, secondo una forma di realizzazione della presente soluzione;
- le Figure 3A-3B sono sezioni schematiche di possibili realizzazioni integrate del dispositivo di rilevamento di Figura 1;
- la Figura 4 illustra una possibile forma di realizzazione circuitale per un sensore di variazione di carica elettrostatica del dispositivo di rilevamento di Figura 2;
- le Figure 5 e 6 illustrano rispettivi diagrammi di flusso di un metodo implementato dal dispositivo di rilevamento di Figura 1, per il rilevamento dell?inserimento di un apparecchio elettronico per applicazioni audio all?interno dell?orecchio di un utente;
- la Figura 7 mostra grafici di un segnale di variazione di carica elettrostatica associato al rilevamento di variazione di ambiente operativo;
- la Figura 8 mostra un diagramma di flusso di un metodo implementato dal dispositivo di rilevamento di Figura 1, per il rilevamento dell?inserimento di un apparecchio elettronico all?interno dell?acqua;
- la Figura 9 mostra grafici di un segnale di variazione di carica elettrostatica e di un segnale di pressione associati al rilevamento di variazione di ambiente operativo; e
- la Figura 10 ? uno schema a blocchi di massima di un apparecchio elettronico in cui il dispositivo di rilevamento di Figura 1 pu? essere impiegato.
Come sar? descritto in dettaglio in seguito, un aspetto della presente soluzione prevede, per il rilevamento di una variazione di ambiente operativo, un dispositivo di rilevamento basato sull?utilizzo congiunto, o in combinazione, di un sensore di pressione ed inoltre di un sensore di variazione di carica elettrostatica.
In modo noto, la carica elettrica ? una componente fondamentale della natura. La carica elettrica di un corpo carico elettrostaticamente pu? essere facilmente trasferita ad un altro corpo, in condizioni di contatto diretto tra gli elementi o a distanza. Quando la carica viene trasferita tra due oggetti isolati elettricamente, si genera una carica statica per cui l?oggetto con un eccesso di elettroni viene caricato negativamente e l?oggetto con un deficit di elettroni viene caricato positivamente. Lo spostamento delle cariche ? di diversa natura, a seconda che l?oggetto sia un oggetto conduttore o un dielettrico. In un conduttore, gli elettroni sono distribuiti in tutto il materiale e sono liberi di muoversi, in base all?influenza dei campi elettrici esterni. In un dielettrico, non vi sono elettroni liberi di muoversi ma dipoli elettrici, con direzioni casuali nello spazio (quindi con carica netta risultante nulla), che per? possono essere orientati o deformati mediante un campo elettrico esterno, generando cos? una distribuzione ordinata di cariche e quindi una polarizzazione. La carica pu? comunque essere mobile, a seconda delle propriet? del materiale e di altri fattori ambientali.
Nella presente soluzione, il sensore di variazione di carica elettrostatica del dispositivo di rilevamento ? configurato per rilevare, mediante un rilevamento di tipo capacitivo, le variazioni di campo elettrico (e quindi di potenziale elettrostatico) che si verificano nel tempo per effetto della ridistribuzione di carica dovuta ad una variazione dell?ambiente operativo in cui l?apparecchio elettronico si viene a trovare.
La Figura 1 illustra, schematicamente, un dispositivo di rilevamento 1 secondo una forma di realizzazione della presente soluzione, che comprende:
un sensore di pressione 2, in particolare un sensore a semiconduttore realizzato in tecnologia MEMS (Micro Electro Mechanical System), di tipo per s? noto e qui non descritto in dettaglio, atto a fornire un segnale di pressione SP, associato alla pressione dell?ambiente operativo in cui si trovano il dispositivo di rilevamento 1 ed un relativo apparecchio elettronico (in cui lo stesso dispositivo di rilevamento 1 ? impiegato);
un sensore di variazione di carica elettrostatica 4, che sar? descritto in dettaglio in seguito, atto a fornire un segnale di variazione di carica SQ indicativo di un evento di variazione di carica elettrostatica nel suddetto ambiente operativo; ed
un?unit? di elaborazione 6, accoppiata al sensore di pressione 2 ed al sensore di variazione di carica elettrostatica 4 al fine di ricevere il segnale di pressione SP ed il segnale di variazione di carica SQ e configurata per elaborare congiuntamente i suddetti segnale di pressione SP e segnale di variazione di carica SQ per rilevare una variazione di ambiente operativo.
In generale, facendo riferimento alla Figura 2, l?unit? di elaborazione 6 ? configurata in modo da eseguire, fase 7, una elaborazione del segnale di variazione di carica SQ, in particolare per il confronto di almeno un relativo parametro (ad esempio, il valore assoluto o una varianza) con una prefissata soglia associata a tale parametro.
Nel caso in cui il confronto abbia esito positivo (ad esempio nel caso in cui il valore assoluto o la varianza del segnale di variazione di carica SQ soddisfi una determinata relazione con la prefissata soglia, ad esempio essendo maggiore di tale soglia), l?unit? di elaborazione 6 ? configurata in modo da eseguire, fase 8, una elaborazione del segnale di pressione SP, in particolare per il confronto di almeno un relativo parametro (ad esempio, il valore assoluto o un gradiente o differenza temporale o una pendenza) con una rispettiva prefissata soglia associata a tale parametro.
Nel caso in cui anche tale ulteriore confronto abbia esito positivo, all?interno di una prefissata finestra temporale di controllo successiva al suddetto esito positivo del confronto del segnale di variazione di carica SQ, l?unit? di elaborazione 6 ? configurata in modo da determinare l?occorrenza, fase 9, di una variazione di ambiente operativo, da un primo ambiente operativo (ad esempio l?aria) ad un secondo, differente, ambiente operativo (ad esempio l?interno del canale uditivo o l?ambiente subacqueo).
In seguito a tale determinazione, l?unit? di elaborazione 6 pu? generare ed emettere in uscita un segnale di variazione V, ad esempio di tipo impulsivo, indicativo della suddetta variazione di ambiente operativo, fase 10.
In maniera qui non illustrata, tale segnale di variazione V pu? essere ricevuto da una unit? di gestione e controllo di un apparecchio elettronico in cui il dispositivo di rilevamento 1 ? incorporato, al fine di eseguire ed attivare determinate azioni in risposta al rilevamento di variazione di ambiente operativo (ad esempio, attivare la riproduzione di audio multimediale, nel caso dell?apparecchio indossabile per applicazioni audio, o la modifica del fondo scala del sensore di pressione, nel caso dell?apparecchio ad utilizzo subacqueo).
Si noti che, nel caso in cui una qualsiasi delle suddette verifiche non abbia invece esito positivo, l?algoritmo eseguito dall?unit? di elaborazione 6 ritorna alla fase iniziale, per l?elaborazione preliminare del segnale di variazione di carica SQ e l?eventuale avvio di una nuova finestra temporale di controllo.
Vantaggiosamente, l?elaborazione congiunta del segnale di variazione di carica SQ e del segnale di pressione SP consente di eliminare, o quanto meno ridurre, i falsi rilevamenti di variazione di ambiente operativo, ad esempio dovuti a variazioni di pressione indipendenti da tali variazioni di ambiente operativo e dovute ad ulteriori e differenti fattori.
Inoltre, come sar? del resto chiarito in seguito, il risultante consumo energetico del dispositivo di rilevamento 1 ? limitato, grazie al ridotto consumo energetico richiesto dal sensore di variazione di carica 4 ed alla possibile attivazione del sensore di pressione 2 solamente all?interno della finestra temporale di controllo successiva all?esito positivo dell?elaborazione del segnale di variazione di carica SQ.
In maggiore dettaglio, la suddetta unit? di elaborazione 6 comprende ad esempio un microcontrollore, o un processore MLC (Machine Learning Core) residente in un circuito elettronico ASIC (Application Specific Integrated Circuit) accoppiato al sensore di pressione 2 ed al sensore di variazione di carica elettrostatica 4 per l?elaborazione dei relativi segnale di pressione SP e segnale di variazione di carica SQ; i suddetti sensore di pressione 2, sensore di variazione di carica elettrostatica 4 ed unit? di elaborazione 6 possono essere realizzati all?interno di uno stesso package dotato di opportuni elementi di connessione elettrica verso l?esterno, ad esempio per il collegamento con un apparecchio elettronico ospitante (host).
In altre parole, in una possibile implementazione il sensore di variazione di carica 4 pu? essere realizzato in maniera integrata al sensore di variazione di pressione 2.
A questo riguardo, come mostrato schematicamente in Figura 3A, il sensore di pressione 2 pu? comprendere un package 12, avente un cappuccio o elemento protettivo esterno in metallo, atto a fungere esso stesso da elettrodo di rilevamento 14 del sensore di variazione di carica 4. Il sensore di pressione 2 ? inoltre accoppiato elettricamente ad una scheda a circuito stampato (PCB ? Printed Circuit Board) 16. In maniera non illustrata, l?elettronica di lettura ed elaborazione associata al sensore di pressione 2 ed al sensore di variazione di carica 4 pu? essere integrata all?interno del package 12, oppure realizzata esternamente ed accoppiata allo stesso circuito stampato 16.
In alternativa, come indicato schematicamente in Figura 3B, sia il sensore di pressione 2 sia il suddetto elettrodo di rilevamento 14 del sensore di variazione di carica 4 possono essere accoppiati alla scheda a circuito stampato 16, disposti all?interno di un package 12? in tal caso dotato di una membrana protettiva 17 come interfaccia nei confronti dell?ambiente esterno. In maniera non illustrata, anche in questo caso l?elettronica di lettura ed elaborazione associata al sensore di pressione 2 ed al sensore di variazione di carica 4 pu? essere integrata all?interno del package 12?, oppure realizzata esternamente ed accoppiata al circuito stampato 16.
La Figura 4 illustra una forma di realizzazione esemplificativa e non limitativa del sensore di variazione di carica elettrostatica 4, che comprende almeno un elettrodo di ingresso, in particolare il suddetto elettrodo di rilevamento 14, destinato ad essere disposto affacciato al, o in prossimit? dell?ambiente operativo per il rilevamento della variazione di carica ambientale (e della conseguente variazione di campo e di potenziale elettrico).
L?elettrodo di rilevamento 14 forma parte di un ingresso differenziale 19 di un amplificatore da strumentazione (?instrumentation amplifier?) 22, essendo accoppiato ad un relativo primo terminale di ingresso 19a.
Tra il primo terminale di ingresso 19a ed un secondo terminale di ingresso 19b dell?ingresso differenziale 19 sono presenti un condensatore di ingresso CI ed un resistore di ingresso RI, collegati in parallelo tra loro.
In uso, una tensione di ingresso Vd ai capi del condensatore di ingresso CI varia a causa della redistribuzione di carica nell?ambiente esterno, in particolare in seguito alla variazione di ambiente operativo del dispositivo di rilevamento 1. Dopo un transitorio (la cui durata ? data dalla costante RI?CI definita dal parallelo tra il condensatore CI ed il resistore RI), la tensione di ingresso Vd torna al suo valore di stato stabile (cosiddetto ?steady state?).
L?amplificatore da strumentazione 22 ? essenzialmente costituito da due amplificatori operazionali OP1 e OP2, aventi terminali di ingresso non invertenti collegati rispettivamente al primo ed al secondo terminale di ingresso 19a, 19b e terminali invertenti collegati fra loro mediante un resistore di guadagno RG2.
Uno stadio di polarizzazione (buffer) OP3 polarizza l?amplificatore da strumentazione 22 ad una tensione di modo comune VCM, attraverso un resistore R1 accoppiato al secondo terminale di ingresso 19b.
I terminali di uscita degli amplificatori operazionali OP1 e OP2 sono collegati ai rispettivi terminali di ingresso invertenti mediante un rispettivo resistore di guadagno RG1; tra gli stessi terminali di uscita ? presente una tensione di uscita Vd'.
Come risulter? evidente dall?esame del circuito, il guadagno Ad dell?amplificatore da strumentazione 22 risulta pari a (1+2?R1/R2); pertanto, la suddetta tensione di uscita Vd' ? pari a: Vd?(1+2?R1/R2).
I componenti dell?amplificatore da strumentazione 22 sono scelti in modo tale per cui lo stesso amplificatore da strumentazione 22 abbia un ridotto rumore ed un?elevata impedenza (ad esempio dell?ordine di 10<9 >Ohm) nella sua banda passante (ad esempio compresa tra 0 e 500 Hz).
La suddetta tensione di uscita Vd' viene fornita in ingresso ad un convertitore analogico digitale (ADC) 24, che fornisce in uscita il suddetto segnale di variazione di carica SQ per l?unit? di elaborazione 6. Tale segnale di variazione di carica SQ pu? essere, ad esempio, un flusso digitale ad elevata risoluzione (a 16 o 24 bit).
Secondo una diversa forma di realizzazione, disponendo di un convertitore analogico digitale 24 con caratteristiche opportune (ad esempio ingresso differenziale, elevata impedenza di ingresso, elevata risoluzione, range dinamico ottimizzato per le grandezze da misurare, basso rumore) l?amplificatore da strumentazione 12 pu? essere omesso, in tal caso alimentando la tensione di ingresso Vd direttamente all?ingresso del convertitore analogico digitale 24.
In maniera non illustrata, il segnale di variazione di carica SQ pu? essere fornito ad un primo ingresso di un blocco multiplexer, che pu? inoltre ricevere in corrispondenza di almeno un ulteriore ingresso il suddetto segnale di pressione SP (ed eventualmente, in corrispondenza di ulteriori ingressi, ulteriori segnali di rilevamento). L?uscita del blocco multiplexer ? in questo caso accoppiata ad un ingresso dell?unit? di elaborazione 6, fornendo, sequenzialmente nel tempo, i suddetti segnale di variazione di carica e segnale di pressione SQ, SP (ed eventualmente ulteriori segnali di rilevamento) per l?elaborazione da parte della stessa unit? di elaborazione 6.
La Figura 5 illustra in maggiore dettaglio, mediante diagramma di flusso, le operazioni di elaborazione congiunta dei segnali di variazione di carica e di pressione SQ, SP eseguite dall?unit? di elaborazione 6, in una possibile forma di realizzazione della presente soluzione. In particolare, tale forma di realizzazione ? relativa all?utilizzo del dispositivo di rilevamento 1 in un apparecchio indossabile per applicazioni audio (ad esempio un auricolare), al fine del rilevamento dell?introduzione/estrazione dello stesso apparecchio nel o dal canale uditivo di un utente.
In dettaglio, in tale forma di realizzazione, l?unit? di elaborazione 6 ? configurata inizialmente in modo da inizializzare, blocco 30, una variabile di stato, che, come si discuter? in seguito, pu? assumere tre valori: ?in-mano? (indicativo del fatto che l?apparecchio indossabile ? nella mano dell?utente); ?prossimit?-testa? (indicativo del fatto che l?apparecchio indossabile si trova in prossimit? della testa dell?utente); ?inserito? (indicativo del fatto che l?apparecchio indossabile ? stato inserito nel canale uditivo). In particolare, l?inizializzazione della variabile di stato corrisponde ad una posizione dell?apparecchio indossabile su un tavolo o su un qualunque piano d?appoggio.
Viene quindi acquisito, blocco 31, il segnale di variazione di carica SQ, in particolare ne vengono acquisiti relativi campioni (ad esempio memorizzati in un buffer di acquisizione che viene progressivamente alimentato e aggiornato dai campioni stessi), che vengono inoltre sottoposti ad un?operazione di normalizzazione (ad esempio mediante rimozione di un relativo valore basale).
Quindi, blocco 32, viene calcolata, in modo di per s? noto, la varianza Var del segnale di variazione di carica SQ, tale varianza rappresentando qui il parametro elaborato dello stesso segnale di variazione di carica SQ.
La varianza del segnale di variazione di carica SQ viene confrontata, blocco 33, con una prima soglia Th_hand, di valore prefissato, indicativo del fatto che l?apparecchio ? nella mano dell?utente (si noti che il valore di tale prima soglia Th_hand pu? essere determinato ad esempio in una fase iniziale di calibrazione).
Nel caso in cui la suddetta varianza sia maggiore della prima soglia Th_hand, la variabile di stato viene aggiornata al valore ?in-mano?, blocco 34.
Quindi, blocco 35, l?algoritmo prosegue con il calcolo della varianza del segnale di variazione di carica SQ (sulla base di nuovi campioni nel frattempo ricevuti nel tempo e che hanno riempito il buffer).
La suddetta varianza del segnale di variazione di carica SQ viene confrontata, blocco 36, con una seconda soglia Th_head (eventualmente di valore uguale alla prima soglia Th_hand), di un rispettivo valore prefissato, indicativo del fatto che l?apparecchio ? in prossimit? della testa dell?utente (si noti che anche il valore di tale seconda soglia Th_head pu? essere determinato ad esempio in una fase iniziale di calibrazione).
Nel caso in cui la suddetta varianza sia maggiore della seconda soglia Th_head, la variabile di stato viene aggiornata al valore ?prossimit?-testa, blocco 37.
Al contrario, se la varianza non risulta maggiore della seconda soglia Th_head per la durata di un determinato intervallo temporale, la variabile di stato ritorna al valore iniziale, blocco 30.
Quindi, blocco 38, l?unit? di elaborazione 6 attiva il sensore di pressione 2 (fino a questo punto mantenuto disabilitato, al fine del risparmio energetico) ed acquisisce il segnale di pressione SP, in particolare ne vengono acquisiti relativi campioni (ad esempio memorizzati in un buffer di acquisizione che viene progressivamente alimentato e aggiornato dai campioni stessi).
Il valore assoluto, o il gradiente ? (ovvero la differenza tra campioni temporalmente successivi), del segnale di pressione SP viene confrontato, blocco 39, con una terza soglia Th_P, di valore prefissato, (si noti che anche il valore di tale terza soglia Th_P pu? essere determinato ad esempio in una fase iniziale di calibrazione).
Nel caso in cui il valore del suddetto parametro del segnale di pressione SP sia maggiore della terza soglia Th_P, la variabile di stato viene aggiornata al valore ?inserito?, blocco 40.
Al contrario, se il valore del suddetto parametro del segnale di pressione SP non risulta maggiore della terza soglia Th_p per l?intera durata di un determinato intervallo temporale, la variabile di stato ritorna al valore ?in-mano?, blocco 34.
In risposta alla determinazione dell?inserimento nell?orecchio dell?apparecchio indossabile, come mostrato nello stesso blocco 40, l?unit? di elaborazione 6 ? inoltre configurata per generare il segnale di variazione V, di tipo impulsivo, indicativo della suddetta variazione di ambiente operativo (in altre parole, tale segnale di variazione V commuta valore, ad esempio passa da un valore basso ad un valore alto).
Tale segnale di variazione V pu? essere ricevuto da una unit? di gestione dell?apparecchio indossabile in cui il dispositivo di rilevamento 1 ? incorporato, al fine di eseguire ed attivare determinate azioni in risposta al rilevamento di variazione di ambiente operativo (ad esempio, attivare la riproduzione di audio multimediale o il trasferimento di dati tra il dispositivo di rilevamento 1 e lo stesso apparecchio indossabile).
In seguito, l?unit? di elaborazione 6 ? configurata in modo da monitorare l?uscita dell?apparecchio indossabile dall?orecchio; in questa forma di realizzazione, tale monitoraggio ? basato sull?elaborazione del suddetto parametro (il valore assoluto, o il gradiente) del segnale di pressione SP, blocco 41.
In particolare, blocco 42, se il parametro (ad esempio il gradiente ?) del segnale di pressione SP ? nuovamente maggiore della suddetta terza soglia Th_p, l?unit? di elaborazione 6 determina l?uscita dall?orecchio, cos? che l?algoritmo ritorna al blocco 34, con l?aggiornamento della variabile di stato al valore ?in-mano?. Il segnale di variazione V commuta inoltre valore (ad esempio passa dal valore alto al valore basso) cos? da causare la disattivazione delle azioni precedentemente attivate in risposta al rilevamento di variazione di ambiente operativo (ad esempio, vengono interrotti la riproduzione di audio multimediale o il trasferimento di dati tra lo stesso dispositivo di rilevamento 1 e l?apparecchio indossabile).
In una ulteriore forma di realizzazione, mostrata in Figura 6, l?algoritmo eseguito dall?unit? di elaborazione prevede le stesse fasi descritte in precedenza fino al blocco 40 (tali fasi sono pertanto indicate con gli stessi numeri di riferimento e non descritte nuovamente), in cui il segnale di variazione V commuta valore in seguito al rilevamento della variazione di ambiente operativo (avendo verificato che il valore del suddetto parametro del segnale di pressione SP ? maggiore della terza soglia Th_p).
In questo caso, l?unit? di elaborazione 6 ? configurata in modo da monitorare l?uscita dell?apparecchio indossabile dall?orecchio sulla base dell?elaborazione del segnale di variazione di carica SQ.
In particolare, viene calcolata nuovamente la varianza del segnale di variazione di carica SQ, blocco 45.
Quindi, blocco 46, se tale varianza del segnale di variazione di carica SQ ? maggiore di una quarta soglia Th_head2 (anch?essa avente valore che pu? essere determinato ad esempio in una fase iniziale di calibrazione), l?unit? di elaborazione 6 determina l?uscita dall?orecchio, cos? che l?algoritmo ritorna al blocco 34, con l?aggiornamento della variabile di stato al valore ?in-mano?; il segnale di variazione V commuta inoltre valore con le conseguenze discusse in precedenza.
La Figura 7 mostra, relativamente a quanto appena discusso, l?andamento temporale del segnale di variazione di carica SQ e della relativa varianza (Var), nel caso di prove sperimentali eseguite dalla presente Richiedente; sono evidenziati gli eventi (riconoscibili in maniera chiara ed evidente dall?analisi degli andamenti, in particolare dei picchi, dei suddetti segnali) di riconoscimento della posizione dell?apparecchio indossabile nella mano dell?utente e della prossimit? all?orecchio dell?utente (si noti che in questa prova, il suddetto apparecchio indossabile ? ripetutamente preso in mano ed inserito nell?orecchio da parte dell?utente).
In particolare, il cerchio in linea continua rappresenta l?evento in-mano. Quando l?utente prende in mano l?apparecchio indossabile, il segnale di variazione di carica SQ mostra un piccolo picco positivo e poi un forte picco negativo, contrassegnato appunto dal suddetto cerchio in linea continua. Tenendo in mano l?apparecchio indossabile, il segnale di variazione di carica SQ si sposta quindi verso un valore nullo. Quando invece lo stesso apparecchio indossabile viene spostato verso la testa, il segnale di variazione di carica SQ mostra un picco positivo e poi torna nuovamente verso il valore nullo. Il cerchio in linea tratteggiata rappresenta l?evento di prossimit? alla testa dell?utente.
I suddetti eventi sono particolarmente evidenti nell?andamento della varianza del segnale di variazione di carica SQ, in cui sono molto riconoscibili i picchi (nell?esempio di valore minore e maggiore) legati al riconoscimento degli eventi ?in-mano? e, rispettivamente, di ?prossimit? alla testa?.
La Figura 8 illustra, mediante diagramma di flusso, le operazioni di elaborazione congiunta dei segnali di variazione di carica e di pressione SQ, SP eseguite dall?unit? di elaborazione 6, in una ulteriore forma di realizzazione della presente soluzione. In particolare, tale forma di realizzazione ? relativa all?utilizzo del dispositivo di rilevamento 1 in un apparecchio indossabile per applicazioni subacquee o generalmente all?interno dell?acqua (ad esempio un braccialetto o orologio intelligente), al fine del rilevamento dell?introduzione e/o estrazione dello stesso apparecchio nel o dall?acqua.
In dettaglio, in tale forma di realizzazione, l?unit? di elaborazione 6 ? configurata inizialmente, blocco 50, in modo da rilevare mediante il sensore di pressione 2 il valore della pressione atmosferica o barometrica, che viene inizializzato e memorizzato in una variabile di pressione ambientale Pamb; inoltre, viene inizializzato a zero il valore di una variabile temporale T0 (come si discuter? in seguito, tale variabile temporale consentir? di definire la finestra temporale di controllo in cui verificare l?informazione fornita dal sensore di pressione 2 in seguito al rilevamento di un potenziale evento di variazione di ambiente operativo mediante il sensore di variazione di carica 4).
Inizialmente, inoltre, come mostrato nel blocco 51, viene posta al valore ?fuori-acqua? una variabile di stato, che pu? inoltre assumere il valore ?in-acqua?, una volta che venga determinata l?introduzione dell?apparecchio indossabile nell?acqua (come descritto in seguito).
Viene quindi acquisito, blocco 52, il segnale di variazione di carica SQ, in particolare ne vengono acquisiti relativi campioni (ad esempio memorizzati in un buffer di acquisizione che viene progressivamente alimentato e aggiornato dai campioni stessi), che vengono inoltre sottoposti ad operazione di normalizzazione (ad esempio mediante rimozione di un relativo valore basale).
Quindi, blocco 53, il valore assoluto del segnale di variazione di carica SQ viene confrontato con una prima soglia Th_Q, di valore prefissato, indicativo di una possibile variazione di ambiente operativo (si noti che il valore di tale prima soglia Th_Q pu? essere determinato ad esempio in una fase iniziale di calibrazione).
Nel caso in cui il suddetto valore assoluto non sia maggiore della prima soglia Th_Q, l?algoritmo prosegue al blocco 54, in cui si aggiorna il valore della variabile di pressione ambientale Pamb; dopodich?, lo stesso algoritmo ritorna al blocco 51.
Altrimenti, nel caso in cui il suddetto valore assoluto sia maggiore della prima soglia Th_Q, l?algoritmo prosegue con l?elaborazione del segnale di pressione SP; in particolare, blocco 55, l?unit? di elaborazione 6 acquisisce il segnale di pressione SP, in particolare ne vengono acquisiti relativi campioni (ad esempio memorizzati in un buffer di acquisizione che viene progressivamente alimentato e aggiornato dai campioni stessi).
Viene quindi calcolata, blocco 56, in maniera di per s? nota, la pendenza (slope), nel tempo, del suddetto segnale di pressione SP (in questo caso, tale pendenza corrispondendo al parametro elaborato), in particolare in un intervallo temporale compreso tra T0 (valore attuale della variabile temporale) e T0+?T (valore opportunamente incrementato della stessa variabile temporale).
Il valore assoluto della suddetta pendenza viene confrontata, blocco 57, con una seconda soglia Th_slope, di valore prefissato, (si noti che anche il valore di tale seconda soglia Th_slope pu? essere determinato ad esempio in una fase iniziale di calibrazione).
Nel caso in cui, all?interno del determinato intervallo temporale, il valore del suddetto parametro del segnale di pressione SP ? maggiore della seconda soglia Th_slope, la variabile di stato viene aggiornata al valore ?in-acqua?, blocco 58.
Al contrario, se il valore del suddetto parametro del segnale di pressione SP non risulta maggiore della seconda soglia Th_slope nel determinato intervallo temporale, l?algoritmo pasa al blocco 59, in cui viene reinizializzato al valore nullo il valore della variabile temporale T0 e quindi al suddetto blocco 51.
In risposta alla determinazione dell?inserimento nell?acqua dell?apparecchio indossabile, l?unit? di elaborazione 6 ? inoltre configurata per generare il segnale di variazione V, di tipo impulsivo, indicativo della suddetta variazione di ambiente operativo, blocco 60 (in altre parole, tale segnale di variazione V commuta valore, ad esempio passa dal valore basso al valore alto).
Tale segnale di variazione V pu? essere ricevuto da una unit? di gestione e controllo dell?apparecchio indossabile in cui il dispositivo di rilevamento 1 ? incorporato, al fine di eseguire ed attivare determinate azioni in risposta al rilevamento di variazione di ambiente operativo (ad esempio, disabilitare alcune funzioni dello stesso apparecchio indossabile, come indicato nel blocco 61, ai fini del risparmio di energia o ?energy saving?).
Inoltre, blocco 62, l?unit? di elaborazione 6 comanda la variazione del valore di fondo scala del sensore di pressione 2, che commuta da un primo valore, basso, ad un secondo valore, alto (ad esempio raddoppiato), in modo da consentire il rilevamento degli elevati valori di pressione che possono verificarsi in ambiente subacqueo.
In seguito, l?unit? di elaborazione 6 ? configurata in modo da monitorare l?uscita dell?apparecchio indossabile dall?acqua; in questa forma di realizzazione, tale monitoraggio ? basato sull?elaborazione del solo segnale di pressione SP.
In particolare, blocco 64, si acquisiscono nuovi campioni del segnale di pressione SP.
Se si verifica, blocco 65, che il valore assoluto del segnale di pressione SP ? inferiore al valore della pressione ambientale Pamb opportunamente incrementato di un valore incrementale P_inc per l?intera durata di un rispettivo intervallo temporale, l?unit? di elaborazione 6 determina l?uscita dall?acqua, cos? che l?algoritmo ritorna al blocco 51, con l?aggiornamento della variabile di stato al valore ?fuori dall?acqua?. Il segnale di variazione V commuta inoltre valore (ad esempio passa dal valore alto al valore basso), blocco 66, cos? da causare ad esempio la riattivazione delle risorse precedentemente disabilitate in risposta al rilevamento di variazione di ambiente operativo, come indicato nel blocco 68.
Nel suddetto blocco 65, l?unit? di elaborazione 6 pu? inoltre essere configurata per verificare ulteriori condizioni sul segnale di pressione SP, ad esempio che una relativa variazione rimanga al di sotto di una rispettiva soglia di variazione per l?intera durata del rispettivo intervallo temporale, al fine di determinare l?uscita dall?acqua solamente nel caso entrambe le condizioni siano contemporaneamente verificate.
La Figura 9 mostra, relativamente a quanto appena discusso, gli andamenti temporali del segnale di variazione di carica SQ e del segnale di pressione SP, nel caso di prove sperimentali eseguite dalla presente Richiedente; sono evidenziati gli eventi (riconoscibili in maniera chiara ed evidente dall?analisi degli andamenti dei suddetti segnali) di riconoscimento della variazione di ambiente operativo (si noti che in questa prova, il suddetto apparecchio indossabile ? ripetutamente inserito all?interno dell?acqua e quindi estratto dall?acqua). Nella suddetta Figura 9 sono inoltre indicate la pendenza del segnale di pressione SP e la seconda soglia Th_slope.
In particolare, il cerchio in linea continua rappresenta l?evento di inserimento all?interno dell?acqua ed il cerchio in linea tratteggiata l?evento di fuoriuscita dall?acqua (tale evento di fuoriuscita essendo chiaramente individuabile dal ritorno del segnale di pressione SP al valore di pressione atmosferica iniziale).
Si nota che, quando l?apparecchio indossabile entra all?interno dell?acqua, il segnale di variazione di carica SQ mostra un evidente picco positivo; inoltre, la pendenza del segnale di pressione SP rimane maggiore della seconda soglia Th_slope per l?intera durata dell?intervallo temporale T (a partire dall?istante iniziale T0).
La Figura 10 illustra schematicamente un apparecchio elettronico 70, in particolare di tipo indossabile (ad esempio il suddetto auricolare o il suddetto braccialetto o orologio intelligente) che include il dispositivo di rilevamento 1 precedentemente descritto<.>
L?apparecchio elettronico 70 comprende un controllore principale 72 (un microcontrollore, un microprocessore o un?analoga unit? di elaborazione digitale), accoppiato all?unit? di elaborazione 6 del dispositivo di rilevamento 1, al fine di ricevere le informazioni relative alla variazione di ambiente operativo.
Nella forma di realizzazione descritta in precedenza, il controllore principale 72 riceve ad esempio dall?unit? <di >elaborazione 6 del dispositivo di rilevamento 1 il segnale di variazione V, per attivare o disattivare determinate funzioni, come descritto in dettaglio in precedenza.
I vantaggi conseguiti dalla presente soluzione emergono in maniera evidente dalla descrizione precedente.
In ogni caso, si evidenzia nuovamente come nel dispositivo di rilevamento 1, il monitoraggio della variazione di carica consenta di rafforzare le informazioni associate al solo rilevamento di pressione, consentendo di eliminare o comunque fortemente ridurre il numero di falsi rilevamenti (falsi positivi).
Il dispositivo di rilevamento 1 presenta inoltre un consumo di energia ottimizzato (il consumo associato al sensore di variazione di carica 4 ed alla relativa elettronica ? molto ridotto ed inoltre il sensore di pressione 2 pu? essere attivato solamente all?occorrenza, almeno in determinate forme di realizzazione) ed una ridotta occupazione di spazio (in particolare, con la possibilit? di integrazione in un unico package di entrambe le tecnologie di rilevamento, di pressione e di variazione di carica).
Alla presente soluzione possono infine essere applicate variazioni e modifiche, senza per questo uscire dall?ambito di protezione identificato dalle rivendicazioni.
Ad esempio, in maniera non illustrata, possono essere previste opportune operazioni di filtraggio (ad esempio utilizzando filtri passa-basso o passa-alto) per i segnali di pressione SP e di variazione di carica SQ, preliminari alle elaborazioni descritte.
In maniera non illustrata, il dispositivo di rilevamento 1 pu? integrare ulteriori sensori e prevedere ulteriori canali di elaborazione dedicati per altri rilevamenti.
Si evidenzia inoltre nuovamente che il dispositivo di rilevamento 1 pu? essere realizzato in un singolo chip che incorpora il sensore di variazione di carica 4 (e la relativa circuiteria elettronica), il sensore di pressione 2 e l?unit? di elaborazione 6; in alternativa, il segnale di variazione di carica SQ ed il segnale di pressione SP possono essere elaborati nel controllore principale 72 dell?apparecchio elettronico 70 in cui il dispositivo di rilevamento 1 ? incorporato (si veda la suddetta Figura 10).
Inoltre, si evidenzia che l?elettrodo di ingresso (o elettrodo di rilevamento 14) del sensore di variazione di carica elettrostatica 4 pu? anche essere una semplice sonda conduttiva; un piano metallico in un PCB; un PCB flessibile con un percorso metallico; oppure un qualunque elemento conduttivo che possa operare come elettrodo di rilevamento atto ad essere disposto affacciato all?ambiente operativo al fine del rilevamento della variazione di carica ambientale.
Claims (22)
1. Dispositivo di rilevamento (1), comprendente:
un sensore di pressione (2), configurato in modo da fornire un segnale di pressione (SP) indicativo di una pressione ambientale in un ambiente operativo;
un sensore di variazione di carica elettrostatica (4), configurato in modo da fornire un segnale di variazione di carica (SQ) indicativo di una variazione di carica elettrostatica associata a detto ambiente operativo; ed un?unit? di elaborazione (6), accoppiata al sensore di pressione (2) ed al sensore di variazione di carica elettrostatica (4) in modo da ricevere il segnale di pressione (SP) ed il segnale di variazione di carica (SQ) e configurata in modo da elaborare congiuntamente detti segnale di pressione (SP) e segnale di variazione di carica (SQ) per rilevare una variazione tra un primo ambiente operativo ed un secondo ambiente operativo, differente da detto primo ambiente operativo, per detto dispositivo di rilevamento (1).
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detta unit? di elaborazione (6) ? configurata in modo da:
eseguire una elaborazione del segnale di variazione di carica (SQ) per un primo confronto di almeno un relativo parametro con una prefissata soglia associata a tale parametro;
nel caso in cui il primo confronto abbia esito positivo, eseguire una elaborazione del segnale di pressione (SP) per un secondo confronto di almeno un rispettivo parametro con una rispettiva prefissata soglia associata a tale rispettivo parametro;
nel caso in cui il suddetto secondo confronto abbia esito positivo, all?interno di una prefissata finestra temporale di controllo successiva al suddetto esito positivo del primo confronto, determinare l?occorrenza della variazione di ambiente operativo.
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui, in seguito al rilevamento di detta variazione di ambiente operativo, l?unit? di elaborazione (6) ? configurata in modo da generare un segnale di variazione (V), indicativo di detta variazione di ambiente operativo, al fine dell?esecuzione e/o attivazione di determinate azioni in risposta al rilevamento di variazione di ambiente operativo.
4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di rilevamento (1) ? destinato ad un apparecchio elettronico (70) indossabile per applicazioni audio; in cui detto primo ambiente operativo ? un ambiente esterno al canale uditivo di un utente e detto secondo ambiente operativo ? un ambiente interno al canale uditivo; detta variazione di ambiente operativo essendo indicativa dell?introduzione/estrazione di detto apparecchio elettronico (70) nel o dal canale uditivo.
5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, in cui detta unit? di elaborazione (6) ? configurata in modo da:
eseguire un primo confronto tra detto parametro del segnale di variazione di carica (SQ) ed una prima soglia (Th_hand), e, in base al risultato del confronto, aggiornare il valore di una variabile di stato, indicativa della posizione di detto dispositivo di rilevamento (1), ad un primo valore indicativo del posizionamento di detto dispositivo di rilevamento (1) nella mano di un utente;
eseguire un secondo confronto tra detto parametro del segnale di variazione di carica (SQ) ed una seconda soglia (Th_head) e, in base al risultato del secondo confronto all?interno di un determinato intervallo temporale dal primo confronto, aggiornare il valore della variabile di stato ad un secondo valore indicativo del posizionamento di detto dispositivo di rilevamento (1) in prossimit? alla testa dell?utente; ed
eseguire un terzo confronto tra detto parametro del segnale di pressione (SP) ed una terza soglia (Th_p), e, in base al risultato del confronto all?interno di un rispettivo intervallo temporale dal secondo confronto, aggiornare il valore della variabile di stato ad un terzo valore, indicativo dell?inserimento di detto dispositivo di rilevamento (1) nel canale uditivo.
6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, in cui detta unit? di elaborazione (6) ? inoltre configurata in modo da monitorare l?uscita di detto dispositivo di rilevamento (1) dal canale uditivo ed il ritorno di detta variabile di stato al primo valore, alternativamente:
sulla base dell?elaborazione del segnale di variazione di carica (SQ), in base al risultato di un ulteriore confronto tra il parametro del segnale di variazione di carica (SQ) ed una ulteriore soglia (Th_head2); oppure sulla base dell?elaborazione del segnale di pressione (SP), in base al risultato di un rispettivo ulteriore confronto tra il parametro del segnale di pressione (SP) e detta terza soglia (Th_p).
7. Dispositivo secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui detta unit? di elaborazione (6) ? configurata in modo da attivare il sensore di pressione (2), normalmente mantenuto disabilitato al fine di un risparmio energetico, solamente in seguito al secondo confronto ed all?aggiornamento del valore della variabile di stato al secondo valore.
8. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5-7, in cui il parametro del segnale di variazione di carica (SQ) ? la varianza di detto segnale di variazione di carica (SQ); ed il rispettivo parametro del segnale di pressione (SP) ? il valore assoluto, o il gradiente, di detto segnale di pressione (SP).
9. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5-8, in cui, in seguito al rilevamento dell?inserimento nel canale uditivo, l?unit? di elaborazione (6) ? configurata in modo da generare un segnale di variazione (V), atto ad essere ricevuto da una unit? di controllo dell?apparecchio elettronico (70), al fine di attivare la riproduzione di audio multimediale e/o il trasferimento di dati tra il dispositivo di rilevamento (1) e l?apparecchio elettronico (70).
10. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, in cui detto dispositivo di rilevamento (1) ? destinato ad un apparecchio elettronico (70) indossabile per applicazioni subacquee; in cui detto primo ambiente operativo ? aria e detto secondo ambiente operativo ? un ambiente interno all?acqua o subacqueo, detta variazione di ambiente operativo essendo indicativa dell?introduzione o estrazione di detto apparecchio elettronico (70) nella o dall?acqua.
11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, in cui detta unit? di elaborazione (6) ? configurata in modo da: eseguire un primo confronto tra detto parametro del segnale di variazione di carica (SQ) ed una prima soglia (Th_Q);
in seguito al risultato positivo del primo confronto, eseguire un secondo confronto tra detto parametro del segnale di pressione (SP) ed una seconda soglia (Th_slope); ed in seguito al risultato positivo del secondo confronto all?interno di un determinato intervallo temporale (T), determinare l?introduzione in acqua del dispositivo di rilevamento (1).
12. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, in cui, in seguito al rilevamento dell?introduzione in acqua, l?unit? di elaborazione (6) ? configurata in modo da generare un segnale di variazione (V), atto ad essere ricevuto da una unit? di controllo dell?apparecchio elettronico (70), al fine di disabilitare determinate funzioni per risparmio energetico.
13. Dispositivo secondo la rivendicazione 11 o 12, in cui, in seguito al rilevamento dell?introduzione in acqua, l?unit? di elaborazione (6) ? configurata in modo da causare la variazione di un valore di fondo scala del sensore di pressione (2), che commuta da un primo valore, basso, ad un secondo valore, alto, maggiore del primo valore, in modo da consentire il rilevamento di elevati valori di pressione che possono verificarsi in ambiente subacqueo.
14. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 11-13, in cui il parametro del segnale di variazione di carica (SQ) ? il valore assoluto di detto segnale di variazione di carica (SQ); ed il rispettivo parametro del segnale di pressione (SP) ? una pendenza di detto segnale di pressione (SP).
15. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 11-14, in cui l?unit? di elaborazione (6) ? configurata in modo da monitorare l?uscita dell?apparecchio elettronico (70) dall?acqua in funzione dell?elaborazione del segnale di pressione (SP) ed il confronto di un relativo ulteriore parametro con una ulteriore soglia.
16. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unit? di elaborazione (6), detto sensore di pressione (2) e detto sensore di variazione di carica elettrostatica (4) sono realizzati in maniera integrata all?interno di uno stesso package (12, 12?) dotato di opportuni elementi di connessione elettrica verso l?esterno.
17. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto sensore di variazione di carica elettrostatica (4) comprende almeno un elettrodo di rilevamento (14) destinato ad essere disposto affacciato a detto ambiente operativo; un amplificatore da strumentazione (22) ad elevata impedenza avente un ingresso accoppiato a detto elettrodo di rilevamento (14); e un convertitore analogico-digitale (24) accoppiato in uscita a detto amplificatore da strumentazione (22) per fornire detto segnale di variazione di carica (SQ).
18. Apparecchio elettronico (70), comprendente un dispositivo di rilevamento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti ed un controllore principale (72) accoppiato all?unit? di elaborazione (6) del dispositivo di rilevamento (1), al fine di ricevere un segnale di variazione (V), indicativo della variazione di ambiente operativo, per l?esecuzione e/o attivazione di determinate azioni in risposta al rilevamento di detta variazione di ambiente operativo.
19. Apparecchio secondo la rivendicazione 18, di tipo indossabile, comprendente uno tra: un dispositivo indossabile per applicazioni audio; un dispositivo indossabile per applicazioni in acqua o subacquee.
20. Metodo di rilevamento di una variazione tra un primo ambiente operativo ed un secondo ambiente operativo, differente da detto primo ambiente operativo, comprendente:
ricevere, da un sensore di pressione (2), un segnale di pressione (SP) indicativo di una pressione ambientale in un ambiente operativo;
ricevere, da un sensore di variazione di carica elettrostatica (4), un segnale di variazione di carica (SQ) indicativo di una variazione di carica elettrostatica associata a detto ambiente operativo; ed
elaborare congiuntamente detti segnale di pressione (SP) e segnale di variazione di carica (SQ) per rilevare detta variazione tra un primo ambiente operativo ed un secondo ambiente operativo, differente da detto primo ambiente operativo.
21. Metodo secondo la rivendicazione 20, comprendente inoltre:
eseguire una elaborazione del segnale di variazione di carica (SQ) per un primo confronto di almeno un relativo parametro con una prefissata soglia associata a tale parametro;
nel caso in cui il primo confronto abbia esito positivo, eseguire una elaborazione del segnale di pressione (SP) per un secondo confronto di almeno un rispettivo parametro con una rispettiva prefissata soglia associata a tale rispettivo parametro;
nel caso in cui il suddetto secondo confronto abbia esito positivo all?interno di una prefissata finestra temporale di controllo successiva al suddetto esito positivo del primo confronto, determinare l?occorrenza della variazione di ambiente operativo.
22. Metodo secondo la rivendicazione 20 o 21, comprendente, in seguito al rilevamento di detta variazione di ambiente operativo, generare un segnale di variazione (V), indicativo di detta variazione di ambiente operativo, al fine dell?esecuzione e/o attivazione di determinate azioni in risposta al rilevamento di variazione di ambiente operativo.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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