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Mikrocontroller Blutzucker- und Hämoglobinmessungen mit einem Überwachungsgerät

| Redakteur: Gudrun Zehrer

Renesas Electronics stellt die 16-Bit Low-Power Mikrocontroller (MCUs) der RL78/L1A Produktfamilie mit LCD-Treiber vor. Diese eignen sich für batteriebetriebene Sensoreinheiten für den Gesundheitsbereich, wie Blutzucker-, Laktat- und Cholesterinmessgeräte und andere, mit biochemischen Sensoren arbeitende Überwachungsgeräte.

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(Bild: Renesas)

Mit einem integrierten Analog-Frontend (AFE) für biochemische Sensorik ermöglicht der RL78/L1A Blutzucker- und Hämoglobinmessungen mit nur einem einzigen Überwachungsgerät. Der RL78/L1A bietet laut Renesas darüber hinaus verbesserte Leistung mit präzisen Analogfunktionen und längerer Batterielaufzeit.

Mikrocontroller-Gruppe mit integrierter, präziser Biosensor-Eingangsstufe

Systementwickler können die stromsparende, erhöhte Analog-Genauigkeit der RL78/L1A MCUs zum Aufbau kleinerer und leichterer medizinischer Geräte mit längerer Batterielaufzeit nutzen und Patienten damit effizienter bei ihren Gesundheitsproblemen wie Diabetes unterstützen. Darüber hinaus werden Promotion Boards (RPBs) angeboten, mit denen Systementwickler die RL78/L1A-Funktionen sofort evaluieren können.

Referenz-Designlösung für Blutzuckermessgeräte

Nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation (World Health Organization WHO; Quelle: WHO "Global Report on Diabetes") gab es im Jahr 2014 422 Mio. erwachsene Diabetes-Patienten. Dies entspricht 8,5 Prozent aller Erwachsenen über 18 Jahre, womit sich die Anzahl der Betroffenen seit 1980 (damals 4,7 Prozent) nahezu verdoppelt hat. Für Diabetes-Patienten ist eine regelmäßige und konsistente Blutzuckerüberwachung ein wichtiger Teil ihres täglichen Umgangs mit ihrem Gesundheitszustand, um mögliche Komplikationen zu vermeiden. Tragbare Blutzuckermessgeräte unterstützen hierbei und sind bereits weit verbreitet.

Blutzucker- und Hämoglobinmessungen mit einem Gerät

Außerdem zeichnet sich in der Branche ein Trend ab, mehrere Messfunktionen wie Blutzucker- und Hämoglobinmessungen in einem einzigen Überwachungsgerät zu implementieren. Solche Features erfordern jedoch komplexere Systemkonfigurationen und einen höheren Entwicklungsaufwand für bessere Messgenauigkeit und längere Batterielaufzeiten.

Renesas hat hierfür die MCUs entwickelt, die einen Beitrag zu Verbesserungen der Endprodukte auf zweierlei Weise leisten sollen: Als Erstes verringern diese neuen Bauteile den Stromverbrauch, was längere Batterielaufzeiten ermöglicht. Zweitens enthalten die Produkte auf einem einzigen Chip sowohl analoge wie auch digitale Elemente, für die früher externe Komponenten nötig waren. Dies ermöglicht kleinere Leiterplatten.

Die wichtigsten Features der Mikrocontroller-Gruppe

Im Gesundheitsbereich geht es bei der Messung der verschiedenen Vitalparameter sowohl um die Effizienz der Analogfunktionen als auch die digitale Verarbeitungsleistung innerhalb der MCU selbst.

Integrierte Analogschalter ermöglichen eine einfache Auswahl des Messobjekts und verbessern die Flexibilität der Messung: Die RL78/L1A MCU-Gruppe enthält Analogschalter, die es bisher kaum in analogen MCU-Frontends gab. Durch die Kombination von Schaltern mit einem eingebauten A/D-Wandler kann man die Messschaltung einschließlich externer Schaltkreise per Software umschalten, wenn ein anderes Messobjekt erfasst werden soll. So ist beispielsweise in Geräten wie etwa bei Blutzuckermessgeräten die Justierung der Messgenauigkeit als Reaktion auf Unterschiede bei den Blutkomponenten ein Problem. Flexible Methoden wie alternierende Messungen zwischen Komponenten wie etwa Hämoglobin- und Blutzuckerwerten könnten diese Herausforderung lösen.

Referenz-Software ermöglicht verbesserte Präzision bei Analogschaltungen: Renesas liefert Referenz-Software, mit der sich die Präzision durch den Einsatz interner AFE-Funktionen wie 12-Bit A/D-Wandlern, Rail-to-Rail-Operationsverstärkern, internen Referenzspannungen und 12-Bit D/A-Wandlern verbessern lässt. Neben höherer Gerätegenauigkeit soll diese Software auch höhere Stabilität bieten und damit präzisere Analogfunktionen in Anwendersystemen ermöglichen.

Niederspannungsbetrieb bei Analogfunktionen ermöglicht längere Batterielaufzeiten in Endprodukten: Renesas hat verschiedene Schaltungsverbesserungen am AFE vorgenommen und ermöglicht damit eine geringere Versorgungsspannung. Damit kann die Messschaltung – die Hauptfunktion für Endprodukte wie Blutzuckermessgeräte – bis zum unmittelbaren Ende der effektiven Batterielaufzeit des Systems arbeiten. Die neuen Produkte sollen sich in vollem Umfang bis zu einer Versorgungsspannung von 2,0 V nutzen lassen.

Der RL78/L1A ist in sechs Produktversionen mit Gehäusen von 80 und 100 Pins sowie mit internen Flashspeicher-Kapazitäten von 48 KB bis 128 KB erhältlich.

Die wichtigsten Spezifikationen der RL78/L1A-Gruppe sind auf einem separaten Datenblatt zu finden.

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