Elektronik 2017-01

www.elektronikaB2B.pl

1/2017

styczeń

Wywiad: Krzysztof Zbanyszek i Krzysztof Nowicki z firmy AET – str. 20

Elektronik 10,00zł (w tym 5%VAT)

ISSN -1248-4030 INDEKS 340 731

MAGAZYN ELEKTRONIKI PROFESJONALNEJ

Narzędzia i zestawy startowe dla mikrokontrolerów, oprogramowanie EDA Implementacja funkcji „glove touch” w pojemnościowych interfejsach dotykowych Możliwość obsługi pojemnościowego interfejsu dotykowego w rękawiczkach jest bardzo ważną funkcjonalnością, zwiększającą komfort użytkowania urządzenia. Nie tylko ułatwia obsługę smartfonu czy tabletu w warunkach zimowych, ale również m.in. pozwala personelowi medycznemu obsługiwać aparaturę podczas zabiegów i operacji. W artykule przedstawiono wybrane algorytmy i rozwiązania sprzętowe pozwalające na implementację tej funkcjonalności. Patrz str. 54

Ostatnia dekada przyniosła ogromną ekspansję mikrokontrolerów, które stały się centralną jednostką i najważniejszym podzespołem dla wielu aplikacji elektroniki konsumenckiej i profesjonalnej. Ten wzrost popularności zawdzięczają parametrom, takim jak wydajność, energooszczędność, które dostępne są razem z bogatymi układami peryferyjnymi za niewielkie sumy. Mikrokontrolery stały się na tyle dobre i tanie, że ich użycie jest wskazane nawet w najprostszych aplikacjach. W najbliższej przyszłości ich znaczenie może się tylko zwiększyć, co tworzy dobre perspektywy dla rynku narzędzi i oprogramowaPatrz str. 24 nia projektowego.

Ochrona sprzętu elektronicznego przed energią promieniowania EM Wojsko pracuje nad nową generacją broni, która przenosi skoncentrowaną energię promieniowania elektromagnetycznego do wybranego celu, aby można było zakłócić jego funkcjonowanie lub spowodować uszkodzenie. W artykule omawiamy jak działa broń z kierowanym strumieniem energii i jak chronić elektroPatrz str. 66 nikę przed jej użyciem.

W numerze Dystrybucja półprzewodników w Europie w III kw. zmalała ................... 16 Świetne prognozy dla rynku czujników gazu na najbliższe lata .......................... 17 S2-LP – efektywna komunikacja bezprzewodowa dla IoT......................... 52

Nakład 10600 egz.

Ponad 400 000 produktów

Szybka dostawa 2 lata gwarancji www.conrad.pl conr

Elektronik

●

www.elektronikaB2B.pl

●

numer 234 listopad 2016 r.

●

Wyposażenie stanowiska serwisowego jest częścią systemu jakości w produkcji

Elektronik

●

www.elektronikaB2B.pl

●

numer 234 listopad 2016 r.

●

Wyposażenie stanowiska serwisowego jest częścią systemu jakości w produkcji

Odporne na EMI wzmacniacze z zerowym dryftem Zapewniają doskonałą precyzję przy obecności zaburzeń EM

Wraz z tym, jak na świecie rośnie liczba aplikacji komunikacji bezprzewodowej, obecność zaburzeń elektromagnetycznych staje się coraz większym problemem dla projektantów. Wywoływane przez nie zakłócenia prowadzą do degradacji sygnału zwiększając błędy DC i pobór prądu oraz powodują zniekształcenia w sygnale wyjściowym. Jako uzupełnienie do optymalnego pod kątem EMC projektu PCB możesz wybrać nowe wzmacniacze operacyjne firmy Microchip o zerowym dryfcie, w których zaimplementowano ochronę przed zaburzeniami EM. Nie wymagają one dodatkowych podzespołów zewnętrznych, które zwiększają koszt systemu, jego złożoność i zajmowane miejsce na PCB. Nie czekaj! Już teraz „uodpornij” na EMI swój projekt za pomocą nowych wzmacniaczy operacyjnych o zerowym dryfcie firmy Microchip, zapewniając wzrost wydajności, mniejszy koszt i dłuższy czas pracy na bateriach.

www.microchip.com/linear Nazwa Microchip i logo, Microchip logo są zastrzeżonymi znakami towarowymi firmy Microchip Technology Incorporated w U.S.A. i innych krajach. Wszystkie pozostałe wymienione znaki towarowe są własnością ich odpowiednich właścicieli. © 2016 Microchip Technology Inc. Wszystkie prawa zastrzeżone. DS20005671A. MEC2127Pol12/16

Od redakcji

Ładowanie bezprzewodowe – hit czy kit? Ładowanie bezprzewodowe zapowiadane było jako przełom w elektronice, który miał zapewnić dużą wygodę użytkowania urządzeń, większy stopień miniaturyzacji i stać się niezbędną częścią elektroniki noszonej i świata IoT. Mimo że liczba urządzeń pozwalających na bezprzewodowe ładowanie szybko rośnie i już dzisiaj jest to 200 mln sztuk, a prognozy mówią nawet o 2 mld w 2026 roku, to uczestnicy Wireless Power Summit 2016 zastanawiali się, czy cała ta koncepcja nie jest przykładem straconej szansy biznesowej, a pieniądze wydane na badania i rozwój nie pójdą na marne. Głównym problemem rynku jest fakt, że wdrożenia dotyczą praktycznie wyłącznie telefonów komórkowych i poza nimi cała reszta pomysłów na zasilanie bezprzewodowe pozostaje w sferze zapowiedzi. Nie ma takich ładowarek nawet dla tabletów, nie mówiąc o laptopach. Na rynku są setki podkładek indukcyjnych pozwalających na bezkontaktowe zasilanie telefonów, a w ich promocję zaangażowały się nierzadko znane i duże firmy, jak np. Samsung, Powermat, LG, Nokia i Ikea, a w branży motoryzacyjnej – Ford, Continental, Delphi i Denso. Niemniej w praktyce nikt z producentów nie chce wyjść na rynek z czymś nowym. Można nawet powiedzieć, że wszyscy wyczekują na ruch innych i są zainteresowani byciem „drugim graczem”. Prawdopodobnie to wyczekiwanie ma na celu ograniczenie ryzyka biznesowego, bo nawet w obszarze smartfonów funkcjonuje kilka konkurencyjnych standardów popieranych przez silne stowarzyszenia i konsorcja, i nie wiadomo, który w końcu się przyjmie, a które odpadną. W zasadzie jedyny przykład komercyjnie dostępnego produktu spoza tego kręgu dotyczy elektronarzędzi firmy Bosch, cała reszta to plany, prototypy i zapowiedzi. Niemniej nawet w tym przypadku stworzony system ładowania nie jest przyjęty przez Wireless Power Consortium jako wspólne rozwiązanie. Nawet w tym nieźle rozwijającym się segmencie smartfonów rozwiązania ładowania bez kabla różnią się znacznie pod względem kosztu implementacji, sprawności i wymaganego odstępu między nadajnikiem a odbiornikiem. Najprostsza technologia indukcyjna działająca przy częstotliwości kilkudziesięciu kiloherców ma niewielką sprawność i wymaga umieszczenia telefonu centralnie na podkładce. Stąd pojawiają się już nowe pomysły na układy rezonansowe, takie jak rozwiązanie Rezence lub działające na częstotliwości 6,8 MHz ładowarki Alliance for Wireless Power (A4WP), które mają większy zasięg. W opracowaniu firmy NuCurrent wykorzystano z kolei częstotliwości powyżej 5 GHz i kierunkowe anteny, które ładują telefon w dowolnym miejscu w pomieszczeniu. Takich pomysłów i prowadzonych prac jest wiele, niemniej ponownie wszystkie dotyczą smartfonów. W sumie takich popularniejszych rozwiązań jest już trzy: Qi, Rezence i PMA, co też źle wpłynie na tempo rozwoju rynku, nawet ograniczonego do tego jednego wycinka, bo zmniejsza szansę na jedną ładowarkę w domu. Wystarczy przypomnieć, ile lat branża telekomunikacyjna dojrzewała do wspólnego standardu ładowarki ze złączem microUSB, aby zrozumieć, że każda nowa wersja, standard lub stowarzyszenie biznesowe firm oddala w czasie moment popularyzacji technologii. Nie brak też głosów krytycznych, że częste doładowywanie ogniw litowo-jonowych poprzez ciągłe kładzenie telefonu na podkładkę ładującą skraca ich żywotność. O ile w smartfonach problem ten można zamieść pod dywan, bo i tak rzadko kto użytkuje je dłużej niż trzy lata, o tyle w medycynie, motoryzacji, a nawet w laptopach, jest to problem. Ładowanie bezprzewodowe jest też krokiem w tył, jeśli chodzi o dążenie do energooszczędności produktów, walkę o minimalizację mocy standby i każdy procent sprawności. Czas ładowania ogniw dla typowych ładowarek bezprzewodowych jest znacznie dłuższy niż przy połączeniu kablem, przez co całość staje się mało użytecznym gadżetem. Zasilanie bezprzewodowe w IoT, elektronice noszonej, medycynie zalicza się na razie do technologii, które mają znakomite walory użytkowe i perspektywy, ale nie są komercjalizowane. Szumne zapowiedzi wzrostu rynku mogą więc zamienić się w równie spektakularną klapę. Robert Magdziak

4

Styczeń 2017

Elektronik

W numerze

24

16

Narzędzia i zestawy startowe dla mikrokontrolerów, oprogramowanie EDA

Dystrybucja półprzewodników w Europie w III kw. zmalała – z przyczyn technicznych

Ostatnia dekada przyniosła ekspansję mikrokontrolerów, które stały się centralną jednostką i najważniejszym podzespołem dla wielu aplikacji elektroniki konsumenckiej i profesjonalnej. W najbliższej przyszłości ich znaczenie może się tylko zwiększyć, co tworzy dobre perspektywy dla rynku narzędzi i oprogramowania projektowego.

Przyczyny techniczne były powodem nie najlepszej w III kw. 2016 r. sprzedaży półprzewodników przez dystrybutorów w Europie, oceniło stowarzyszenie branżowe DMASS. Dystrybutorzy zakończyli ten kwartał sprzedażą za 1,81 mld euro, o 0,9% mniej w porównaniu do poprzedniego kwartału.

OD REDAKCJI

4

Ładowanie bezprzewodowe – hit czy kit?

GOSPODARKA

17 Świetne prognozy dla rynku czujników gazu na najbliższe lata Aplikacje mobilne obejmują sporą liczbę różnych sensorów wbudowanych w telefony komórkowe, a kolejnym tego typu urządzeniem, jakie prawdopodobnie trafi do smartfonów i innego rodzaju elektroniki noszonej, są sensory gazu.

8 17

Aktualności

16

Dystrybucja półprzewodników w Europie w III kw. zmalała – z przyczyn technicznych

Świetne prognozy dla rynku czujników gazu na najbliższe lata

WYWIAD

20

54

RAPORT

24

Implementacja funkcji „glove touch” w pojemnościowych interfejsach dotykowych Możliwość obsługi pojemnościowego interfejsu dotykowego w rękawiczkach jest bardzo ważną funkcjonalnością, znacznie zwiększającą komfort użytkowania urządzenia. Ułatwia obsługę smartfonu czy tabletu w warunkach zimowych i m.in. pozwala personelowi medycznemu obsługiwać aparaturę podczas zabiegów i operacji.

6

Styczeń 2017

Naszą siłą jest duża elastyczność i krótkie terminy dostaw – mówią Krzysztof Zbanyszek i Krzysztof Nowicki z firmy AET

Elektronik

Narzędzia i zestawy startowe dla mikrokontrolerów, oprogramowanie EDA

DODAJ DO ULUBIONYCH

48

Sample Rate Conversion Library

66 Ochrona sprzętu elektronicznego przed kierowaną energią promieniowania EM Wojsko pracuje nad nową generacją broni, która przenosi energię promieniowania elektromagnetycznego do wybranego celu, aby można było zakłócić jego funkcjonowanie lub spowodować uszkodzenie. W artykule omawiamy jak działa broń z kierowanym strumieniem energii i jak chronić elektronikę przed jej użyciem.

TECHNIKA

50

MaxGuard – innowacyjny system dystrybucji napięcia 24 V

52

S2-LP – efektywna komunikacja bezprzewodowa dla IoT

54

Implementacja funkcji „glove touch” w pojemnościowych interfejsach dotykowych

60 63

Bezpieczeństwo i komfort pracy

66

Ochrona sprzętu elektronicznego przed kierowaną energią promieniowania elektromagnetycznego

Nowe technologie w wyświetlaczach przemysłowych firmy Litemax

NOWE PODZESPOŁY

73

Podzespoły czynne 78 – Optoelektronika 79 – Pasywne 83 – Komunikacja 87 – Przetworniki i sensory 90 – Elementy elektromechaniczne 92 – Sprzęt i narzędzia 94 – Układy cyfrowe 97 – Aparatura pomiarowa 98 – Mikrokontrolery 100 – Układy zasilania

Aktualności Tegoroczna Electronica upłynęła pod znakiem IoT Targi Electronica w Monachium zawsze wskazywały na trendy i ważne zjawiska zachodzące w branży, nie tylko poprzez ukierunkowane tematycznie ekspozycje wystawców, ale także przez towarzyszące wystawie konferencje, panele i fora dyskusyjne. W tej edycji w poruszanych tematach wybijały się aplikacje IoT, elektronika noszona, nowoczesna medycyna, oświetlenie ledowe, druk 3D, ale także elektryczna motoryzacja, zwłaszcza w kontekście zasilania. Sporo miejsca poświęcono zagadnieniom bezpieczeństwa w komunikacji bezprzewodowej, któremu przeznaczone było specjalne Cyber Security Forum i panel ekspercki, do którego zaproszono m.in. prezesów ST Micro, NXP, Infineona.

Targi przyciągają także firmy i specjalistów z Polski. W tym roku pojawili się dostawcy usług EMS: Assel z Pruszcza Gdańskiego, EAE Elektronik, Fideltronik, Interphone Service, Printor i krakowski Comarch, który od pewnego czasu wiele

8

Styczeń 2017

Elektronik

inwestuje w IoT oraz rozbudowuje potencjał w zakresie usług projektowo-produkcyjnych. Krajowych producentów podzespołów reprezentowali Polfer (elementy indukcyjne), Relpol (przekaźniki), Technokontakt (wiązki kablowe), Tewa (czujniki temperatury), Wamtechnik (pakiety akumulatorowe), Etisoft (sprzęt i materiały do oznaczania), Zamel (elektronika oraz automatyka domowa i budynkowa) oraz Qwerty (klawiatury i fronty do obudów). Dystrybutorów podzespołów reprezentowało TME. Ekspozycje naszych wystawców pokazujemy na zdjęciach. Patrząc ogólnie, najwięcej fi rm krajowych, które pokazują się na targach Electronica, to producenci i dostawcy usług produkcyjnych. Dla nich targi to okazja do przedstawienia oferty na szerokim forum i szansa na pozyskanie zleceń zagranicznych. Niemniej w porównaniu do imprezy z 2014 roku (poprzednia edycja, bo targi odbywają się co dwa lata) naszych wystawców było trochę mniej, a sporo z firm, które pojechały do Monachium, to już stałe grono.

Samsung planuje w Teksasie kolejną inwestycję rzędu miliarda dolarów Samsung planuje kolejne inwestycje w swoich zakładach w Austin, w Teksasie. Tym razem w I poł. 2017 r. firma chce wydać na rozwój produkcji ponad miliard dol. Rozbudowie ulegnie zakład System LSI, gdzie powstają układy logiczne, w tym zaawansowane układy SoC do smartfonów i innych urządzeń przenośnych. Tylko w 2015 r. Samsung wydał w Austin 3,6 mld dol., w tym pensje ponad 10 700 pracowników firmy w tym okresie wyniosły 498 mln dol. Od powstania zakładów Samsunga w Teksasie w 1997 r. firma zainwestowała w rozwój i utrzymanie zakładów ponad 16 mld dol.

Ropla Elektronik autoryzowanym dystrybutorem SamYoung Electronics Ropla Elektronik została autoryzowanym dystrybutorem koreańskiego producenta kondensatorów SamYoung Electronics. SamYoung istnieje od 1968 r. i jest obecnie największym producentem kondensatorów elektrolitycznych w Korei Południowej. Szeroka oferta firmy obejmuje kondensatory polimerowe do montażu SMD i THT, kondensatory elektrolityczne SMD na napięcia do 450 V i pojemności do 6800 μF, żywotności do 10000 h i temperaturze pracy do 150°C. Poza standardowymi seriami kondensatorów ogólnego stosowania producent oferuje szeroki zakres kondensatorów typu low impedance i long life. Mocną stroną firmy jest produkcja kondensatorów z wyprowadzeniami typu snap-in na napięcia do 500 V, żywotności do 7000 h i temperaturze pracy do 125°C oraz produkcja dużych kondensatorów z wyprowadzeniami śrubowymi o żywotności do 20000 h i napięciu pracy do 600 V. Kondensatory te cechuje bardzo wysoka jakość i niezawodność pracy. Wiele serii kondensatorów firmy SamYoung jest odpowiednikami serii znanych japońskich producentów kondensatorów elektrolitycznych.

Redakcja przeprasza pana Grzegorza Andryszczaka – autora artykułu „Programowanie układów scalonych i pamięci w produkcji elektroniki” za błędny podpis pod jego artykułem zamieszczonym w „Elektroniku” 12/16.

Aktualności Huali buduje nową fabrykę krzemu za 5,7 mld dol.

NCAB sygnalizuje wzrost cen na rynku płytek drukowanych

Huali Microelectronics, fi rma z Grupy Huahong, rozpoczęła w listopadzie 2016 r. budowę nowej fabryki układów na płytkach 300 mm. Firma chce wydać na inwestycję 5,7 mld dol. Rozpoczęcie produkcji w nowej fabryce zlokalizowanej w Kangqiao pod Szanghajem planowane jest na 2018 r., a jej początkowa wydajność ma wynieść 10 tysięcy płytek krzemowych miesięcznie. Według przedstawicieli Huali fabryka będzie wyposażona w zaawansowaną technologię produkcji 28 i 14 nm. Chiński producent ogłosił także podjęcie współpracy przy wytwarzaniu chipów do smartfonów z MediaTekiem.

NCAB Group, jeden z większych europejskich dostawców płytek drukowanych, zapowiedział wzrosty cen i wydłużenie terminów dostaw oferowanych płytek PCB. Zmiany wynikają głównie ze zmian podaży niektórych surowców, w szczególności miedzi od początku roku cieszącej się bardzo dużym popytem z powodu ogromnego zapotrzebowania na nią ze stro-

Powstaje klaster na rzecz krajowego eBusa Grupa polskich przedsiębiorstw i uczelni wyższych podpisała w listopadzie list intencyjny w sprawie utworzenia klastra o nazwie „Polski Autobus Elektryczny – łańcuch dostaw dla elektromobilności”. Celem inicjatywy jest współpraca na rzecz rozwoju e-mobilności, a w szczególności autobusów elektrycznych i komponentów służących do ich budowy, bazujących na rozwiązaniach technicznych wypracowanych w Polsce. Wspólne prace rozwojowe mają m.in. obejmować: opracowanie konstrukcji autobusu miejskiego o napędzie elektrycznym, stworzenie mechanizmu zarządzania energią w celu poprawy operacyjności pojazdów elektrycznych (chodzi o dłuższe przebiegi bez ładowania), poprawę parametrów technicznych napędów elektrycznych oraz magazynów energii, opracowanie innowacyjnych metod ładowania baterii, wypracowanie nowych standardów kształcenia kadr inżynierskich na rzecz e-mobility. Łączna wartość projektów badawczo-rozwojowych, które zamierzają zrealizować wszyscy członkowie klastra, przekracza 100 mln złotych. W składzie klastra znalazły się następujące podmioty: EC Grupa, Ekoenergetyka Polska, Impact Clean Power Technology, Medcom, Instytut Napędów i Maszyn Elektrycznych Komel, SKB Drive Tech Solaris Bus & Coach (inicjator projektu i lider klastra) oraz uczelnie: Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Politechnika Poznańska i Politechnika Warszawska. Liderem klastra jest Solaris.

10

Styczeń 2017

Elektronik

ny producentów akumulatorów. Na zmianę popytu wpływ ma branża motoryzacyjna. W coraz bardziej popularnych na Zachodzie samochodach elektrycznych i hybrydowych stosowane są bowiem duże akumulatory o większej pojemności niż w autach tradycyjnych. W związku z tym niektórzy producenci miedzi od początku roku preferują sprzedaż tego surowca fabrykom akumulatorów, trochę zaniedbując dostawców PCB. Na rynku wzrosły też ceny laminatu (CCL) i prepregu (PP). W porównaniu do stycznia 2016 r. we wrześniu ceny folii miedzianej wzrosły o 21%, laminatu CCL o 9%, a prepregu o 7%. Wywołuje to wzrost cen PCB, bo laminat jest najdroższym składnikiem obwodu drukowanego. Ponadto producenci laminatów wydłużają czas produkcji, co ma wpływ na terminowość i okres realizacji dostaw. NCAB ma siedzibę główną w Szwecji oraz oddziały lokalne w Polsce i innych krajach, m.in. Niemczech, Wielkiej Brytanii, USA, Tajlandii i Chinach. W 2015 r. firma sprzedała obwody drukowane za sumę 131 mln euro.

Polscy producenci sprzętu audio są cenieni na obcych rynkach Polscy producenci sprzętu audio wyróżniają się na rynku światowym innowacyjnością, produktami wysokiej jakości; wciąż jednak są wyżej cenieni za granicą niż w kraju, gdyż dla niemal 70% takich fi rm eksport stanowi przynajmniej połowę przychodów. Polski rynek liczy ponad 80 przedsiębiorstw, produkujących kolumny, wzmacniacze, gramofony, okablowanie i inne akcesoria. Większość polskich producentów to mikrofi rmy, których roczne obroty nie przekraczają kwoty 500 tys. zł, co trzecia ma roczne przychody na poziomie w przedziale 1,5–5 mln zł. Głównym rynkiem ich działań pozostaje jednak Europa Zachodnia, gdzie swoje produkty sprzedaje 90% producentów.

Aktualności

| Wydarzenia

Kalendarium wydarzeń 2016/2017 Wydarzenia krajowe 3–5.03 Warszawa, Dom Inteligentny 2017, AV&Home Cinema Show 14–17.03 Warszawa, Automaticon 2017 – Międzynarodowe Targi Automatyki i Pomiarów 22–24.03 Warszawa, Światło i Elektrotechnika – targi sprzętu elektrycznego i oświetlenia 28–30.03 Kielce, Pneumaticon 2017 – Targi Pneumatyki, Hydrauliki, Napędów i Sterowań, Control-Stom 2017 – Targi Przemysłowej Techniki Pomiarowej 29–31.03 Warszawa, Eurolab 2017 – Międzynarodowe Targi Analityki, Technik Pomiarowych 26–27.04 Warszawa-Nadarzyn, Warsaw Power & Energy – targi energetyczne 23–25.05 Poznań, Expopower 2017 – Międzynarodowe Targi Energetyki

Imprezy zagraniczne 19–21.01 Berlin (Niemcy), Omnisecure – targi rozwiązań kart inteligentnych 25–27.01 Celie (Słowenia), Intronika – targi elektroniki profesjonalnej, komponentów, elektroniki przemysłowej i telekomunikacji 1–2.02 Santa Clara (USA), Konferencja projektantów elektroniki DesignCon 21–22.02 Wetzlar (Niemcy), W3+ FAIR – targi technologii elektronicznych, mechanicznych i optycznych 8–9.03 Cork (Irlandia), Smart Systems Integration – targi poświecone MEMS, NEMS i komponentom elektronicznym 8–9.03 Goeteborg (Szwecja), Elektronik – wystawa elektroniki przemysłowej 11–12.03 Werona (Włochy), Elettroexpo-Electronics, targi technik pomiarowych i technologii IT 14–16.03 Norymberga (Niemcy), Embedded World – targi technologii systemów wbudowanych 15–16.03 Strasburg (Francja), E-nova – targi technologiczne poświęcone systemom embedded i IoT 21–23.03 Farnborough (Wielka Brytania), Southern Manufacturing & Electronics – targi poświęcone produkcji elektroniki

12

Styczeń 2017

Elektronik

Tostery i suszarki nie muszą być energooszczędne Komisja Europejska wycofuje się z planów nałożenia limitów zużycia energii na część sprzętu elektrycznego, jak tostery i suszarki do włosów. Pierwotna lista 15 energooszczędnych produktów ograniczona została do 6, m.in. suszarek do rąk i czajników elektrycznych. 30 listopada zaprezentowano długo wyczekiwany plan prac dotyczący ekoprojektu (jest on częścią pakietu energetycznego KE), lista proponowanych produktów, które miałyby być bardziej energooszczędne, ma sześć pozycji, obejmując czajniki elektryczne, windy, panele słoneczne, suszarki do rąk, kontenery chłodnicze oraz systemy monitorowania budynków. Z listy usunięto m.in. tostery czy suszarki do włosów. Komisja Europejska swoją decyzję tłumaczy tym, że ograniczyła listę do urządzeń, które zużywają najwięcej prądu, więc mają największy potencjał energooszczędności. Przepisy dotyczące tzw. ekoprojektu (Ecodesign Regulation) określają konkretne kryteria, jakie spełniać mają produkty związane z energią, począwszy od ich efektywności energetycznej, przez projektowanie, po sprzedaż czy możliwość ulepszania tych sprzętów.

General Electric kupił dwie nowe firmy skupione na rozwoju sztucznej inteligencji W listopadzie General Electric przejął dwa startupy technologiczne, aby rozwijać wykorzystanie sztucznej inteligencji, co ma pomóc firmie rywalizować z takimi projektami jak Watson IBM-u. Watson to superkomputer o 2880 rdzeniach i pamięci operacyjnej 15 TB, zdolny do pracy w oparciu o połączenia algorytmów, dzięki czemu m.in. samodzielnie wyszukuje informacje, wyprowadza wnioski i ma zdolność samouczenia. Przejęcie fi rm Bit Stew Systems oraz Wise.io ma umożliwić GE rozwój platformy Predix i jej zastosowanie na dużą skalę przy połączonych przez Internet urządzeniach i maszynach oraz związanym z nimi automatycznym przetwarzaniu danych. Przykładem może być połączenie instalacji i maszyn takich jak elektrownie czy silniki samolotowe z bazami danych i oprogramowaniem analitycznym.

70% dopłaty do badań na znak CE Instytut Logistyki i Magazynowania oferuje usługi wsparcia innowacji dofi nansowane w 70% obejmujące wykonanie badań w zakresie EMC, bezpieczeństwa elektrycznego i odporności na warunki klimatyczne. Oferta kierowana jest do fi rm, które prowadzą proces konstrukcyjny urządzeń. Celem jest poprawa konstrukcji urządzeń przez zastosowanie środków polepszających charakterystyki techniczne prototypów, aż do uzyskania oczekiwanych rezultatów dla wyrobów fi nalnych. Oferta obejmuje też przeprowadzanie procesu oceny zgodności z wymaganiami prawnymi i pomoc w procesie oznakowania CE urządzeń elektronicznych i przygotowania deklaracji zgodności producenta lub upoważnionego przedstawiciela, że wyrób spełnia zasadnicze wymagania zawarte w dyrektywach EMC.

Aktualności Sony sprzedało oddział produkcji baterii za 167 mln dol.

Semicon rozbudował park maszynowy o laserowy ploter tnący

Wbrew oczekiwaniom analityków, Sony obniżyło prognozę zysku na rok 2016 z powodu straty poniesionej na sprzedaży oddziału produkcji baterii. Analitycy spodziewali się tendencji odwrotnej, czyli wzrostu, ponieważ brali pod uwagę inne pozytywne czynniki tegorocznej działalności fi rmy, takie jak dobre wyniki sprzedaży konsoli PlayStation 4 oraz wprowadzenie przez Sony na rynek zestawu gogli ze słuchawkami do wirtualnej rzeczywistości (VR). Od lat przechodząc bolesną restrukturyzację, Sony obecnie chce się wyspecjalizować w dostawach sprzętu do gier i samych gier wideo, czujników obrazu do aparatów i kamer cyfrowych oraz w rozrywce. Sprzedaż oddziału wytwarzania baterii jest jednym z kroków w tym kierunku. W tym roku finansowym (trwającym dla Sony do końca marca 2017 r.) firma spodziewa się zysku operacyjnego 2,6 mld dol., o 10% mniej niż w prognozie fi rmy z lipca 2016 r. i o 10% mniej w skali kwartalnej. Sony sprzedało oddział produkcji baterii za 167 mln dol., jednak związany z transakcją odpis z tytułu utraty wartości wyniósł 315 mln dol.

Dział konwertingu taśm i rzepów przemysłowych w firmie Semicon wzbogacił się o nowe urządzenie – laserowy ploter tnący o powierzchni pracy 1330×830 mm. Maszyna pozwala na wycinanie wykrojów z trudnych materiałów: m.in. pianek (np. Poron, Rogers Corporation), błon klejowych, cienkich taśm VHB (od 3 mm), akrylu wylewanego, sklejki. Jest wyposażona w stół roboczy o wymiarach 1330×830 mm. Dzięki wykorzystaniu technologii laserowej oraz zastosowaniu specjalistycznego oprogramowania komputerowego cięcie nie wymaga tworzenia wcześniej form wykrojów. Przyspiesza to znacząco proces produkcji. Dotychczas dział konwertingu Semiconu oferował cięcie taśm z logroli na wyspecjalizowanej obrabiarce, która jest w stanie zapewnić równe, precyzyjne cięcie i dokładny pomiar szerokości odcinanej rolki, oraz wykroje die-cut/kiss-cut: m.in. z linerem lub bez linera, z fingerliftem, w arkuszach, rolkach, pojedynczo.

Konsorcjum opracuje polski kryptoprocesor

HARTING i Arrow rozszerzają współpracę

Powstało nowe konsorcjum o nazwie POLPUS, jego liderem jest Państwowa Wytwórnia Papierów Wartościowych, którego zadaniem będzie opracowanie i wdrożenie układu specjalizowanego procesora kryptograficznego do kart elektronicznych i e-dokumentów. Układ ma być wykorzystywany przez służby podległe szefowi MON w dokumentach potwierdzających i autoryzujących tożsamość. W przyszłości planowane jest jego zastosowanie w paszportach biometrycznych i w e-dowodach. Szacunkowy koszt opracowania i wyprodukowania to 150 mln zł a czas realizacji jako SoC planowany jest na 3 lata. Jak zapewnia PWPW, produkcja własnego układu ma chronić przed tzw. backdoorami, czyli uniemożliwić dostęp do chipa np. zagranicznym producentom sprzętu czy oprogramowania. W skład powołanego konsorcjum wchodzą: Polska Wytwórnia Papierów Wartościowych, Instytut Technologii Elektronowej, Instytut Maszyn Matematycznych, Kolegium Jagiellońskie oraz spółka WB Electronics – lider Grupy WB dostarczającej m.in. wojskowe systemy łączności, systemy kierowania ogniem oraz drony.

Firmy HARTING i Arrow Electronics poinformowały o rozszerzeniu współpracy. Dzięki temu Arrow, który od ponad dwudziestu lat zajmuje się dystrybucją produktów HARTING-a na terenie Ameryki Północnej, rozszerzy swoją działalność w tym zakresie w obszarze Europy, Bliskiego Wschodu oraz Afryki (EMEA) oraz w rejonie Azji i Pacyfi ku.

Grupa Azoty będzie produkować grafen W drugiej połowie 2017 roku należące do Grupy Azoty Chemiczne Centrum Technologii i Rozwoju w Tarnowie rozpocznie wytwarzanie grafenu płatkowego. Budowa instalacji produkcyjnej kosztować ma około 6 mln zł. Do końca bieżącego roku w drodze konkursu wybrana zostanie technologia wytwarzania grafenu oraz odpowiednia linia produkcyjna. Do konkursu przystąpiły cztery krajowe podmioty prowadzące w ostatnich latach prace nad grafenem. Grupa Azoty zamierza w tarnowskim zakładzie wytwarzać około kilograma grafenu płatkowego tygodniowo. Uzyskiwany produkt posłuży do opracowania technologii nowych tworzyw sztucznych do produkcji tekstyliów, materiałów budowlanych, a także na potrzeby przemysłu zbrojeniowego. Grafen łączony z poliamidem przyczynia się między innymi do wzrostu trwałości i elastyczności tworzywa, które może też dzięki temu dobrze przewodzić prąd.

Elektronik

Styczeń 2017

13

Aktualności 22–23.03 Paryż (Francja), Embedded Systems – targi poświęcone systemom embedded i technologiom czasu rzeczywistego 27–31.03 Lozanna (Szwajcaria), DATE-Design – targi i konferencja poświęcona automatycznemu sterowaniu w produkcji elektroniki 28–30.03 Stuttgart (Niemcy), EMV Stuttgart – targi, konferencja i warsztaty poświęcone zagadnieniom EMC 29–30.03 Lopec (Monachium), Lopec – targi i konferencja poświęcone technologii drukowanej elektroniki 13–16.04 Hongkong (Chiny), HKTDC Hong Kong Electronics Fair – targi elektroniki 18–21.04 Kijów (Ukraina), Elcom Ukraine – targi energetyki, zasilania i automatyki budynkowej 24–28.04 Hanower (Niemcy), Hannover Messe – targi przemysłowe, automatyki i IT 25–27.04 Moskwa (Rosja), ExpoElectronica – targi komponentów, urządzeń i materiałów dla przemysłu elektronicznego

Krajowe warsztaty, szkolenia, seminaria 10.01 Gdańsk, Warsztaty Smart IoT, JM elektronik 14.02 Łódź, Seminarium „Badania termowizyjne w energetyce, przemyśle, budownictwie”, Fluke

Perspektywiczny przemysł kosmiczny Polska Agencja Kosmiczna szacuje, że sektor kosmiczny w ciągu ostatnich czterech lat wygenerował obroty rzędu 200 mln zł. Aktywnie na rynku działa już ok. 50 firm, które są podwykonawcami w dużych projektach europejskich, np. Protec Instrument i Hertz Systems, Asseco, Wasat, ITTI, ABM, Creotech, Sener Polska, GMV. Jest to znak, że sektor w Polsce zaczyna się dynamicznie rozwijać. Ważnym wskaźnikiem może być liczba polskich podmiotów, zarejestrowanych w bazie Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Cztery lata temu było ich ok. 40, teraz jest blisko 400, z czego 50–60 z nich to instytuty naukowe i wydziały wyższych uczelni. Jak wynika z danych Space Foundation w 2015 roku globalne obroty sektora kosmicznego wyniosły ok. 330 mld dol. Europejska Agencja Kosmiczna szacuje, że w 2014 roku rządowe nakłady na ten sektor wyniosły łącznie 8,3 mld euro i zwiększyły się o 9% w porównaniu z rokiem poprzednim. Według opracowanej przez Ministerstwo Rozwoju Polskiej Strategii Kosmicznej, do 2030 roku obroty rodzimych firm sektora kosmicznego mają wynosić co najmniej 3% ogólnych obrotów tej branży w Europie.

Przemysł i nauka wspólnie będą budować drony Rynek dronów rozwija się w najlepsze i według różnych szacunków jego wartość na świecie już za cztery lata znacznie przekroczy 100 mld dolarów. Ze sprzętu korzystają przede wszystkim firmy z branży budowlanej, geodezyjnej, rolniczej czy fi lmowej. W Polsce najlepsze perspektywy daje wojsko, które korzysta z latających bezzałogowców od 2006 roku. Plan modernizacji technicznej zakłada zakup w najbliższych latach bezzałogowców klasy mini pionowego startu i lądowania, bezzałogowców klas mikro i mini, BSP taktycznych krótkiego zasięgu, taktycznych średniego zasięgu oraz operacyjnych (kategoria MALE). Niektóre z latających aparatów mają być przystosowane do przenoszenia broni. Wśród jednostek, których potencjał będzie wykorzystany przy produkcji dronów, będą m.in. PIT-Rawar, Polskie Zakłady Optyczne, instytuty naukowo badawcze MON oraz Wojskowe Zakłady Lotnicze nr 2 w Bydgoszczy, które będą Centrum Kompetencyjnym Systemów Bezzałogowych Statków Powietrznych, które zintegruje współpracę przemysłu i instytutów naukowo-badawczych.

Więcej na www.elektronikab2b.pl/kalendarium Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za zmianę ww. terminów. Zgłaszanie wydarzeń: [email protected]

Drony wojskowe od kilku lat są licznie prezentowane na targach MSPO

Miliardy na dotacje dla firm w 2017 r.

Materiał: stal nierdzewna CrNi Zakres grubości blach: 0,020–0,700 mm Wycinamy również detale o dowolnych kształtach

LASTENIC LASER & ELECTRONICS sp. z o.o. 58-100 Świdnica, ul. Husarska 5 tel. 74 851 48 77 faks 74 851 48 78 www.lastenic.com [email protected]

14

Styczeń 2017

Elektronik

W przyszłym roku na przedsiębiorców czeka 27 konkursów z unijnymi grantami. Najwięcej możliwości znajdą w programie operacyjnym Inteligentny Rozwój (PO IR). Budżet wszystkich konkursów dla fi rm sięga w nim prawie 8 mld zł, które posłużą do dofi nansowania prac B+R i działań związanych z wprowadzeniem nowych produktów na rynek. Unijne granty sfi nansują badania przemysłowe i eksperymentalne prace rozwojowe nad rozwiązaniami technologicznymi oraz produktami, które pomogą rozwinąć i wzmocnić konkurencyjność firmy. Z pieniędzy tych będą fi nansowane także centra badawczo-rozwojowe (na inwestycje w aparaturę, sprzęt i technologie). Konkurs z grantami rozpocznie się 8 maja i będzie trwał do 7 lipca.

Aktualności Otwarcie TME na Afrykę i Bliski Wschód

Arrow otwiera trzeci oddział w Polsce

TME konsekwentnie rozbudowuje swoją obecność na rynkach zagranicznych, nierzadko są to kraje i rejony dotąd omijane przez wielu europejskich dostawców lub postrzegane jako mało wartościowe. Przykładem może być otwarcie na klientów z Afryki i Bliskiego Wschodu, dla których fi rma uruchomiła stronę www.tme24.com oraz powołała nowy dział sprzedaży (z siedzibą w Krakowie), który zapewnia obsługę w języku angielskim, francuskim, arabskim i suahili. Co więcej, TME wspiera edukację w Afryce i na Bliskim Wschodzie, organizując warsztaty i dostarczając do placówek oświatowych komponenty elektroniczne, elektrotechniczne, elementy wyposażenia warsztatowego i automatyki przemysłowej.

Arrow Electronics otworzył trzeci oddział w Polsce. Oprócz biura w Warszawie i Katowicach, swoją siedzibę ma teraz również w Gdyni, w nowoczesnym biurowcu przy ulicy Sportowej 8. Arrow to czołowa światowa fi rma dystrybucyjna komponentów analogowych i cyfrowych, elementów pasywnych oraz podzespołów elektromechanicznych, w tym złączy. Produkty obejmują zastosowania charakterystyczne dla głównych gałęzi przemysłu, telekomunikacji, elektroniki konsumenckiej i medycznej oraz IT, a także transportu i logistyki.

Essemtec zaprezentował sprzęt do produkcji elektroniki

W ofercie Arrow znajdują się też produkty przeznaczone do systemów embedded (Arrow Embedded Solutions), do których zaliczane są wyświetlacze, komputery przemysłowe, oprogramowanie, zasilacze oraz technologie bezprzewodowe. Firma wspiera również nowe trendy, takie jak oświetlenie LED, gdzie oferuje kompletne rozwiązania uzupełniane doświadczeniem i wiedzą. Na grupę biznesową Arrow Components EMEA składa się 76 oddziałów rozlokowanych w 31 krajach, z których obsługiwani są klienci z 50 krajów. Liczba ta sukcesywnie rośnie. Największe centrum logistyczno-dystrybucyjne Arrow zlokalizowane jest w Holandii. Obiekt ten charakteryzuje się największym w branży stanem magazynowym, którego wartość często przekracza 400 mln euro.

Polski oddział firmy Essemtec zorganizował 29 listopada seminarium oraz wystawę prezentującej ofertę urządzeń technologicznych, kontrolno-pomiarowych i materiałów przeznaczonych do montażu SMT elementów elektronicznych. Uczestnikom pokazano m.in. automat pick-and-place (Fox) i system magazynowania i rozdzielania komponentów procesu montażu elektroniki (Cubus). Przedstawiono także urządzenia inspekcyjne 3D AOI japońskiej firmy Saki do linii montażowej SMT. Wprowadzony w roku 2016 na rynek automat Fox (na zdjęciu) przeznaczony jest do małej i średniej skali produkcji. W stosunku do wcześniejszych wersji o nazwach Cobra i Paraquda wyposażono go w najnowsze rozwiązania konstrukcyjne zwiększające dokładność układania i prędkość działania (zastosowanie silników liniowych) i zapewniające doskonałą stabilność pracy maszyny (zastosowanie specjalnej konstrukcji ramy z wypełnieniem kompozytowym).

Mentor otworzył w Katowicach największe centrum badawczo-rozwojowe w Europie Mentor Graphics, producent oprogramowania EDA, podpisał pod koniec listopada umowę najmu na 4,4 tys. m kw. powierzchni w budynku Silesia Star B w Katowicach, którego deweloperem jest LC Corp. Tym samym firma otworzyła w Katowicach swoje największe centrum badawczo-rozwojowe w Europie, zatrudniając 220 osób. Mentor Graphics współpracuje z największymi światowymi firmami elektronicznymi, dostarczając nie tylko oprogramowanie projektowe, ale i serwis konsultacyjny dla inżynierów. Firma współpracuje także z Politechniką Śląską w Gliwicach.

Elektronik

Styczeń 2017

15

Gospodarka

Dystrybucja półprzewodników w Europie w III kw. zmalała – z przyczyn technicznych Przyczyny techniczne były powodem nie najlepszej w III kw. 2016 r. sprzedaży półprzewodników przez dystrybutorów w Europie, oceniło stowarzyszenie branżowe DMASS. Dystrybutorzy zakończyli ten kwartał sprzedażą za 1,81 mld euro, o 0,9% mniej w porównaniu do poprzedniego kwartału, głównie ze względu na zmienioną formę klasyfikacji danych o wynikach przez niektóre firmy zrzeszone w stowarzyszeniu. Bez tych przyczyn technicznych, tj. zmienionych dat końca kwartału dla niektórych firm członkowskich, obroty dystrybutorów w III kw. byłby kwartalnie wyższe.

R

ok 2016 dał się więc poznać jako okres stabilności i odporności rynku mikroelektroniki na tle rekordowych obrotów roku wcześniejszego oraz ogólnie trudnej sytuacji gospodarczej w Europie. W odniesieniu do poszczególnych krajów i regionów DMASS podkreśliło, że największe wzrosty miały miejsce poza głównymi gospodarkami Europy. Pod względem wzrostu w III kw. pozytywnie wyróżniły się Izrael i kraje Europy Środkowo-Wschodniej. Niższe w skali kwartału obroty uzyskały Wielka Brytania, Niemcy, Francja i kraje skandynawskie. Na rynku brytyjskim w III kw. sprzedaż zmalała o 10,5%, także w wyniku różnic kursowych – wartość tego rynku wyniosła 135 mln euro, choć w samych funtach szterlingach

16

Styczeń 2017

Elektronik

wartość rynku pozostała generalnie niezmienna. Rynek Niemiec zmalał o 4,4%, do 570 mln euro, Francji o 1,4%, do 124 mln euro oraz krajów skandynawskich o 4%, do 154 mln euro. Wartość dystrybucji we Włoszech wyniosła 154 mln euro zmieniając się dodatnio o 0,1%, natomiast rejon Europy ŚrodkowoWschodniej wzrósł w tym okresie do 260 mln euro, o przyzwoite 5,7%. Dane z miesięcy lipiec–wrzesień podsumował Georg Steinberger, prezes DMASS. Jego zdaniem na sytuację złożyło się szereg przyczyn – Wielka Brytania wciąż przechodzi efekt Brexitu, we Francji i Niemczech dominowały spadki okresu wakacyjnego, podobnie w krajach skandynawskich, przy czym dodatkowo wciąż trwa przenoszenie produkcji ze Skandynawii do krajów o niższych kosztach, na czym korzy-

sta Europa Środkowo-Wschodnia. Ten ostatni region przyciąga zresztą inwestorów nie tylko ze Skandynawii. W analizie produktowej dla szeregu grup produktów rynek wygląda obiecująco. Należą do nich m.in. wydajne mikrokontrolery, niektóre wysokiej klasy układy analogowe oraz czujniki, tj. podzespoły trafiające do IoT – rynku o ogromnym potencjale wzrostu. Na plus wypadł także rynek układów logicznych związanych z mikrokomputerami (MOS Micro), rosnąc w III kw. o 0,8%, do 380 mln euro. Największy w Europie rynek analogowy wzrósł o 1,5%, do 548 mln euro. Rynek optoelektroniki wzrósł o 0,2%, do 184 mln euro. Skurczyły się natomiast rynki układów pamięci, logiki programowalnej oraz układów w.cz., zasilania i elementów dyskretnych. Marcin Tronowicz

Rys. 1. Obroty dystrybutorów półprzewodników w Europie w rozbiciu kwartalnym wg DMASS, dane w mld euro

Aktualności OpenAI współpracuje z Microsoftem w zakresie przetwarzania danych w chmurze OpenAI, nowy ośrodek rozwoju sztucznej inteligencji, gotowy dzielić się wynikami badań z resztą świata, wspierany przez Elona Muska i Sama Altmana, wybrał Microsoft jako partnera odpowiedzialnego za zapewnienie niezbędne do pracy ośrodka ogromnej mocy obliczeniowej. Zaawansowane badania i projekty rozwoju sztucznej inteligencji najczęściej korzystają z dużych centrów komputerowych wyposażonych w układy GPU, FPGA oraz inne specjalizowane układy i zapewniających dostępne przez Internet przetwarzanie w chmurze. Poza Microsoftem oferują je także Google i Facebook. Ośrodki rozwoju sieci neuronowych, takie jak OpenAI i inne, mają dostęp lub mają na wyposażeniu komputery i oprogramowanie, zdolne do uczenia się pojedynczych zadań poprzez analizę dużej ilości danych, z wykorzystaniem do tego celu procesorów graficznych (GPU), a także procesorów sztucznej inteligencji (TPU) opracowanych przez Google. Amerykańska fi rma wykorzystuje instalowane w centrach obliczeniowych procesory TPU, o ogromnej prędkości obliczeniowej i jednocześnie niskim poborze prądu, m.in. do zapewnienia działania dostępnych online map o dużej dokładności w czasie rzeczywistym.

Siemens przejmuje Mentor Graphics za 4,5 mld dolarów Siemens przejmie fi rmę Mentor Graphics, znanego producenta oprogramowania EDA, płacąc gotówką 37,25 dolara za akcję, co daje wartość nabywanego przedsiębiorstwa równą 4,5 mld dolarów. Przejęcie zdecydowanie wzmacnia wiodącą pozycję Siemensa w zakresie oferty oprogramowania dla cyfrowych przedsiębiorstw przemysłowych (Digital Enterprise Soft ware), wykorzystując ugruntowaną pozycję Mentora w obszarze projektowania układów elektronicznych, systemów symulacyjnych oraz rozwiązań produkcyjnych. Możliwości te są dzisiaj niezbędne do realizacji inteligentnych połączeń między urządzeniami, jak przykładowo ma to miejsce w przypadku pojazdów autonomicznych. Mentor stanie się częścią pionu Siemensa zajmującego się oprogramowaniem PLM – DF Division. Mentor Graphic to amerykańska fi rm zatrudniająca ponad 5700 pracowników w 32 krajach na całym świecie i obrotach rzędu 1,2 mld dolarów rocznie.

Qumak dostarczy systemy meteorologiczne na lotniska wojskowe Qumak zrealizuje kontrakt o wartości 14 mln zł w ośmiu obiektach wojskowych dla II Regionalnej Bazy Logistycznej. Zakres podstawowy zamówienia obejmuje projekt, dostawę, instalację i uruchomienie systemów pomiarów meteorologicznych na 7 lotniskach. Przewidziany jest też centralny system monitorowania lokalnych systemów AWOS (Automated Weather Observation Systems), który będzie zlokalizowany w Szefostwie Służby Hydrometeorologicznej Sił Zbrojnych w Warszawie (serwer centralny) na kwotę 12,7 mln netto. Dodatkowo w opcji zamówienie obejmuje realizację systemu AWOS na lotnisku w Dęblinie na kwotę 1,3 mln zł. Łącznie spółka może więc modernizować połowę z 16 wojskowych baz lotniczych w Polsce. Zadaniem spółki będzie stworzenie niezbędnej infrastruktury energetycznej i teletechnicznej oraz instalacja wyspecjalizowanych czujników, serwerów czy terminali, potrzebnych do funkcjonowania systemów AWOS na każdym z lotnisk oraz na potrzeby centralnego systemu monitorowania systemów AWOS w Szefostwie Służby Hydrometeorologicznej Sił Zbrojnych. Qumak ma 13 miesięcy na wykonanie prac. Gwarancje będą obowiązywać przez 8 lat. Automatyczne Systemy Pomiarów Parametrów Meteorologicznych zbierają dane z różnych punktów wokół dróg startowych, takie jak m.in.: prędkość i kierunek wiatru, temperatura powietrza i gruntu, widoczność wzdłuż pasa, wilgotność, wysokość podstawy chmur. Informacje te są niezbędne, by zapewnić bezpieczne lądowanie lub start samolotów nawet w trudnych warunkach atmosferycznych.

Elektronik

Styczeń 2017

17

Gospodarka

Świetne prognozy dla rynku czujników gazu na najbliższe lata Aplikacje mobilne obejmują sporą liczbę różnych sensorów wbudowanych w telefony komórkowe, a kolejnym tego typu urządzeniem, jakie prawdopodobnie trafi do smartfonów i innego rodzaju elektroniki noszonej, są sensory gazu. Wraz z rozwojem rynku miniaturowych czujników gazu rośnie też liczba zarejestrowanych patentów na nie na świecie, kilka firm zdążyło również wyrobić sobie na tym rynku ugruntowaną, mocną pozycję.

Rys. 1. Dynamika rozwoju własności intelektualnej (IP) w obrębie czujników gazu MEMS z wyszczególnieniem liczby publikacji patentowych w ostatnich 40 latach, źródło KnowMade z grupy Yole Developpement

18

Styczeń 2017

Elektronik

Aktualności

R

ynek czujników gazu do zastosowań konsumenckich wzrośnie z 12 mln dol. w 2015 r. do ponad 95 mln dol. w 2021 r. – przy założeniu że ta nowa technologia przyjmie się wśród klientów, a tak właśnie prognozuje firma badania rynku Yole Developpement. Analitycy Yole dostrzegają liczne oznaki rynkowe, które wydają się o tym świadczyć, a jeśli tak się stanie, w latach 2014–2020 średni roczny wzrost tego rynku wyniósłby 33%. Kluczowym czynnikiem do odniesienia przez firmy sukcesu na tym polu jest zgromadzenie adekwatnej własności intelektualnej, w tym niezbędnych projektów w postaci bloków IP sensorów, ocenia Yole. Według analityków do sierpnia 2016 r. w tym obszarze łącznie ponad 1050 wynalazków opatentowało ponad 440 podmiotów, w wyniku czego powstało ponad 2400 patentów. Na szczególną uwagę zasługują oczywiście technologie MEMS – powstające w ich obrębie sensory gazu wyróżniają się niską ceną, niewielkim poborem prądu i oczywiście miniaturowym rozmiarem. Wraz z rozwojem nowego rynku dla dostawców czujników gazu otwierają się też nowe możliwości technologiczne, ale także wzmaga się współzawodnictwo między fi rmami. O dobrej koniunkturze świadczyć mogą choćby niedawne przejęcia fi rm z sektora, w tym zakup przez austriacki Ams AG fi rmy Applied Sensors, następnie oddziału zaawansowanych czujników CMOS od NXP oraz fi rmy Cambridge CMOS (CCMOS), a także przejęcie szwajcarskiego Micronasa przez TDK. Dzięki szczegółowej analizie poświęconej patentom na czujniki gazu MEMS w aspekcie wiodących technologii oraz głównych graczy możliwa jest lepsza orientacja w sytuacji na rynku, przewidywanie zachodzących zmian oraz dostrzeżenie okazji do podjęcia działań biznesowych. Yole Developpement wskazuje na dwie odmienne grupy podmiotów: jedna to fi rmy o najsilniejszej pozycji na rynku, a druga – liderzy patentów w zakresie miniaturyzacji rozwiązań czujników gazu. Do tych pierwszych zaliczają się Honeywell, MSA, NGK czy Figaro, podczas gdy najwięcej patentów zarejestrowały Bosch, Siemens, Micronas, Cambridge CMOS. Dane te świadczą o trendzie zmian na rynku, ponieważ nowe patenty i bazujące na nich rozwiązania powstają pod kątem nowych aplikacji, które wkrótce mogą od nowa ukształtować rynek.

Czujniki gazu

Stany Zjednoczone zgadzają się sprzedać Polsce superpociski JASSM Amerykańska Agencja Współpracy w zakresie Bezpieczeństwa Obronnego (DSCA) poinformowała pod koniec listopada, że Departament Stanu USA wyraził zgodę na sprzedaż Polsce 70 taktycznych lotniczych pocisków manewrujących AGM-158B JASSM-ER o zasięgu ponad 926 km. Szacunkowy koszt 70 rakiet JASSM ER to 200 mln dol. Oprócz bojowych pocisków Polska zamówi rakiety testowe i ćwiczebne, a do tego dwa symulatory uzbrojenia, pakiet modernizacyjny samolotów F16, który umożliwi integrację broni ze statkiem powietrznym przenoszącym pociski, a także kontenery do ich przecho-

wywania, części zamiennie i narzędzia, dokumentację techniczną. Polski rząd już w 2014 r. uzyskał zgodę Kongresu USA na zakup 40 pocisków AGM 158A JASSM w wersji podstawowej, czyli o zasięgu 370 km. Podpisany wówczas kontrakt wart ok. 250 mln dol. przewiduje dostawy pierwszych skrzydlatych rakiet w 2017 r. W ramach umowy Lockheed ma dostarczyć oprogramowanie i przystosować systemy pokładowe polskich F16 do operacyjnego użycia broni samosterującej a także zwiększyć odporność maszyn na oddziaływanie wrogich środków walki radioelektronicznej. Zaprojektowane w technologii stealth pociski JASSM większą część drogi przebywają praktycznie niewidzialne dla radarów, wykorzystując sterowanie bezwładnościowe. Do zmiany i aktywnego korygowania trasy lotu pocisk używa uodpornionego na zakłócenia, kodowanego systemu nawigacji satelitarnej GPS. W ostatniej fazie precyzyjnego naprowadzania na konkretny cel, zapisany w pamięci komputera, do akcji włącza się specjalna głowica termolokalizacyjna.

Historycznie pierwsze czujniki gazu MEMS były zarejestrowane na początku lat 80. przez fi rmy japońskie, m.in. NEC, niemniej działalność patentowa w tym względzie zaczęła się rozkręcać w latach 1985–1994 za sprawą firm z Europy i USA, takich jak Siemens, Instytut Fraunhofera, CEA, SRI, SPX. W następnej dekadzie opublikowania doczekały się kolejne rodziny patentów, a wytwarzanie czujników gazu rozpoczęli formujący się na przełomie wieków producenci układów typu IDM, m.in. STMicroelectronics, Micronas, Honeywell czy Bosch. W ostatnich latach i obecnie działalność na tym rynku rozwijają firmy z Chin, w tym zaangażowane w rozwój technologii chińskie uniwersytety, oraz z Europy i USA. Obecnie na publikację czeka około 510 patentów, a równie duża ich liczba jest w przygotowaniu. Ten potencjał Yole traktuje jako zapowiedź żywiołowego rozwoju rynku czujników gazu MEMS w najbliższej przyszłości i ich powszechnego przebijania się do produktów konsumenckich.

Elektronik

Styczeń 2017

19

Wywiad

Na zdjęciu od lewej: Krzysztof Zbanyszek i Krzysztof Nowicki

Naszą siłą jest duża elastyczność i krótkie terminy dostaw – mówią Krzysztof Zbanyszek i Krzysztof Nowicki z firmy AET 20

Styczeń 2017

Elektronik

Wywiad ❚ Profi l rynkowy fi rmy AET niełatwo opisać, bo zajmujecie się dystrybucją podzespołów elektronicznych, ale także urządzeń technologicznych i produkcją. Może warto zacząć rozmowę od tego, jaką fi rma ma specjalizację i które fragmenty działalności traktuje jako podstawowe? Początki działalności AET na rynku wiążą się z produkcją drobnych urządzeń elektronicznych. Było to 25 lat temu i w historii fi rmy jest to tylko drobny epizod, gdyż po tych pierwszych próbach zaistnienia na rynku fi rma zajęła się dystrybucją podzespołów elektronicznych. Nasza oferta była wtedy wycelowana w kompleksowe dostawy podzespołów dla fi rm elektronicznych z naszych okolic. Takie kompletne zaopatrzenie w elementy przez jednego dostawcę nie było wówczas jeszcze tak popularne jak obecnie, stąd nasza oferta trafi ła w potrzeby rynku, pozwalając młodej firmie szybko się rozwijać. Konsekwencją wspomnianej kompleksowości w działaniu były częste wizyty na targach branżowych i nawiązane kontakty z wieloma producentami różnych elementów. Rdzenie ferrytowe stanowiły dla nas zupełnie nową grupę komponentów, która spotkała się jednak z dużym zainteresowaniem rynku. To było impulsem do rozbudowy naszej oferty o akcesoria, takie jak karkasy, materiały izolacyjne, druty nawojowe itp. W niedługim czasie wielu naszych odbiorców tych elementów na fali rosnącej specjalizacji w elektronice zaczęło pytać o możliwość produkcji elementów indukcyjnych. W tamtym czasie normą wśród producentów było wykonywanie wszystkich półproduktów we własnym zakresie, ale wraz z przemianami gospodarczymi oraz na skutek zacieśniających się warunków ekonomicznych dla prowadzonej działalności firmy zaczęły szukać możliwości kooperacji. Elementy indukcyjne były tym obszarem elektroniki, który stosunkowo wcześnie trafi ł do kooperantów, bowiem w tym przypadku wąska specjalizacja produkcyjna przynosi duże korzyści. Wiedza i zdobyte doświadczenie oraz starannie wyselekcjonowane źródła zaopatrzenia w rdzenie i akcesoria stanowiły solidny fundament do rozpoczęcia działalności produkcyjnej. Początkowo wytwarzaliśmy jedynie próbne serie elementów, ale z czasem nasze moce produkcyjne zaczęły się zwiększać. W branży staliśmy się firmą znaną z kompeten-

cji technicznych i usług wysokiej jakości. Wzrost obrotów pozwolił nam zainwestować w wydajne i nowoczesne maszyny oraz jeszcze bardziej poszerzyć ofertę handlową o np. zalewy, impregnaty i inne materiały dla przemysłu nawojowego. ❚ Jaki macie potencjał po stronie produkcji? Czy produkcja jest realizowana automatycznie? Z uwagi na szerokie spektrum wytwarzanych typów elementów oraz realizowane małe i średnie serie produkcyjne nasz park maszynowy bazuje głównie na urządzeniach półautomatycznych – nawijarkach sterowanych numerycznie obsługiwanych przez operatorów. Pełna automatyzacja produkcji w zakresie elementów indukcyjnych w skali krajowej jest uzasadniona w przypadku realizacji dużych i powtarzalnych serii produktów. W chwili obecnej trzon naszych produktów stanowią elementy indukcyjne małej mocy: transformatory, dławiki i cewki, ale planujemy w niedalekiej przyszłości zająć się wytwarzaniem elementów indukcyjnych o większych gabarytach, a więc przeznaczonych do aplikacji większych mocy. ❚ Krajowe fi rmy coraz częściej i liczniej pojawiają się na rynkach zagranicznych. O ile w przypadku dystrybucji jest to niełatwe, bo nierzadko zabraniają tego umowy z producentami, o tyle w zakresie produkcji takich ograniczeń nie ma. Jak to wygląda w Waszym przypadku? Dominującą grupę w naszej strukturze stanowią klienci krajowi, niemniej realizujemy też eksport. Na razie nie ma on wielkiego udziału w obrotach, ale bezsprzecznie wzrasta zainteresowanie firm zagranicznych współpracą z polskimi producentami. Widać, że rośnie liczba zapytań ofertowych, dlatego mamy podstawy oczekiwać, że z czasem produkcja na eksport będzie miała dla nas większe znaczenie niż obecnie. Co więcej, jeśli uda się nam pozyskać klienta, współpraca z reguły przeradza się w stałą, co przekonuje, że warto się starać. Klienci zagraniczni są bardziej wymagający, ale z drugiej strony czują się bardziej zawiązani z dostawcą. Cenią wysoką jakość produktów, nierzadko skomplikowanych, których wytwarzanie w Chinach nie zawsze przynosi korzyści ekonomiczne. Zbudowane zaufanie często procentuje zamówieniami kolejnych elementów, co jest dla nas sygnałem, że spełniamy ich kryteria selekcji.

❚ Czy Wasze zainteresowanie produkcją i jej rozwojem nie tylko na rynku krajowym jest wynikiem tego, że rynek dystrybucji staje się coraz trudniejszy dla biznesu? AET jest firmą średniej wielkości zatrudniającą około 50 osób i musi się dostosowywać do aktualnych trendów i potrzeb rynku. Ten trend determinuje nasze podejście do produkcji, albowiem klienci nie chcą obecnie samodzielnie produkować elementów indukcyjnych i są zainteresowani zamawianiem ich u wyspecjalizowanego wytwórcy. Podzespoły te są często wykorzystywane w układach elektronicznych i trafiają masowo do nowoczesnego oświetlenia, systemów zasilania i układów ładowania urządzeń. Możemy zatem powiedzieć, że ich liczba w urządzeniach elektronicznych statystycznie rośnie. W dystrybucji o relacjach na rynku decydują duże sieci handlowe, z którymi jest bardzo trudno konkurować. Z uwagi na ten fakt również działalność handlowa jest ukierunkowana na nieco inne obszary. Prowadzimy lokalny magazyn, co znacząco zwiększa atrakcyjność naszej oferty. Dobrze zaopatrzony magazyn jest dzisiaj silną kartą przetargową na rynku elementów indukcyjnych. Rdzenie ferrytowe, proszkowe, lice w.cz., druty w potrójnej izolacji, karkasy, materiały izolacyjne to przykłady produktów, które zwykle niełatwo jest kupić od ręki. Dla wielu materiałów obowiązują minima zakupowe, a czasy dostaw liczone są w tygodniach. Dla producentów to spory kłopot, albowiem rzutuje na czas przygotowania prototypów, wykonania badań EMC i testów bezpieczeństwa. Staramy się więc budować lokalny magazyn materiałów, które są wykorzystywane do wykonania nowoczesnych komponentów indukcyjnych. Mimo że nasze moce wytwórcze w zakresie wytwarzania elementów indukcyjnych cały czas rosną, część związana z dystrybucją podzespołów nadal dominuje w strukturze obrotów i przynosi nam około 60% przychodów. ❚ Wiele podzespołów indukcyjnych można dzisiaj kupić jako gotowe i jak nietrudno zauważyć w ofertach wielu firm dystrybucyjnych są tysiące takich pozycji. Czy to ma wpływ na zainteresowanie produkcją i wykonywanie wersji indywidualnych? Z pewnością oferta wyrobów katalogowych ma wpływ na produkcję, która

Elektronik

Styczeń 2017

21

Wywiad śmy w stanie dostarczyć w 2–3 dni, a regularna produkcja jest zwykle uruchamiana bardzo szybko. Jako bezpośredni importer materiałów i surowców mamy dostęp do najnowszych osiągnięć w tych dziedzinach, korzystamy ze wsparcia producentów, a nasi inżynierowie biorą udział w cyklicznych szkoleniach. Naszym atutem jest też 25 lat obecności na rynku, znajomość branży oraz dobre wpasowanie w łańcuch zaopatrzenia. Dla elementów elektronicznych wyspecjalizowaliśmy się pod kątem potrzeb producentów sterowników kotłów grzewczych, stąd wiele produktów elektrotechnicznych i mechanicznych znajduje się w naszym magazynie.

dotyczy w znakomitej większości transformatorów impulsowych. Trudno je skatalogować, bo wymagań jest wiele. To samo dotyczy parametrów i uwarunkowań aplikacyjnych. W efekcie prawie każdy transformator jest szyty na miarę. Ale z drugiej strony klient, zamawiając u nas transformator, nierzadko decyduje się na zakup innych elementów indukcyjnych. To jest bardzo popularne podejście do zaopatrzenia i decyduje, że oferta katalogowa dławików nie stanowi dla producentów takich jak AET większego problemu. Aby jeszcze bardziej ograniczyć ich wpływ na nasz biznes, szereg standardowych podzespołów jest dostępnych z magazynu. Aby skutecznie konkurować na rynku wytwórcy elektroniki muszą zapewnić w produkcie jednocześnie wysokie walory techniczne i niską cenę. Przykładem mogą być producenci oświetlenia, którzy muszą połączyć energooszczędność z niską ceną. Spełnienie takich wymagań z użyciem elementów katalogowych przysparza czasami pewnych trudności, albowiem ich użycie oznacza kompromis parametrów i dostępności. Tylko konstrukcja indywidualna i dopasowana do aplikacji jest w stanie zapewnić optymalny balans. Ekonomia wymusza też stosowanie popularnych i typowych rdzeni magnetycznych, których wykorzystanie optymalizuje się do maksimum. Niemniej z czasem to się zmieni, bo rynek bardzo szybko ewoluuje. W niedalekiej przyszłości podstawę konstrukcyjną będą stanowić rdzenie pracujące przy dużych częstotliwościach i zapewniające niskie straty, niemniej tempo tego procesu dyktować będą klienci.

22

Styczeń 2017

Elektronik

❚ Jak wygląda Wasze wsparcie w zakresie projektowania? Produkcja elementów indukcyjnych nie jest działalnością, którą oferujemy w oderwaniu od realiów rynkowych. Naturalnym aspektem towarzyszącym procesowi produkcji jest wsparcie techniczne i pomoc projektowa w zakresie elementów indukcyjnych. Nierzadko nawet gotowy projekt wymaga poprawek i optymalizacji pod kątem technologicznym, a nawet rynkowym. Czasem warto użyć innego typu kształtki po to, aby nie mieć problemów z zaopatrzeniem lub bezpieczeństwem konstrukcji. Dobór materiału ferrytowego czy odpowiedniego karkasu nabiera szczególnego znaczenia, jeśli elementy będą pracować w trudnych warunkach. Ale to w dzisiejszych czasach już raczej standard. My jednak idziemy krok dalej. Dziś nasze doradztwo nie kończy się tylko na elementach indukcyjnych. Proponujemy również wsparcie techniczne w zakresie projektowania układów elektronicznych, projektowania obwodów drukowanych i montażu. Podejmujemy się realizacji takich zadań, organizując całą operację od strony logistycznej w oparciu o sieć naszych partnerów. Oferujemy takie usługi, gdyż jest na rynku grupa klientów, którzy mają takie oczekiwania i wymagania. I jak zawsze staramy się dopasować do wymagań. ❚ Firm produkujących elementy indukcyjne jest w Polsce około dziesięciu. Czym wyróżniacie się na ich tle? Naszą siłą jest na pewno duża elastyczność, szybka reakcja na zapytania ofertowe i krótkie terminy dostaw. Partie próbne do testów i badań jeste-

❚ Niedawno zakończyliście budowę drugiego budynku firmowego. Jaki potencjał ma firma po tych zmianach i jak wykorzystacie to dodatkowe miejsce? Nowa siedziba jest ponad dwukrotnie większa od obecnej i tę dodatkową przestrzeń zamierzamy zagospodarować pod rozwój produkcji oraz na magazyn. Planujemy wdrożenie nowych technologii produkcji i modernizację istniejącego zaplecza. Automatycznie będziemy potrzebować więcej powierzchni magazynowej, gdyż trzeba zapewnić dodatkowe bufory magazynowe dla nowości. Ma ona powierzchnię 1200 m2 , co w porównaniu do istniejącego budynku o wielkości 500 m2 jest sporą zmianą na plus. 2016 roku upłynął nam na pracach budowlanych związanych z tworzeniem budynku, przyszły rok poświęcimy na infrastrukturę produkcyjną. Chcemy rozwinąć produkcję elementów na rdzeniach amorficznych, nanokrystalicznych oraz na rdzeniach proszkowych o wysokiej indukcji nasycenia. Są one ukierunkowane na większe moce lub analogicznie dla tej samej objętości rdzenia zapewniają one większą wydajność. Zamierzamy też zaoferować klientom możliwość nawijania krawędziowego drutem profi lowanym o przekroju prostokątnym. Taka technologia nawijania podnosi współczynnik wypełnienia miedzią przestrzeni nawojowej z 60 do 90%. Efektem finalnym zastosowania tej technologii jest większa wydajność. Wymaga to jednak precyzyjnych maszyn o dużej mocy (zapewniających precyzyjne gięcie profi li miedzianych), testerów dużej mocy i urządzeń do impregnacji i zalewania. Inwestycja nasza w tym kierunku sięga 2 mln złotych. Rozmawiał Robert Magdziak

Raport

Narzędzia i zestawy startowe

dla mikrokontrolerów, oprogramowanie EDA 24

Styczeń 2017

Elektronik

Raport Ostatnia dekada przyniosła ogromną ekspansję mikrokontrolerów, które stały się centralną jednostką i najważniejszym podzespołem dla wielu aplikacji elektroniki konsumenckiej i profesjonalnej. Ten wzrost popularności mikrokontrolery zawdzięczają znakomitym parametrom, jak wydajność, energooszczędność, które dostępne są razem z bogatymi układami peryferyjnymi za niewielkie sumy. Współczesny mikrokontroler to jednostka zawierająca wydajny rdzeń 32-bitowy, dużą ilość pamięci Flash, przetworniki, układy czasowe, kontrolery, interfejsy i wiele innych bloków. Całość jest na tyle uniwersalna, że dla wielu aplikacji tworzy większą część platformy sprzętowej. Mikrokontrolery stały się na tyle dobre i tanie, że ich użycie jest wskazane nawet w najprostszych aplikacjach, gdzie kiedyś wystarczyłyby 1–2 układy standardowe. Oferta rynku jest też tak szeroka, że można dobierać optymalne jednostki pod względem zasobów, obudów i innych kryteriów. Nic więc dziwnego, że rynek półprzewodników kręci się wokół mikrokontrolerów i to o nich najwięcej się mówi, poświęca im najwięcej uwagi i od nich zaczyna się rysować schemat. W najbliższej przyszłości znaczenie to może się tylko zwiększyć, co tworzy dobre perspektywy dla rynku narzędzi i oprogramowania projektowego. Zmiany w technologii silnie wpływają na narzędzia Zainteresowanie płytkami startowymi i ogólnie zestawami deweloperskimi wynika też z tego, że proces prototypowania staje się niestety znacznie bardziej złożony. Przyczyna leży w dominacji montażu SMT w produkcji elektroniki i tego, że domyślną obudową dla wielu złożonych podzespołów elektronicznych są wersje bezwyprowadzeniowe, a więc takie, gdzie kontakty są realizowane przez kulki lub pola kontaktowe rozmieszczone na dolnej części obudowy. Takie elementy wymagają do montażu użycia normalnych urządzeń składających się na proces SMT, a więc nadruku pasty, ułożenia elementu

i lutowania w piecu. Konieczna jest też normalna płytka drukowana z soldermaską i pokrytymi polami lutowniczymi. Taką płytkę można bez problemu zamówić, to samo dotyczy usługi montażu prototypu, niemniej nie od razu. Usługi ekspresowe są kosztowne i nie zawsze dostępne, przez co konstruktor musi się zmierzyć z problemem, czy warto inwestować w prototypowanie. Do tego dochodzi problem z dostępnością chipów. Generalnie nowe układy wytwarzane są w kilku rodzajach obudowy i nie zawsze ta, na której nam zależy, może być dostępna w postaci próbek inżynierskich. Wraz z coraz większym znaczeniem elektroniki konsumenckiej na rynku, a więc faktem, że

Spis treści Zmiany w technologii silnie wpływają na narzędzia.....................25 Projektowanie elektroniki to dzisiaj wyzwanie ..........................26 Konsolidacje wpływają na rynek .....27 Narzędzia darmowe czy komercyjne?...............................29 Tendencje w oprogramowaniu EDA ..30 Wielka różnorodność rynku .............32 IoT i komunikacja bezprzewodowa ...............................34 Dostawcy narzędzi projektowych ....................................34 Dostawcy oprogramowania projektowego....................................36

Elektronik

Styczeń 2017

25

Raport duża część wolumenu produkcyjnego producentów chipów trafia do urządzeń produkowanych masowo, wytwórcy ograniczają liczbę dostępnych typów obudów. Nawet jeśli jest ich kilka, to nie należy oczekiwać, że na liście znajdą się wersje inne niż do montażu powierzchniowego SMT. Aby nie trzeba było czekać na próbki i martwić się o wykonanie prototypu, producenci proponują zestawy startowe. Ich funkcjonalność jest różna i zależy głównie od tego, jakiego układu dotyczą. W najprostszym przypadku płytka daje dostęp do wyprowadzeń, często zawiera także obwody zasilania, złącza i niezbędne elementy zewnętrzne, w wersji maksimum zestaw startowy zawiera podstawowy układ aplikacyjny i pole umożliwiające dodanie własnej specyficznej części warstwy sprzętowej. Bezsprzecznie taka płytka jest w pewnym sensie już prototypem i pozwala na szybką weryfi kację koncepcji układowej, testowanie oprogramowania. Dzięki zestawom deweloperskim

prototypowanie jest tym, czym było dawniej, dlatego w praktyce każda premiera nowego układu (takiego istotnego) powiązana jest z wydaniem płytki. Przygotowuje ją producent albo dystrybutorzy lub partnerzy, niemniej dla klienta nie ma znaczenia, kto jest autorem konstrukcji.

Projektowanie elektroniki to dzisiaj wyzwanie Projektowanie elektroniki staje się kosztowne i coraz trudniejsze. Projektant musi znaleźć kompromis dla wielu przeciwstawnych zagadnień technicznych i utrzymać koszt w założonym budżecie. Do tego dochodzą badania, certyfi katy i konieczność spełnienia norm. A wszystko to trzeba zapewnić w krótkim czasie, przez co swoboda konstrukcyjna jest dzisiaj znacznie mniejsza jak kiedyś. Obecnie liczy się bliska współpraca z dystrybutorem lub producentem zapewniająca transfer wiedzy oraz rozwiązania, które ograniczają ryzyko pomyłki, wybrania produktów lub tech-

nologii nieoptymalnych lub nieperspektywicznych. Czas życia układów, rozwiązań, technologii i standardów nieustannie się skraca, przez co w pracach projektowych nierzadko trzeba sięgać po to, co dopiero wejdzie na rynek lub właśnie się pojawiło. Czas, jaki zostaje na analizę potencjału danych technologii, jest już mały i nie należy oczekiwać, że w przyszłości będzie lepiej, bo tempo rozwoju całej elektroniki rośnie, a dodatkowo na rynku jest wiele rozwiązań równoważnych od strony technicznej i technologii podobnych do siebie. Przykładem mogą być liczne standardy komunikacyjne, jak Sigfox i LoRa, które mocno konkurują ze sobą w zakresie sieci LPWAN. To, na co warto postawić, nierzadko determinują dostępne narzędzia, oprogramowanie i platformy referencyjne. Bo skoro różnice po stronie technicznej rozwiązań są minimalne, a z punktu widzenia aplikacyjnego nierzadko są one nieznaczące, to kryteria wyboru danego rozwiązania przenoszą się w obszar wsparcia pracy

●/● ●/● ●/● ●/●/● ●/● ●/●/● ●/● ○/○ ○/○/○ ●/● ●/● ○/●/○ ○ ○/○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ●/○/○ ○/○/○

Do projektowania układów: DSP / FPGA i PLD JTAG / do weryfikacji kodu HDL Narzędzia projektowe dostępne online Dla projektów mechanicznych / CAM i DFM Narzędzia matematyczne i obliczeniowe Programy pomiarowe i wizualizacyjne / bloki IP Pakiety oprogramowania EDA Programy do schematów i PCB Symulatory: układów analogowych / cyfrowych Symulatory EMC / integralności sygnałowej Symulatory układów w.cz. / pól EM Programatory: uniwersalne / produkcyjne Automaty programujące dla produkcji Szybkie specjalizowane programatory Flash Podajniki i odbiorniki układów / znakowarki

○/○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○/○ ● ● ●/● ●/● ●/● ○/○ ○ ○ ○/○

Emulatory i środowiska dla MCU PLD i DSP MCU Zestawy Narzędzia Oprogr. EDA Sprzęt

26

Styczeń 2017

Elektronik

●/○ ●/● ●/○ ○/○/○ ●/● ○/○/○ ○/○ ●/○ ●/●/● ●/● ●/● ○/○/● ● ○/○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ●/● ●/●/● ●/●/●

○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○/○ ●/● ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ● ○/○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ●/● ●/○/● ●/●/○

○/○ ●/● ●/● ○/○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ●/● ●/● ○/○/○ ● ○/○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ●/● ●/●/● ●/●/●

○/○/○ ○/○/○ ○/○/○ ●/●/● ○/○/○ ●/●/● ○/○/○ ●/●/● ●/● ○/○ ○/○ ○/○ ●/● ○/○ ●/● ○/○ ●/● ○/○ ○/○ ○/○ ●/● ○/○ ●/● ○/○

○/○/○ ○/○ ○/○

●/●/● ●/● ●/●

●/●/● ●/● ●/●

●/●/● ●/● ●/●

○/○ ●/● ○ ○/● ○ ○/○ ● ● ●/● ●/● ●/● ●/● ● ○ ○/○

●/● ●/● ○ ●/● ○ ○/○ ● ● ●/● ●/● ○/● ●/● ● ● ○/○

○/○ ●/○ ○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○ ○/○ ○/○ ○/○ ●/● ○ ○ ○/○

○/○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○ ○/○ ○/○ ○/○ ●/○ ○ ○ ○/○

○/● ○/○ ○ ●/● ○ ○/○ ● ● ●/● ●/● ○/● ○/○ ○ ○ ○/○

○/● ●/○ ○ ○/○ ○ ○/○ ● ● ●/● ○/● ○/○ ○/○ ○ ○ ○/○

○/○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○ ○ ○/○

Evatronix

○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○ ○/○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○/○

Elfa Distrelec

●/● ●/● ●/● ●/●/● ●/● ●/●/● ●/● ●/● ●/●/● ●/● ●/● ●/●/● ● ●/●/● ●/●/● ●/● ●/● ●/● ●/●/● ●/● ●/●/● ●/●/●

CST

JM elektronik

●/● ○/○ ○/○ ○/○/○ ●/● ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ● ○/○/○ ●/○/● ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ●/○ ●/●/● ○/○/○

Glyn

Conrad Electronic

○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○ ○/○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○/○

Gamma

Computer Controls

○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○ ○/○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○/○

FlowCAD

CADrex

8051 / 68HC AVR8 / AVR32 Atmel SAM (D/G/3x/4x/7x) / PSoC SPC56 / EFM32 / Precision32 STM8 / STM32 ADuCM8xx / ADuCM360 / CM4 RX100 / RX200 MSP430 / TIVA Kinetis / LPC1000 / LPC4000 PIC8 / dsPIC PIC16 / PIC32 Hercules / TM4 / F28xx Inne z rdzeniem ARM CortexMx / ARM7/9 CPLD: Xilinx / Lattice / Altera FPGA: Xilinx / Lattice / Altera C6000 / C5000 KeyStone / DaVinci ADSP-21 / BlackFin Sharc / TigerSharc / SigmaDSP Środowiska IDE / biblioteki programowe Kompilatory / symulatory / debuggery RTOS-y / Stosy TCP/IP / stosy bezprzewodowe Dla komunikacji M2M / ISM / do ster. silnikami Do wyświetlaczy / ekranów dotykowych Płytki demonst. / minimoduły z procesorami

Nazwa firmy

Farnell element14

AM Technologies

Tabela 1. Przegląd ofert krajowych dostawców narzędzi, zestawów startowych dla mikrokontrolerów i oprogramowania EDA

○/○ ●/● ○/○ ○/○ ●/● ○/○ ○/○ ●/● ○/○ ○/○/○ ○/○/○ ○/○/○ ○/○ ●/● ●/● ○/○/○ ○/○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ●/○ ○/○ ○/○/○ ○/○/○ ●/●/● ○/○ ●/● ○/○ ○/○ ●/● ○/○ ○/○/○ ○/○/○ ○/○/○ ○ ● ● ○/○/○ ○/●/● ○/○/○ ○/○/○ ●/●/● ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ●/● ○/○/○ ○/●/● ●/●/● ○/○/○ ○/○/○ ○/○/○

○/○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○ ●/○ ●/● ●/● ○/○ ○ ○ ○/○

●/● ●/○ ○ ○/○ ○ ○/○ ● ● ●/● ●/● ●/● ●/● ○ ○ ○/○

○/○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○/● ○ ○ ●/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○ ○ ○/○

●/● ●/● ● ○/○ ● ●/● ● ● ●/● ●/● ●/● ●/○ ○ ● ○/○

Raport projektanta. Dlatego im większe są oczekiwania w zakresie projektu i jego skomplikowanie, im jest mniej czasu na wprowadzenie produktu na rynek, tym znaczenie tego, jakie posiadamy narzędzia, platformy ewaluacyjne i oprogramowanie jest większe.

Konsolidacje wpływają na rynek

Marthel

Maus Electronics

Masters

National Instruments

Propox

RK System

RS Components

Soyter Components

TME

WG Electronics

starczyć znakomitą większość podzespołów, w tym mikrokontroler, układy analogowe, takie jak przetworniki i wzmacniacze, konwertery zasilające, tranzystory mocy, układy cyfrowe i specyficzne sterowniki (silników, wyświetlaczy). Ponownie można dostrzec,

Kristech

Ostatnie trzy lata na rynku elektroniki to czas konsolidacji biznesu, w ramach których miało miejsce wiele przejęć fi rm produkujących komponenty elektroniczne. Ogólnie procesy te prowadzą do tego, że fi rmy stają się coraz większe, bo więksi gracze przejmują mniejszych, po to, aby zająć większą część rynku lub też wejść w obszar dotychczas nieznany. Im w większej skali działa dany producent, tym dla statystycznego projektu jest w stanie zapewnić większy procent niezbędnych komponentów ze swojego portfolio. Duzi producenci półprzewodników o szerokiej ofercie są w stanie do-

○/○ ●/○ ●/○ ○/●/○ ○/● ○/○/○ ○/○ ●/○ ○/●/○ ○/○ ●/● ○/○/○ ● ○/○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○/○

●/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ● ○/○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/● ○/○/○ ○/○/○

○/○ ○/○ ●/○ ○/○/○ ○/● ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○ ○/●/○ ○/○/● ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○/● ○/○/○

○/○ ○/○ ○/○ ●/○/○ ●/● ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○ ○/○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ●/○ ●/●/● ●/●/●

○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○ ○/○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○/○

○/○ ●/● ○/○ ○/○/○ ●/● ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/●/● ●/○ ●/● ○/○/○ ○ ○/○/● ○/○/● ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ●/● ●/○/○ ○/●/○

●/○ ●/● ●/○ ○/○/○ ●/● ○/○/○ ●/● ●/● ●/●/● ○/○ ○/○ ○/○/○ ● ○/○/○ ○/○/○ ●/● ○/○ ○/○ ○/○/○ ●/● ●/●/● ●/●/○

●/● ●/● ●/● ●/●/● ●/● ●/●/● ●/● ●/● ●/●/● ●/● ●/● ●/●/● ● ●/●/● ●/●/● ●/● ●/● ●/● ●/●/● ●/● ●/●/● ●/●/●

●/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ● ○/○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ●/● ●/●/● ●/●/○

○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○ ○/○/○ ●/○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ○/○ ●/●/● ○/○/○

●/○ ○/○ ●/○ ○/●/● ○/● ○/●/○ ○/○ ○/○ ●/●/● ○/○ ○/○ ○/○/○ ● ○/○/○ ○/○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○/○ ●/● ●/●/● ●/●/●

○/○/○ ●/○/○ ○/○/○ ●/●/● ○/○/○ ○/○/● ○/○/○ ○/○ ●/○ ●/● ●/○ ○/● ●/● ○/○ ○/○ ○/● ●/● ●/● ○/○ ●/● ●/○

●/●/● ●/● ●/●

●/●/○ ●/● ●/●

●/●/● ●/● ●/●

○/○/○ ○/○ ○/○

●/● ●/● ● ●/● ● ●/● ● ● ●/● ●/● ●/● ●/● ● ● ●/●

●/○ ○/○ ● ●/○ ○ ●/● ○ ○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○ ○ ○/○

○/○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○ ○/○ ○/○ ○/○ ●/● ○ ● ○/○

○/○ ●/○ ○ ○/○ ○ ○/○ ○ ● ●/● ○/○ ○/○ ●/● ● ● ●/●

○/○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○ ○ ○/○

○/○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○ ○/○ ○/○ ○/○ ●/● ○ ○ ○/○

○/○ ●/○ ○ ●/○ ○ ○/○ ○ ○ ○/● ○/○ ○/○ ○/○ ○ ● ○/○

○/○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○ ○/○ ○/○ ○/○ ○/○ ○ ○ ○/○

○/○ ○/○ ○ ○/○ ○ ●/○ ● ● ●/● ●/● ●/● ○/○ ○ ○ ○/○

○/○ ●/○ ○ ○/○ ○ ○/○ ○ ○ ○/○ ○/○ ○/○ ●/○ ○ ● ○/○

●/○ ●/○ ○ ○/○ ○ ○/○ ● ● ●/● ●/○ ○/● ●/● ○ ○ ○/○

że oferty największych fi rm dla typowych aplikacji są podobne, stąd wybór zaczynają determinować albo narzędzia i szeroko rozumiane wsparcie techniczne, albo specyficzne komponenty aplikacyjne. Konsolidacje biznesu prowadzące do powstawania coraz większych fi rm zwiększają możliwości w zakresie wsparcia technicznego udzielanego konstruktorom, bo z reguły duża fi rma ma większe możliwości fi nansowe i organizacyjne. Oznacza to, że stać je na przekazanie konstruktorom oprogramowania za darmo oraz na znaczące dotowanie zestawów projektowych, przez co nierzadko są one tańsze niż sam chip, na którym bazują. Zestawy projektowe, starter kity i inne „płytki” stały się tym samym narzędziem marketingu technicznego. Niska cena, często możliwość dostania za darmo wartościowego zestawu od dystrybutora jako próbki, liczne akcje zniżkowe kierowane do uczestników seminariów technicznych i szkoleń są tak naprawdę promocją rozwiązań technicznych i zachętą do tego, aby przekonać się samodzielnie, czy dany komponent się sprawdzi. Jest to też silny magnes, aby przyciągnąć na spotkanie wielu gości. Nawet jeśli 80% przekazanych w ramach prezentu zestawów trafi na półkę, ta niewielka reszta nadal ma szansę kogoś przekonać. W dzisiejszych czasach decyzje strategiczne na temat inwestycji w konkretną architekturę mikrokontrolerów wypracowywane są w długim czasie, stąd przekonanie konstruktora wymaga wysiłku. Inżynierowie są z reguły praktykami i rzeczywisty działający zmontowany układ nierzadko przemawia do nich

Elektronik

Styczeń 2017

27

Raport Tadeusz Górnicki, WG Electronics

wanych technologii i rozwiązań w systemach uruchomieniowych? Spotykam się co prawda ze zdaniem, że komercyjne narzędzia wcale nie są lepsze. Jednak zapewniam, że są.

❚ Czy narzędzia projektowe i oprogra-

❚ Producenci mikrokontrolerów wspierają konstruktorów za pomocą bezpłatnych środowisk IDE, zestawów startowych, płytek ewaluacyjnych. Na ile jest to działalność korzystna dla rynku narzędzi projektowych, a na ile nie? Jest rzeczą oczywistą, że darmowe narzędzia projektowe są atrakcyjne dla projektantów, ale niekoniecznie dla twórców profesjonalnych zaawansowanych rozwiązań wspierających uruchamianie systemów mikroprocesorowych. Pierwsi, wchodząc w nowe architektury, dostają narzędzie gratis, z którym mogą bez ponoszenia wydatków rozpocząć projekt. Drudzy przynajmniej w pierwszym podejściu tracą takich klientów. Część projektantów jednak może nigdy nie wystartowałaby z obciążeniem finansowym na inwestycje w narzędzia – i to jest korzyść dla całego rynku. Część firm po pewnym okresie wstępnym „przesiada się” na komercyjne profesjonalne narzędzia – i to jest neutralne dla rynku narzędzi projektowych. Inna część jednak zadowala się tym, co ma za darmo i „rzeźbi” kolejne coraz bardziej skomplikowane aplikacje – to jest strata nie tylko z punktu widzenia producentów komercyjnych narzędzi (jak np. ARM), ale pośrednio również samych projektantów. Lepsze narzędzia bowiem to skrócenie okresu projektowania, to szybszy „time to market”. Kto będzie też zainteresowany wprowadzaniem na rynek nowych, zaawanso-

znacznie silniej niż najlepsza prezentacja w formie slajdów. Dlatego zestawy deweloperskie w ostatnich latach stały się silnym orężem w walce o uwagę i zainteresowanie kadry inżynierskiej. Jasne jest, że największe możliwości w zakresie tworzenia zestawów projektowych, a w szczególności ich różnorodności wyposażenia w atrakcyjne części, takie jak wyświetlacz, moduł komunikacyj-

28

Styczeń 2017

Elektronik

mowanie są kosztowne z punktu widzenia krajowych firm elektronicznych? To jest odwieczny dylemat. Klienci zawsze narzekają, że nabywany towar jest za drogi. Narzędzia projektowe nie są tu żadnym wyjątkiem. Spójrzmy jednak na realia. Koszt podstawowego oprogramowania ARM KEIL to około 3000 euro. Jak ktoś planuje produkcję masową swojego urządzenia, to jest to żaden koszt na jednostkę i nie musi się oglądać na to, co dostanie za darmo. Jeśli ktoś ma w perspektywie produkcję małoseryjną, to w większej marży na produkcie ten koszt narzędzia „ginie”. Dla jednostkowych projektów są natomiast tańsze okresowe dzierżawy, a wydatki na inwestycje w narzędzia trzeba odnosić do miesięcznego wynagrodzenia projektanta. Czy w dzisiejszej rzeczywistości naprawdę nie warto dać lepszego narzędzia, aby osiągnąć szybciej efekty i finansować projekt w krótszym czasie? Ja mam wrażenie, że często problem jest w sferze mentalnej zarządu. Po pierwsze, oprogramowanie, a nim są w większości narzędzia dla mikrokontrolerów, to rzecz niematerialna – kupuje się coś ulotnego, co przyzwyczailiśmy się brać za darmo. Po drugie, nie mamy zwyczaju dobrze doposażać stanowisk projektowych, bo wydatek na osprzęt dla inżyniera nie przekłada się bezpośrednio na wzrost produkcji i zysk – to zawsze jest wymuszona inwestycja w „intelekt”. Ale trzeba pamiętać, że z piasku bicza nie ukręcisz.

❚ Czy więc firmy potrafią i mają wiedzę, aby efektywnie korzystać z moż-

ny lub też czujnik MEMS, mają najwięksi. To samo dotyczy oferty oprogramowania narzędziowego, takiego jak środowisko IDE, biblioteki graficzne, stosy komunikacyjne. Niemniej, ponieważ takie wsparcie dla dużych firm stało się standardem, mniejsi gracze muszą się dopasować. W efekcie tych procesów na rynku jest coraz więcej narzędzi (oprogramowania i platform sprzętowych) moc-

liwości nowoczesnego oprogramowania i narzędzi? Jestem jak najlepszego zdania o potencjale intelektualnym polskich firm. Często podkreślam, wspominając moje dawne lata pracy na uczelni, że kiedyś to uniwersytety były wylęgarnią nowych technologii na rynku – „know-how” było przywożone „prywatnie” przez profesorów, ze stażów na Zachodzie. Dzisiaj nowe technologie docierają bezpośrednio do całkiem nowoczesnych firm. Jest więc w firmach potencjał, a też brak czasu na „naukę”. Narzędzia projektowe bardzo się zmieniły. Przestają być proste w instalacji i obsłudze. Są bardziej informatyczne, mniej inżynierskie, a na inżynierach opiera się u nas rynek „embedded”. Moim więc zdaniem jest potrzeba głęboko profesjonalnych szkoleń pokazujących nowe implementowane mechanizmy w realnym działaniu. Inaczej pozostaną one nieodkryte i niewykorzystywane. Pracujemy nad takim projektem.

❚ Jakie zmiany na rynku narzędzi projektowych wynikają z rosnącej popularności układów ARM? Ja chciałbym odnieść się do trochę innej kwestii – wpływu na rynek rozwoju układów ARM. Dzisiaj polski rynek to głównie mikrokontrolery uniwersalne z rdzeniem Cortex-M. Przemysł to elektronika, powiedzmy, średniego poziomu technologii. Niestety, nie robimy jeszcze zbyt wiele projektów „hi-tech” bazujących np. na większych strukturach SoC, na rdzeniach ARM-a serii Cortex-A. A  one już są. Myślę i mam nadzieję, że będziemy podążać w tym kierunku śladem przodujących gospodarek. A to pociąga za sobą zmianę w podejściu do programowania tych struktur, śledzenia i analizy przetwarzania oraz optymalizacji kodu. To są zmiany, jakie widzę na horyzoncie rynku narzędzi.

no dotowanych lub darmowych o niezłych możliwościach. W ostatnich pięciu latach liczba dostępnych na rynku płytek ewaluacyjnych, starter kitów oraz zestawów projektowych gwałtownie się zwiększyła i obecnie każdy nowy bardziej złożony chip ma przynajmniej swoją płytkę startową. Te układy bardziej złożone, jak chociażby nowe rodziny mikrokontrolerów, zwykle są wspierane przez kilka

Raport rozbudowanych płytek ewaluacyjnych tworzących spójne środowisko sprzętowo-programowe (tzw. ecosystem).

Narzędzia darmowe czy komercyjne? Cechą charakterystyczną rynku narzędzi dla mikrokontrolerów, procesorów DSP i układów programowalnych jest duża liczba pozycji darmowych, zarówno jeśli chodzi o platformę sprzętową, jak i oprogramowanie. Pozycje takie tworzą jeden biegun dla rynku, a drugi stanowią zaawansowane wersje komercyjne, relatywnie drogie. Dyskusja, czy lepsze są narzędzia komercyjne, czy też te dostarczane przez producentów gratis lub open source, nie może i pewnie nigdy nie będzie miała rozstrzygnięcia, bo wszystko zależy od konkretnego przypadku: czasu jakim się dysponuje, ryzyka jakie jest się w stanie ponieść, skali planowanej produkcji oraz posiadanego doświadczenia i wiedzy. Na pewno wiele prostych projektów z powodzeniem daje się zrealizować za pomocą bezpłatnych środowisk programistycznych oraz dotowanych zestawów projektowych bo mają one wystarczające możliwości. Projektanci, którzy tworzą aplikacje profesjonalne, takie, gdzie jakość i niezawodność potwierdzana jest badaniami i certyfi katami, duże zespoły inży-

Wykres procentowych zmian sprzedaży zanotowanych przez dostawców narzędzi projektowych i oprogramowania EDA w ostatnich trzech latach pokazuje, że w porównaniu do innych sektorów wzrosty obrotów są tutaj zauważalnie niższe. Dodatkowo w 2016 roku widać większą niestabilność w rozwoju rynku. Przyczyną jest zapewne to, że małe i średnie firmy oraz specjalistyczni producenci wybierają nierzadko narzędzia darmowe lub dostarczane przez producentów chipów albo oferowane przez dystrybutorów. Firmom, które żyją ze sprzedaży produktów komercyjnych, musi to ograniczać rozwój biznesu. Co więcej, duże państwowe przedsiębiorstwa związane np. z wojskiem w ostatnich miesiącach wstrzymały też zakupy, co może tłumaczyć niestabilne wyniki w 2016 roku.

Obroty dostawców narzędzi projektowych i oprogramowana EDA (po lewej) nie dają jasnych wniosków na temat dominującej grupy lub statystycznie średniej sprzedaży. Największa grupa 38% firm ma sprzedaż między 0,5 a 5 mln zł, co pozwala sądzić, że już daje się w oparciu o tę tematykę zbudować specjalizację firmy. Przekonują o tym też dane na drugim wykresie (po prawej), gdzie pokazano, jaką część sprzedaży firmy przynoszą narzędzia i oprogramowanie. Jak widać, dla połowy firm jest to drobny dodatek (do 10% obrotów) albo (dla 38%) specjalizacja przynosząca minimum połowę sprzedaży. To w Polsce normalne, bo mimo dość szerokiego ujęcia tematyki narzędzi projektowych nasz rynek jest stosunkowo niewielki, a same produkty niekiedy na tyle specjalistyczne, że potencjalnych klientów nierzadko liczy się na palcach.

Elektronik

Styczeń 2017

29

Raport Tabela 2. Dane kontaktowe do krajowych dostawców narzędzi, zestawów startowych dla mikrokontrolerów i oprogramowania EDA Nazwa firmy Siedziba Telefon E-mail WWW Platformy sprzętowe AM Technologies Warszawa 22 532 28 00 [email protected] www.amt.pl CADrex

Warszawa

502 147 477

[email protected]

www.cadrex.com.pl

Computer Controls Conrad Electronic CST - Computer Simulation Tech. Elfa Distrelec Evatronix Farnell element14 FlowCAD Gamma Glyn JM elektronik Kristech Marthel, PDW Masters Maus Electronics National Instruments Propox RK-System RS Components Soyter Components Transfer Multisort Elektronik

Bielsko-Biała Kraków

33 485 94 90 12 622 98 22

[email protected] [email protected]

Warszawa

608 353 351

[email protected]

www.ccontrols.pl http://conrad.pl www.cst.com

WG Electronics

Warszawa 22 570 56 00 [email protected] http://elfadistrelec.pl Bielsko-Biała 33 499 59 00 [email protected] www.evatronix.com Kraków 00800 121 29 67 [email protected] http://pl.farnell.com Gdańsk 58 732 74 77 [email protected] www.flowcad.pl Warszawa 22 862 75 00 [email protected] www.gamma.pl Wrocław 71 782 87 58 [email protected] www.glyn.pl Gliwice 32 339 69 00 [email protected] www.jm.pl Ustroń 33 487 66 88 [email protected] www.kristech.pl Bielany Wrocł. 71 311 07 11 [email protected] www.marthel.pl Straszyn 58 691 06 91 [email protected] www.masters.com.pl Wrocław 71 723 45 12 [email protected] www.mausel.eu Warszawa 22 328 90 10 [email protected] www.ni.com Chwaszczyno 58 712 80 58 [email protected] www.propox.com Grodzisk Maz. 22 724 30 39 [email protected] www.rk-system.com.pl Warszawa 22 223 11 11 [email protected] http://pl.rs-online.com Klaudyn 22 752 82 55 [email protected] www.soyter.pl Łódź Warszawa

42 645 55 55 22 847 97 20

nierskie, dla których projekty są główną działalnością, nierzadko preferują dopracowane produkty komercyjne. Im skala działania jest większa, tym koszt narzędzi w przeliczeniu na sztukę jest mniejszy, co sprzyja narzędziom komercyjnym. Niemniej czynników wyboru jest naprawdę wiele. Patrząc na te procesy w perspektywie lat, można powiedzieć, że koszt pracy inżynierskiej stale rośnie, na dodatek dobrych projektantów elektroniki zawsze brakuje, zwłaszcza w za-

[email protected] [email protected]

Udoo, C-Control, Bosch

Oprogramowanie Keysight Technologies Mentor Graphics, DownStream, PCB Libraries Altium, Desktop EDA, iCD MikroElektronika CST AG

Atmel, Microchip, Arduino Engicam NXP, Texas Instruments, STM XJTAG, Teledyne LeCroy Microchip, Atmel, Digi, MikroElektronika Renesas, Cypress, FTDI Atmel, Microchip, Gemalto Olimex Nuvoton ST Microelectronics Pandaboard, Beagleboard National Instruments Owon, Hantek, Geeetech IAR Systems, Visioncs ST Microelectronics, Atmel, Microchip Espressif, Quectel, Grinn

Friedrich Atollic, ElektroSym ARM, Cadsoft, Keil Cadence, 6SigmaET, WISE Mentor Gr., MikroElektronika Segger, IAR, Green Hills

www.tme.eu

Microchip, MikroElektronika, Digilent i in.

Microchip, MikroElektronika

www.wg.com.pl

ARM, Keil, iSystem, BPM Microsystems, Elnec, SMH i in.

ARM, Keil, Labcenter, JTAG Technologies

kresie układów analogowych. Wydajne narzędzia, które są w stanie przyspieszyć projektowanie, ograniczyć liczbę wykonywanych prototypów i takie, które pozwalają zrobić więcej przy mniejszych zasobach kadrowych, zawsze będą poszukiwane i pewnie z czasem nawet bardziej niż dzisiaj. Firmy decydują się na płatne oprogramowanie także wówczas, gdy chcą korzystać ze wsparcia technicznego, ci, którzy potrzebują gotowych bibliotek, na przykład obsługujących zaawansowa-

Draupner Graphics, IS2T NI

ne układy peryferyjne, korzystają z systemów operacyjnych, realizują złożone systemy, do tworzenia których przydają się dostępne w płatnych pakietach funkcje optymalizacyjne i analityczne.

Tendencje w oprogramowaniu EDA Opisane powyżej ograniczenia związane z rosnącymi kosztami projektowania silnie oddziałują na rynek oprogramowania projektowego. Tendencje

Zdaniem ankietowanych specjalistów aktualna sytuacja na rynku narzędzi i oprogramowania projektowego w końcu 2016 roku jest taka sama jak wcześniej, a co trzeci pytany był zdania, że nawet lepsza (wykres po lewej). W komentarzach padały jednak opinie na temat wstrzymanych inwestycji przez jednostki badawcze i duże firmy powiązane z zamówieniami państwowymi. Te opinie zawierają się w czerwonym, 25-procentowym polu. Drugi wykres jest ilustracją pytania o konkurencję na rynku – jak widać prawie co drugi pytany uznał ją za silną.

30

Styczeń 2017

Elektronik

Raport są takie, aby projektowanie nie kończyło się w momencie przygotowania schematu i zaprojektowania płytki, ale objęło też wirtualne przygotowanie prototypu i poddanie go badaniom. Fizyczne przygotowanie prototypu przesuwa się tym samym w czasie do momentu, gdy nadchodzi konieczność wykonania badań certyfi kacyjnych w laboratorium. Podstawą do tych zmian jest rozbudowa części wizualizacyjnej i symulacyjnej pakietów oprogramowania EDA oraz szybki rozwój osobnych, specjalizowanych pakietów oprogramowania przeznaczonych do symulacji. Wizualizacja to oczywiście prezentacje trójwymiarowe płytek drukowanych z komponentami, projektowanie mechaniczne obudów i rozwiązań montażowych z możliwością złożenia całości ze sobą (płytki i obudowy). Nowoczesne oprogramowanie EDA pozwala traktować obudowę i elementy mechaniczne podobnie jak podzespoły elektroniczne i dzięki temu wdaje się, że już niedługo typowy koszmar konstruktora, któremu wykonana płytka nie pasuje do obudowy, przestanie spędzać sen z oczu.

Projekt układu elektronicznego zmienia się tym samym w projekt systemu i przestaje być taki „płytkocentryczny”. Wizualizacja obudowy, przewodów, wzajemnego ułożenia bloków funkcjonalnych (zasilacz, wentylator, akumulator, fi ltr sieciowy, gniazda i otwory) staje się dzisiaj coraz bardziej istotna, bo umożliwia w kolejnym kroku przeprowadzenie wszechstronnych symulacji. Symulacje zawsze były częścią oprogramowania inżynierskiego, ale z reguły dotyczyły płytki i mozaiki połączeń po to, aby była zachowana integralność sygnałów, aby emisja elektromagnetyczna była ograniczana przez projekt, a ciepło właściwie rozpraszane. Te zagadnienia rozszerzane są obecnie na całe urządzenie. Liczba narzędzi symulacyjnych szybko rośnie i patrząc na to, co dzieje się na rynku, należy oczekiwać, że tempo to jeszcze bardziej wzrośnie w kolejnej dekadzie. Niedawno firma CST, dostarczająca symulatory elektromagnetyczne, zo-

stała kupiona przez Dassault Systemes, a Siemens kupił Mentor Graphics. Są to wyraźne sygnały, że dotychczasowe narzędzia inżynierskie określane jako EDA, czyli jak mówi pierwsza litera skrótu związane z projektowaniem elektroniki, zmienią się w projektowanie systemów i mechatroniki. Możliwości, jakie kryją się w zakresie symulacji, są ogromne, bo dzisiaj bez problemu można uzyskać dużą moc obliczeniową niezbędną do szybkich obliczeń bardzo złożonych matematycznie zagadnień. Mamy przetwarzanie

Raport

Ocena skali piractwa oprogramowania projektowego w kraju. Po lewej stronie aktualny wykres, a po prawej jako odniesienie analogiczne zestawienie wykonane przez nas ponad pięć lat wcześniej. Nietrudno zauważyć, że nasz rynek normalnieje, bo pole czerwone zmniejszyło się z 57 do 9%, a zielone pole wzrosło z 14 do 26%. Innymi słowy, 26% pytanych, a więc co czwarta osoba, jest zdania, że większość firm korzysta z wersji licencjonowanych. Oczywiście można ponarzekać, że tempo tego procesu nie jest duże i potrzeba jeszcze zapewne minimum całej dekady, aby pole zielone przekroczyło 50%, niemniej za każdym procentem kryją się wymierne sumy dla dostawców.

w chmurze obliczeniowej, farmy serwerów, które można wynająć i zlecić obliczenia. Pecety też są znacznie bardziej wydajne, co nierzadko daje spore możliwości symulacyjne zwykłym kom-

puterom biurowym. Rozwój oprogramowania symulacyjnego przyspieszył w ostatnich latach, bo okazało się, że symulacje pozwalają przygotować projekt szybciej i taniej niż tradycyjnie było

to realizowane przez szereg kolejnych iteracji z doskonaleniem prototypów. Najbardziej znaczący postęp dotyczy zapewne kompatybilności elektromagnetycznej, która potrafi zaskoczyć niemile nawet doświadczonych projektantów. W tej dziedzinie symulacja przynosi bardzo spektakularne efekty. Współczesne oprogramowanie symulacyjne pozwala też na łączenie symulacji z rzeczywistymi pomiarami. Współczesne narzędzia do projektowania układów mikrofalowych lub elektronicznych pozwalają dołączyć funkcje odczytujące rzeczywiste wartości z urządzeń pomiarowych. Co więcej, możliwe jest także integrowanie zaimplementowanych algorytmów DSP, np. z LabVIEW lub Matlab, w środowisku do symulacji układów elektronicznych.

Wielka różnorodność rynku Zdaniem co drugiego ankietowanego dostępne narzędzia projektowe są drogie, ale za to wydajne i uniwersalne, czyli ich wysoka cena odpowiada wysokim możliwościom projektowym. Nieco mniejsza grupa (43%), ale nadal spora, jest zdania, że narzędzia mają dobrze zbalansowane możliwości oraz ceny. Oznacza to, że rynek ma dwa wyraźnie zarysowane bieguny. Jeden tworzy narzędzia darmowe od producentów i open source'owe, drugi to zaawansowane produkty komercyjne. Duże możliwości projektowe darmowych narzędzi wypychają z rynku mierne wyroby, o ograniczonych możliwościach.

32

Styczeń 2017

Elektronik

Ogromna popularność mikrokontrolerów powoduje, że portfolio produktowe największych producentów tych układów liczy się w setkach typów i co miesiąc wychodzą kolejne, lepsze wersje. Patrząc z perspektywy na rynek, można powiedzieć, że dostępność zestawów projektowych niewątpliwie ułatwia wybór i pracę konstruktorów, ale nie znaczy to, że staje się on prosty. Takich produktów na rynku jest dzisiaj bardzo dużo i to, że dla wielu rodzin mikrokon-

Raport Grzegorz Witek, Computer Controls

❚ Kto w Polsce najbardziej potrzebuje zaawansowanego oprogramowania EDA i narzędzi? Oprogramowania EDA potrzebuje właściwie każda firma, projektująca urządzenia elektroniczne, czy to na własne potrzeby, czy też usługowo dla innych odbiorców. Ponieważ większość współczesnych produktów zawiera mniej lub bardziej rozbudowane układy elektroniczne, potrzeba ich projektowania i wytwarzania staje się powszechna, a za tym idzie konieczne jest posiadanie narzędzi projektowych. Dobrym przykładem jest branża oświetleniowa. Jeszcze kilka lat temu oprawy oświetleniowe były produktami w większości mechanicznymi. Obecnie, wraz z popularyzacją energooszczędnych źródeł światła, w tym oświetlenia LED, elektronika stała się w nich obowiązkowym, a często najważniejszym elementem. O tym, czy firma potrzebuje mniej czy bardziej zaawansowanego oprogra-

mowania, decyduje głównie złożoność realizowanych projektów. Przy czym, lepsze narzędzia projektowe, pozwalają na bardziej efektywną pracę, a zatem szybszą realizację projektów, a to przekłada się na redukcję kosztów pracy. Zatem posiadanie zaawansowanego oprogramowania, nawet jeśli nie jest konieczne ze względów technicznych w przypadku mniej złożonych projektów, jest uzasadnione ekonomicznie i daje firmie przewagę konkurencyjną.

Designer jest najbardziej pożądanym wyborem, również wśród nowo powstających firm elektronicznych. Uważam, że podyktowane jest to wieloma czynnikami, jak dobre dopasowanie możliwości programu do stopnia złożoności realizowanych u nas projektów, cena adekwatna do możliwości programu, dobra dostępności dokumentacji, wsparcia technicznego i szkoleń oferowanych przez Computer Controls oraz duża popularność programu wśród firm i uczelni.

❚ Które firmy się liczą jako dostawcy i producenci? Brak jest oficjalnych statystyk z polskiego rynku i trudno ustalić procentowy udział poszczególnych marek, jednak zdecydowanym liderem jest oprogramowanie Altium Designer oferowane w Polsce przez firmę Computer Controls. Liczą się również produkty firm Cadence i Mentor Graphics, popularny jest także program Eagle, wybierany często przez najmniej wymagających użytkowników. Na świecie, wg statystyk dostarczanych przez Gary Smith, firma Altium z roku na rok powiększa udział w rynku, kosztem pozostałych dużych graczy. Altium Designer jest najczęściej wybieranym programem przez użytkowników przesiadających się z innych narzędzi. Na naszym rodzimym rynku, Altium

trolerów istnieje zgodność pinowa i programowa oraz to, że architektura ARM, która stała się standardem przemysłowym, pomaga jedynie w niewielkim stopniu. Zjawisko to przenosi się na rynek narzędzi deweloperskich, a liczba zestawów, płytek startowych i podobnych jest już liczona w tysiącach. Do tych przygotowywanych przez producentów dochodzą rozwiązania dystrybutorów, produkty firm niezależnych oraz konstrukcje open source. Oznacza to, że rozwiązania te dość szybko się starzeją i nierzadko ich możliwości nie są wykorzystywane – opanowanie złożonego modułu komunikacyjnego lub wydajnego mikrokontrolera bywa na tyle czasochłonne, że w międzyczasie na rynku może pojawić się nowa lepsza wersja. Najważniejszą funkcję na rynku pełnią emulatory i zintegrowane środowiska projektowe (IDE), które dostarczają producenci mikrokontrolerów, jak Atmel Studio 7, Kinetis Design Studio, MPLAB, Code Composer Studio, STM32 Cube. Spora część z nich to pakiety bardzo zaawansowane. Poza nimi są też pakiety IDE firm niezależnych, jak IAR, Keil, Atollic, CooCox, Hitex, GreenHills, Raisonance i inne. Oferta rynku jest dość szeroka, także w przypadku wersji płatnych, co jest konsekwencją ogromnej popularności procesorów ARM Cortex. Środowiska te obsługują wszystkie procesory oraz wspomagają projektowanie aplikacji dla Linuksa i Androida itp. Podobne rozwiązania dostępne

❚ Jakie są oczekiwania klientów kupujących oprogramowanie i narzędzia? Sądzę, że oczekiwania klientów kupujących oprogramowanie nie odbiegają istotnie od oczekiwań klientów z innych sektorów. Ogólnie – klient oczekuje dobrego produktu, za przystępną cenę, od kompetentnego i wiarygodnego dostawcy. W szczegółach jest to bardziej złożone, ze względu różne formy finansowania, często długi i złożony proces decyzyjny, zwłaszcza w większych organizacjach. Zaawansowany produkt, jakim jest oprogramowanie inżynierskie, wymaga również pomocy na etapie wyboru, jak i późniejszego użytkowania, dlatego wartość dodana od dostawcy jest równie istotna, jak możliwości samego produktu.

są dla układów CPLD, FPGA oraz DSP firm Intel-Altera, Lattice, Xilinx, Cypress, Analog Devices. Poza nimi funkcjonują programy narzędziowe mniejszego kalibru, a więc kompilatory, symulatory i debuggery oraz programy związane z interfejsem JTAG do wgrywania kodu, symulacji w czasie rzeczywistym i testowania poprawności mon-

Elektronik

Styczeń 2017

33

Raport IoT i komunikacja bezprzewodowa

Główni odbiorcy oprogramowania i narzędzi projektowych w Polsce to producenci elektroniki profesjonalnej, a więc firmy wytwarzające specjalistyczne i niszowe aplikacje z dużym wkładem myśli inżynierskiej. Ale niewiele słabiej oceniono uczelnie wyższe i placówki badawcze, które jak wynika z ankiet są ważnym i liczącym się na rynku odbiorcą narzędzi i programów. Na dole wykresu uplasowało się wojsko, co na pierwszy rzut oka może wydawać się zaskakujące, niemniej chodzi o to, że instytuty wojskowe i ośrodki mogą być kwalifikowane w drugiej pozycji, a dodatkowo w tym przypadku na rzecz wojska pracują zwykle firmy zewnętrzne, także uwzględnione wcześniej.

tażu. Są też gotowe do użycia biblioteki programowe, systemy czasu rzeczywistego stosy TCP/IP i realizujące komunikację bezprzewodową. Są też biblioteki pomiarowe i wizualizacyjne, matematyczne i obliczeniowe. Osobną kategorię stanowi oprogramowanie EDA, a zwłaszcza duże pakiety projektowe, jak Altium Designer, Pads, OrCAD i Eagle, oraz oprogramowanie

symulacyjne, np. firmy CST. W tym obszarze też można znaleźć sporo darmowych pozycji (jak KiCAD, DesignSpark), ale o ile darmowe środowiska IDE udostępniane przez producentów mikrokontrolerów są niezłe, o tyle w obszarze EDA różnica między narzędziami darmowymi (open source, udostępnianymi przez dystrybutorów komponentów i dostępnymi online) jest znacznie większa.

Spora część narzędzi i zestawów projektowych przeznaczona jest do aplikacji IoT i komunikacji bezprzewodowej. Ten segment rynku rozwija się dynamicznie, bo w pewnym stopniu jest on specyficzny. Komunikacja bezprzewodowa wymaga zapewnienia zgodności z wymaganiami prawnymi, nierzadko obsługi protokołów. Do tego dochodzą zaawansowane technologie oszczędzania energii, wyłączania bloków, użycia specyficznych modulacji, kodowania danych. W przypadku komunikacji przez sieć komórkową lub inną sieć o charakterze publicznym trzeba spełnić wymagania techniczne operatora lub dostawcy infrastruktury sieciowej. Komplikacja zagadnień technicznych stojących przed projektantami w tym obszarze jest znacznie większa. Problemy pogłębia to, że wiele aplikacji IoT to maleństwa o wysokiej skali integracji, wymagające posiadania zaawansowanego parku maszynowego po stronie produkcji. Zapanowanie nad projektem bez wsparcia się nowoczesnym oprogramowaniem i platformami sprzętowymi jest w zasadzie niemożliwe, stąd dostępność rozbudowanych zestawów, narzędzi i oprogramowania staje się dzisiaj często wręcz kluczowa. W obszarze IoT potrzeba posiadania i pracy w oparciu o oprogramowanie platformy rozwojowej jest bardzo wyraźnie zarysowana. Wiele modułów komunikacyjnych to złożone konstrukcje zawierające procesor aplikacyjny, pamięć i układy peryferyjne, dające możliwość programowania. Do ich obsługi potrzebne są narzędzia programowe i sprzętowe, podobne jak dla mikrokontrolerów. Zresztą w praktyce zagadnienia komunikacyjne i mikrokontrolery są ze sobą bardzo mocno powiązane, na rynku funkcjonują specjalizowane procesory z wbudowanymi transceiverami BLE lub Wi-Fi.

Dostawcy narzędzi projektowych Zestawienie, które typy narzędzi cieszą się największym powodzeniem i stanowią główny nurt rynku, zdominowały wyraźnie płytki ewaluacyjne i starter kity, a więc produkty specjalizowane, dostarczane często przez dystrybutorów podzespołów. Druga pozycja przypadła wszystkim produktom, które można dostać bezpłatnie: od dystrybutora, w ramach upominku za obecność na warsztatach lub seminarium itp. Znaczy to, że w realiach krajowej elektroniki sięga się po produkty komercyjne dopiero wówczas, gdy te darmowe przestają wystarczać.

34

Styczeń 2017

Elektronik

Zestawy startowe, płytki ewaluacyjne sprzedaje duża część dystrybutorów podzespołów elektronicznych, bo jak już wspomniano, są one często powiązane z ofertą komponentów elektronicznych, a nierzadko dostępność narzędzi warunkuje sprzedaż podzespołów i odwrotnie. Dotyczy to zwłaszcza autoryzowanych dostawców mikrokontrolerów, modułów komunikacyjnych, jak Masters, Soyter, Marthel, JM elektronik, Gamma, Computer Controls i in. Są też firmy, któ-

Inne materiały na temat narzędzi deweloperskich i oprogramowania EDA w poprzednich numerach „Elektronika”

Raport re produkują samodzielnie narzędzia projektowe, np. Glyn wytwarzający zestawy startowe z mikrokontrolerami Renesasa i wyświetlaczami, Propox, RK-System, produkujący programatory i emulatory oraz Kristech, Kamami. Narzędzia projektowe są też obowiązkową i cenną pozycją dla firm katalogowych, jak Farnell element14, TME, Conrad Electronic. Liczba płytek projektowych w ich ofertach w ostatnich latach bardzo szybko rosła, co przekonuje, że są one atrakcyjne nie tylko z przyczyn technicznych, ale także biznesowych. Od wielu lat dystrybutorzy szukają możliwości, aby towarzyszyć projektantom w pracy na każdym etapie i najlepiej jak najwcześniejszym. Chodzi o to, aby proponować swoje rozwiązania i komponenty oraz budować wzajemne pozytywne relacje, dające podbudowę do regularnych dostaw podzespołów.

Dostawcy oprogramowania projektowego W zakresie uniwersalnych pakietów oprogramowania EDA do rysowania

schematów, projektowania płytek i wraz z narzędziami analitycznymi na rynku liczą się Altium Designer, PADS, OrCAD i Eagle. Za tymi markami kryją się dystrybutorzy, jak Computer Controls, Gamma i CADrex, FlowCAD i Farnell element14. Niemniej wydaje się, że rynek jest w przededniu zmian, bo niedawno Farnell sprzedał Eagle firmie Autodesk, a nie dalej jak dwa miesiące temu Mentor Graphics został kupiony przez Siemensa. Zapewne przełoży się to na rynek dystrybucji w niedalekiej przyszłości. Poza dużymi pakietami oprogramowania EDA ważną część rynku tworzą narzędzia dla mikrokontrolerów, a więc kompilatory, symulatory i debuggery, stosy programowe oraz środowiska IDE do tworzenia systemów embedded. Dostawcą takich programów jest fi rma WG Electronics, sprzedająca oprogramowanie fi rm Keil, ARM i iSystem oraz produkty do „boundary-scan” firmy JTAG Technologies. Kolejnymi fi rmami tego typu na rynku są RK-System, Kamami i JM elektronik. Większość wy-

Raporty ● Mikrokontrolery i IoT – EL 6/2016 ● Komunikacja w przemyśle – EL 2/2016 ● Dystrybutorzy podzespołów elektronicznych i sklepy internetowe – EL 10/2015 ● Narzędzia dla mikrokontrolerów – EL 1/2015 Teksty techniczne ● Mikrokontrolery – ukryty świat – EL 10/2016 ● Sensor fusion – aplikacje i realizacje – EL 10/2016 ● Zasilacze sterowane cyfrowo – nowe podejście do konwersji mocy – EL 9/2016 ● Optymalizacja wydajności programów w języku C – EL 8/2016 ● Autodiagnostyka w systemach embedded – EL 6/2016 ● Debugowanie – rzemiosło i sztuka – EL 3/2016 ● Przemysłowy Internet Rzeczy (IIoT) i jego wpływ na projektowanie urządzeń – EL 3/2016 ● C++: mity i fakty – EL 2/2016 ● Języki programowania dla systemów wielordzeniowych – EL 10/2015 Wymienione teksty są dostępne na naszym portalu: www.elektronikab2b.pl

mienionych firm nie ogranicza oferty do oprogramowania i sprzedaje też narzędzia sprzętowe. Przegląd ofert dostawców narzędzi projektowych dla mikrokontrolerów i oprogramowania inżynierskiego pokazany został w tabeli 1, a w tabeli 2 zamieszczono dane kontaktowe do firm wraz z wyszczególnieniem listy dystrybuowanych marek. Robert Magdziak Tabela 3. Plan raportów „Elektronika” na najbliższe miesiące

Zestawienie najważniejszych kryteriów ofert handlowych decydujących o wyborze produktów, warto zauważyć, że na pierwszym miejscu nie wypadła cena, ale możliwości projektowe, jakie ma dane narzędzie. Tak było też w naszych poprzednich edycjach tego raportu, co przekonuje, że nie jest to ani pomyłka, ani błąd statystyczny. Wiele firm z tego zestawienia współpracuje z producentami niezależnymi od wytwórców układów scalonych i dystrybutorów komponentów, a więc od tej części rynku, która jest związana z tanimi dotowanymi narzędziami. W tym obszarze ważniejsze są możliwości, uniwersalność oraz wsparcie ze strony dostawcy, a nie cena.

36

Styczeń 2017

Elektronik

Miesiąc

Temat raportu

Luty 2017

Urządzenia i moduły do komunikacji bezprzewodowej M2M i IoT

Marzec 2017

Przełączniki i klawiatury

Kwiecień 2017

Złącza sygnałowe

Źródłem wszystkich danych przedstawionych w tabelach oraz na wykresach są wyniki uzyskane w badaniu ankietowym przeprowadzonym wśród dostawców oprogramowania i narzędzi do projektowania elektroniki w Polsce.

Prezentacje | Raport

Narzędzia i zestawy startowe do mikrokontrolerów Efektywne projektowanie elektroniki wymaga dzisiaj od projektanta szybkiego dostarczenia działającego prototypu przy niewielkim nakładzie pracy i kosztach. Zaprojektowanie testowej płytki PCB często odpada z możliwości rozwiązań ze względu na koszty czasowe oraz jednostkowe produkcji. Z tego powodu projektanci decydują się na korzystanie z gotowych zestawów startowych, kitów oraz układów referencyjnych, co pozwala na szybką weryfikację funkcjonalną oraz implementację gotowego kodu, w krótkim czasie i bez ponoszenia nadmiernych kosztów.

W

ten trend włączają się producenci podzespołów, którzy coraz chętniej i liczniej udostępniają do swoich wyrobów zestawy startowe – poszukiwane są głównie te dla mikrokontrolerów oraz układów System-on-Chip (SoC). Firmy takie jak Silicon Laboratory oraz Maxim Integrated dla mikrokontrolerów dostarczają pełne zestawy, projekty referencyjne, noty aplikacyjne oraz środowiska IDE. Firma Silicon Laboratory jako jeden z produ- Rys. 1. Wyposażenie starter kitu EFM8SB2 firmy Silicon Labs centów m.in. układów SoC oraz mikrokontrolerów dostarcza gotowe ze- to wyposażone, jak pokazano na rysun- oraz szybkiej konfiguracji i prezentacji stawy startowe niemalże dla każdego ze ku 1. Zawierają interfejsy użytkownika, możliwości mikrokontrolerów oraz zeswoich produktów. W tabeli 1 zestawio- czujniki światła, temperatury oraz wil- stawów rozszerzeń w oparciu o gotowe no dostępne płytki z uwzględnieniem po- gotności, wyświetlacz oraz porty roz- kody testowe oraz biblioteki dla dostępdziału na rodziny produktów. W zależno- szerzeń. Służą one głównie do prostej nych peryferii. ści od rodzaju układu starter kit (rys. 1) lub płytka projektowa (ewaluacyjna) – rysunek 3, liczba dostępnych układów peryferyjnych rośnie wraz ze skomplikowaniem i możliwościami zestawu. Starter kity w zależności od rodziny procesora mają zróżnicowane funkcje, niemniej jednak są to układy boga-

Rys. 2. Układ rozszerzeń dla zestawów startowych serii EFM32

Rys. 3. Wyposażenie kitu EFM32WG Silicon Labs

Elektronik

Styczeń 2017

37

Raport | Prezentacje Dodatkowo dla starter kitów udostępniane są układy rozszerzeń (rys. 2). Umożliwiają one szybkie uruchomienie aplikacji działających w oparciu o czujniki/układy zintegrowane na płytce. Przedstawiona na rysunku karta rozszerzeń ma zintegrowane czujniki temperatury i wilgotności, światła oraz zbliżeniowy zdolny do monitorowania HRM SpO2. Większe możliwości testowania oraz rozwoju projektu oraz nauki obsługi

umożliwiają płytki projektowe (development kit) – rysunek 3. Mają one zintegrowane popularne peryferia, układy przetwarzania sygnału (np. przetworniki ADC/DAC), wyświetlacz dotykowy, interfejsy użytkownika oraz obszar do prototypowania własnego układu sprzętowego. Silicon Labs posiada w swoim portfolio układy SoC bazujące na mikrokontrolerach rodzin EFM32, zawierające zintegrowane bloki radiowe pozwa-

Tabela 1. Zestawienie układów startowych, rozwojowych oraz płyt rozszerzeń dla mikrokontrolerów i układów SoC firmy Silicon Labs Rodzina zestawów Oznaczenie zestawu Rodzina mikrokontrolerów EFM32 Pearl i Jade Gecko – układy integrujące szyfrowanie sprzętowe o wySLSTK3401A sokiej wydajności EFM32 Wonder Gecko – układy integrujące instrukcje DSP EFM32WG-STK3800 o wysokiej wydajności EFM32GG-STK3700 EFM32 Giant Gecko – układy o dużych zasobach pamięci Flash/RAM EFM32LG-STK3600 EFM32 Leopard Gecko – układy o dużej różnorodności peryferii EFM32-G8XX-STK EFM32 Gecko – układy o wysokiej wydajności i energooszczędności Zestawy startowe EFM32 Tiny Gecko – układy o autonomicznych i energooszczędnych EFM32TG-STK3300 dla układów EFM32 peryferiach EFM32 Happy Gecko – układy o bardzo niskich stratach mocy SLSTK3400A przy zasilaniu z USB EFM32 Zero Gecko – rodzina 32-bitowych układów o bardzo EFM32ZG-STK3200 niskim zużyciu energii SLSTK3201A EFM32 Zero Gecko z Weather Station Demo Biometric Sensor Expansion Card dla EFM32 Wonder Gecko Biometric-EXP-EVB – płytka rozszerzeń EFM32WG-DK3850 EFM32 Wonder Gecko EFM32GG-DK3750 EFM32 Giant Gecko Zestawy ewaluacyjne dla układów EFM32 EFM32LG-DK3650 EFM32 Leopard Gecko EFM32G-DK3550 EFM32 Gecko BADGER-SiM3L1xx-EK SiM3L1xx Evaluation Kit MFI-SIM3U1XX-DK MFi 32-bit Development Kit dla akcesoriów Apple iOS Zestawy ewaluacyjne dla układów SiM3C1xx-B-DK SiM3C1xx (non-USB) Precision32 SiM3L1xxLCD-B-DK SiM3L1xx (LCD) 32-bit MCU SiM3U1xx-B-DK SiM3U1xx (USB) Toolstick Class D Utility Class D ToolStick AEC-Q100 Qualified MCU – układy wysokiej wydajności SLSTK2020A z kwalifikacjami automotive SLSTK2021A High Performance 50 MHz MCU – układy o wysokiej wydajności SLSKT2022A High Flash Capacity 50 MHz MCU – układy o dużych zasobach Flash Precision Analog Laser Bee MCU – układy z przetwornikami ADC SLSTK2030A o dużej rozdzielczości Zestawy startowe Capacitive Touch Sense MCU – układy z wyjściami przeznaczonymi dla układów EFM8 SLSTK2010A do sterowania czujników pojemnościowych High Flash Capacity MCU – układy o dużych zasobach Flash SLSTK2011A oraz wyjściach dla czujników pojemnościowych SLSTK2000A USB Capable MCU – układy o niskich stratach przy zasilaniu z USB EMIF/USB Capable MCU – układy o niskich stratach przy zasilaniu SLSTK2001A z USB oraz EMIF Zestawy ewaluacyjne C8051FxxxDK Development Kits for C8051Fxx MCU dla układów 8051 C8051TxxxDK Development Kits dla C8051Txx MCU 8-bitowych MCU Bluetooth Low Energy SLWSTK6020A EFR32 Blue Gecko Smart SOC SLWSTK6000A EFR32 Mighty Gecko SoC Zestawy ewaluacyjne EM35X-DEV/ dla układów EM35x Development Kit EM35X-DEV-IAR ZigBee/Thread EM3588-MLR-AN-C EM358x Development Kit EM3588-M-AN-C Zestawy ewaluacyjne EFR32 Flex Gecko 2,4 GHz – układy SoC oparte o rodzinę EFM32FG SLWSTK606xA dla SoC na 2,4 GHz z torem radiowym EFR32 Flex Gecko Sub-GHz -– układy SoC z rodziny EFM32FG SLWSTK606xA z torem radiowym EZR32 Happy Gecko – układy SoC oparte o rodzinę EFM32HG SLWSTK624xA Zestawy ewalulacyjne z torem radiowym dla układów SoC EZR32 Leopard Gecko – układy SoC oparte o rodzinę EFM32LG na Sub-GHz SLWSTK620xA z torem radiowym EZR32 Wonder Gecko – układy SoC oparte o rodzinę EFM32WG SLWSTK622xA z torem radiowym SLWRB41xxA/B Akcesoria dla zestawów EFR32 Radio Board – układy radiowe dla częstotliwości 2,4 GHz SLWRB42xxA/B radiowych oraz do 1 GHz SLWRB43xxA

38

Styczeń 2017

Elektronik

lające na komunikację w pasmach poniżej 1 GHz lub 2,4 GHz. Układy EZR32 (rys. 4) mają identyczne płyty główne dla wszystkich kitów, dzięki czemu użytkownik ma możliwość zakupu samego układu z chipem radiowym. Dla częstotliwości subgigahercowych producent udostępnia protokoły RAIL Soft ware oraz Connect Stack umożliwiające szybką konfigurację parametrów radia układu SoC. Natomiast dla 2,4 GHz dostępne są Bluetooth, ZigBee oraz Th read. Zarówno mikrokontrolery, jak i układy SoC firmy Silicon Labs mają dużą uniwersalność oraz możliwości konfiguracji. Niemniej jednak każda z rodzin posiada strategiczne funkcje i parametry, które definiują oraz poniekąd ograniczają zastosowanie do wybranych aplikacji. Wszystkie starter kity oraz płytki projektowe wspierane są przez Simplicity Studio, które jest czołowym środowiskiem IDE Silicon Labs, integrującym wszystkie niezbędne narzędzia oraz funkcje do pełnego zarządzania oraz obsługi układu.

Oferta firmy Maxim Firma Maxim Integrated podobnie dla produktów z rodziny mikrokontrolerów udostępnia zestawy developerskie (tab. 2). Niemniej jednak producent skupia się na dostarczaniu rozwiązań wysoce wyspecjalizowanych dla zastosowań w aplikacjach wymagających maksymalnego poziomu bezpieczeństwa (rys. 5), mobilnych o minimalnej konsumpcji energii oraz systemów embedded. Mikrokontrolery oraz zestawy rozwojowe Maxima w odróżnieniu od innych producentów są zaprojektowane pod konkretne zastosowania aplikacyjne. Dlatego też uniwersalność takich płytek ogranicza się do funkcjonalności oraz cech wymaganych przez daną aplikację. Dodatkowo mikrokontrolery Maxima mają rdzenie oparte o standardową architekturę ARM Cortex, jak również architekturę 16-bitową MAXQ.

Wybór rozwiązania Wybór odpowiedniego rozwiązania względem aplikacji jest istotną kwestią wpływającą na czas rozwoju projektu, oraz napotkane problemy z implementacją, dokumentacją lub oprogramowaniem. Zdefiniowanie niezbędnych parametrów dla mikrokontrolera jak również układu SoC jest niezbędne dla właściwego wyboru oraz dopasowania aplikacyjnego. Dodatkowym aspektem są dostępne źródła w postaci

Prezentacje | Raport

Rys. 4. Elementy składowe starter kitu EZR32FG Rys. 5. Zestaw ewaluacyjny dla MAX32600

dokumentacji, not aplikacyjnych oraz środowiska pracy. Udostępnione IDE jest bardzo ważnym aspektem, gdyż jego

dostępność, cena oraz funkcjonalność mają wpływ na całościowy koszt oraz czas realizacji projektu. Firma Computer

Tabela 2. Zestawienie układów startowych, rozwojowych oraz płyt rozszerzeń dla mikrokontrolerów oraz układów SoC firmy Maxim MAX32625 – ultra low power MCU do zastosowań w zaawansowanych MAX32625NEXPAQ aplikacjach wearable MAX32630FTHR MAX32630 – ultra low power MCU do zastosowań w aplikacjach wearable MAX32600MBED MAX32600 – low power MCU z szyfrowaniem sprzętowym MAX32620-EVKIT MAX32620 – ultra low power MCU do zastosowań w aplikacjach wearable Zestawy MAX32555-KIT MAX32555 – układ do aplikacji o podniesionym poziomie zabezpieczeń ewaluacyjne MAXQ610-KIT MAXQ610 – układ do aplikacji mobilnych ogólnego przeznaczenia MAXQ615-KIT MAXQ615 – układ do aplikacji mobilnych ogólnego przeznaczenia MAXQ617EVKIT MAXQ617 – układ do zastosowań w aplikacjach infrared MAXQ622-KIT MAXQ622 – układ do aplikacji mobilnych ogólnego przeznaczenia MAXQ1852-KIT MAXQ1852 – układ do aplikacji wymagających maksymalnego poziomu zabezpieczeń

Controls jako przedstawiciel producentów Silicon Laboratory oraz Maxim Integrated zapewnia dostęp do zestawów startowych oraz niezbędną pomoc przy selekcji układu i późniejszym wdrażaniu oraz uruchamianiu aplikacji. Kamil Prus, Inżynier Aplikacyjny [email protected]

Computer Controls Sp. z o.o. [email protected] [email protected]

Raport | Prezentacje

Bluetooth Low Energy 4.2 przynosi większe bezpieczeństwo komunikacji Ochrona transmitowanych informacji i danych jest ważna w przypadku każdego urządzenia bezprzewodowego, od akcesoriów sportowych, przez urządzenia medyczne, po terminale płatnicze. Mechanizmy prywatności uniemożliwiają korzystanie z urządzeń niezaufanych, a bezpieczna komunikacja zapewnia integralność transmisji, bezpieczne przechowywanie danych oraz uniemożliwia podsłuchiwanie przekazywanych informacji. W wersji 4.2 standardu Bluetooth Low Energy (BLE) pojawiły się nowe funkcje zwiększające prywatność i bezpieczeństwo w potencjalnie zagrożonych obszarach istniejących we wcześniejszych wersjach BLE, a także nastąpiła dalsza poprawa efektywności energetycznej. Prywatność Zapewnienie prywatności urządzeń wykorzystujących BLE oparte jest na procesie wymiany między uczestnikami komunikacji tajnego kodu o nazwie Identity Resolving Key (IRK) na podstawie którego generowany i dekodowany jest przypadkowy adres znany jako Resolvable Private Address (RPA). Jedynie, gdy urządzenie dysponuje IRK może wyszukiwać urządzenia BLE znajdujące się w pobliżu i komunikować się z drugim urządzeniem BLE poprzez kanał advertising. IRK dzielone pomiędzy urządzeniami w czasie parowania, są przechowywane w pamięci wewnętrznej urządzenia podczas łączenia na liście zwanej Resolving List. Zatem tylko urządzenia, które zostały połączone wcześniej w pary mogą zdekodować prywatny adres urządzenia po drugiej stronie łącza (peer). W Bluetooth 4.1 lista Resolving List jest obsługiwana przez hosta, który

MITM udaje urządzenie 2

Urządzenie 3 (MITM)

Połączenie BLE od urządzenia 1

Urządzenie 1

Urządzenia uważają, że korzystają z tego linku

też zajmuje się dekodowaniem adresów. Działanie to wymaga jego aktywności za każdym razem, gdy zostanie odebrany pakiet rozgłoszeniowy z RPA. W Bluetooth 4.2 Resolving List jest obsługiwana przez kontroler, który dekoduje prywatne adresy urządzeń i nie ma potrzeby wybudzania hosta ze stanu uśpienia do obsługi tego zada-

Urządzenie 2

Rys. 1. W pasywnym podsłuchiwaniu na łączu komunikacyjnym pojawia się trzecie urządzenie, które przechwytuje informacje

40

Styczeń 2017

Elektronik

Połączenie BLE od urządzenia 2

Urządzenie 2

Rys. 2. W czasie ataku Man-in-the-Middle trzecie urządzenie włącza się w kanał komunikacyjny udając zarówno nadawcę jak i odbiorcę odpowiednio dla każdego kierunku transmisji

Urządzenie (podsłuchujące)

Urządzenie 1

MITM udaje urządzenie 1

nia. Obniża to pobór mocy, nawet jeśli funkcjonalności sterownika i hosta są zrealizowane na bazie jednego i tego samego procesora. Wynika to z tego, że narzut na komunikację między poszczególnymi warstwami protokołu jest w tym przypadku mniejszy i procesor realizuje zadanie dekodowania adresów przy takim podziale w krótszym czasie. Adres RPA może być także zmieniany w trakcie działania, co jeszcze bardziej utrudnia śledzenie urządzeń. W Bluetooth 4.1 zmiana adresu następowała co 15 minut, niemniej w pewnym stopniu ograniczało to użyteczność komunikacji poprzez wpływ na czas nawiązywania łączności i tym samym też zwiększało to pobór mocy. Co więcej funkcje takie jak Directed Connectable Advertisement (DCA) odpowiadające za fi ltrowanie urządzeń nie mogły być wykorzystane w tej wersji standardu.

Rys. 3. Parametry procesu parowania wymieniane w pierwszej fazie w Bluetooth 4.2

Bluetooth 4.2 pozwala na ustawienie okresu zmiany RPA od 1 s do 11,5 h, obsługuje DCA i realizuje dekodowanie adresów w warstwie Link Layer, co przyspiesza nawiązywanie łączności i sprzyja niskiemu poborowi mocy.

Pasywne podsłuchiwanie Aby chronić komunikację przed nieuprawnionym dostępem, systemy komunikacji bezprzewodowej muszą zawierać mechanizmy obrony przez pasywnym podsłuchiwaniem przez trzecie urządzenie (rys. 1) oraz atakiem typu MITM (man-in-the-middle). Podstawową metodą ochrony danych przed podsłuchiwaniem jest ich szyfrowanie za pomocą klucza. W Bluetooth Low Energy 4.2, pojawił się mechanizm o nazwie LE Secure Connections zapewniający szyfrowanie zgodne z wymogami FIPS (Federal Information Processing Standard) za pomocą bazującego na krzywych eliptycznych algorytmu ECDH – Diffiego-Hellmana (Diffie-Hellman Key – DHKey). Klucz ten jest wykorzystywany w kolejnych krokach do tworzenia dalszych zabezpieczeń i kluczy jak Long Term Keys (LTK), ale co ważne nigdy nie jest on przesyłany drogą radiową. W ten sposób ograniczono znacznie możliwość jego podsłuchania. Starsze wersje (4.1

i niższe) wykorzystywały łatwe do odgadnięcia tymczasowe klucze po to, aby zaszyfrować pierwszy przesyłany komunikat. Tak zaszyfrowanym łączem były przesyłane dalsze klucze jak Long Term Keys (LTK), ale jasne jest, że potencjalnie były one bardziej narażone na podsłuchanie. Atak Man-in-the-Middle to rodzaj nadużycia w którym na drodze komunikacji dwóch urządzeń pojawia się trzecie które udaje (emuluje) oba urządzenia także nadawca i odbiorca komunikatów komunikują się z atakującym uważając, że jest on właściwym adresatem (rys. 2). Przed tym atakiem chroni autentykacja, która daje pewność, że urządzenie jest tym, za które się podaje. W Bluetooth autentykacja polega na parowaniu urządzeń poprzez wymianę klucza. Niemniej zanim dojdzie do wymiany konieczna jest wymiana parametrów parowania wymaganych do autentykacji, np. związanych z możliwością wyświetlenia kodu 6-cyfrowego dla użytkownika potwierdzającego cały proces lub czy możliwe jest wykorzystanie NFC do sparowania i wymiany kluczy. To samo dotyczy przesłania wyniku, a więc czy wpisany kod jest poprawny i na obu urządzeniach wpisano ten sam numer.

Raport | Prezentacje Urządzenie 3 Urządzenie 1

Urządzenie 2

Urządzenia 1 i 2 chcą komunikować się z wykorzystaniem BLE Urządzenie 3 jest pasywnym podsłuchującym Urządzenia 1 i 2 uzgadniają wykorzystanie dwóch liczb całkowitych: A – liczba pierwsza, np. 23 B – pierwiastek pierwotny modulo 2 z A, np. B=5 Urządzenie 3 monitoruje transmisję, aby poznać A i B

Urządzenie 3

Urządzenie 1

Urządzenie 2

Urządzenie 3

Urządzenie 1

Urządzenie 2

Urządzenie 1 wybiera tajną liczbę „C”, np. C=6 Urządzenie 1 wysyła do urządzenia 2 „E” takie, że E=BC mod A = 56 mod 23 =8 Urządzenie 2 wybiera tajną liczbę całkowitą D, np. D=15 Urządzenie 2 wysyła do urządzenia 1 „F” takie, że F=BD mod A = 515 mod 23 =19 Urządzenie 3 monitorujące transmisję podsłuchuje wartości E i F

Urządzenie 1 oblicza klucz wspólny G taki, że G=FC mod A = 196 mod 23 = 2 Urządzenie 2 oblicza klucz wspólny G taki, że G=ED mod A = 815 mod 23 = 2 Urządzenie 3 nie jest w stanie obliczyć G ponieważ nie ma D i C Uwaga – w rzeczywistości liczby wykorzystywane jako A…G są 32-bitowe

Rys. 4. Ustalanie klucza wspólnego do szyfrowania transmisji w obecności podsłuchu

W BLE 4.2 mechanizmy te zostały rozszerzone do czterech pozycji: • porównanie numeryczne – w ramach którego oba urządzenia wyświetlają 6-cyfrowy numer i wymagają jego potwierdzenia na drugim urządzeniu (w 4.1 niedostępne), • wprowadzenie hasła – użytkownik wprowadza jednakowe hasło na obu urządzeniach lub wpisuje hasło wyświetlone na jednym do drugiego, • Out of Band (OOB) – w tej wersji do wymiany danych kryptograficznych wykorzystywana jest komunikacja poza kanałem radiowym interfejsu, np. przez NFC.

Parowanie Parowanie urządzeń to proces w ramach którego następuje wymiana kluczy i następuje autentykacja. W wersji 4.1 proces ten odbywa się dwiema metodami: jako LE Secure Connection (nowość) i LE Legacy Pairing (było już w 4.0). Ta pierwsza opcja przynosi znaczą poprawę bezpieczeństwa komunikacji. Ogólnie proces parowania podzielony jest na trzy fazy. Podczas pierwszej urządzenia wymieniają parametry parowania, a więc opis jakie informacje mogą być pobierane i wyświetlane oraz jaką drogą jest to realizowane. Lista parametrów została pokazana na rysunku 3. Jak wspomniano wcześniej LE Secure Connection bazuje na algoryt-

42

Styczeń 2017

Elektronik

mie ECDH typu P-256, co oznacza, że klucze prywatne mają długość 256 bitów. Generowane są dwa takiej długości klucze z których pierwszy jest prywatny i jest on wysyłany drogą radiową, drugi publiczny generuje urządzenie za pomocą swojego generatora. Po tym każde z dwu urządzeń wysyła swój wygenerowany klucz publiczny do drugiego. Za pomocą odebranego klucza publicznego i własnego prywatnego tworzony jest kolejny klucz wspólny (shared key). Oznacza to, że podsłuchiwacz może podsłuchać jedynie publiczne klucze wymieniane między urządzeniami. A bez znajomości kluczy prywatnych nie jest w stanie stworzyć klucza wspólnego niezbędnego do odszyfrowania transmisji. Na rysunku 4 pokazano proces, w jaki sposób tworzony jest bezpieczny kanał komunikacyjny w sytuacji, gdy jest on podsłuchiwany. W fazie drugiej algorytm ECDH generuje parę kluczy z których publiczny jest wymieniany do celów autentykacji urządzeń i ustalenia szyfrowanego połączenia. Autentykacja polega na tym, że urządzenie generuje klucz Long Term Key (LTK) z wykorzystaniem klucza wspólnego (shared key) za pomocą algorytmu ECDH i sprawdza DHKey. Potem w fazie 3 LTK jest wykorzystywany do zaszyfrowania linku, a następnie wymieniane są klucze zgodnie z ustawieniami flag Initiator Key Distribution/

Responder Key Distribution w parametrach parowania.

Podpisywanie danych Mechanizm podpisywania danych dostępny w BLE jest dodatkową funkcjonalnością poprawiającą bezpieczeństwo. BLE można wykorzystać Connection Signature Resolving Key (CSRK) do podpisywania danych w sytuacji, gdy nie jest wykorzystywane szyfrowanie i tym samym zwiększyć bezpieczeństwo. W takim przypadku generowana jest sygnatura (podpis) i wraz z licznikiem kolejnych podpisów jest ona dołączana do każdego PDU (ramki danych). Nie zabezpiecza to przed podsłuchiwaniem, ale pozwala na autentykację nadajnika i odbiornika. Jak widać z powyższego opisu Bluetooth Low Energy 4.2 zawiera znacznie więcej funkcji zapewniających bezpieczeństwo zarówno w zakresie zwykłego podsłuchiwania i monitorowania transmisji jak i ataku MITM. Warte odnotowania jest także to, że do szyfrowania jest wykorzystany algorytm oparty na 256-bitowych kluczach. Sachin Gupta, Richa Dham, Cypress Semiconductor

GLYN Poland ul. Krupnicza 13, 50-075 Wrocław tel. 71 782 87 58 [email protected], ww.glyn.pl

Prezentacje | Raport

FloTHERM XT – symulacje termiczne na każdym etapie projektowania elektroniki Z reguły analizę termiczną projektu, jeden z istotnych zagadnień projektowania urządzeń elektronicznych, inżynierowie zostawiają sobie na później, nierzadko na moment, gdy większość pracy z elektroniką i mechaniką jest bliska ukończenia. Prowadzi to do konieczności dokonywania wielu przeróbek na końcowym etapie projektowania oraz dodatkowych prototypów. W konsekwencji oznacza to też znaczny wzrost kosztów, bolesne opóźnienia we wdrożeniu produktu oraz brak dostatecznej ilości czasu na poszukiwania lepszych strategii projektowych, jak również ich optymalizacji.

I

nżynierowie mechanicy muszą współpracować z projektantami elektroniki, którzy korzystają z oprogramowania typu EDA, jak również z innymi specjalistami korzystającymi z oprogramowania MDA. Oprogramowanie do symulacji termicznych powinno towarzyszyć pracy tych osób na każdym etapie procesu projektowania, zarówno w jego części elektronicznej jak i mechanicznej, począwszy od fazy prac koncepcyjnych, poprzez właściwe projektowanie, optymalizowanie oraz końcową weryfi kację. Te różne potrzeby mają poważne implikacje dla rozwoju oprogramowania, szczególnie względem niezbędnych interfejsów, zarządzania danymi oraz ich integracją.

Oprogramowanie FloTHERM XT

dułem MCAD, umożliwia import natywnej geometrii projektu CAD z większości narzędzi tego typu dostępnych na rynku. Elementy modyfi kowane wewnątrz FloTHERM XT mogą być też eksportowane w tym samym natywnym formacie w celu powrotnego importu do środowiska MCAD, przy zachowaniu danych historycznych związanych z tym obiektem. Program FloTHERM XT poprzez wbudowany łatwy w użyciu, intuicyjny oraz dwukierunkowy moduł FloEDA Bridge wspiera synchronizację z pakietami oprogramowania EDA takich producentów jak Cadence, Zuken, Altium, którzy są członkami ODB++ Solutions Aliance. Projekt płytki drukowanej może być edytowany, komponenty mogą podlegać przesunięciom, obrotom o dowolny kąt oraz skalowaniu. Wspierany jest również import danych w formacie IDF.

Aby sprostać tym wymaganiom możliwości dwóch potężnych narzędzi: FloTHERM oraz FloEFD fi rmy Mentor Graphics zostały połączone w jedną nowoczesną oraz zintegrowaną z technologią CAD i CFD (Computational Fluid Dynamics) platformę projektową. Zbieżność procesów projektowania mechanicznego i elektronicznego, wymuszona także poprzez wszechobecną miniaturyzację wymaga, aby zmiany w projekcie elektroniki były aktualizowane w projekcie mechaniki. Co więcej, tradycyjne dwuwymiarowe podejście do projektowania PCB obecnie zostało istotnie wzbogacone poprzez technologię wizualizacji 3D. Z tych przyczyn oprogramowanie FloTHERM XT z wbudowanym mo-

Rys. 1. CAD-centryczny interfejs FloTHERM XT

Prawie doskonała integracja z systemami EDA oraz MCAD jest obecnie warunkiem do efektywnej symulacji termicznej w zakresie zgodnym z aktualnym stanem cyklu projektowego. FloTHERM XT zawiera bibliotekę SmartPart z obiektami geometrycznymi i niegeometrycznymi, umożliwiającą użytkownikowi dostęp do zestawu najbardziej popularnych komponentów dla umożliwienia szybkiego i możliwie najdokładniejszego tworzenia modeli. Program wspiera też niekartezjańską geometrię, nietypowe kształty komponentów oraz radiatorów. Także do szybkiej budowy modelu aplikacji dostępne są dowolne kształty obrysów płytek drukowanych, specyficzne komponenty elektromechaniczne jak dmuchawy oraz materiały w różnych stanach fazowych wykorzystywane przy produkcji (zalewy, lakiery).

Elektronik

Styczeń 2017

43

Raport | Prezentacje

Rys. 2. Interfejs FloEDA Bridge

Omawiany program stanowi przyjazne środowisko projektowe, w którym geometria aplikacji może być zmieniana na bieżąco, a wyniki symulacji natychmiast uaktualniane. Zamysłem autorów było, aby złożone mechanicznie urządzenia elektroniczne można było łatwo poddawać skomplikowanym procesom optymalizacji. Zaimportowany obiekt CAD wraz z wewnętrznie stworzonym modelem mogą funkcjonować razem, umożliwiając tym samym ich pełną integrację i posługiwanie się takim modelem w całym procesie projektowania od etapu koncepcji po końcowy etap weryfikacji. FloTHERM XT wpisuje się tym samym w optymalny proces projektowania, minimalizując ryzyko związane z kwestiami termicznymi już od początku projektowania. Dzięki zintegrowaniu zaawansowanych metod modelowania oraz natywnych linków do większości popularnych narzędzi EDA, program umożliwia utrzymanie dwóch równoległych procesów projektowania – mechanicznego oraz

elektronicznego – powiązanych razem poprzez stworzenie modelu 3D produktu, który w sposób uproszczony (lub jeśli potrzeba także w sposób szczegółowy) będzie w stanie synchronizacji z ich środowiskami projektowymi – EDA oraz MDA. FloTHERM XT może zatem wydatnie pomóc w znacznym skróceniu czasu cyklu projektowego, a poprzez to jest w stanie zredukować koszty projektowania oraz ryzyko, że to co wyjdzie z pracowni projektanta będzie wymagało poprawy.

Analiza termiczna Właściwe dla oprogramowania typu CFD tworzenie siatki obliczeniowej (meshing), wykorzystywane w analizie termicznej aplikacji elektronicznych, stanowi wyzwanie obliczeniowe z powodu mnogości powierzchni rozgraniczających ciała stałe i ciecze. W konsekwencji aby optymalizacja i analiza termiczna była w pełni zautomatyzowana także podczas zmian geometrii, proces ten (meshing) także musi być w pełni au-

tomatyczny i przebiegać bez ingerencji operatora poza wstępnym defi niowaniem rozmiarów siatki obliczeniowej. Uboczną konsekwencją używania systemów EDA do projektowania obwodów drukowanych w dwóch wymiarach (2D), jest to, że obiekty składające się na projekt są lokalnie dopasowane do siatki układu kartezjańskiego (układane są w rastrze). Jest to naturalne, niemniej coraz częściej ograniczenia gabarytowe zmuszają projektantów do niekonsekwencji w tej kwestii, np. układania modułów DIMM pod kątem do głównej płyty, użycia radiatory o nie kartezjańskich profilach. Użycie prostej siatki rastra X-Y ze stałym skokiem, która wykracza poza obrys jest nieodpowiednie ponieważ szybko prowadzi do nieakceptowalnej liczby oczek siatki, kiedy np. dodany zostanie geometryczny detal zwiększający model. W rezultacie, użycie lokalnie zagęszczonej siatki rastra w układzie kartezjańskim w obrębie i poza obiektem symulowanym stało się powszechne. Ponieważ liczba obiektów o „geometrii niekartezjańskiej” w systemach elektronicznych wzrosła, zwiększyło się zatem zapotrzebowanie na bardziej zaawansowane metody tworzenia siatek. W ciągu ostatnich lat, w narzędziach CFD zintegrowanych z MCAD coraz częściej są stosowane siatki ósemkowe (octree meshes). Warto dodać, że w obszarze elektroniki, procesy projektowe różnią się znacznie od firmy do firmy. Zintegrowanie narzędzi CFD z MCAD często nie ułatwia projektantom zadania, chociażby z powodu tego, że wczesne etapy prac koncepcyjnych w zakresie elektroniki były w środowisku EDA, a więc poza systemem MCAD. Zatem, w środowiskach projektowych skoncentrowanych wokół MCAD, dobrze jest, aby narzędzie do symulacji termicznych było niezależne od reszty (stand alone).

Łatwiejsze modelowanie

Rys. 3. Tradycyjny sposób wykorzystania narzędzi CFD do symulacji termicznych urządzeń elektronicznych w cyklu projektowania EDA/MDA

44

Styczeń 2017

Elektronik

Oprogramowanie do symulacji termicznych CFD – FloTHERM XT zostało stworzone, aby sprostać coraz trudniejszym wyzwaniom w zakresie warunków termicznych, jakie stają przed nowoczesnymi urządzeniami elektronicznymi. Program zapewnia łatwiejszy sposób modelowania bardziej skomplikowanych urządzeń oraz ich o obudów. Jest użyteczny w szczególności w takich dziedzinach, jak oświetlenie LED, elektronika użytkowa, elektronika wojskowa i profesjonalna, kosmiczna oraz samochodowa.

Prezentacje | Raport Prosta praca

Rys. 4. Zastosowanie FloTHERM XT do symulacji termicznych urządzeń elektronicznych w cyklu projektowania EDA/MDA

Tworzenie siatek (meshing) może zajmować znaczny czasu w wielu narzędziach CFD ogólnego przeznaczenia, co bywa przyczyną frustracji projektantów, gdy coś idzie nie tak. Większość inżynierów mechaników chciałoby po prostu mieć oprogramowanie, które w miarę możliwości nie wymaga zbyt dużego wysiłku w zakresie konfiguracji, ale jednak daje możliwość przełączenia się na bardziej inteligentną obsługę tam gdzie jest to niezbędne. To życzenie pokazuje sens istnienia bardziej zaawansowanych strategii tworzenia siatki pomiarowej (meshingu). Zaawansowane algorytmy wykorzystywane w FloTHERM XT zapewniają półautomatyczne, zorientowane obiektowo modelowanie obiektów z opcją manualnej regulacji siatki tam, gdzie jest to konieczne. Jednocześnie zapewniono swobodę i kontrolę nas procesem modelowania, która jest pożądana przez bardziej doświadczonych inżynierów zajmujących się symulacjami termicznymi. Symulator wykorzystuje stabilne metody numeryczne oraz półautomatyczne metody kontroli zbieżności wyników symulacji z możliwością interwencji operatora, kiedy jest to niezbędne. W aplikacjach chłodzenia układów elektronicznych, kwestie związane z modelowaniem turbulencji są rzadkie, a jeśli są, to są największym źródłem błędów w wynikach symulacji. Jest to bardziej prawdopodobne niż niepewność w prawidłowym oszacowaniu rozpra-

szaniu mocy, parametrach materiałów, czy prędkości przepływu medium chłodzącego. Oprogramowanie FloTHERM XT zapewnia optymalny model dla danej aplikacji oraz jeśli jest taka potrze-

Za pomocą FloTHERM XT można iteracyjnie symulować projekt od fazy koncepcji do implementacji. Kolejne iteracje mogą być niezbędne, aby poprawić ewentualne błędy. Takie wykorzystanie oprogramowania może znacznie skrócić czas wprowadzenia produktu na rynek. Program może być wykorzystywany poprzez inżynierów elektroników oraz ekspertów od zagadnień termicznych, którzy szybko mogą weryfi kować rozwiązania bardziej skomplikowanych problemów z chłodzeniem. Dzięki bezpośredniej integracji z narzędziami do projektowania PCB, eliminuje się także wrażliwy na błędy i wymagający często czasu proces konwersji plików wejściowych. Możliwość fi ltracji danych (np. odrzucenie do symulacji komponentów, które rozpraszają znikome

Rys. 6. Przykład symulacji termicznej zasilacza

ba możliwość wyboru alternatywnych modeli. Alternatywne wersje są dostępne dla przepływów laminarnych, przejściowych i turbulentnych. W przypadku modeli turbulentnych występują ograniczenia w celu uniknięcia pomyłek. Program sprawia, że korzystanie z ogólnego modelu opartego na układzie dwóch równań połączonego z własnym podejściem do zagadnień brzegowych dla efektów przyściennych, które płynnie przechodzą pomiędzy różnymi rodzajami przepływów, co daje doskonałe wyniki testów w przypadku zastosowań do aplikacji z urządzeniami Rys. 5. Przykład symulacji termicznej routera sieciowego elektronicznymi.

moce) redukuje czas symulacji. Program zapewnia automatyczne tworzenie siatek obliczeniowych (meshing), kontroluje zbieżność wyniku symulacji. Ma przyjazny graficzny interfejs użytkownika i pozwala na tworzenie modeli oraz efektywną symulację najbardziej złożonych systemów. To wszystko daje również wymierną redukcję czasu potrzebnego na symulacje termiczne w stosunku do innych narzędzi CFD. Więcej szczegółowych informacji na temat FloTHERM XT jest na stronie https://www.mentor. com/products/mechanical/f lotherm/ flotherm-xt/

Gamma Sp. z o.o., tel. 22 862 75 00 [email protected], www.gamma.pl

Elektronik

Styczeń 2017

45

Raport | Prezentacje

Projektuj elektronikę z zestawami od Farnell element14 W ofercie firmy Farnell element14 konstruktorzy mogą znaleźć kilka tysięcy zestawów startowych, płytek uruchomieniowych oraz narzędzi i oprogramowania. Nie sposób opisać ich wszystkich, nawet w wielkim skrócie. Stąd wybraliśmy kilka ciekawych pozycji, które mogą zainteresować konstruktorów zajmujących się tworzeniem nowoczesnych aplikacji z obszaru IoT, elektroniki noszonej i urządzeń przemysłowych. Mamy nadzieję, że okażą się one wstępem do dalszych poszukiwań.

Nowa wersja Discovery STM32F407G-DISC1 to oznaczenie zestawu projektowego firmy ST Microelectronics o nazwie Discovery zawierającego wydajny 32-bitowy mikrokontroler STM32F407 z rdzeniem ARM Cortex M4. Zawiera on wszystkie niezbędne elementy niezbędne do prac projektowych, łącznie z programatorem/ debuggerem ST-LINK/V2, a także dwa akcelerometry, mikrofon i przetwornik cyfrowo-analogowy audio ze wzmacniaczem mocy klasy D oraz przyciski. Połączenie z komputerem realizowane jest przez port USB OTG. Specyfi kacja: • mikrokontroler STM32F407VGT6 (32-bitowy, rdzeń ARM Cortex-M4 ze zintegrowanym FPU), 1 MB pamięci Flash, 192 kB pamięci RAM, obudowa LQFP100, • wbudowany programator/debugger ST-Llink v2-A pracujący jako: wirtualny port COM, urządzenie Mass Storage i interfejs debugowania,

46

Styczeń 2017

Elektronik

• współpraca ze środowiskiem ARM mbed, • zasilanie przez gniazdo USB lub z zewnętrznego zasilacza 5 V, • 3-osiowy akcelerometr LIS302DL/ LIS3DSH, • mikrofon MEMS MP45DT02, • przetwornik audio C/A ze wzmacniaczem CS43L22, • 8 diod LED: LD1 (czerwona/ zielona) – komunikacja USB, LD2 (czerwona) – zasilanie, 4 diody użytkownika, 2 diody USB OTG – zasilanie (zielona), przeciążenie prądowe (czerwona), • 2 przyciski: użytkownika i reset, • interfejs USB OTG FS na złączu micro-USB, • wszystkie linie mikrokontrolera są wyprowadzone na złącza szpilkowe.

NXP  OM11043 

nia niski pobór mocy i dużą wydajność przy taktowaniu zegarem 100 MHz i wbudowanej pamięci 64 KB SRAM i 512 KB Flash. Połączenie płytki z aplikacją użytkownika zrealizowano przez złącze szpilkowe o rozstawie wyprowadzeń takiej samej jak 40-pinowa podstawka DIP. Dostępne piny zawierają interfejsy SPI, I 2C, linie UART i CAN, a także port GPIO, wyjścia PWM, linie przetworników ADC i DAC. Na płytce jest złącze microUSB OTG pozwalające przesyłać kod ze środowiska IDE do pamięci mikrokontrolera poprzez przeciąganie plików do wirtualnego napędu dyskowego.

DM164136 – Curiosity HPC DM164136 to płytka startowa o nazwie „curiosity – ciekawość” przeznaczona do 8-bitowych mikrokontrolerów PIC w obudowach 28- i 40-pino-

OM11043 firmy NXP Semiconductors to płytka prototypowa z mikrokontrolerem ARM LPC1768 z rdzeniem Cortex M3 dla środowiska mbed przeznaczona do szybkiego protot y powania aplikacji. Mikrokontroler ten zapew-

wych fi rmy Microchip, w tym układów zawierających układy peryferyjne działające niezależnie od rdzenia (Core Independent Peripherals), której cechą jest dostępność wielu sygnałów elektrycznych na złączach. Dwie podstawki DIP są otoczone złączami nakładkowymi dającymi dostęp do pinów CPU. Jest ona przeznaczona dla po-

Prezentacje | Raport czątkujących użytkowników i współpracuje z oprogramowaniem MPLAB X oraz MPLAB Xpress IDE. Curiosity zawiera wbudowany programator/debugger PICkit On Board (PKOB) i nie wymaga instalacji żadnych dodatkowych komponentów. Za pomocą zawartych na płytce złączy MikroElectronika Mikrobus możliwe jest podłączanie dodatkowych akcesoriów. Wyposażenie: • jumper przełączający napięcie zasilania z 3,3/5 V, złącze micro USB do komunikacji i zasilania, • dwurzędowe nakładkowe złącze rozszerzające, • 2 przyciski, 4 diody LED i dwa złącza mikroBUS, • potencjometr, przycisk resetu.

świetlacza LCD, dysku eMMC. Do debugowania jest 20-pinowe gniazdo CTI JTAG.

WARP 7 development kit WaRP7 to komputer jednopłytkowy przeznaczony do wspomagania projektowania i tworzenia aplikacji elektroniki noszonej. Platforma zawiera płytę bazową i drugą płytkę nakładkową.

Beaglebone Black Industrial Beaglebone Black Industrial, z procesorem TI Sitara AM3358 bazującym na rdzeniu ARM Cortex A8, z pamięcią 512 MB DDR3 800 MHz. Jest to niedrogie i skalowalne rozwiązanie pracujące w rozszerzonym zakresie przemysłowym temperatur od –40 do +85º C i z zainstalowanym fabrycznie systemem Debian Linux na dysku eMMC Flash o pojemności 4 GB. Taktowany zegarem 1 GHz procesor z rodziny A8 zapewnia dużą wydajność obliczeniową (2000 MIPS), a układ graficzny SGX530 pozwala na uruchamianie programów z rozbudowaną grafi ką. Dodatkowo na pokładzie jest jednostka wspomagająca pracę systemów czasu rzeczywistego oraz slot kart SD/MMC. Na płytce zawarto też stabilizator LDO oraz układ zarządzania zasilaniem TPS65217C, co pozwala dostarczyć stabilizowanego 5 VDC do modułów rozszerzających. Komputer ma wyjście HDMI D pozwalające na dołączenie monitora, port micro USB i gniazdo zasilające jack. Złącza na płycie pozwalają na dołączenie wy-

Konstrukcja pierwszej bazuje na wydajnym i energooszczędnym procesorze NXP iMX 7 Solo zawierającym rdzenie ARM Cortex-A7 i Cortex-M4. To unikatowe połączenie dwóch jednostek obliczeniowych daje w efekcie procesor hybrydowy, który podczas realizacji zadań mało złożonych zapewnia bardzo dobre parametry energetyczne wynikające z użycia M4, na przykład w aplikacjach elektroniki noszonej. Drugi rdzeń A3 jest uaktywniany, gdy wymagania jest duża moc obliczeniowa, np. podczas przetwarzania grafi ki. Płytka nakładkowa zawiera kilka sensorów: akcelerometr, barometr, żyroskop oraz gniazdo rozszerzeń MikroBus pozwalające na instalację jednej z 200 dostępnych płytek Click Board, opracowanych do szybkiego prototypowania wszystkich potencjalnie atrakcyjnych aplikacji tego typu. Wszystkie użyte podzespoły zostały wybrane pod kątem zapewnienia niskiego poboru mocy, małych wymiarów i niskiej ceny. Na płytce WaRP 7 poza procesorem i wymienionymi czujnikami zamontowano 4 GB pamięci LPDDR3 i 8 GB Flash w postaci eMMC 5.0. Za łączność ze

światem zewnętrznym odpowiadają Wi-Fi, Bluetooth LE, USB-OTG, NFC. Po stronie multimediów są porty audio, kamery i wyświetlacza MIPI. Całość pracuje pod kontrolą systemów Linux 3.14 lub Android 5.1.

mangOH Green IoT Zestaw startowy mangOH Green IoT to platforma open hardware przeznaczona do prototypowania aplikacji IoT wykorzystujących sieć telefonii komórkowej jako nośnik danych przy komunikacji. Zawiera akcelerometr i żyroskop, z których dane mogą być zapisywane w chmurze obliczeniowej po to, aby gromadzić dane przez długi czas w celu ich dalszej analizy. Platforma spełnia wymagania stawiane przed aplikacjami przemysłowymi, a oprogramowanie open source pozwala szybko zacząć pracę nad projektem bez dodatkowych kosztów. Dostarczane razem z produktem biblioteki pozwalają połączyć platformę z dowolnym shieldem Arduino i dalej przesłać dane do chmury obliczeniowej. Charakterystyka: • 3 sloty IoT typu QSFP (przemysłowe) do podłączania sensorów i urządzeń sieciowych z opcją hot plug-in,

• 2 złącza CF3 (przemysłowe) do procesorów aplikacyjnych i modułów bezprzewodowych, • moduł WP8548 CF3 z procesorem aplikacyjnym Cortex A5, odbiornikiem GNSS i modemem 3G, • złącze zgodne z Arduino do shieldów, • interfejsy: 1 USB 2.0 micro, 1 RS232/serial, 1 RJ45/Ethernet, 1 audio jack, • slot kart Micro SD, złącze antenowe, • Legato Linux i obsługa chmury AirVantage.

Farnell element14 tel. 00800 121 29 67 http://pl.farnell.com

Elektronik

Styczeń 2017

47

Dodaj do ulubionych

Microchip na swojej stronie internetowej udostępnił bibliotekę Sample Rate Conversion Library (SRC). Zawiera ona funkcje, realizujące konwersję częstotliwości próbkowania sygnałów audio. Biblioteka jest przeznaczona do mikrokontrolerów z rodzin PIC32 oraz dsPIC. SRC Library można pobrać i używać bezpłatnie.

W

przypadku mikrokontrolerów z rodziny dsPIC korzystając z SRC Library, można wykonać konwersję dla sygnałów audio o rozdzielczości 16 bitów, zaś w wypadków układów z rodziny PIC32 – dla sygnałów audio o rozdzielczości 16 oraz 24 bitów. Jeżeli chodzi o sygnały audio o rozdzielczości 16 bitów oraz 24 bitów, można wykonać konwersję częstotliwości próbkowania w górę, zwiększając ją z 44,1 kHz do 48 kHz albo z 32 kHz do 48 kHz. W przypadku sygnałów audio o rozdzielczości 24 bitów dodatkowo możliwa do zrealizowania jest konwersja w dół, polegająca na zmniejszeniu częstotliwości próbkowania z 48 kHz do 44,1 kHz.

Bloki funkcyjne Na rysunku 1 przedstawiono bloki funkcyjne ilustrujące działanie algorytmu zaimplementowanego w bibliotece Sample Rate Conversion. Pierwszym z nich, na który podawany jest sygnał wejściowy, jest blok interpolacji (próbkowania w górę). W dalszej kolejności sygnał jest przetwarzany w dolnoprzepustowym fi ltrze antyaliasingowym. Ostatnim blokiem jest układ, w którym wykonywana jest decymacja (próbkowanie w dół, interpolacja wielomianowa).

Sygnał wejściowy

Próbkowanie w górę

Rys. 1. Bloki funkcyjne SRC Library

48

Styczeń 2017

Elektronik

Filtr FIR

Próbkowanie w dół (interpolacja wielomianowa)

Sygnał wyjściowy

W praktyce powyższy algorytm zaimplementowano w dwóch funkcjach. Pierwsza z nich, SRC_init(), konfi guruje tryb konwersji oraz inicjuje lokalny bufor stanu. Druga, SRC_apply(), wykonuje konwersję częstotliwości próbkowania. Dalej

Dodaj do ulubionych szczegółowo charakteryzujemy konwersję pomiędzy różnymi wartościami częstotliwości próbkowania dla dwóch przypadków.

Jak przebiega konwersja? W przypadku konwersji z 32 kHz do 48 kHz najpierw próbki sygnału wejściowego uzupełnia się zerami, tak żeby zasymulować częstotliwość próbkowania trzykrotnie większą od tej oryginalnej (96 kHz). Następnie sygnał wzmacnia się i próbkuje z częstotliwością dwukrotnie mniejszą od wcześniej zasymulowanej (48 kHz). Pierwszym etapem konwersji z 44,1 kHz do 48 kHz jest natomiast uzupełnienie próbek sygnału wejściowego zerami w taki sposób, żeby uzyskać częstotliwość próbkowania dwukrotnie większą od tej pierwotnej (88,2 kHz) w przypadku biblioteki dla sygnałów 16-bitowych oraz czterokrotnie większą (176,4 kHz) w przypadku biblioteki dla sygnałów 24-bitowych. Następnie sygnał wzmacnia się i usuwa próbki nadmiarowe metodą interpolacji wielomianowej.

Jak się zapobiega aliasingowi? W przypadku konwersji częstotliwości próbkowania z 32 kHz wykorzystywany jest dolnoprzepustowy fi ltr antyaliasingowy o bardzo stromej charakterystyce. Jego częstotliwość graniczna wynosi poniżej jednej szóstej pośredniej częstotliwości próbkowania. W tym wypadku jest to 14,5 kHz. Dzięki temu na etapie przetwarzania w dół zjawisko aliasingu nie ma wpływu na jakość sygnału. Podobnie w przypadku konwersji częstotliwości z 44,1 kHz częstotliwość odcięcia fi ltru dolnoprzepustowego jest mniejsza niż w tym wypadku jedna czwarta częstotliwości pośredniej. Wynosi ona 19,7 kHz.

ElektronikaB2B.pl Portal branżowy dla elektroników

Jak korzystać z biblioteki SRC? Aby móc skorzystać z Sample Rate Conversion Library, należy rozpakować plik archiwum pobrany ze strony fi rmy Microchip, a potem uruchomić instalator, który zainstaluje ją w wybranej wcześniej lokalizacji. Aby z kolei dodać bibliotekę SRC do swojej aplikacji, należy w programie MPLAB wybrać opcję Library Files w oknie projektu, a następnie opcję Add fi les. Dalej trzeba odszukać odpowiedni plik archiwum, dla mikrokontrolerów dsPIC: libSRC_LITE_dsPIC33E_v1_0.a lub libSRC_FULL_dsPIC33E_v1_0.a, a dla PIC32: libSRC_ LITE_44_1KHz_to_48KHz_v1_0.a, libSRC_LITE_32KHz_to _48KHz_v1_0.a, libSRC_LITE_48KHz_to_44_1KHz_v1_0.a, libSRC_LITE_PIC32_v1_0.a albo libSRC_FULL_PIC32_ v1_0.a. Plik archiwum powinien się znajdować w folderze libs. Po wybraniu tego właściwego powinno się kliknąć Open.

Skąd pobrać SRC Library i jej dokumentację? Bibliotekę w wersjach dla obu rodzin mikrokontrolerów firmy Microchip można pobrać ze strony internetowej pod adresem http://www.microchip.com/doclisting/Soft wareLib.aspx. Oprócz tego udostępniono tam dokumentację SRC Library w postaci dwóch podręczników użytkownika pt. Sample Rate Conversion Library for PIC32 User’s Guide i Sample Rate Conversion Library for dsPIC User’s Guide. Monika Jaworowska

Zaprenumeruj codzienny newsletter z branżowymi informacjami

AutomatykaB2B.pl/newsletter Elektronik

Styczeń 2017

49

Technika

Weidmüller maxGUARD: innowacyjny system dystrybucji napięcia 24 VDC Monitorowanie obciążenia i dystrybucja potencjałów w jednym rozwiązaniu W ramach serii produktów Klippon Connect, Weidmüller oferuje pionierskie rozwiązania dla efektywnego planowania, instalacji i eksploatacji rozdzielnic elektrycznych. Zaliczamy do nich między innymi innowacyjny system dystrybucji napięcia 24 VDC maxGUARD. System ten zapewnia monitorowanie obciążenia i dystrybucję potencjałów w jednym kompletnym rozwiązaniu.

B

ezawaryjna i przyjazna w obsłudze dystrybucja napięcia sterującego, która dodatkowo zapewnia oszczędność czasu i miejsca jest niezbędna dla wydajnej pracy maszyn i obiektów przemysłowych. Nowy system maxGUARD integruje złączki do rozdziału potencjałów (które były dotychczas instalowane oddzielnie) w wyjściach elektronicznego modułu monitorowania obciążenia, co tworzy kompletne rozwiązanie w jednym komponencie dystrybucji napięcia 24 VDC. Ta innowacyjna kombinacja monitorowania obciążenia i dystrybucji potencjałów, zapewnia oszczędność czasu podczas instalacji, zmniejsza ryzyko awarii oraz ilość miejsca zajmowanego na szynie zaciskowej nawet o 50%. maxGUARD charakteryzuje się niezwykłą łatwością serwisowania. Jego konstrukcja pozwala na bezpieczny dostęp do wszystkich potencjałów i obwodów obciążenia podczas uruchamiania lub czynności serwisowych. Zintegrowane punkty testowe w wejściach i wyjściach maxGUARD są szczególnie łatwe w obsłudze. Dla celów testowania i sprawdzania, dystrybutory potencjałów mają praktyczne dźwignie odłączające do prostej sepa-

50

Styczeń 2017

Elektronik

Rys. 1. Mostki łączące redukują czas i wysiłek potrzebny do okablowania pomiędzy monitorowaniem obciążenia i złączkami dystrybucji potencjałów

racji galwanicznej obwodu obciążenia. maxGUARD jest również wyposażony w unikalne mostki łączące, pozwalające zredukować czas i wysiłek potrzebny do instalacji, dzięki połączeniu między monitorowaniem obciążenia i zaciskami dystrybucji potencjałów.

Nie mniej ważny jest fakt, że nowy system dystrybucji napięcia ma wyjątkowo kompaktową konstrukcję, pozwalającą na oszczędność miejsca – elementy elektronicznego monitorowania obciążenia i dystrybucji potencjału mają szerokość 6,1 mm. maxGUARD pozwa-

Technika

Rys. 2. Dla celów testowania i sprawdzania, dystrybutory potencjałów mają praktyczne dźwignie odłączające do prostej separacji galwanicznej obwodu obciążenia

la również zaoszczędzić do 50% miejsca, ponieważ został zaprojektowany jako rozwiązanie pojedynczego bloku. Dzięki temu, użytkownik płaci tylko za to, czego naprawdę potrzebuje, a nie za nieużywane kanały, tak jak w rozwiązaniach pakietowych (4-kanałowych). Na przykład dla pięciu kanałów, klient ku-

Rys. 4. Kształt modułów pomaga oszczędzać miejsce – elektroniczne elementy monitorujące obciążenia i złączki dystrybucji potencjałów mają szerokość zaledwie 6,1 mm

Rys. 3. Elementy łączeniowe i testowe pozwalają na bezpieczny dostęp do wszystkich potencjałów i obwodów obciążenia podczas uruchamiania i konserwacji

puje pięć bloków z Weidmüller, zamiast dwóch pakietów bloków czterokanałowych lub jednego pakietu bloków ośmiokanałowych. Co więcej, maxGUARD nie opiera się na monitorowaniu jednokanałowym. Zamiast tego wykorzystuje monitoring grupy, który użytkownicy uznali w większości przypadków za wystarczający. System modułowy z Weidmüller sprawia, że wszystko jest możliwe – od zastosowania indywidualnych komponentów, przez defi nicję podstawowych założeń, po kompletną dystrybucję napięcia. Rozwiązania maxGUARD świetnie się sprawdzają jako skuteczna dystrybucja napięcia sterującego 24 V DC , ponieważ można je dowolnie łączyć z wieloma wariantami cztero oraz jednokanałowymi. Oferują one wysoki stopień elastyczności ze względu na możliwość regulacji kontroli obciążenia prądu i czasu wyzwolenia (standardowy lub zwłoczny); zabezpieczone przed manipulacją jednokanałowe monitorowanie obciążenia (wartość stała); a także ekonomiczne, czterokanałowe monitorowanie obciążenia (wartość stała) dla grupy czujników, etc. Elektroniczny monitoring obciążeń jest niezbędny, gdy zależy nam na szybkim i selektywnym zabezpieczaniu obwodów 24 V DC przed przeciążeniami i zwarciami. Z maxGUARD, elektroniczny monitoring obciążenia i złączki dystrybucji potencjałów mogą być dowolnie łączone, aby stworzyć kompletny system dystrybucji napięcia 24V DC

z wszystkimi niezbędnymi dodatnimi i ujemnymi biegunami obwodów obciążenia, które nie tylko pozwolą oszczędzić cenny czas, ale również znaczną ilość miejsca. System maxGUARD wykorzystuje dla swoich połączeń technologię łączeniową Push in. Znamionowe napięcie robocze wynosi 24 V DC , a obciążalność prądowa całego systemu jest zaprojektowana do maksymalnie 40 A. Szeroki zakres temperatur pracy rozciąga się od –25 do +55° C (bez spadku wartości znamionowych). Przekrój znamionowy podłączanego przewodu to 16 mm² w module zasilającym, 2,5 mm² w elektronicznym module monitorowania obciążenia (ELM), 1,5 mm² na górze i 2,5 mm² na dole złączki dystrybucji potencjału. Dostępna jest szeroka gama modułów zasilania (bez funkcji sterowania lub z alarmem i funkcją reset), moduł sterowania i alarmu oraz różne moduły dystrybucji potencjału. Ogromna gama wariantów i różnych bloków potencjałów oraz dodatkowych elementów umożliwia tworzenie indywidualnie skonfigurowanych rozwiązań.

Weidmüller www.weidmuller.pl/maxGUARD www.klippon-connect.com

Elektronik

Styczeń 2017

51

Technika

S2-LP – efektywna komunikacja bezprzewodowa dla IoT ST Microelectronics poszerzył ofertę układów komunikacji bezprzewodowej o kolejne rozwiązanie układowe S2-LP przeznaczone do aplikacji Internetu Rzeczy (IoT). Zapewnia ono niski pobór mocy pozwalający na zasilanie z baterii przez 10 lat bez wymiany ogniw, duży zasięg komunikacji. Układ wpiera też sieć Sigfox.

P

roponowany układ kierowany jest do aplikacji automatyki budynkowej i domowej, sieci sensorów przemysłowych, bezprzewodowych systemów alarmowych, nowoczesnej infrastruktury miejskiej (synchronizacja świateł, systemy informacji parkingowej, kontrola natężenia ruchu pojazdów). S2-LP pracuje w zakresie częstotliwości leżących poniżej 1 GHz i wykorzystuje wąskie pasmo, co zapewnia efektywną gospodarkę widmem. Domyślnie układ pracuje na jednej z częstotliwości dostępnych w pasmach ISM: 433, 868 i 920 MHz, ale może zostać zaprogramowany na inne wartości mieszczące się w paśmie 430–470 MHz oraz 860–920 MHz, przy odstępie międzykanałowym 12,5/25 kHz. Elastyczność działania dotyczy też modulacji – w zależności od wymaganej przepustowości można korzystać z 2(G) FSK, 4(G)FSK, a także modulacji ampli-

tudy OOK oraz ASK, co zapewnia transfery od 0,3 do nawet 500 kbps. Można też ustawić pracę CW. S2-LP może pracować w topologii punkt-punkt, gwiaz-

Rys. 1. Uproszczony schemat blokowy układu S2-LP

52

Styczeń 2017

Elektronik

dy oraz sieci typu mesh, co zapewnia dużą uniwersalność. Pobór prądu wynosi jedynie 7 mA w trybie odbioru i 10 mA przy nadawaniu z mocą 10 dBm (10 mW). W trybie standy pobór prądu spada do 350 nA, dzięki czemu bateria zasilająca jest w stanie zapewnić zasilanie nawet przez 10 lat. Maksymalna moc nadajnika wynosi +16 dBm (40 mW). Czułość odbiornika jest bardzo wysoka, co pozwala osiągnąć duży zasięg przy małej mocy nadajnika, a także daje szansę na miniaturyzację aplikacji, co zwykle wymaga użycia anten chipowych o małym zysku energetycznym. Jak podaje producent, jest to –130 dBm, czyli 0,07 μV. Innymi słowy, budżet energetyczny łącza dla omawianego transceivera wynosi aż 140 dBm. S2-LP to rozwiązanie elastyczne, które może zostać zaprogramowane do pracy z jednym z kilku popularnych standardów przemysłowych komunikacji bezprzewodowej w paśmie poniżej 1 GHz: Sigfox, Wireless M-Bus i 6LowPAN, a także IEEE 802.15.4g, który jest kiero-

Technika wany w stronę urządzeń inteligentnego domu. Rozwiązanie to ma status Sigfoxready, co oznacza, że producent oferuje do niego precertyfikowany zestaw projektowy pozwalający na prototypowanie bez dodatkowego nakładu pracy. Dostępny jest także Soft ware Development Kit (SDK) kompatybilny z mikrokontrolerami STM32 i zestawami projektowymi zawierającymi te układy.

Duża funkcjonalność Układ transceivera charakteryzuje się dużą funkcjonalnością. Jest RSSI oraz wbudowany detektor rozładowanej baterii, bufory danych dla nadajnika i odbiornika FIFO o wielkości 128 bajtów, zapewniające łatwą obsługę przez mikrokontroler. S2-LP automatycznie obsługuje powtarzanie pakietów z błędami i potwierdza prawidłowe dane. Warto dodać, że długość pakietów transmitowanych danych może być zaprogramowana oraz że możliwa jest praca ze zmienną wielkością ramki, w zależności od obciążenia transmisji. Wybudzanie układu ze stanu uśpienia odbywa się za pomocą zdarzeń zewnętrznych lub okresowo za pomocą wewnętrznego timera. Syntezer częstotliwości charakteryzuje się krótkim czasem startu i ustalenia stabilnej częstotliwości, co sprzyja oszczędzaniu energii. Obsługuje on dodatkowo funkcję zapewniającą kompensację różnic częstotliwości między nadajnikiem w jednym urządzeniu a odbiornikiem w drugim – AFC (Automatic Frequency Compensation). Działa ona dla modulacji częstotliwości FSK i eliminuje składową stałą z sygnału zdemodulowanego. Nadajnik pozwala na pracę z częstotliwością nośną zmienianą skokowo (frequency hopping), co zapewnia większy zasięg i odporność komunikacji na zakłócenia.

Uniwersalność aplikacyjna Sercem S2-LP jest konfigurowalny programowo modem oraz procesor baseband pozwalający na programowanie parametrów pakietów danych. Jego działanie jest wspomagane przez sprzętowe bloki generowania sum kontrolnych CRC, korekcji błędów FEC i detektor SYNC. Dla uproszczenia konstrukcji oprogramowania zarządzającego transmisją, sprzętowo realizowane jest także potwierdzanie otrzymanych pakietów danych i automatyczna retransmisja pakietów z błędami. Architektura odbiornika bazuje na superheterodynie pracującej z niską

Rys. 2. Przykładowa aplikacja wskazuje na prostotę realizacji sprzętowej

wartością częstotliwości pośredniej. Wejściowy sygnał jest wzmacniany w dwustopniowym wzmacniaczu niskoszumowym (LNA) o programowalnym wzmocnieniu, a dalej mnożony w mieszaczu kwadraturowym (I i Q) dla uzyskania częstotliwości pośredniej. Razem bloki te tworzą tzw. front end odbiornika (RXFE). W dalszym kroku zdemodulowane sygnały I i Q są przetwarzanie przez przetwornik A/C na postać cyfrową i demodulowane za pomocą wewnętrznego mikrokontrolera, a na koniec zapisywane do bufora FIFO, skąd mogą być odczytywane za pomocą linii GPIO lub interfejsem SPI przez aplikację zewnętrzną. Oba bloki korzystają z sygnałów generowanych przez syntezer DDS, który dostarcza częstotliwości nośnej dla nadajnika, sygnałów kwadraturowych dla mieszacza i taktujących dla bloków cyfrowych. Front end jest objęty automatyczną regulacją wzmocnienia (AGC), która utrzymuje napięcie wejściowe przetwornika A/C w zadanym przedziale, zmieniając wzmocnienie części w.cz. Wskaźnik RSSI dostarcza 1-bajtowej informacji na temat poziomu sygnału odbieranego. Zmiana o 1 odpowiada 1 dB różnicy, a 0 to –146 dBm. Pozwala to oceniać jakość łącza na danym odcinku i efektywnie zarządzać topologią sieci mesh. Kolejną użyteczną funkcjonalnością jest możliwość współpracy z kilkoma antenami. Do układu można pod-

łączyć dwie anteny poprzez zewnętrzny przełącznik elektroniczny. S2-LP może sterować przetłaczaniem anten na podstawie danych z RSSI odczytywanych w czasie transmisji preambuły pakietów i wybierać lepszy tor komunikacyjny. Taka opcja znacznie poprawia niezawodność działania toru transmisyjnego.

Dopasowanie do zasilania z baterii Wewnętrzne obwody S2-LP są zasilane z wewnętrznego stabilizatora impulsowego (dla części cyfrowej) oraz liniowego typu LDO (dla obwodów analogowych) współpracującego na wejściu z baterią o napięciu 1,8–3,6 V. Sprawność konwersji wynosi 90%, a dodatkowo napięcie zasilające poszczególne obwody wewnętrzne nie jest zawsze takie samo. W zależności od realizowanej funkcji i żądanej wydajności może być zmieniane od 1,1 do 1,8 V. S2-LP jest dostępny w obudowie QFN24 o wymiarach 4×4 mm. Cena przy zamówieniach 1000 sztuk została ustalona na 1,15 dol. Zakres temperatur pracy od –40 do +85º C pozwala na zastosowania przemysłowe. Komunikacja i programowanie działania jest realizowane za pomocą interfejsu 4-przewodowego SPI. Dostępne są też cztery linie GPIO o programowalnej funkcjonalności. Do pracy układ wymaga tylko kilkunastu elementów pasywnych stanowiących głównie układ dopasowania anteny.

Elektronik

Styczeń 2017

53

Technika

Implementacja funkcji „glove touch” w pojemnościowych interfejsach dotykowych Możliwość obsługi pojemnościowego interfejsu dotykowego w rękawiczkach (tzw. glove-touch) jest bardzo ważną funkcjonalnością, znacznie zwiększającą komfort użytkowania urządzenia. Nie tylko ułatwia obsługę smartfonu czy tabletu w warunkach zimowych, ale również m.in. pozwala personelowi medycznemu obsługiwać aparaturę podczas zabiegów i operacji. W artykule przedstawiono wybrane algorytmy i rozwiązania sprzętowe pozwalające na implementację tej funkcjonalności.

P

owszechną obecnie praktyką, którą można zaobserwować zarówno w produktach elektroniki konsumenckiej, jak i medycznej czy przemysłowej, jest zastępowanie klasycznych mechanicznych przycisków przez przyciski dotykowe, najczęściej typu po-

54

Styczeń 2017

Elektronik

jemnościowego. Wraz z rozwojem tej technologii rosną jednak również oczekiwania jej użytkowników. Od interfejsów dotykowych wymaga się zatem dodatkowych typów funkcjonalności, takich jak wykorzystanie technologii haptycznej, multi-touch (w przypadku pa-

neli dotykowych), czy imitowanie cech charakterystycznych dla przycisków mechanicznych, właśnie takich jak tzw. glove-touch, czyli możliwość obsługi interfejsu w rękawiczkach. Konstrukcja pojemnościowych interfejsów dotykowych znacznie utrudnia

Technika

Rys. 1. Pomiar pojemności w interfejsach dotykowych

skuteczną implementację funkcji glove-touch. Zagadnienia stanowiące główne wyzwanie dla projektantów to detekcja słabszego sygnału emitowanego przez dłoń pokrytą rękawiczką oraz rozpoznawanie i odrzucanie fałszywych sygnałów pochodzących od innych ciał znajdujących się w pobliżu czujnika.

Zasada działania pojemnościowego interfejsu dotykowego Działanie pojemnościowego interfejsu dotykowego polega na wykrywaniu zmian pojemności układu pomiarowego spowodowanych kontaktem warstwy ochronnej z przewodnikami elektrycznymi (jak np. ludzki palec). Pomiaru pojemności oraz konwersji mierzonej wartości na sygnał cyfrowy dokonuje układ kontrolera interfejsu. W przypadku, gdy zmierzona wielkość przekracza przyjętą z góry wartość progową, zdarzenie kwalifi kowane jest jako dotyk (patrz rys. 1). Należy pamiętać, że rzeczywisty sygnał pomiarowy zawsze obarczony jest szumem – przyjmuje się, że minimalna wartość stosunku sygnału do szumu (SNR – Signal-to-NoiseRatio) konieczna do niezawodnego działania interfejsu dotykowego powinna wynosić ok. 5:1. Zbliżenie do powierzchni interfejsu obiektu takiego jak palec może być w uproszczeniu przedstawione jako dodanie do układu równolegle podłączonego kondensatora płaskiego o dwóch okładkach rozdzielonych warstwą izolatora – jedną okładkę stanowi powierzchnia obiektu, drugą jest pole czujnika, zaś izolator to warstwa ochronna interfejsu. Pojemność tego kondensatora zależy od takich parametrów, jak wymiary przy-

łożonego obiektu i czujnika (powierzchnia okładek), przenikalność elektryczna warstwy ochronnej oraz grubość tej warstwy. Grubsza warstwa ochronna powoduje zwiększenie odległości między okładkami, a przez to zmniejszenie stosunku sygnału do szumu, ponieważ maleje amplituda zmian pojemności wywołanych dotykiem. Dotykanie interfejsu dłonią ubraną w rękawiczkę jest równoznaczne z umieszczeniem między okładkami kondensatora kolejnej warstwy izolatora. Tak jak wspomniano, powoduje to spadek amplitudy zmian pojemności mierzonej przez czujnik. Co za tym idzie, maleje poziom sygnału na wyjściu kontrolera układu – w efekcie wartość sygnału nie przekracza zazwyczaj wymaganego przez urządzenie poziomu progowego, zdarzenie to nie jest zatem kwalifi kowane jako dotyk.

Efekt unwanted hover, czyli błędne wykrywanie dotyku Opisany problem można oczywiście rozwiązać przez obniżenie wartości progowej, dzięki czemu słabsze sygnały emitowane przez dłoń w rękawiczce również będą kwalifi kowane przez urządzenie jako dotyk. Takie działanie skutkuje niestety pojawieniem się negatywnego efektu określanego jako unwanted hover – okazuje się, że przybliżenie do powierzchni interfejsu (bez dotykania tej powierzchni) obnażonego palca powoduje podobnej wielkości zmiany pojemności czujnika, jak dotknięcie jego powierzchni dłonią w rękawiczce. Urządzenie nie będzie w stanie odróżnić od siebie obu tych zdarzeń, przez co pojawią się błędy w jego działaniu – będzie reagować na dotyk, który w rzeczywistości wcale nie miał miejsca. Porównanie poziomu sygnałów wywołanych przez

Rys. 2. Porównanie poziomu sygnałów wywołanych przez dotknięcie ekranu palcem, palcem w rękawiczce oraz zbliżeniem palca

Elektronik

Styczeń 2017

55

Technika

Rys. 3. Przykład stosowania dwóch progów decyzyjnych – dla dotyku w rękawiczce (próg 1) oraz obnażoną dłonią (próg 2)

opisane zdarzenia obrazuje wykres z rysunku 2. Pojawia się następujący problem: obniżenie wartości progu decyzyjnego pozwala na obsługę interfejsu dotykowego w rękawiczce, powoduje jednak występowanie błędów związanych z efektem unwanted hover, czyli wykrywaniem dotyku, którego wcale nie było. Podniesienie progu decyzyjnego do wartości eliminującej niepożądane efekty uniemożliwia rozpoznawanie dotyku dłonią w rękawiczce. Bardzo prostym rozwiązaniem tej sytuacji może być umieszczenie w urządzeniu przełącznika, za pomocą którego użytkownik sam określa, czy obsługuje obecnie układ w rękawiczce, czy też czyni to obnażoną dłonią – od wybranej opcji zależy dobór wartości progu decyzyjnego. Jest to jednak rozwiązanie bardzo mało eleganckie, szczególnie nieskuteczne w przypadku produktów elektroniki konsumenckiej, które powinny charakteryzować się prostotą obsługi oraz jak najmniejszą liczbą elementów interfejsu, takich jak przyciski czy przełączniki. Istnieją jednak inne sposoby radzenia sobie z tym problemem, zarówno poprzez zastosowanie odpowiedniego oprogramowania, jak i wykorzystanie rozwiązań sprzętowych. By jednak możliwe były jakiekolwiek działania w kierunku poprawnej implementacji funkcji glove touch, konieczne jest dysponowanie sygnałem pomiarowym właściwej jakości, charakteryzującym się wystarczająco niskim poziomem szumu.

56

Styczeń 2017

Elektronik

Poprawa jakości sygnału pomiarowego Jakość sygnału pomiarowego zależy przede wszystkim od rozwiązań zastosowanych na etapie projektowania interfejsu dotykowego. Należy wówczas rozważyć następujące czynniki: • czułość sensora, • wartość pojemności pasożytniczej, • poziom szumów. Poniżej osobno omówiony zostanie wpływ każdego z wymienionych czynników.

Czułość sensora Czułość określa zdolność sensora do reakcji (w postaci zmiany poziomu sygnału wyjściowego) na zmiany mierzonej wartości pojemności. Wielkość ta określana jest zazwyczaj w jednostkach na jednostkę pojemności. W czujnikach dotykowych zmiana pojemności wywołana dotykiem dłoni to zazwyczaj wartość rzędu setek femtofaradów (1 fF to 10 –15 F). Dotyk dłonią w rękawiczce powoduje zmianę pojemności o ok. 100 fF – jeśli, przykładowo, czujnik będzie charakteryzował się czułością 500 jednostek/pF, zareaguje sygnałem wyjściowym o wartości 50 jednostek. Czujnik o pięciokrotnie niższej czułości wygenerowałby w tej samej sytuacji sygnał wyjściowy o poziomie 10 jednostek – im bardziej czuły układ, tym większa szansa poprawnego wykrycia dotyku w rękawiczce.

Pojemność bazowa Pojemność bazowa jest wielkością charakterystyczną dla danego sensora – jest

to wewnętrzna pojemność samego czujnika, jednocześnie zaś wartość mierzona przez układ w sytuacji, gdy nic nie dotyka powierzchni sensora. Na wartość tej pojemności składają się pojemności pasożytnicze wszystkich elementów czujnika (występujące m.in. pomiędzy masą a ścieżkami i elektrodami). Dla dokładnego działania urządzenia korzystna jest jak najmniejsza wartość tego parametru, ponieważ wzrasta wtedy czułość sensora. Pojemność bazowa jest maksymalną wartością mierzoną przez układ – jakikolwiek dotyk (tożsamy z równoległym włączeniem do obwodu kondensatora) powoduje spadek mierzonej wartości. Obniżenie wartość pojemności bazowej powoduje, że względna zmiana pojemności układu powodowana dotykiem wzrasta. Przykładowo, jeśli układ kontrolera interfejsu dotykowego wyposażony jest w 12-bitowy przetwornik AC, maksymalna wartość na wyjściu tego układu może wynosić 4096 jednostek. Jednocześnie układ musi być zdolny do pomiaru pojemności w zakresie od zera do wartości pojemności bazowej. Jeśli przyjmiemy, że wartość pojemności bazowej wynosi 16 pF, maksymalna czułość układu może wynieść 256 jednostek/pF – przy większej czułości przetwornik AC nie działałby prawidłowo, ponieważ wchodziłby w stan nasycenia jeszcze przed pomiarem pojemności bazowej. Dwukrotne zmniejszenie wartości pojemności bazowej układu (do 8 pF) spowodowałoby dwukrotny wzrost czułości sensora (do 512 jednostek/pF), przełożyłoby się to zatem na większą wykrywalność niewielkich zmian poziomu sygnału, właśnie takich jak podczas dotyku w rękawiczce. Pojemność pasożytnicza poszczególnych elementów (a zarazem i pojemność bazowa całego czujnika) zależy m.in. od takich czynników, jak grubość laminatu (im większa, tym mniejsza wartość pojemności), szerokość i długość ścieżek (pojemność rośnie wraz ze zwiększaniem tych wymiarów), a także odległości między sąsiednimi ścieżkami. W działaniach mających na celu poprawę skuteczności pracy czujnika mogą wesprzeć projektantów producenci kontrolerów interfejsów dotykowych. Niektóre z tych układów wyposażone są w typy funkcjonalności zmniejszające negatywny wpływ zbyt wysokiej pojemności bazowej, takie jak możli-

Technika wość pomiaru pojemności względnej (pomiar różnicowy) oraz zapewnienie ekranowania czujnika. Różnicowy pomiar pojemności nie odbywa się, tak jak w przypadku zwykłego sensora, od wartości 0 do wartości maksymalnej. Zakres pomiaru może być regulowany, zarówno co do wartości maksymalnej, jak i minimalnej. Przykładowo, ustawiając zakres pomiaru od 8 do 16 pF (zamiast od 0 do 16 pF), można dwukrotnie zwiększyć czułość sensora. Ekranowanie czujnika pozwala zmniejszyć dodatkową wartość pojemności pasożytniczej wnoszoną przez elementy zewnętrzne, dzięki czemu maleje również pojemność bazowa całego układu.

Szumy Każdy rzeczywisty sygnał oprócz informacji użytkowej zawiera również szum. W przypadku interfejsów dotykowych, sygnałem użytkowym jest zmiana pojemności wywołana dotykaniem powierzchni układu, szumem zaś są zmiany mierzonej wartości powodowane wszelkimi innymi przyczynami. Jeśli poziom szumów jest bardzo wysoki, urządzenie może działać nieprawidłowo – nie reagować na dotyk lub wręcz przeciwnie, rozpoznawać dotyk, gdy ten wcale nie występuje. Jak już wspomniano, przyjmuje się, że minimalna wartość stosunku sygnału do szumu konieczna do prawidłowego działania systemu wynosi 5:1. Głównym źródłem szumów są zazwyczaj czynniki zewnętrzne, takie jak linie zasilające czy promieniowanie elektromagnetyczne pochodzące z innych urządzeń. By im przeciwdziałać, należy pamiętać o stosowaniu ekranowania oraz fi ltracji zakłóceń.

Metody implementacji funkcjonalności glove touch W tej części artykułu opisane zostaną metody pozwalające na implementację funkcjonalności glove touch przy jednoczesnej poprawie niezawodności interfejsu dotykowego (eliminacji zjawiska unwanted hover). Wykorzystując fakt, że poziom sygnału podczas dotyku powierzchni interfejsu dłonią w rękawiczce jest znacznie mniejszy niż w przypadku obnażonej dłoni, można opracować programową implementację tej funkcjonalności. W tym celu należy wprowadzić odpowiedni sposób zarządzania wartością progu decyzyjnego – obniżać ją, gdy wykryjemy, że użytkownik obsłu-

Rys. 4. Schemat blokowy algorytmu implementującego funkcjonalność glove touch

guje układ w rękawiczce oraz podwyższać w przeciwnym wypadku. Pozwoli to również na odrzucanie sygnałów fałszywych. Do prawidłowego działania algorytmu konieczne jest przyjęcie przynajmniej dwóch różnych wartości progów decyzyjnych – przykładowy sposób ich wyznaczenia przedstawiono na rysunku 3. Próg 1 (niższy) umożliwia wykrywanie dotyku dłonią w rękawiczce, próg 2 (wyższy) ma taki poziom, że pozwala odrzucać niepożądane sygnały związane z przybliżaniem gołego palca do powierzchni interfejsu. Schemat blokowy przykładowego algorytmu pokazany został na rysunku 4. Gdy użytkownik po raz pierwszy dotknie interfejsu, urządzenie określa (analizując poziom sygnału), czy ma on na dłoniach rękawiczki. Jeśli poziom sygnału przekracza próg 2, zakłada się, że użytkownik obsługuje interfejs obnażoną dłonią. W tym przypadku dla kolejnych dotknięć w określonym przedziale czasu (np. 30 s) układ będzie stosował próg decyzyjny o wyższej wartości – pozwoli to odrzucić fałszywe sygnały pochodzące od obiektów niedotykających powierzchni przycisku. Jeśli jednak pierwszy dotyk wytworzy słabszy sygnał, przekraczający jedynie próg 1, urządzenie przyjmie dla kolejnych odebranych sygnałów niższy próg decyzyjny (założenie, że użytkownik obsługuje

interfejs w rękawiczkach). W tym przypadku jednak pojawienie się jakiegokolwiek sygnału przekraczającego próg 2 spowoduje natychmiastowe podwyższenie poziomu progu decyzyjnego (założenie, że użytkownik zdjął rękawiczki). Interfejs dotykowy składa się zazwyczaj z wielu przycisków (pól) – możliwe jest zatem rozwinięcie przedstawionego algorytmu, które dla ustalenia sposobu obsługi układu przez użytkownika wy-

Elektronik

Styczeń 2017

57

Technika jest w stanie skutecznie je rozróżniać (np. korzystając z jednego z powszechnie znanych algorytmów rozpoznawania obrazów). Uzyskana w ten sposób informacja (o tym, czy użytkownik nosi rękawiczki) przekazywana jest następnie do układu kontrolującego pojemnościowe przyciski dotykowe – ten zaś odpowiednio zarządza poziomem progu decyzyjnego. Metoda ta ma dość ograniczony zakres stosowania – jest przydatna jedynie w przypadku urządzeń wyposażonych w ekrany dotykowe. Dodatkowo, warunkiem jej prawidłowego działania jest zaistnienie sytuacji, w której użytkownik przed naciśnięciem przycisków skorzysta z ekranu dotykowego. W innym wypadku mogą pojawić się błędy związane z nieprawidłowym rozpoznawaniem dotyku.

Rys. 5. Urządzenie wyposażone jednocześnie w pojemnościowe przyciski dotykowe oraz ekran dotykowy

korzystuje dane pochodzące od wszystkich czujników. W tej sytuacji dotknięcie obnażonym palcem któregokolwiek z obszarów powoduje podwyższenie poziomu progu decyzyjnego na ustalony okres dla wszystkich elementów interfejsu. Założenie, że ubranie rękawiczek i ponowne dotknięcie ekranu zajmie użytkownikowi określony czas (np. 15 s) wydaje się rozsądne i zgodne z rzeczywistym doświadczeniem. Główną słabością tego rozwiązania jest jednak sytuacja, w której pierwszy odebrany przez układ sygnał pochodzi z fałszywego źródła, np. obnażonego palca przybliżonego do powierzchni przycisku, ponieważ zostanie on błędnie rozpoznany jako prawidłowy dotyk.

Wykorzystanie ekranu dotykowego Niektóre urządzenia wyposażone są zarówno w przyciski pojemnościowe, jak i panele dotykowe (rys. 5). W takiej sytuacji implementację funkcjonalności glove touch można oprzeć na informacjach uzyskanych przez panel dotykowy oraz wymianie danych pomiędzy tymi układami.

Rys. 6. Typowy rozkład sygnału na powierzchni panelu dotykowego w przypadku dotknięcia ekranu dłonią w rękawiczce (po lewej stronie) i zbliżenia obnażonego palca (po prawej)

58

Styczeń 2017

Elektronik

Podział obszaru czujnika Rys. 7. Podział pola przycisku na dwie części pozwala skutecznie rozróżniać dotyk w rękawiczce

Konstrukcja ekranu dotykowego pozwala na skuteczne rozróżnianie sygnałów pochodzących z różnych źródeł. Typowe rozkłady sygnału pochodzącego od dotyku palcem w rękawiczce oraz przybliżenia obnażonego palca przedstawiono na rysunku 6. Palec w rękawiczce, dotykając ekranu, generuje sygnał rejestrowany przez znaczną liczbę sąsiednich obszarów ekranu dotykowego, większą niż w przypadku zbliżenia obnażonego palca. Kontroler panelu dotykowego, wykorzystując różnice pomiędzy wzorcami obu tych zdarzeń,

Pole pojemnościowego przycisku dotykowego składa się zazwyczaj z jednej elektrody, co jest wystarczające, by skutecznie wykrywać kontakt z obiektem przewodzącym prąd elektryczny (takim jak palec). Jak już pokazano, taka konstrukcja nie jest jednak w stanie bez dodatkowych zabiegów sprzętowych i programowych zapewnić niezawodnej pracy w każdych warunkach, np. gdy użytkownik ubrany jest w rękawiczki. Rozwiązaniem może być podział obszaru przycisku na dwie części, tak jak pokazano to na rysunku 7. Po lewej stronie przedstawiono typowy projekt okrągłego przycisku z centralnym otworem przeznaczonym do montażu diody LED. Prawa strona pokazuje ten sam przy-

Rys. 8. Typowe sygnały odbierane przez sensor z podzielonym polem czujnika

Technika cisk po podziale obszaru czujnika na dwie strefy – pierścień wewnętrzny i zewnętrzny. Taka konstrukcja umożliwia rozpoznawanie sygnałów pochodzących z różnych źródeł na podobnej zasadzie, jak opisany wcześniej ekran dotykowy. Działanie tej metody opiera się na założeniu, że różne rodzaje zdarzeń (w szczególności dotyk dłonią w rękawiczce i przybliżenie obnażonej dłoni) skutkują pojawieniem się sygnału odmiennie rozkładającego się na powierzchni czujnika. Różnice te pokazano na rysunku 8. Na podstawie przedstawionych na ilustracji przebiegów wyróżnić można trzy typowe sytuacje, które układ jest w stanie skutecznie rozróżnić: • dotyk dłonią w rękawiczce generuje sygnał o podobnej (niskiej) amplitudzie w obu obszarach czujnika, • dotyk obnażoną dłonią wywołuje sygnał o wysokiej amplitudzie, zbliżonej dla obu obszarów czujnika,

Pole pojemnościowego przycisku dotykowego składa się zazwyczaj z jednej elektrody, co jest wystarczające, by skutecznie wykrywać kontakt z obiektem przewodzącym prąd elektryczny (takim jak palec). Jak już pokazano, taka konstrukcja nie jest jednak w stanie bez dodatkowych zabiegów sprzętowych i programowych zapewnić niezawodnej pracy w każdych warunkach, np. gdy użytkownik ubrany jest w rękawiczki. Rozwiązaniem może być podział obszaru przycisku na dwie części

Rys. 9. Schemat blokowy algorytmu implementującego funkcjonalność glove touch przy wykorzystaniu podzielonego obszaru czujnika

• przybliżenie palca do powierzchni przycisku powoduje powstanie zróżnicowanego sygnału, którego poziom wyraźnie różni się dla każdego z obszarów czujnika. Porównując różnice między poziomem sygnału w wewnętrznym i zewnętrznym obszarze, można skutecznie rozróżniać dotyk w rękawiczce od przybliżenia palca do powierzchni przycisku (eliminacja efektu hovering fi nger). Przykładowy schemat blokowy algorytmu implementującego funkcjonalność glove touch przedstawiony został na rysunku 9. Kluczem do poprawnego działania opisanego algorytmu jest poprawne wyznaczenie wartości progowych (FT, DT oraz GT). Wprowadzenie podziału obszaru przycisku pozwala na skuteczną implementację funkcjonalności glove touch, musi być jednak zrealizowane już na etapie projektowania układu.

Podsumowanie Poprawna implementacja funkcjonalności glove touch może znacząco zwiększyć komfort użytkownika urządzenia, co jednocześnie przełoży się na jego pozytywną opinię o produkcie. W artykule przedstawiono zarówno sprzętowe, jak i programowe rozwiązania tego problemu. Możliwe jest zatem ich zastosowanie nie tylko w nowo projektowanych, ale również w gotowych urządzeniach. Przy konstruowaniu nowych układów warto uwzględniać przedstawioną w tekście problematykę już na początkowym etapie ich projektowania, ponieważ kluczowe zagadnienia wpływające na możliwość skutecznej implementacji funkcjonalności glove touch to m.in. rozmieszczenie przycisków i ścieżek na płytce PCB oraz dobór odpowiedniego kontrolera interfejsu dotykowego. Damian Tomaszewski

Elektronik

Styczeń 2017

59

Technika

Bezpieczeństwo i komfort pracy Każda firma jest dziś zobowiązana do podjęcia wszelkich działań mających na celu zwiększenie dobrego samopoczucia pracownika. Dotyczy to nie tylko obszaru roboczego, ale także kultury pracy. Przyczynia się to do ograniczenia stresów i lęków. Tworzenie ergonomicznych i komfortowych stanowisk pracy to na pewno pozytywny krok w zakresie wspierania dobrego samopoczucia pracownika w miejscu pracy. Dzięki temu zwiększa się też zaangażowanie i motywacja. To sprawia, że pracownicy są jeszcze bardziej wydajni. Wzrost wydajności z kolei prowadzi do wzrostu rentowności przedsiębiorstwa. Pozycja pracy – stojąca czy siedząca? Choć obecnie niektóre prace zaleca się wykonywać w pozycji stojącej to istnieje realne ryzyko związane z długotrwałym, regularnym przebywaniem w tej pozycji. Ryzyko jest jeszcze większe jeśli operator stale przybywa na twardej betonowej nawierzchni. Najczęstsze dolegliwości pracowników narażonych na taką pracę to żylaki, obrzęki nóg i stóp, bóle krzyża, zapalenie powięzi podeszwowej oraz zaburzenia krążenia krwi i nadciśnienie tętnicze. Badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Loughborough i Uniwersytetu w Leicester w 2011 roku porównały następstwa najkrótszego czasu spędzonego na siedząco z następstwami najdłuższego czasu spędzonego na siedząco. W przypadku długotrwałego spędzania czasu na siedząco, między innymi: • wzrost o 112% ryzyka cukrzycy, • wzrost o 147% problemów sercowo-naczyniowych, • wzrost o 90% zgonów z powodu zdarzeń sercowo-naczyniowych, • wzrost o 49% zgonów z dowolnej przyczyny. Jak zatem odnaleźć równowagę pomiędzy stojącą a siedzącą Stół Reeco Premium Electric z elektryczną regulacją pozycją pracy? Jeśli praca ope- wysokości blatu

60

Styczeń 2017

Elektronik

ratora wymaga długotrwałego siedzenia, zaleca się by wstawać co najmniej co 20–30 minut. Z kolei gdy zadania wymagają przebywania w długotrwałej pozycji stojącej to należy zmieniać pozycję tak często jak to możliwe i od czasu do czasu zająć pozycję siedzącą. Jak zatem w otoczeniu stworzyć takie warunki pracy?

Zacznijmy od mebli W Niemczech oraz we wszystkich krajach skandynawskich istnieją odpowiednie przepisy regulujące sposób wyposażenia stanowiska pracy. Opracowane normy zapewniają pracownikom odpowiednie warunki, których zapewnienie leży w obowiązku pracodawcy. Pracownik przyjęty do pracy na produkcji musi mieć zapewnione stanowisko technicznie zgodne z opracowanymi normami, w planowaniu którego ogromny nacisk został postawiony na ergonomię. Musi ono być wyposażone w odpowiednie krzesło oraz stół będący przestrzenią roboczą. Stół musi mieć regulowaną wysokość, zapewniając pracownikowi komfortową pracę w pozycji siedzącej oraz stojącej, gdzie jego postawa musi być naturalna i niewymuszona niedostosowaniem wysokości blatu roboczego. Dodatkowo operator powinien otrzymać odpowiednie krzesło również z możliwością regulacji wysokości siedziska. Takie niezwykle restrykcyjne wymogi ergonomii oraz bezpieczeństwa spełniają meble przemysłowe Reeco, przeznaczone dla różnych gałęzi przemy-

Technika słu, od fi rm produkcyjnych i serwisowych z branży elektroniki, przez magazyny i laboratoria, na salach wykładowych, archiwach i przemyśle ciężkim kończąc. W przypadku wymienionego wyżej rynku niemieckiego oraz skandynawskiego, obowiązujące tam przepisy spełnia stół przemysłowy Reeco oparty na konstrukcji Premium wraz z elektryczną zmianą wysoko-

Konstrukcja stołu Premium z elektryczną regulacją wysokości

ków przygotowania ergonomicznego miejsca pracy. Pracownik za pomocą zainstalowanego w przedniej części sto-

łu sterownika może płynnie regulować wysokość blatu w zakresie 670–1120 mm. Taki stół pozwala nie tylko na zapewnienie pracownikowi maksymalnie komfortowych warunków pracy w przestrzeni roboczej, ale również dostosowania wysokości blatu stołu do postawy podczas wykonywania prac oraz jej bieżącej zmiany za pomocą łatwo dostępnego sterownika. Stoły Reeco Premium są przystosowane do pracy w warunkach strefy EPA. Dzięki modułowej budowie, umożliwiają rozbudowanie stanowiska pracy o dodatkowe elementy w dowolnym czasie, umożliwiając tym samym wyposażenie stanowiska w dodatkowe oświetlenie, półki na przyrządy, narzędzia, kuwety i inne potrzebne w pracy elementy.

2w1 – maty antyzmęczeniowe antystatyczne Stosowanie maty podłogowej antystatycznej z kompletnym systemem uzie-

Sterownik do automatycznego podnoszenia lub opuszczania blatu

ści blatu. Konstrukcja ta ma certyfi kat zaświadczający spełnienie wymagań zawartych w normach PN-EN 13150:2004 oraz PN-EN 14727:2006. Zapewnia ona maksymalną ergonomię pracy przy zachowaniu wysokiej jakości wykonania oraz w przystępnej cenie. Niezwykle solidne materiały, z których wykonane zostały stoły Reeco Premium pozwalają na obciążenie do 600 kg, przy zachowaniu pełnej regulacji elektrycznie sterowanych podnośników. Zakres wysokości oferowanej przez stoły Recco w całości wpisuje się w specyfi kację ergonomii miejsca pracy wymaganej dla mebli przemysłowych w krajach już dziś przestrzegających restrykcyjnych warun-

Jednowarstwowa mata antyzmęczeniowa z pianki PCV

Możliwości przystosowania konstrukcji Premium Electric do każdego trybu pracy

mienia niewątpliwie chroni każde stanowisko przed wyładowaniami elektrostatycznymi. Jej zadaniem jest odprowadzenie niebezpiecznego dla komponentów i sprzętu, ładunku do punktu uziemienia. Aby jednocześnie zapewnić większy komfort pracy warto rozważyć zastosowanie maty antystatycznej i jednocześnie antyzmęczeniowej. Piankowe podłoże takiej maty gwarantuje wysoki komfort podczas pracy w pozycji stojącej na twardej powierzchni, co znacząco zmniejsza uczucie zmęczenia. Taka mata zmusza do regularnego ruchu

Elektronik

Styczeń 2017

61

Technika stóp, ponieważ pracownik bezwarunkowo będzie starał się delikatnie dostosować położenie stóp do miękkiej powierzchni maty. To wpływa na poprawę krążenia krwi oraz pracę mięśni łydek i stóp. Dodatkowo maty antyzmęczeniowe odciążają plecy i stawy pomagając w rozkładzie naprężeń na większej powierzchni pochłaniając tym samym część sił powstających podczas stania. Właściwości przeciwzmęczeniowe zapewnia podłoże maty wykonane z pianki EPDM, natomiast wysoce wytrzymała górna powierzchnia wykonana z gumy nitrylowej i NBR/SBR zmniejsza ryzyko poślizgnięcia i jest odporna na działanie oleju. Warto również wspomnieć o właściwościach termoizolacyjnych takiej maty, co dodatkowo podnosi komfort.

Podsumowanie

Antyzmęczeniowa, dwuwarstwowa mata antystatyczna o wysokiej odporności na zużycie

Ergonomiczna mata wykonana z poliuretanu o niezwykle wysokiej odporności mechanicznej

62

Styczeń 2017

Elektronik

Badanie Nieobecności w Pracy i Zdrowia Pracowników przeprowadzone przez CBI/Pfi zer w 2013 roku pokazało, że absencja chorobowa kosztuje ogólnie gospodarkę Wielkiej Brytanii 14 miliardów funtów rocznie. Według statystyk HSE, 7,4 mld funtów to koszty bezpośrednio związane z urazami mięśniowo-szkieletowymi. Koszty te dotyczą nie tylko wynagrodzenia chorobowego, ale również zapłaty za pracę w godzinach nadliczbowych, prace tymczasowe i spadek wydajności. Dlatego równie ważne co odpowiednio przygotowane stanowisko jest przestrzeganie norm związanych z obowiązującymi przerwami w wykonywanych czynnościach, jak również zapewnienie przestrzeni i warunków pracy na terenie całego zakładu, pozwalających na komfortowe wykonywanie zadań. W wielu krajach Europy Zachodniej o obowiązku przygotowania ergonomicznego miejsca pracy stanowią odpowiednie przepisy. Wkrótce mogą one obowiązywać także w Polsce. Myśl taka skłania do zastanowienia się nad najkorzystniejszym zaplanowaniem miejsca pracy, a zwłaszcza jego podstaw użytkowych.

Renex, Al. Kazimierza Wielkiego 6E 87-800 Włocławek tel. 54 231 10 05, faks 54 411 25 56 [email protected], www.renex.com.pl

Technika

Nowe technologie w wyświetlaczach przemysłowych firmy Litemax Jeszcze rok czy dwa lata temu głównym trendem na rynku telewizorów było wprowadzanie ekranów o rozdzielczości 4K, czyli czterokrotnie większej niż w wyświetlaczach Full HD. Producenci jednak nie spoczęli na laurach i zdążyli już opracować kolejne technologie, pozwalające m.in. na wyświetlanie szerokiej palety barw. Pomimo że rynek przemysłowy, pod względem wdrażania nowych rozwiązań zawsze stoi nieco z tyłu za konsumenckim, zdążyły się już pojawić pierwsze wyświetlacze, w których zadbano o zapewnienie bardzo szerokiego pokrycia palety barw. Ekrany tego typu wprowadziła właśnie firma Litemax, specjalizująca się w przemysłowych wyświetlaczach dużych rozmiarów.

Więcej niż NTSC Postęp w stopniu pokrycia barw w wyświetlaczach TFT-LCD następował już od lat, a dokładniej odkąd zaczęto zastępować lampy CCFL w podświetleniu LED-ami. Niemniej o szerokiej palecie barw mówi się tak naprawdę dopiero teraz, bo jest to trudne zagadnienie, wy-

magające pokazania najczęściej na ekranie niższej jakości możliwości lepszego wyświetlacza. Ludzkie oko jest w stanie rozpoznawać kolory, czyli odróżniać fale elektromagnetyczne o długości z określonego zakresu. Im fala dłuższa, tym bardziej czerwony, a im krótsza, tym kolor bliż-

szy niebieskiemu czy nawet fioletowemu. Jednakże budowa oka jest nieco bardziej skomplikowana i kolorów nie postrzegamy liniowo jednowymiarowo, ale widzimy podobieństwa pomiędzy różnymi barwami. Wskutek tego tzw. paletę barw rysuje się najczęściej na dwuwymiarowej płaszczyźnie, zazwyczaj oznaczając typowy zakres widzialny. Poszczególnym kolorom odpowiadają zarówno konkretne długości fal, jak i zestawy fal. Dzięki temu możliwe jest mieszanie tzw. barw podstawowych (czerwonego, zielonego i niebieskiego) w celu uzyskania innych kolorów. Naturalnie, przy emisji np. samego czystego światła zielonego, obraz na ekranie będzie wydawał się intensywnie zielony. Problem jednak w tym, że nie wiadomo, jak intensywnie zielony musi być kolor, by można było go nazwać prawdziwie zielonym. Aby rozwiązać ten problem, jeden z amerykańskich urzędów opracował na potrzeby tamtejszej telewizji standard NTSC, w którym zawarł m.in. defi nicję zakresu barw, który powinny być w stanie wyświetlać odbiorniki telewizyjne, by prezentowany przez nie obraz odpowiadał temu, co nadawcy chcieli zaprezentować. Standard ten stał się następnie wyznacznikiem, względem którego porównywane były i są wyświetlacze. Niestety, klasyczne telewizory i tanie monitory lub wyświetlacze w laptopach

Elektronik

Styczeń 2017

63

Technika bazują na technologiach, w których uzyskanie szerokiej palety barw jest trudne. W wyświetlaczach LCD zależy ona bowiem przede wszystkim od jakości podświetlenia, a dokładniej od jego spektrum. Sprawa jest prosta – jeśli podświetlenie nie zawiera odpowiednio dużej liczby składowych fal o długości odpowiadającej np. kolorowi zielonemu, kolor ten nie będzie mógł być wystarczająco wiernie zaprezentowany. To samo dotyczy pozostałych barw, ale w przypadku niedrogich ekranów to właśnie zieleń stanowi największy problem. Sprawa dotyczy nie tylko starych wyświetlaczy ze świetlówkami jako podświetleniem, ale też nowszych matryc z LED-ami. Wynika to ze sposobu tworzenia białego światła podświetlającego. Z zasad fi zy-

Rys. 2. Podświetlenie z użyciem niebieskich LED-ów i warstwy kropek kwantowych za całą powierzchnią wyświetlacza

logiczny pozwala na dalszą poprawę tego Aktualnie Litemax oferuje wyświetwyniku. lacze z poszerzonym zakresem dostępFirma Litemax stosuje aktualnie dwie nych barw w ramach serii MaxRGB. metody. Pierwsza z nich jest bardzo zbli- Wśród nich dostępne są zarówno możona do promowanej przez Samsunga dele z zieloną i czerwoną warstwą lumitechnologii Quantum Dot (QD). Polega noforu, jak i z kropkami kwantowymi ona na rezygnacji z jasnożół- w postaci jednolitej warstwy pokrywatego luminoforu i umieszcze- jącej cały panel lub umieszczonej na niu pomiędzy dyfuzorem a sa- brzegach ekranu, przy źródle światła. mym panelem LCD warstwy W opracowywanych rozwiązaniach z tzw. kropkami kwantowymi planuje się warstwę kropek kwantowych o wielkości pojedynczych na- umieszczać bezpośrednio na LED-ach nometrów. Emitują one świa- albo stosować LED-y innych kolorów. tło podobnie jak warstwa lumi- W przyszłym roku mają zostać wprowanoforu, ale uzyskiwany kolor dzone modele z podświetleniem z zielojest zależny od wielkości wzbu- nych i niebieskich diod, które pokryte dzanych kropek i w praktyce będą czerwonym luminoforem, a za dwa ma bardzo dobrą charaktery- lata luminofor ma być zupełnie wyelimistykę – po mniej więcej równo nowany na rzecz LED RGB. To ostatnie dla barwy czerwonej, zielonej rozwiązanie powinno pozwolić na poi niebieskiej. Pozwala to uzy- krycie 100% palety barw NTSC i będzie skać 97-procentowe odwzoro- przypominać promowaną przez Sony wanie barw NTSC. technologię Triluminos. Druga metoda polega na poRys. 1. Pokrycie palety barw w standardzie NTSC kryciu niebieskich diod LED Trwałość i w wyświetlaczach wysokiej jakości Od jakości podświetlenia bezpozielonym i czerwonym luminoforem. Jest to trudniejsze średnio zależy trwałość wyświetlacza. ki wynika, że dioda LED nie może świe- niż zastosowanie jednolitej jasnożółtej Wynika to z faktu, że większość ustecić od razu światłem białym, gdyż emi- warstwy, ale tańsze niż instalacja fi ltru rek polega albo na stopniowym spadtuje fale monochromatyczne. Biały ko- z kropek kwantowych. I choć rezultaty ku jasności, albo na jego uszkodzeniu. lor uzyskuje się na inne sposoby, których nie są tak dobre, jak w przypadku tech- Litemax bada swoje rozwiązania zgodnie wybór decyduje o jakości wyświetlacza nologii QD, to technika ta ma bardzo z amerykańskim wojskowym standari odwzorowywanych barw. dobry stosunek jakości do ceny i pozwa- dem MIL-STD-781 i ma na celu sprawla tworzyć wyświetlacze o nawet 94-pro- dzić, po jakim czasie jasność podświeBiały na różne sposoby centowym pokryciu barw NTSC. tlenia spadnie poniżej 50% jasności poW przypadku typowych, tanich wyświetlaczy podświetlenie jest realizowane za pomocą niebieskich LED, które pobudzają jasnożółty luminofor. Światło niebieskie wymieszane z jasnożółtym daje białe. W rzeczywistości jednak światło to pozwala jedynie na pokrycie ok. 60–70% palety barw NTSC, gdyż w spektrum bardzo mało jest zieleni i czerwieni. Dobre wyświetlacze LCD pozwalają uzyskać ponad 80%, a nawet ok. 90% pokrycia wspomnianej już palety barw Rys. 3. Stosowana przez Litemax technologia podświetlenia z niebieskimi LED-ami NTSC. Aktualnie jednak postęp techno- i dwukolorową warstwą luminoforu

64

Styczeń 2017

Elektronik

Technika czątkowej. W przypadku wyświetlaczy Litemax Durapixel okres ten wynosi ok. 150 tys. h, przy czym po 100 tys. h jasność maleje jedynie o 18%. Oznacza to, że wyświetlacze Durapixel mogą pracować non stop przez ok. 12 lat, zanim ich jasność zmaleje o 1/5. Tak dobry wynik udało się uzyskać m.in. poprzez zastosowanie opracowanego przez Litemax specjalnego podłoża dla diod LED. Są one umieszczane na warstwie miedzi, która klejem przewodzącym prąd jest przyklejana do większego aluminiowego paska. Ten nie tylko stanowi radiator, sprawnie odbierający ciepło z diod, ale też ułatwia jego odprowadzanie przez taśmę termoprzewodzącą do obudowy. W efekcie diody LED pracują w niższej temperaturze niż ze standardowym podłożem, przez co wolniej się zużywają. Trwałość wyświetlacza zależy także od jego odporności na warunki otoczenia, a w tym przede wszystkim na wysokie temperatury. Nagrzewanie się jest powodowane przez m.in. pobieraną moc, przez światło słoneczne i urządzenia działające w bezpośredniej okolicy. Wzrost temperatury może sięgnąć 100°C. Klasyczne wyświetlacze przemysłowe (nie mówiąc już o konsumenckich) przestają wtedy pracować. Ciekłe kryształy przechodzą wtedy z tzw. fazy nematycznej do izotropowej, czyli inaczej mówiąc, tracą swoje krystaliczne cechy i stają się zwykłą, niekontrolowalną cieczą. Natomiast poniżej pewnej temperatury (typowo ok. –20°C) kryształy przechodzą do fazy smektycz-

Rys. 4. Budowa podłoża diod LED podświetlających wyświetlacze Durapixel firmy Litemax

nej i trudno je kontrolować, co zwiększa opóźnienia w zmianie prezentowanych obrazów. Firma Litemax, by umożliwić wytwarzanym wyświetlaczom pracę w bardzo trudnych warunkach środowiskowych (np. w przemyśle), korzysta z ciekłych kryształów typu High Tni, a więc o wysokim, temperaturowym punkcie przejścia pomiędzy stanem nematycznym a izotropowym. Kryształy te utrzymują się w fazie nematycznej w temperaturze od –30 do +110°C.

Pobór mocy Opracowane przez Litemaxa technologie podświetlenia ekranu mają też duży wpływ na pobieraną moc. Wyświetlacze Litemaxa nie tylko charakteryzują się najczęściej wyższą jasnością, ale też pobierają mniej mocy. Przykładowo 60-calowy Litemax SLD6020 pobiera 490 W, a Sharp LK600D3LB14 potrzebuje 540 W do uzyskania takiej samej jasności 2000 cd/m 2 . W czasie 10 lat pracy przekłada się to na ok. 2190 zł niższy koszt energii. Różnice pomiędzy mniejszymi wyświetlaczami Litemaxa i konkurencji są analogiczne lub nawet większe ze względu na słabsze podświetlenie pro-

duktów marki Mitsubishi, przy czym wartość zaoszczędzonej energii jest mniej więcej proporcjonalna do przekątnej wyświetlacza. Jednym ze sposobów na ograniczenie poboru mocy jest wykorzystanie techniki lokalnego przyciemniania podświetlenia. Jest to możliwe w przypadku ekranów z diodami umieszczonymi bezpośrednio za całą powierzchnią panelu. W trakcie odtwarzania materiałów wideo udaje się w ten sposób obniżyć pobór mocy przeciętnie o 20%, a przy okazji zdecydowanie poprawić kontrast pomiędzy najjaśniejszymi a najciemniejszymi obszarami wyświetlacza. Z 6500:1 wzrasta on do 1 000 000:1. Niestety, zastosowanie gęsto rozmieszczonych diod LED pod całą powierzchnią panelu jest dosyć kosztowne i zwiększa jego grubość. Marcin Karbowniczek, Piotr Ryżyński

Unisystem Sp. z o.o. ul. Nowy Świat 36, 80-299 Gdańsk tel. 58 761 54 20 [email protected] www.unisystem.pl

Technika

Ochrona sprzętu elektronicznego przed kierowaną energią promieniowania elektromagnetycznego Wśród naturalnych źródeł promieniowania elektromagnetycznego wymienić należy kosmos, Słońce i Ziemię oraz zjawiska wyładowań atmosferycznych i wyładowań elektrostatycznych. Impulsy elektromagnetyczne wytwarzane podczas wyładowań znane są, odpowiednio, jako impulsy LEMP (Lightning Electromagnetic Pulse) i impulsy ESD (Electrostatic Discharge). Od ok. 150 lat wzrasta zauważalnie liczba sztucznych źródeł promieniowania elektromagnetycznego. Należą do nich przede wszystkim urządzenia elektryczne związane z energetyką, stacje radiowe i telewizyjne, a ostatnio wiele urządzeń i systemów telekomunikacyjnych oraz niektóre urządzenia i systemy wojskowe. 66

Styczeń 2017

Elektronik

Technika

N

iezwykle silny impuls elektromagnetyczny, znany jako impuls EMP, powstaje podczas eksplozji nuklearnej. Gdy eksplozję taką przeprowadza się na znacznej wysokości w atmosferze, to wytworzony wówczas impuls elektromagnetyczny określa się skrótowo jako impuls HEMP (HighAltitiude Electromagnetic Pulse). Dla zastosowań wojskowych istotne znaczenie ma możliwość generowania promieniowania elektromagnetycznego, które przenosi skoncentrowaną energię do wybranego celu, aby można było zakłócić jego funkcjonowanie i/lub spowodować uszkodzenie – chwilowe (częściowe) lub trwałe (zupełne). Badania i próby prowadzone już od kilkudziesięciu lat doprowadziły do opracowania pewnych rodzajów broni znanej jako broń z kierowanym strumieniem energii (DEW – DirectedEnergy Weapon). Jest ona przeznaczona do natychmiastowego wyeliminowania z użycia różnych urządzeń i systemów elektronicznych stacjonarnych, przewoźnych i przenośnych (ewentualnie wraz z ich personelem obsługującym, choć mówi się, że jest to broń humanitarna, nieśmiercionośna), do unieruchomienia lekkich pojazdów mających instalację elektryczną, do zakłócania działania dronów oraz do obrony przeciw rakietom i pociskom. Wykorzystywane w tych zastosowaniach widmo częstotliwości obejmuje fale radiowe (RF) w zakresie od 3 kHz do 300 GHz, przy czym najczęściej są to mikrofale o częstotliwościach powyżej 300 MHz do 300 GHz. Stąd też bierze się nazwa – broń mikrofalowa, a stosowane narażenia w formie impulsów o bardzo dużej szczytowej wartości mocy są znane jako mikrofale dużej mocy HPM (High Power Microwave). Zwykle impulsy zajmują niewielki przedział częstotliwości i uznajemy je wtedy jako impulsy wąskopasmowe NB (Narrow Band). Gdy przedział częstotliwości zajmowany przez przebiegi zawarte w impulsie jest stosunkowo szeroki, np. od 0,3 do kilka GHz, to takie narażenie nazywa się szerokopasmowym, ze skrótową nazwą WB (Wide Band) lub UWB (Ultra Wide Band). Za pomocą tych impulsów udaje się wytworzyć przy wybranym celu natężenie pola elektrycznego do 50, a nawet 100 kV/m. Zarówno w przypadku narażenia mikrofalami o wąskim, jak i szerokim przedziale częstotliwości impulsy

Fot. 1. Rosyjski system Ranets-E

mają duże szybkości narastania, rzędu nanosekund, a czas ich trwania może mieć wartość np. kilkadziesiąt do ponad 100 ns.

Lasery Na oddzielną wzmiankę zasługują lasery, będące generatorami światła, wykorzystującymi zjawisko emisji wymuszonej w niektórych materiałach w zakresie światła widzialnego (np. laser niebieskofioletowy o długości fali 445 nm, zielony o długości fali 520 nm i czerwony o długości fali 635 nm) oraz w zakresie ultrafioletu UV

i podczerwieni IR. Specyficzne właściwości spójnego, wąskopasmowego promieniowania laserowego o małej rozbieżności wiązki spowodowały, że wykorzystuje się je w technologii wytwarzania różnych materiałów, w geodezji, w medycynie i biologii, w technologiach elektronicznych, w telekomunikacji optycznej i w technice wojskowej. W tym ostatnim przypadku lasery służą m.in. do pomiaru odległości, sterowania bombami i pociskami, do celów rozpoznania obiektów i ich oświetlania, a także chwilowego oślepiania nieprzyjaciela.

Fot. 2. Active Denial System 

Elektronik

Styczeń 2017

67

Technika Wytwarzanie kierowanych strumieni energii EM i ich skuteczny zasięg Już w czasie II wojny światowej i w okresie późniejszym podejmowano szereg działań, które można określić jako wojnę elektroniczną, Działania te były przede wszystkim związane z wytwarzaniem sygnałów radiowych, które miały na celu zakłócanie pracy (jamming) urządzeń i systemów komunikacyjnych, radarowych, różnych systemów łączności i systemów lokalizacji. Celowo wytwarzane zaburzenia elektromagnetyczne, służące do zakłócania lub uszkodzenia systemów elektronicznych, znane są pod skrótową nazwą IEMI (Intentional Electro-Magnetic Interference). W ostatnich dziesięcioleciach podejmowane były znaczne wysiłki nad wytworzeniem elektronicznej broni ofensywnej, która pozwoliłaby eliminować – na krótko lub w sposób trwały – urządzenia i systemy elektroniczne nieprzyjaciela, a w niektórych przypadkach i w ograniczonym zakresie, także ich obsługę. Wykorzystuje się przy tym zwykle kierowane strumienie energii elektromagnetycznej. Wyróżniająco destrukcyjną formą kierowanego promieniowania są impulsy elektromagnetyczne. Źródłem impulsu, jak już wspomniano, może być eksplozja nuklearna, ale także szereg zjawisk, pozwalających uzyskać i generować silne pola elektryczne i magnetyczne. Po dotarciu do sprzętu elektronicznego znajdującego się na drodze ich propagacji pola te powodować mogą wytworzenie dużych impulsów napięciowych i prądowych, niebezpiecznych dla układów elektrycznych. Wymagania energetyczne w celu wywołania uszkodzenia sprzętu elektronicznego określa się, podając dostosowane do danego obiektu poziomy natężenia pola w V/m, poziomy mocy w dBm lub W albo wartość energii w dżulach (J).

Ogólna zasada wytwarzania impulsów promieniowania EM dużej mocy polega na zamianie jakiegoś rodzaju energii, najczęściej – w pierwszej fazie przemian, energii chemicznej lub zmagazynowanej energii elektrycznej, na energię pola elektromagnetycznego.

Generator FCG Wśród znanych i rozwijanych sposobów generowania impulsów oraz stosowanych tu urządzeń wymienia się w pierwszej kolejności pobudzany (pompowany) wybuchem odpowiedniego materiału generator z kompresją strumienia magnetycznego, znany jako generator FCG (Flux Compression Generator). Eksplozja materiału wybuchowego w metalowym cylindrze pozwala dokonać kompresji wytworzonego wcześniej zewnętrznego pola magnetycznego. Energia wybuchu jest w znacznym stopniu przekazywana do pola magnetycznego i w formie impulsu elektromagnetycznego dociera do kierunkowej anteny, wysyłającej ją na wybrany cel. Moc w impulsie może dochodzić do dziesiątków MJ, przy czasie trwania impulsu aż do setek μs. Indukowane prądy mogą być tysiąckrotnie większe niż spotykane podczas wyładowania atmosferycznego. Przy wielu zaletach tego rodzaju generatorów ich istotną wadą jest ograniczenie przedziału częstotliwości generowanych sygnałów do około 1 MHz.

Generator magnetohydrodynamiczny MHD Podstawą działania generatora MHD jest zjawisko powstawania prądu elektrycznego w przewodniku poruszającym się w polu magnetycznym. W praktycznych rozwiązaniach jako przewodnik służy zjonizowany gaz lub plazma (z dodatkami metali alkalicznych o niskich potencjałach jonizacji), a pole magnetyczne jest wytwarzane przez elektromagnesy (perspektywiczne jest wykorzystanie nadprzewodnictwa). Prąd płynący poprzecznie w stosunku do kierunku pola i kierunku przemieszczania przewodnika jest zbierany przez elektrody pozostające w kontakcie z dyszą plazmy, co ostatecznie, dzięki odpowiedniemu przełączaniu obwodów elektrycznych, prowadzi do generowania impulsów mocy.

Mikrofalowe źródła promieniowania dużych mocy Fot. 3. Przenośny generator impulsów EM

68

Styczeń 2017

Elektronik

Mikrofalowe źródła promieniowania elektromagnetycznego o dużej mocy wią-

żą się nierozerwalnie z rozwojem techniki radarowej. Początkowo do generowania sygnałów radarowych stosowane były tradycyjne lampy elektronowe np. triody w obudowach szklanych lub metalowo-ceramicznych. W dalszym okresie opracowano szereg specjalizowanych lamp mikrofalowych takich jak magnetrony (stosowane także z powodzeniem w produkowanych obecnie kuchenkach mikrofalowych), lampy z falą bieżącą LFB, klistrony (w tym także z efektami relatywistycznymi), karcinotrony (lampy z falą wsteczną), lampy z powolną falą, triody refleksyjne (odbiciowe) i wirkatory (Vircator – Virtual Cathode Oscillator). Do wytwarzania omawianej broni elektronicznej z kierowanym strumieniem energii EM przydatne są zwłaszcza wirkatory, ze względu na możliwość uzyskania dużych mocy np. 170 kW do 40 GW i stosunkowo szerokiego pasma częstotliwości w przedziale fal decymetrowych i centymetrowych. Swą budową wirkatory przypominają nieco lampy analizujące typu widikon, z tym że anoda jest wykonana z folii lub siatki i elektrony przelatując przez nią, wpadają do wnęki rezonansowej, rozszerzającej się jak antena stożkowa na czole urządzenia. Katoda musi mieć dużą wydajność i dlatego wytwarza się ją np. z włókna węglowego impregnowanego jodkiem cezu. W praktycznych rozwiązaniach mogą występować różne kombinacje omawianych wyżej generatorów, gdyż pozwala to uzyskać lepsze parametry funkcjonalne końcowych urządzeń generujących wiązki promieniowania EM. Należy także pamiętać o istotnym znaczeniu konstrukcji kierunkowych anten stosowanych do emitowania promieniowania EM. Jeśli chodzi o zasięg, rozumiany jako odległość od źródła, na którą przesłać należy określoną ilość energii promieniowania, to – jak można oczekiwać, zależy on przede wszystkim od mocy wyjściowej nadajnika i od rozmiarów (apertury) anteny nadawczej. Wielkość mocy może być aż tak duża jak 500 MW, podawana np. dla rosyjskiego systemu Ranets-E (fot. 1) o zasięgu ok. 13 km, przeznaczonego do obrony przed atakami lotniczymi (niszczącego elektronikę samolotów bojowych nieprzyjaciela). System taki ma duże rozmiary i ciężar i wymaga do transportu ciężkiego podwozia. Za powszechniejsze uznać należy mobilne systemy aktywnego zapobiegania ADS (Active Denial System) przewo-

Technika żone na lżejszych pojazdach takich jak np. amerykański wielozadaniowy pojazd kołowy o dużej mobilności znany jako Humvee (Hummer) – fotografia 2. Zasięg tych systemów wynosi zwykle kilkaset metrów (jak np. V-MADS) do 1–2 kilometrów jak np. system Raytheon’s Vigilant Eagle do obrony przestrzeni powietrznej wokół lotniska. Należy też jeszcze wspomnieć o mniejszych systemach – „walizkowych” (jak pokazany przykładowo na fot. 3) o zasięgu kilkudziesięciu lub niewiele ponad 100 m. Ich przeznaczeniem jest unieszkodliwianie elektroniki zarówno w różnych urządzeniach elektronicznych, jak i w instalacjach elektrycznych np. w celu zatrzymania pojazdu. Powiększenie zasięgu promieniowania wiązek mikrofal przez zwiększenie mocy wyjściowej nadajnika jest środkiem często stosowanym, lecz napotyka ograniczenie wynikające z wytwarzania się plazmy w otoczeniu anteny nadawczej, blokującej emisję i prowadzącej następnie do wystąpienia zjawiska znanego jako przebicie atmosferyczne. Próbuje się przeciwdziałać temu m.in. przez wykorzystanie więcej niż jednego nadajnika.

Fot. 4. Przykład broni EM zbudowanej na bazie kuchenki mikrofalowej

Porównanie typowych wartości kilku parametrów technicznych wybranych źródeł promieniowania elektromagnetycznego podano w tabeli 1. Warto jeszcze zwrócić uwagę na wspomniany wcześniej krótki czas narastania

impulsów mikrofalowych – poniżej 10 ns dla HPM i tylko 50 ps do 0,5 ns dla UWB. Podobna jest natomiast w obu przypadkach częstotliwość powtarzania impulsów – od pojedynczego impulsu do 1 kHz (HPM) i kilkudziesięciu kHz (UWB).

3URMHNWRZDQLHUR]G]LHOQLFHOHNWU\F]Q\FKZ\PDJDLQQRZDF\MQ\FKSRP\VãyZ .OLSSRQŠ&RQQHFWWRSLRQLHUVNLHUR]ZLĉ]DQLDãĉF]HQLRZH /HW·VFRQQHFW .OLSSRQŠ&RQQHFWVWDQRZLURG]LQęXQLZHUVDOQ\FKLDSOLNDF\MQ\FK]ãĉF]HNV]HUHJRZ\FKGRSDVRZDQ\FKGRZ\PDJDĿW\SRZ\FKREV]DUyZIXQNF\MQ\FK ZUR]G]LHOQLFDFKHOHNWU\F]Q\FK2IHUWęX]XSHãQLDRSURJUDPRZDQLHLQŰ\QLHUVNLH:HLGPOOHU&RQILJXUDWRU ']LęNLSURGXNWRPGRVWRVRZDQ\PGRSRWU]HEUyŰQ\FKDSOLNDFMLPRJĉ3DĿVWZR]DUyZQRSU]\VSLHV]\þSURMHNWRZDQLHMDNL]ZLęNV]\þ HIHNW\ZQRŔþZV]\VWNLFKHWDSyZZ\WZDU]DQLDLXŰ\WNRZDQLDUR]G]LHOQLF ZZZNOLSSRQFRQQHFWFRP

/HW·VFRQQHFW

Technika Obiekty wrażliwe na promieniowanie EM Promieniowanie elektromagnetyczne HEMP, pochodzące od wybuchu jądrowego oraz mikrofalowe promieniowanie dużych mocy HPM wąsko- i szerokopasmowe może być niebezpieczne dla dużej grupy urządzeń i systemów elektronicznych i elektrycznych. Wspomniano już, że wysokie natężenie pola elektrycznego, występujące przy napromieniowaniu wiązką energii elektromagnetycznej, powoduje indukowanie w obwodach elektrycznych dużych napięć i prądów. Mogą to być impulsy napięciowe o wartości rzędu kilkudziesięciu do kilkuset woltów i prądowe aż do kilku kA. Stosowane w urządzeniach elementy i podzespoły elektroniczne nie są w stanie wytrzymać takich wartości napięć i prądów. Dotyczy to w szczególności tranzystorów i układów scalonych MOS i CMOS z podatnymi na przebicie napięciowe cienkimi warstwami dielektrycznymi (np. mikrokontrolery). Należy się także liczyć z możliwością lokalnego wzrostu temperatury w atakowanym sprzęcie. Podobne efekty temperaturowe mogą również dotyczyć obsługi sprzętu (poparzenia skóry). Obserwowany w praktyce sposób oddziaływania promieniowania EM zależy przede wszystkim od energii tego promieniowania oraz od częstotliwości przebiegów. Energia promieniowania EM wnika na ogół do atakowanych urządzeń dwiema drogami: • od czoła, przez elementy i podzespoły przeznaczone do kontaktowania się z otoczeniem w ramach zaprojektowanej funkcji danego urządzenia – takie jak anteny, czujniki, złącza itp. Najgorsza sytuacja jest wówczas, gdy częstotliwość promieniowania pokrywa się z pasmem użytecznym urządzenia. • „tylnymi drzwiami” – przez nieosłonięte fragmenty urządzenia, otwory wentylacyjne oraz dołączone przewody i kable. Zagrożenie kierowaną energią elektromagnetyczną obejmuje urządzenia i systemy elektroniczne i elektryczne, takie jak m.in.:

• sieć energetyczna, a szczególnie stacje i podstacje elektryczne oraz obiekty z urządzeniami do dystrybucji i sterowania przepływem energii, • radiostacje i stacje telewizyjne, urządzenia łączności bezprzewodowej, • nadajniki i stacje przekaźnikowe do łączności, • stacje radarowe, • lokalne źródła energii elektrycznej (agregaty prądotwórcze). Niepokojące jest też to, że w Internecie możemy znaleźć informacje o możliwości skonstruowania urządzenia generującego pole elektromagnetyczne wielkiej energii. Zapewnia się przy tym, że można je skompletować „domowym sposobem” z dostępnych powszechnie elementów. Innym przykładem urządzenia wytworzonego domowym sposobem jest urządzenie mikrofalowe dużej mocy bazujące na typowej kuchence mikrofalowej (fot. 4). Ich zdolność do niszczenia infrastruktury teleinformatycznej na odległość jest ogromna.

Sposoby ochrony przed kierowaną energią EM Ochrona przed kierowaną energią elektromagnetyczną musi być kompleksowa i skoordynowana, obejmując w procesie projektowania i wykonawstwa urządzeń takie operacje i działania techniczne jak: ekranowanie wydzielonych obszarów, pomieszczeń oraz sprzętu elektronicznego, absorpcja promieniowania, filtracja sygnałów elektrycznych, zastosowanie ograniczników (limiterów) impulsów napięciowych, specjalizowane rozwiązania układowe i programowe, dobór podzespołów o zwiększonej wytrzymałości elektrycznej. Ściany budynków przewidzianych do zainstalowania komputerów i innych urządzeń techniki informatycznej powinny stanowić ekrany dla pól elektromagnetycznych, a jeśli w pomieszczeniach instalacyjnych występują okna, to powinny być one uzupełnione metalową siatką o odpowiednio subtelnych oczkach lub metalizowanymi szybami. Wydzielone pomieszczenia spełniające takie wymagania mogą być konieczne, poza zastosowaniami specjalnymi,

Tabela 1. Porównanie typowych wartości wybranych parametrów źródeł promieniowania EM Źródło/ cecha Wyładowanie atmosferyczne Radary wojskowe Zakres częstotliwości Do 10 MHz 3 MHz–100 GHz Do 750 Do 10 2 Szczytowa gęstość mocy [W/cm ] (w odległości 1 km) (w odległości 10 m) Szerokość impulsu 500 ns–100 ms 10 ns fala ciągła Efekty oddziaływania Uszkodzenie częściowe Zakłócenia, utrata funkcji na narażane obiekty lub zupełne, zniszczenie

70

Styczeń 2017

Elektronik

HEMP Do 100 MHz 650 Setki ns do sekund Uszkodzenie częściowe lub zupełne

w tzw. inteligentnych budynkach, w których występuje szereg współpracujących podsystemów elektronicznych związanych z bezpieczeństwem tego rodzaju obiektu budowlanego, jego klimatyzacją, wentylacją, ogrzewaniem i oświetleniem oraz zasilaniem energetycznym i systemami teleinformatycznymi. Ekranowane pomieszczenia są również stosowane do celów elektromagnetycznej separacji niektórych urządzeń medycznych, a wśród nich diagnostycznego systemu do badania rezonansu magnetycznego MRI.

Ekranowanie Ekranowanie uznać zatem należy za podstawowy środek ochronny przed oddziaływaniem pól elektromagnetycznych. W odniesieniu do samych urządzeń wymaga to zapewnienia solidnych metalowych obudów dla różnych bloków (modułów) funkcjonalnych i ich starannego połączenia ekranowanymi przewodami lub kablami w zestawy o zwartej konstrukcji. Ekranowane przewody i kable rozmieszcza się wzdłuż lub ponad przewodzącymi (metalowymi) powierzchniami, zapewniając ich połączenie z ekranowanymi złączami. W celu odprowadzenia ładunków elektrycznych należy pamiętać o wykonaniu właściwego uziemienia ekranów. Obecność metalowych kabli połączeniowych, doprowadzających zasilanie lub sygnały do budynku, pomieszczeń lub samych urządzeń zwiększa podatność na impulsowe zaburzenia elektromagnetyczne. Nie należy zapominać o konieczności stosowania odpowiednich filtrów ochronnych (przeciwzakłóceniowych) na granicy stref rozdzielanych ekranem, w miejscach wprowadzania lub wyprowadzania obwodów sygnałowych lub zasilania. W niektórych sytuacjach do ekranowania od pól elektromagnetycznych można również wykorzystać materiały włókiennicze. Można jeszcze raz powtórzyć, że rozwiązania ochrony urządzeń muszą być kompleksowe, gdyż stosowanie tylko wybranych metod przeciwdziałających silnym polom elektromagnetycznym nie przyniesie oczekiwanych rezultatów. Nasuwającym się w wielu przypadkach rozwiązaniem jest wykorzystanie tech-

HPM (NB) 100 MHz–5 GHz Do 10 000 (w odległości 1 km) 10 ns–1 μs Uszkodzenie częściowe lub zupełne

UWB (WB) 100 MHz–3(5) GHz

0,3 ns–5 ns Uszkodzenie częściowe lub zupełne

Technika niki światłowodowej i połączeń optycznych. W takich przypadkach zwrócić należy uwagę na dobór i poprawne wykonanie łączy pomiędzy różnymi systemami połączeń tak, aby nie ułatwiały one dostępu zaburzeń do urządzenia i do indukowania w obwodach elektrycznych nadmiernych napięć. Warto zwrócić uwagę, że małe przenośne urządzenia elektroniczne (mobilne) bez kabli połączeniowych są stosunkowo bardziej odporne i ulegają zakłóceniu lub uszkodzeniom dopiero przy wyższych poziomach natężenia pola np. rzędu 5 kV/m.

Filtracja Filtracja sygnałów elektrycznych jest również istotnym środkiem ochrony przed skutkami narażenia polem elektromagnetycznym. Filtry, zwykle górnozaporowe, instaluje się na liniach zasilania oraz wejściach i wyjściach różnych linii sygnałowych. Dostępne w handlu filtry (fot. 5) wytwarzane są na różne zakresy częstotliwości i różne wartości prądów, a w tym także jako podzespoły przepustowe (feed-through). Elementy składowe filtrów (elementy RLC) powinny być odporne na duże napięcia i często oddzielnie ekranowane, a całość powinna mieć solidną konstrukcję mechaniczną. Korzystnie jest, oczywiście, jeśli sygnały użytkowe w urządzeniu znajdują się w innych pasmach częstotliwości niż przewidywany zakres widma, w którym mogą wystąpić zaburzenia.

Ograniczniki napięć Oprócz omówionego już ekranowania – podzespołów, kabli połączeniowych i całych urządzeń oraz fi ltracji sygnałów elektrycznych, za stosowany zwykle równocześnie z nimi bardzo skuteczny środek ochronny od impulsowych pól elektromagnetycznych uznać należy instalowanie różnego rodzaju ograniczników (limiterów) szczytowych wartości napięć w obwodach elektrycznych. Należą do nich znane już w większości elementy i podzespoły wykorzystywane uprzednio do ochrony przed skutkami wyładowań atmosferycznych i wyładowań elektrostatycznych ESD. Wymienić tu należy: gazowe lampy wyładowcze GDT, przerwy powietrzne między przewodzącymi odcinkami linii (iskierniki), diody półprzewodnikowe (ze zwykłymi złączami p-n, diody Schottky’ego i diody PIN), warystory, tyrystory oraz elementy ferrytowe (głównie w falowodach), a także podzespoły z ogranicz-

nikami plazmowymi ze zjonizowanym gazem. Ta mnogość różnych rodzajów ograniczników wynika z zapotrzebowania na środki ochronne o różnych czasach reakcji na przychodzące impulsy napięciowe oraz możliwości pochłonięcia i rozproszenia ich energii. Za stosunkowo najbardziej uniwersalne ze względu na charakterystyki elektryczne można uznać warystory. Zależnie od zasady działania ograniczników można zakwalifi kować je do jednej z dwu grup. Jeśli przychodzący impuls napięciowy po przekroczeniu pewnego pozio-

mu progowego spowoduje zmianę impedancji ogranicznika, a co za tym idzie zmianę impedancji między linią sygnałową a ziemią (masą), to nastąpi obcięcie wierzchołka impulsu i poziomowanie lub stabilizowanie poziomu napięcia (clamping). W ten sposób działają ograniczniki diodowe i warystory. W drugim przypadku działanie ograniczników jest jakby silniejsze, bardziej radykalne (stąd angielska nazwa crowbar limiter) i bazuje na mechanizmie przełączania obwodów. Gdy impuls przekroczy pewien poziom progowy, ogranicznik zaczyna

Technika

przewodzić, zwierając linię sygnałową do ziemi i obniżając do zera poziom napięcia. Po przejściu impulsu ogranicznik po pewnym czasie powraca do stanu wyłączenia. Do tej grupy ograniczników zaliczyć można gazowe lampy wyładowcze, przerwy powietrzne i tyrystory.

Absorbery Do ograniczenia mocy promieniowania można wykorzystać zjawisko absorpcji, polegające na pochłanianiu energii fal elektromagnetycznych przez materiały absorpcyjne (absorbery), dobierane do danej częstotliwości fal. Jest to sposób powszechnie stosowany w technice radarowej. Materiały absorpcyjne wytwarza się w formie cienkich arkuszy lub jako materiały piankowe, farby i lakiery. Instaluje się je na drodze wiązki promieniowania mikrofalowego lub pokrywa się nimi wnęki mikrofalowe oraz powierzchnie odbijające promieniowanie. Aby tłumić zarówno składową elektryczną, jak i magnetyczną fali elektromagnetycznej, materiał absorbujący powinien mieć właściwości dielektryka stratnego (np. polimer z cząsteczkami węgla) i magnetyka stratnego (z takimi wypełniaczami objętościowymi jak proszki żelaza lub ferryty). Rozwiązania takie możemy spotkać w kabinach bezodbiciowych („bezechowych”) do badań kompatybilności elektromagnetycznej. Służy ono do pochłaniania energii fal pola elektromagnetycznego, którego źródłem jest badane urządzenie. Wówczas antena odbiorcza reaguje tylko i wyłącznie na zaburzenia elektromagnetyczne pochodzące bezpośrednio od badanego obiektu, a nie odbite np. od ścian kabiny. Do absorp-

72

Styczeń 2017

Elektronik

Fot. 5. Materiały i podzespoły ochronne: ekrany, filtry, warystory, elementy gazowane

cji promieniowania mikrofalowego przewiduje się również szersze wykorzystanie nanorurek węglowych CNT (Carbon NanoTubes) i grafenu.

Metamateriały W nawiązaniu do absorpcji fal elektromagnetycznych należy także wspomnieć o zastosowaniu metamateriałów, określanych też mianem ośrodków DNM (Double Negative Materials). Ich przenikalność magnetyczna i podatność elektryczna są ujemne. Nie występują one naturalnie w przyrodzie, lecz są wynikiem prac w dziedzinie inżynierii materiałowej. Ich właściwości zależą od zmodyfi kowanej odpowiednio struktury w skali większej niż ich naturalna struktura cząsteczkowa, przy czym te rozmiary powinny być porównywalne z długością fali, na którą mają oddziaływać. Za pomocą metamateriałów można manipulować falami elektromagnetycznymi – blokować ich przepływ, absorbować, wzmacniać lub nawet wyginać. Zasadnicze znaczenie ma w tych przypadkach ujemny współczynnik załamania metamateriałów. Ta właściwość może prowadzić do uzyskania osłon czy-

niących nakryte nimi obiekty (ludzi lub sprzęt) niewidzialnymi. Bliższych objaśnień nie wymaga podany na wstępie dobór elementów i podzespołów o zwiększonej wytrzymałości elektrycznej, uwzględniający zasadę tzw. najsłabszego ogniwa w złożonych układach. Dotyczy to doboru elementów i podzespołów tak biernych, jak i czynnych, a w tym układów scalonych i różnych modułów funkcjonalnych. Praktyczną wskazówka doboru może być podawana zwykle w katalogach odporność tych elementów i podzespołów na wyładowania elektrostatyczne ESD. Specjalizowane rozwiązania układowe i programowe wiążą się ściśle z określoną funkcją realizowaną przez projektowanie urządzenie. Można więc w tym przypadku podać tylko jako przykłady: wykorzystanie przesyłania sygnałów różnicowych LVDS, pozwalających minimalizować skuteczność źródeł niepożądanych emisji promieniowanych, zastosowanie nadmiarowości w niektórych obwodach elektrycznych lub programowej oraz zastosowanie wspomnianych już uprzednio złączy optycznych. Jerzy F. Kołodziejski, Ireneusz Kubiak

Precyzyjne 2-wyjściowe źródło napięciowe z wbudowanymi regulatorami liniowymi LT6658 to precyzyjne źródło napięcia referencyjnego 2,5 V typu bandgap z dwoma niskoszumowymi, liniowymi regulatorami napięcia. Układ wytwarza nominalnie napięcia 2,5 V, które mogą być programowane przy użyciu zewnętrznych rezystorów w zakresie 2,5…6 V. Zapewnia na każdym z wyjść wydajność prądową 20 mA w trybie poboru prądu (sink) oraz 50 mA i 150 mA w trybie wytwarzania prądu (source). LT6658 może znaleźć zastosowanie w układach z przetwornikiem A/C lub C/A i np. mikroprocesorem, stanowiąc źródło referencyjne dla obu układów. Alternatywnie, pozwala na równoległe połączenie obu wyjść, zapewniając sumaryczną wydajność

prądową 200 mA w trybie source. Oba regulatory liniowe charakteryzują się tym samym współczynnikiem zmian napięcia w funkcji temperatury i prądu wyjściowego, zapewniają skuteczne tłumienie tętnień zasilania i zawierają zabezpieczenie termiczne. Każdy z nich może korzystać z własnego źródła napięcia wejściowego. Ważniejsze dane techniczne LT6658: • dokładność i dryft temperaturowy: A-Grade (0,05%, 10 ppm/°C), B-Grade (0,1%, 20 ppm/°C), • zakres programowania napięć wyjściowych: 2,5…6 V, • wydajność prądowa wyjść: wyjście 1: 150 mA source/20 mA sink, wyjście 2: 50 mA source/20 mA sink, • wyjściowe napięcie szumu: 1,5 ppm peak-peak (0,1 Hz…10 Hz), • maks. napięcie wejściowe: 36 V, • Load Regulation: 0,1 ppm/mA, • AC PSRR: 96 dB @ 10 kHz. LT6658 występuje obecnie w wersji o napięciu 2,5 V. W pierwszej połowie 2017 roku pojawią się też wersje 1,2, 1,8, 3, 3,3 i 5 V. Ceny hurtowe zaczynają się od 2,35 USD przy zamówieniach 1000 sztuk. www.linear.com

Nowe produkty | Podzespoły czynne Izolowany transceiver RS485 zgodny z wymogami medycznego standardu bezpieczeństwa IEC 60601-1

Izolator szyny USB do 7,5 kV rms odporny na przepięcia o szybkości narastania do 50 kV/μs

LTM2885 to izolowany transceiver RS485 zaprojektowany do zastosowań w aparaturze medycznej, zapewniający ochronę przed dużymi różnicami potencjałów mas urządzeń. Oferuje wzmocnioną izolację na poziomie 6500 V rms, co znacznie wykracza poza wymogi normy IEC 60747. Jego odstęp izolacyjny i droga upływu przekraczają 14 mm, a grubość izolacji (DTI) 0,2 mm, co zapewnia zgodność z 2×MOOP wg IEC 60601-1. Dodatkowo, układ jest odporny na wyładowania ESD do ±15 kV.

LTM2894 to izolator szyny USB odporny na przepięcia o szybkości narastania do co najmniej 50 kV/μs, zapewniający wzmocnioną izolację między różnicami potencjałów poziomów masy do 7,5 kV rms. Jest przeznaczony do implementacji interfejsów USB 2.0 w trudnych przemysłowych i medycznych warunkach pracy, gdzie priorytetem jest zapewnienie izolacji galwanicznej między obwodami. Może pracować przy ciągłej różnicy poziomu potencjałów masy do 1000 V rms. Droga upływu w przypadku

LTM2885 zapewnia maksymalną szybkość transmisji 20 Mbps oraz może pracować w trybie „low EMI” z szybkością 250 kbps. Jest odporny na sumacyjne impulsy przepięciowe o szybkości narastania do 50 kV/μs. Nie wymaga żadnych elementów współpracujących. Pracuje z napięciem zasilania 5 V oraz z napięciem interfejsu wynoszącym od 1,62 do 5,5 V. Występuje w trzech wersjach różniących się zakresem dopuszczalnych temperatur pracy, z których najszerszy rozciąga się od –40 do +105°C. Jest zamykany w obudowie BGA o wymiarach 22×9×5,16 mm. Ceny hurtowe LTM2885 zaczynają się od 11,98 przy zamówieniach 1000 sztuk.

LTM2894 wynosi 17,4 mm, co zapewnia zgodność z wymogami standardu medycznego IEC 60601-1, pozwalając na pracę z napięciem zasilania do 250 V rms przy ochronie pacjenta 2×MOPP. Układ jest zabezpieczony przed wyładowaniami ESD do ±20 kV. Może pracować w trybach full speed (12 Mbps) i low speed (1,5 Mbps) szyny USB 2.0. Nie wymaga żadnych elementów współpracujących (rezystory pull-up i pull-down zostały zintegrowane wewnątrz obudowy). Jest zamykany w obudowie BGA o powierzchni 22×6,25 mm. Występuje w wersjach na komercyjny, przemysłowy i samochodowy zakres temperatur pracy. Ceny hurtowe LTM2894 zaczynają się od 12,20 USD przy zamówieniach 1000 sztuk.

www.linear.com

www.linear.com

Sterowniki LED w wersji CC i CV w płaskich obudowach o grubości 11...13 mm

wynoszącym maksymalnie 350, 500 lub 700 mA (RACD06-LP, RACD12-LP i RACD20-LP) oraz w 3 wersjach o stałym napięciu wyjściowym 12 lub 24 V (RACV06, RACV12 i RACV20). Mogą być one zasilane napięciem 198...264 VAC. Zapewniają izolację do 3,75 kV (1 min) i moc znamionową od 6 do 22 W. Są przystosowane do pracy w zakresie temperatur otoczenia od –30 do +50°C. Ich grubość wynosi w zależności od mocy znamionowej od 11 do 13 mm. Redukcja grubości obudowy nie odbyła się tu kosztem pogorszenia jakości; wszystkie nowe modele zawierają zabezpieczenie przed zwarciem i przeciążeniem, uzyskały certyfi katy CE, CB i ENEC oraz są objęte 3-letnią gwarancją.

Firma Recom stale powiększa ofertę modułowych sterowników do systemów oświetleniowych LED. W ostatnim czasie pojawiło się tu 6 nowych modeli przeznaczonych do zastosowań wszędzie tam, gdzie ważnym wymogiem są małe wymiary, a w szczególności mała grubość obudowy. Nowe moduły występują w 6 wersjach, w tym trzech o stałym prądzie wyjściowym

www.recom-power.com

74

Styczeń 2017

Elektronik

Podzespoły czynne | Nowe

produkty

Chipset ładowania bezprzewodowego urządzeń przenośnych wymagających ochrony przed wodą i kurzem Firma Renesas Electronics opracowała nowy chipset do systemów ładowania bezprzewodowego miniaturowych urządzeń przenośnych wymagających szczelnej obudowy zapewniającej ochronę przed wodą i kurzem. Obejmuje on układy nadajnika (ozn. RAA458100) i odbiornika (RAA457100) pracujące na częstotliwości 125 kHz. Odbiornik RAA457100 jest produkowany w obudowie WLBGA o powierzchni 3,22×2,77 mm. Zawiera synchroniczny prostownik współpracujący z anteną pobudzaną sygnałem zmiennym i układ sterujący ładowaniem zewnętrznego akumulatora litowo-jonowego. Do monitorowania prądu

Schemat systemu ładowania bezprzewodowego z nadajnikiem RAA458100 i odbiornikiem RAA457100

i napięcia ładowania wykorzystano 12-bitowy przetwornik A/C, generujący informacje zwrotne dla nadajnika, na podstawie których dostosowuje on moc wyjściową do optymalnego poziomu niezbędnego do naładowania akumulatora. Struktura wewnętrzna układu obejmuje ponadto regulator

DC-DC i zespół obwodów zabezpieczających zewnętrzny akumulator. RAA457100 pracuje z napięciem wejściowym do 18 V. Umożliwia wybór napięcia końca ładowania (4,05 V, 4,2V lub 4,35 V) oraz wybór napięcia wewnętrznego regulatora (1,2 V, 1,5 V, 1,8 V lub 3,0 V). Maksymalne natężenie prądu w trybie ładowania szybkiego wynosi 70 mA. Zakres dopuszczalnych temperatur pracy układu wynosi od –20 do +50°C. Nadajnik RAA458100 zawiera komplet obwodów niezbędnych do bezprzewodowej transmisji zasilania i pracuje z napięciem wejściowym z zakresu od 4,4 do 5,25 V. Jego struktura wewnętrzna obejmuje m.in. interfejs I 2C, sterownik bramki tranzystora MOSFET (producent rekomenduje model μPA2690T1R) zasilającego cewkę nadawczą, zabezpieczenie nadprądowe i zabezpieczenie termiczne. Układ jest zamykany w obudowie UQFN-40 o wymiarach 5,0×5,0×0,65 mm. Jego zakres dopuszczalnych temperatur pracy rozciąga się od –20 do +60°C. Projektant może programować parametry pracy nadajnika poprzez zapis zawartości wewnętrznych rejestrów z zewnętrznej pamięci EEPROM. www.renesas.com

Wysokoprądowe przełączniki high-side o rezystancji od 1 mΩ i niezawodności >1 miliona cykli Wysokoprądowe przełączniki Power Profet firmy Infineon mogą stanowić doskonałe zamienniki dla przekaźników elektromechanicznych i bezpieczników stosowanych w instalacjach samochodowych, zapewniając małą rezystancję wewnętrzną (od 1 mΩ), małe wymiary, pięciokrotnie dłuższy czas bezawaryjnej pracy (ponad milion cykli) i możliwość przewodzenia prądów o natężeniu do 40 ADC. Ich zakres zastosowań obejmuje m.in. systemy grzania, oświetlenia, dystrybucji mocy i sterowania silnikiem. Są to przełączniki typu high-side wyposażone w zespół funkcji diagnostycznych i zabezpieczających, w tym zabezpieczenie zwarciowe i termiczne. Umożliwiają 7-krotne obniżenie strat mocy w stosunku do odpowiedników elektromechanicznych; przy prądzie przewodzenia równym 30 ADC pobierają moc poniżej 2 W. Pomimo

małych rozmiarów ich dopuszczalne obciążenie wynosi 3000 mJ w pojedynczym impulsie i 550 mJ dla serii impulsów, co w większości wypadków pozwala wyeliminować ścieżkę recyrkulacji prądu, a tym samym obniżyć koszt podzespołów. Przełączniki Power Profet uzyskały kwalifi kację AEC-Q100 Grade A w zakresie niezawodności. Po wykryciu przetężenia mogą być automatycznie restartowane, eliminując konieczność wymiany podzespołów. Obecnie nowa oferta obejmuje cztery typy przełączników kompatybilnych pod względem rozkładu wyprowadzeń, produkowanych na zakres prądów znamionowych od 20 do 40 ADC. Oferują one identyczny zestaw funkcji, natomiast różnią się rezystancją R DS(on) wynoszącą 1,0 mΩ, 1,5 mΩ, 2,0 mΩ i 2,5 mΩ. Dwie wersje o najmniejszej rezystancji: BTS50010-TAD (1,0 mΩ) i BTS50015-1TAD (1,5 mΩ), są już dostępne w ilościach hurtowych. Dwie pozostałe wejdą na rynek na początku 2017 roku. www.infineon.com

Elektronik

Styczeń 2017

75

Nowe produkty | Podzespoły czynne 8-kanałowy przełącznik high-side z funkcją demagnetyzacji obciążeń indukcyjnych W większości aplikacji przemysłowych stosowane są przełączniki high-side do kontroli obciążeń indukcyjnych. Wyzwaniem jest tu rozproszenie energii zgromadzonej w cewce w przypadku rozwarcia przełącznika i przerwania przepływu prądu; jeśli indukcyjność obciążenia i zgromadzona w cewce energia jest duża, układ sterujący może zostać trwale uszkodzony w wyniku przegrzania. Nowy 8-kanałowy przełącznik high-side MAX14913 firmy Maxim z funkcją demagnetyzacji pozwala bezpiecznie rozładować energię zgromadzoną w obciążeniu indukcyjnym. Zawiera układ diagnostyczny wykrywający stany rozwarcia i zwarcia oraz charakteryzuje się krótkim czasem propagacji pozwalającym zapewnić dużą szybkość transmisji. W porównaniu z wcześniejszymi wersjami, MAX14913 pozwala w dużym stopniu zmniejszyć wymaganą powierzchnię płytki drukowanej poprzez wyeliminowanie z projektu 16 diod dyskretnych. Dodatkowo, 8 wbudowanych przełączników high-side może zostać skonfigurowanych jako sterowniki push-pull zapewniające dużą szybkość przełączania. Zakres zastosowań tego układu obejmuje sterowniki PLC, sterowniki układów napędowych oraz inne aplikacje z zakresu automatyki i kontroli procesów przemysłowych. Ważniejsze dane techniczne MAX14913: • interfejs wejściowy: SPI, • częstotliwość przełączania: do 200 kHz w trybie push-pull, • napięcie pracy obciążenia: 24 V (maks. 36 V), • prąd przełączany: do 0,5 A, • czas propagacji: 0,1 μs (maks. 1 μs) w trybie high-side, • rezystancja w stanie On: maks. 230 mΩ @ 500 mA, +125°C. • zabezpieczenie ESD: do 6 kV/8 kV (kontakt/powietrze), • możliwość łączenia kaskadowego wielu układów. MAX14913 jest zamykany w obudowie QFN-56 o wymiarach 8×8×0,8 mm. Jego zakres dopuszczalnych temperatur pracy wynosi od –40 do +125°C. Ceny hurtowe zaczynają się od 6,95 USD przy zamówieniach 1000 sztuk.

Szybkie 16-woltowe komparatory analogowe CMOS na zakres temperatur pracy –40...+125°C STMicroelectronics uzupełnia ofertę komparatorów analogowych produkowanych w technologii CMOS o nowe wersje produkowane w oparciu o nową technologię zapewniającą mniejszy pobór prądu (5 mA na kanał), krótszy czas propagacji i zwiększoną wytrzymałość na wyładowania ESD (do 4 kV). Nowe komparatory TSX393, TSX339, TSX3702 i TSX3704 charakteryzują się szerokim zakresem napięć zasilania od 2,7 do 16 V, co w zestawieniu z szerokim zakresem dopuszczalnych

temperatur pracy od –40 do +125°C pozwala na ich zastosowania również w elektronice samochodowej i przemysłowej. TSX393 i TSX339 to komparatory odpowiednio 2- i 4-kanałowe z wyjściami z otwartym drenem umożliwiającymi łączenie w konfiguracji OR oraz przesuwanie poziomów logicznych. TSX3702 i TSX3704 to komparatory odpowiednio 2- i 4-kanałowe z wyjściami push-pull. Wszystkie one zapewniają wydajność prądową 20 mA, wystarczającą do współpracy z większością obciążeń analogowych i cyfrowych. Komparatory podwójne TSX393 i TSX3702 są produkowane w obudowach DFN-8 o powierzchni 2×2 mm, a także 8-wyprowadzeniowych SO, Mini-SO i TSSOP. Ich cena hurtowa wynosi od 0,395 USD przy zamówieniach 1000 sztuk. Komparatory 4-kanałowe TSX339 i TSX3704 są zamykane w obudowach QFN-16 (3×3 mm), SO-14 i TSSOP-14. Ich ceny hurtowe wynoszą odpowiednio od 0,546 USD i 0,527 USD.

www.maximintegrated.com

Dwuprotokołowe transceivery RS-485/ RS-232 o napięciu pracy od 3,15 V ISL3333xE i ISL3335x to dwuprotokołowe transceivery RS-485/RS-232 o znamionowych napięciach zasilania odpowiednio 3,3 V i 5 V, zawierające dwa porty: podwójny (2 Tx, 2 Rx) RS-232 oraz pojedynczy RS-485/RS-422. Pozwalają one zastąpić dwa układy scalone pojedynczym układem o tej samej cenie, zamykanym w obudowie SSOP lub QFN. Dzięki wbudowanej pompie ładunkowej mogą pracować już przy napięciu zasilania równym 3,15 V. Wymagają jedynie 4 miniaturowych kondensatorów o pojemności 0,1 μF. Pozostałe cechy: • zabezpieczenie ESD: do ±15 kV HBM na liniach sygnałowych,

www.st.com

• architektura fail-safe, • szybkość transmisji portu RS-485: do 20 Mbps lub do 115 kbps (mały slew-rate), • szybkość transmisji portu RS-232: do 400 kbps, • rozkład wyprowadzeń flow-through ułatwiający projektowanie płytek drukowanych. Oznaczenie ISL33354E ISL33357E ISL33334E ISL33337E

VCC 5V 3,3 V

Obudowa

Kanały

Szybkość portu RS485

SSOP-28 QFN-40 SSOP-28 QFN-40

2

20 Mbps, 115 kbps

Szybkość portu RS232 650 kbps 400 kbps

www.intersil.com

76

Styczeń 2017

Elektronik

Podzespoły czynne | Moduły i komputery | Nowe

produkty

Izolatory SPI 100 MHz do współpracy z szybkimi przetwornikami A/C i C/A LTM2893 i LTM2895 to izolatory na szynę SPI przeznaczone do odizolowania galwanicznego szybkich przetworników A/C i C/A od mikroprocesorów i układów FPGA. Umożliwiają transfer danych przesyłanych z częstotliwością zegara do 100 MHz, ponad dwukrotnie większą od wcześniejszych wersji 40-megahercowych przy braku opóźnień. LTM2893 (read only) i LTM2893-1 (read/write) zostały zaprojektowane do izolacji oferowanych przez Linear Technology przetworników A/C SAR ogólnego przeznaczenia, takich jak 16-/18-/20-bitowe LTC2378 o szybkości próbkowania 1 MSps czy też ośmiokanałowe 16-/18-bitowe LTC2348 z równoczesnym próbkowaniem z szybkością 200 kSps/kanał. Zawierają dodatkowe szybkie linie kontrolne, umożliwiające realizację konfiguracji równoległej lub łańcuchowej oraz współpracę z multiplekserami analogowymi i wzmacniaczami programowalnymi. Konfigurowalna długość słowa (od 8 do 22 bitów) pozwala zapewnić maksymalną przepustowość przy współpracy z konkretnym typem przetwornika. Wprowadzany jitter na poziomie jedynie 30 ps rms zmniejsza degradację współczynnika SNR przetworników. LTM2895 to izolator zaprojektowany do współpracy z przetwornikami C/A, np. unipo-

larnym LTC2641 czy z rodziną bipolarnych 12/14/16-bitowych przetworników niebuforowanych LTC2642. Zawiera dodatkowe linie kontrolne umożliwiające współpracę z dwukanałowymi przetwornikami C/A oraz zastosowania w układach host-to-host (np. między dwoma izolowanymi układami FPGA). LTM2893, LTC2893-1 i LTM2895 są zamykane w obudowach BGA o wymiarach 15×6,25×2,06 mm. Występują w wersjach na komercyjny, przemysłowy i samochodowy zakres temperatur pracy, odpowiednio 0...+70°C, –40...+85°C i –40...+125°C. Ich ceny hurtowe zaczynają się od 8,95 USD przy zamówieniach 1000 sztuk. Układy te stanowią rozszerzenie rodziny izolatorów μModule dostępnych też w wersjach dla interfejsów RS485, RS232, USB, CAN, I2C i GPIO. www.linear.com

Uniwersalny router przemysłowy Router Fermio XL fi rmy 3City Electronics przeznaczony jest do zastosowań przemysłowych i IoT (Internet of Things). Obsługuje różne techniki komunikacji: LTE, 3G, CDMA, Ethernet, RS-232/485, Bluetooth LE i USB. Ma 4 porty Ethernet LAN, 1 port WAN oraz 4 wejścia parametryczne i 2 wyjścia przekaźnikowe. Sercem routera jest przemysłowy procesor Intel Quark. Urządzenie ma w podstawowej wersji 512 MB RAM i 8 GB Flash. Główną zaletą routera jest zintegrowana koncepcja bezpieczeństwa bazująca na elementach sprzętowych i programowych. Procesor z Secure Boot i bezpieczna pamięć TPM zabezpieczają przed manipulacją lub podmianą oprogramowania. Wykorzystanie sprawdzonych standardów sieciowych: szyfrowane tunele VPN (IPsec), uwierzytelnianie urządzeń peryferyjnych (RADIUS, 802.1X), tożsamość zawarta w certyfi katach X.509, współpraca z infrastrukturą PKI skutecznie zabezpiecza urządzenie przed nieuprawnionym dostępem do danych. Otwarta architektura x86 pozwala na swobodny wybór systemu operacyjnego, a co za tym idzie umożliwia wykorzystywanie ogólnie dostępnych aplikacji.

Komputer jednopłytkowy COM Express Mini z mikroprocesorem Apollo Lake Conga-MA5 to pierwszy moduł z oferty fi rmy Congatec zapoczątkowujący nową generację energooszczędnych komputerów jednopłytkowych wielkości karty kredytowej, wyposażonych w najnowsze mikroprocesory Atom, Celeron i Pentium o oznaczeniu kodowym Apollo Lake. Układy te zapewniają większą o 30% moc obliczeniową i większą o 45% wydajność przetwarzania grafi ki od poprzedników. Conga-MA5 to uniwersalny komputer mogący znaleźć szerokie pole zastosowań wszędzie tam, gdzie liczą się równocześnie małe wymiary, duża moc obliczeniowa i energooszczędna praca. Może być wyposażony w jeden z mikroprocesorów Intel Atom (E3930, E3940, E3950), dwurdzeniowy Celeron N3350 lub czterordzeniowy Pentium N4200. Wbudowany kontroler graficzny Gen9, zawierający do 18 jednostek obliczeniowych zapewnia obsługę 2 niezależnych wyświetlaczy o rozdzielczości do 4k (4096× 2160 @ 60 Hz) podłączonych za pośrednictwem portów LVDS/ eDP, DP 1.2 lub HDMI 1.4b. Pozostałe dane techniczne: • format: COM Express Mini (Type 10) 84×55 mm, • do 16 GB dwukanałowej pamięci DDR3L RAM, • zakres temperatur pracy: 0...+60°C (wersja przemysłowa –40...+85C), • pobór mocy: typ. <10 W, • interfejsy: 4×PCIe Gen 2, 2×USB 3.0, 6×USB 2.0, 2×SATA 3, SDIO, LPC, SM-Bus, I²C, 2×UART, 4×GPIO, HD Audio, • pamięć masowa: do 64 GB pamięci Flash (eMMC 5.1), • systemy operacyjne: Windows 10 Enterprise, Windows IoT Core, Linux, Android.

3City Electronics, tel. 58 765 01 48, www.3CityElectronics.com

www.congatec.com

Elektronik

Styczeń 2017

77

Nowe produkty | Optoelektronika R G B min. 560 900 180 Jasność (mcd) typ. 730 1030 230 @ IF = 20 mA maks. 920 1800 450 min. 618 519 463 Długość fali (nm) typ. 624 526 469 @ IF = 20 mA maks. 629 534 476 min. 1,8 2,7 2,7 Napięcie przewodzenia (V) typ. 2,0 3,1 3,0 @ IF = 20 mA maks. 2,4 3,6 3,6 Technologia AllnGaP InGaN InGaN

wanie dowolnej barwy z przestrzeni CIE 1931. Charakteryzuje się jasnością sięgającą 1800 mcd przy prądzie polaryzacji 20 mA i kątem emisji ±60°. Może pracować w szerokim zakresie temperatur otoczenia od –40 do +110°C. Jest odporna na korozję, siarkę, promieniowanie UV i wyładowania ESD do 2 kV. Uzyskała kwalifi kację AEC-Q101. www.vishay.com

Dioda RGB LED o jasności 1800 mcd @ 20 mA Vishay Intertechnology dodaje do oferty trójkolorowych diod LED o dużej jasności nowy model o oznaczeniu VLMRGB6112xx, mogący znaleźć zastosowanie na deskach rozdzielczych samochodów, w wyświetlaczach RGB dużego formatu i do podświetlania dekoracyjnego. Jest to dioda produkowana w obudowie PLCC-6 o wymiarach 3,5×2,8×1,45 mm z niezależną kontrolą sekcji R, G i B, umożliwiająca odwzoro-

Niskoprofilowe oscylatory kwarcowe 20...300 MHz z wyjściem różnicowym W ofercie fi rmy Statek pojawiła się nowa seria niskoprofi lowych oscylatorów kwarcowych DFXO z wyjściem różnicowym, projektowanych do zastosowań w aplikacjach wojskowych i lotniczych. Są one dostępne na zakres częstotliwości od 20 do 300 MHz i zamykane w 6-wyprowadzenio-

wych obudowach SMD o powierzchni 7×5 mm i grubości od 1,75 do 1,85 mm w zależności od rodzaju wyprowadzeń. Występują w wersjach z wyjściami LVDS, LVPECL lub CMOS. Zapewniają małe szumy fazowe i mały błąd jitteru, wynoszące odpowiednio –148 dBc/Hz @ 100 kHz i 0,3 ps w przypadku wersji z wyjściem LVDS. Opcjonalnie mogą być wyposażone w trójstanowe wejście Enable. Pozostałe parametry: • napięcie zasilania: 3,3 V lub 2,5 V (±10%), • odporność na udary: 5000 g (0,3 ms, sinus), • odporność na wibracje: 20 g (10...2000 Hz), • stabilność długoterminowa: ±5 ppm w pierwszym roku (w zależności od modelu), • zakres temperatur pracy: od –40 do +105°C, • stabilność: ±100 ppm w pełnym zakresie temperatur (±50 ppm w podzakresie –40...+85°C). www.statek.com

78

Styczeń 2017

Elektronik

Elementy pasywne | Nowe

produkty

Dławik skompensowany prądowo do ochrony przeciwzakłóceniowej interfejsów BroadR-Reach

Moduły ochronne SPD 10 kV/5 kA z zabezpieczeniem termicznym do instalacji oświetleniowych LED

Murata rozpoczyna masową produkcję nowego dławika skompensowanego prądowo o oznaczeniu DLW43MH, przeznaczonego do tłumienia szumów w motoryzacyjnych sieciach ethernetowych bazujących na standardzie BroadR-Reach

Littelfuse dodaje do oferty serię warystorowych modułów ochronnych SPD (Surge Protective Device) do instalacji oświetleniowych LED, wyposażonych w dodatkowe zabezpieczenie termiczne zwiększające skuteczność ochrony przed pożarem. Są to elementy dwukierunkowe, produkowane w obudowach rozmiaru 46,6×28,6×26 mm o stopniu ochrony IP66. Mogą znaleźć zastosowanie w systemach oświetlenia ulic, parkingów i tuneli, sygnalizatorach drogowych oraz w aplikacjach Digital Signage.

100 Mbps. Uzupełnia on ofertę podobnych dławików z oferty Murata, produkowanych dla sieci pracujących w oparciu o protokoły komunikacyjne CAN, FlexRay i inne. Model DLW43MH jest produkowany w obudowie SMD rozmiaru 1812 (4,5×3,2×2,6 mm). Charakteryzuje się indukcyjnością wzajemną 200 μH na częstotliwości 100 kHz, napięciem znamionowym 20 V, prądem znamionowym 110 mA i maksymalną rezystancją stałoprądową 4,0 Ω.

Moduły LSP05GI uzyskały certyfi kat IEC/EN 61643-11. Zapewniają ochronę przed impulsami udarowymi do 10 kV/5 kA. Zawierają przewody z podwójną izolacją oraz wskaźniki LED sygnalizujące konieczność wymiany. Ich oferta obejmuje 26 modeli o napięciach znamionowych 120, 240, 277, 347 i 480 VAC.

www.murata.com

www.littelfuse.com

Dwukierunkowy ochronnik tyrystorowy o napięciu przebicia 10,5 V

Kondensatory wysokonapięciowe C0G HV o pojemności do 150 nF i napięciu do 3 kV

Firma Bourns wprowadza do oferty dwukierunkowy ochronnik przepięciowy TISP4011H1BJ, stanowiący rozszerzenie serii TISP40xxH1BJ. Charakteryzuje się on najniższym napięciem przebicia V(BO) spośród innych elementów tej serii, wynoszącym maksymalnie 10,5 V, co pozwala na współpracę z liniami zasilającymi o napięciu pracy do 5,25 V. Może on zapewniać 2-punktową ochronę przepięciową uzwojeń transformatorów, cyfrowych linii telekomunikacyjnych i wszelkiego typu niskonapięciowych obwodów elektronicznych. Zapewnia małe oscylacje i małą pojemność wewnętrzną, wynoszącą typowo 110 pF. Jest zamykany w obudowie SMB/DO-214AA z wyprowadzeniami J-Bend. Cena hurtowa modelu TISP4011H1BJ wynosi 0,30 USD przy zamówieniach 12 tys. sztuk.

Kemet powiększa rodzinę kondensatorów wysokonapięciowych z dielektrykiem C0G o nowe, większe wersje o pojemności do 150 nF i napięciu znamionowym do 3000 V, produkowane w obudowach o rozmiarach 2824, 3040, 3640 i 4540. Są to kondensatory niskoprofi lowe, zdolne do rozproszenia

www.bourns.com

www.kemet.com

dużych impulsów energetycznych, wykazujące bardzo małą indukcyjność pasożytniczą i rezystancję ESR. Znajdują zastosowanie głównie w układach zasilania, w tym samochodowych. Uzyskały kwalifi kację AWC-Q200. Pracują w zakresie dopuszczalnych temperatur pracy od –40°C do +125°C, w którym ich zmiany pojemności nie przekraczają 30 ppm/°C.

Elektronik

Styczeń 2017

79

Nowe produkty | Elementy pasywne 6-watowy rezystor Power Metal Strip 0,0003 Ω o rozmiarach 2512

Warystory o napięciu izolacji 2500 V i maksymalnej temperaturze pracy +125°C

Oferta rezystorów mocy Power Metal Strip firmy Vishay powiększyła się o nowy 6-watowy model WSLF2512 produkowany w obudowie rozmiaru 2512 (6,4×3,2 mm), wyróżniający się małą rezystancją, wynoszącą od 0,3 mΩ oraz małym współczynnikiem TCR, wynoszącym <20 ppm/°C dla samego elementu rezystancyjnego i ±200 ppm/°C dla całego komponentu wraz z terminalami (dla wersji 0,3 mΩ). Uzyskana tu gęstość mocy 30 W/cm2

Wysokotemperaturowe warystory HMOV fi rmy Littelfuse dzięki zastosowaniu nowego, silikonowego pokrycia mogą pracować w temperaturze otoczenia sięgającej +125°C. Dla porównania, wcześniejsze wersje z pokryciem epoksydowym mogły pracować w zakresie jedynie do +85°C. Większa dopuszczalna temperatura pracy pozwala obniżyć koszty produkcji urządzeń dzięki wyeliminowaniu dodatkowych radiatorów

zapewnia oszczędność powierzchni pytki drukowanej w układach dużej mocy. 6-watowe rezystory WSLF2512 są produkowane w wersjach o rezystancji 0,3 i 0,5 mΩ oraz o tolerancji ±1 i ±5%. Charakteryzują się małym współczynnikiem termicznym EMF (<3 μV/°C), bardzo małą indukcyjnością (<2 nH) i szerokim zakresem dopuszczalnych temperatur pracy od –65 do +170°C. Nadają się do zastosowań w układach pomiaru natężenia prądu, dzielnikach napięciowych oraz w aplikacjach impulsowych stosowanych w elektronice samochodowej (sterownie silnikiem i skrzynią biegów, ABS itp.), przemyśle wydobywczym, systemach wentylacji, klimatyzacji i ogrzewania oraz w regulatorach VRM w układach zasilania serwerów. W ofercie firmy Vishay dostępne są też wersje 5-watowe o rezystancjach 1,0, 1,3 i 2,0 mΩ oraz 4-watowa o rezystancji 3 mΩ.

i procesu zalewania. Warystory HMOV zapewniają izolację do 2500 V. Umożliwiają absorpcję impulsów prądu udarowego do 10 kA (8/20 μs). Charakteryzują się dużą niezawodnością, potwierdzoną wynikami testu na 1000-krotny stres termiczny od –55º C do +125º C. Są jednymi z najbardziej niezawodnych tego typu elementów dostępnych obecnie na rynku. Występują w wersjach o średnicy obudowy 10, 14 i 20 mm. Ich zakres zastosowań obejmuje falowniki, instalacje alarmowe, przemysłowe systemy sterowania, inteligentne mierniki zużycia mediów, czujniki instalacji przeciwpożarowych, systemy oświetleniowe LED pracujące na zewnątrz budynków i zasilacze telekomunikacyjnych stacji bazowych.

www.vishay.com

www.littelfuse.com

Tanie kondensatory MLCC do zastosowań w elektronice medycznej Firma AVX dodaje do oferty kondensatorów ceramicznych MLCC nową serię kondensatorów MM zaprojektowanych do zastosowań w elektronice medycznej. Są to kondensatory ekonomiczne, mogące znaleźć zastosowanie w aplikacjach niewymagających stosowania drogich kondensatorów medycznych podlegających najostrzejszym regulacjom, a równocześnie o znacznie lepszych parametrach i większej niezawodności niż odpowiedniki do

zastosowań komercyjnych. Przechodzą na etapie produkcji testy niezawodnościowe, rozszerzone testy LAT (lot acceptance testing) i pełną inspekcję wizualną. Nie mogą być stosowane w aparaturze jednocześnie implantowanej w ciele pacjenta i podtrzymującej życie, natomiast nadają się do zastosowań np. w pompach insulinowych, rejestratorach kardiologicznych, zewnętrznych kontrolerach serca i sprzęcie diagnostycznym. Występują w wersjach z dielektrykami NP0 (C0G) i X7R w 8 rozmiarach obudów od 0402 do 2220. Ich zakres pojemności wynosi od 0,5 pF do 1,5 μF, a zakres napięć znamionowych od 10 do 500 V. www.avx.com

80

Styczeń 2017

Elektronik

Elementy pasywne | Nowe

produkty

Superkondensatory 2,7 V/1...3000 F w obudowach cylindrycznych

3-watowy rezystor pomiarowy Power Metal Strip o rezystancji 0,001 Ω ±1%

AVX wprowadza na rynek serię cylindrycznych superkondensatorów SCC double-layer o napięciu znamionowym 2,7 V i pojemności z zakresu od 1 do 3000 F. Wykazują one małą rezystancję ESR (0,16 mΩ...200 mΩ), mały prąd upływu (6 μA...5800 μA) i dużą gęstość energii (1,2...5,6 Wh/kg) przy bardzo długim czasie bezawaryjnej pracy, przekraczającym 50 tys. cykli. Ponadto charakteryzują się bardzo dobrymi parametrami impulsowymi. Mogą być stosowane jako autonomiczne źródła zasilania lub jako źródła pomocnicze współpracujące z akumulatorem, zapewniające dłuższy czas pracy urządzeń i możliwość dostarczania do obciążenia dużych impulsów energetycznych w krótkim czasie. Są zamykane w obudowach cylindrycznych o średnicy Ø6,3...60 mm i długości 12...165 mm z wyprowadzeniami osiowymi, cylindrycznymi lub z polami lutowniczymi. W ramach serii SCC dostępny jest najmniejszy obecnie na rynku superkondensator o parametrach 1 F/2,7 V zamykany w obudowie Ø6,3×12 mm. Superkondensatory SCC pracują w zakresie temperatur otoczenia od –40 do +65°C lub do +85°C przy napięciu obniżonym do 2,3 V. Mogą być lutowane na fali lub w procesie przepływowym.

WSK1216 to najnowszy w ofercie fi rmy Vishay 4-zaciskowy rezystor pomiarowy rodziny Power Metal Strip przeznaczony do zastosowań w dzielnikach napięcia oraz układach pomiaru prądu wyjściowego podsystemów samochodowych i innych aplikacji pracujących w ekstremalnych temperaturach otoczenia. Występuje w wersji o rezystancji 1 mΩ. Charakteryzuje się bardzo małą indukcyjnością pasożytniczą na poziomie 0,5 nH

www.avx.com

www.vishay.com

i mocą znamionową wynoszącą 3 W przy wymiarach obudowy 3,8×3,1×1,9 mm. Został wykonany z brązu manganowego zapewniającego współczynnik TCR poniżej 20 ppm/°C. Może pracować w zakresie temperatur otoczenia od –65 do +170°C. Ważniejsze dane techniczne: • rezystancja: 0,001 Ω, • tolerancja: 1%, • TCR: <20 pp,/°C, • EMF: < 3 μV/°C, • indukcyjność pasożytnicza: 0,5 nH, • wymiary: 3,8×3,1×1,9 mm, • zakres temperatur pracy: od –65°C do +170°C, • maksymalna temperatura lutowania: 350°C przez 30 s.

Transile dwukierunkowe o napięciach progowych 11…36 V odporne na impulsy do 1500 W Do oferty fi rmy Vishay wchodzi nowa seria transili dwukierunkowych o oznaczeniach TPCxxCA, odpornych na impulsy mocy PPPM do 1500 W (10/1000 μs). Są one produkowane w płaskich obudowach eSMP SMPC (TO-277A) o grubości 1,1 mm, mniejszej o połowę od typowych obudów SMC, mniejszej o blisko 40% powierzchni montażowej i mniejszej o 70% objętości. Zaletą tych elementów jest również mały prąd upływu i bardzo krótki czas odpowiedzi. Transile TPCxxCA są produkowane na napięcia progowe od 11 do 36 V. Ich zakres napięć przebicia lawinowego wynosi od 15,6 do 49,9 V. Typowe zastosowania obejmują elektronikę samochodową (kwalifikacja AEC-Q101), telekomunikację, elektronikę przemysłową

i urządzenia elektroniczne powszechnego użytku. Transile TPCxxCA są przystosowane do pracy w zakresie dopuszczalnych temperatur otoczenia od –65 do +185°C. www.vishay.com

Elektronik

Styczeń 2017

81

Nowe produkty | Elementy pasywne Kondensatory MLCC na zakres 500 MHz…10 GHz o bardzo małym poborze mocy TTi Europe posiada obecnie w ofercie serię kondensatorów ceramicznych MLCC firmy Yageo, charakteryzujących się bardzo małym poborem mocy, wynikającym z ich konstrukcji zapewniającej duży współczynnik dobroci. Kondensatory serii CQ, zawierające dodatkowe wewnętrzne elektrody miedziane, bazują na spiekanym materiale ceramicznym o doskonałych właściwościach dielektrycznych, zapewniającym mniejszy pobór mocy i wynikające stąd mniejsze problemy z nagrzewaniem się struktury niż w przypadku innych kondensatorów MLCC. Są przeznaczone do zastosowań w systemach telekomunikacji mobilnej pracujących w zakresie częstotliwości 500 MHz…10 GHz. Zapewniają małą ekwiwalentną rezystancję Diody Schottky’ego SiC 3. generacji Wartości maksymalne Odporność na prądy udarowe 82 A (10 ms, sinusoida, obudowa TO-220AC) Wartości typowe VF (25°C) 1,35 V VF (150°C) 1,44 V IR (25°C) 0,03 mA IR (150°C) 2 mA

2. generacji 40 A 1,35 V 1,55 V 2 mA 30 mA

i indukcyjność szeregową (ESR, ESL) oraz dużą częstotliwość rezonansu własnego (SRF) w pasmach UHF, SHF i mikrofalowym. Są produkowane na bazie dielektryków NPO o bardzo dobrej stabilności termicznej i zamykane w obudowach rozmiaru od 0201 do 0805. Zakres napięć znamionowych rozciąga się w przypadku serii CQ od 16 do 250 V. www.ttieurope.com

Kondensatory hybrydowe 33...470 μF o małym prądzie upływu, dużej niezawodności i małym ESR Firma Panasonic Automotive & Industrial Systems poszerza ofertę kondensatorów hybrydowych, łączących zalety kondensatorów elektrolitycznych i polimerowych o nową serię EEHZK. Charakteryzują się one małym prądem upływu, długim czasem bezawaryjnej pracy (4000 h @ +125°C), małymi gaba-

rytami i małym współczynnikiem ESR na poziomie 20 mΩ. Są produkowane na bazie przewodzącego polimeru i zamykane w obudowach do montażu powierzchniowego. Występują w wersjach o pojemności od 33 do 470 μF i napięciu znamionowym 25...35 VDC. Kondensatory hybrydowe EEH-ZK nadają się do zastosowań w szerokiej gamie aplikacji, np. fi ltrach wejściowych i wyjściowych przetwornic i regulatorów napięcia, do odsprzęgania zasilania i w układach zegarowych. Mogą pracować w zakresie temperatur otoczenia od –55 do +125°C. Uzyskały kwalifi kację AEC-Q200 dopuszczającą je do zastosowań w elektronice samochodowej. Zapewniają dużą trwałość i mały współczynnik ESR, co jest zaletą w aplikacjach motoryzacyjnych, serwerach, stacjach bazowych i przemysłowych komputerach PC. Równocześnie ich małe rozmiary stanowią zaletę w urządzeniach komunikacji bezprzewodowej. https://eu.industrial.panasonic.com

Diody Schottky’ego SiC o małym napięciu przewodzenia i dużej odporności na impulsy udarowe Rohm Semiconductor dodaje do oferty nową serię diod Schottky’ego SCS3 produkowanych na podłożach krzemo-germanowych, charakteryzujących się najniższym wśród tego typu elementów napięciem przewodzenia i dużą odpornością na im-

pulsy prądu udarowego. Są to diody 3. generacji zoptymalizowane do zastosowań w obwodach PFC zasilaczy w serwerach i komputerach PC wyższej klasy. W stosunku do diod 2. generacji zapewniają większą odporność na prądy udarowe (82 A vs. 40 A), znacznie mniejszy prąd upływu i równie małe napięcie przewodzenia (1,35 V @ 25°C). Ich ceny hurtowe zaczynają się od 2,28 USD przy zamówieniach 100 sztuk. www.rohm.com

82

Styczeń 2017

Elektronik

Komunikacja | Nowe

produkty

Moduł komunikacyjny Wireless Gecko do sieci ZigBee i Thread Silicon Labs prezentuje nowy moduł komunikacji bezprzewodowej MGM111 przeznaczony do zastosowań w sieciach ZigBee i Th read, stanowiący rozszerzenie rodziny Wireless Gecko. Jego struktura wewnętrzna obejmuje układ SoC Mighty Gecko na pasmo 2,4 GHz, antenę chipową, zespół niezbędnych oscylatorów kwarcowych, elementy realizujące dopasowanie w.cz. i ekran. Dzięki dużej skali integracji tego układu projektanci nie muszą zajmować się projektowaniem i testowaniem sekcji antenowej i w.cz., lecz mogą skupić się nad opracowywaniem własnych aplikacji. MGM111 jest zgodny ze standardem IEEE 802.15.4 wykorzystywanym w stosach protokołów ZigBee i Thread oraz uzyskał wstępne certyfi katy kompatybilności z regulacjami FCC (Ameryka Północna), IC (Kanada), CE (Europa), RCM (AU/NZ) i KC (Korea). Jest on produkowany w obudowie o powierzchni 15×12,9 mm, kompatybilnej pod względem wymiarów i rozkładu wyprowadzeń z podobnym modułem BGM111 Blue Gecko dla aplikacji Bluetooth Low Energy, co ułatwia projektowanie urządzeń obsługujących różne protokoły komunikacji bezprzewodowej. Ważniejsze cechy MGM111 Mighty Gecko: • wbudowany transceiver 2,4 GHz, mikroproceeor ARM Cortex-M4 40 MHz, 256 KB pamięci Flash i 32 KB pamięci RAM, • wbudowane niezawodne, bezpieczne i elastyczne stosy protokołów ZigBee i Thread,

• akcelerator sprzętowy z obsługą algorytmów szyfrowania transmisji AES, ECC i SHA, • możliwość pracy autonomicznej lub jako koprocesor NCP, • moc wyjściowa do +10 dBm, • pobór prądu 9,8 mA w trybie odbioru i 8,2 mA w trybie nadawania (0 dBm), • obsługa narzędzi programowania z pakietu Simplicity Studio, podobnie jak w przypadku modułów i układów SoC Mighty Gecko i Blue Gecko. Oprócz modułów komunikacyjnych MGM111 producent oferuje też zestaw startowy Mighty Gecko Starter Kit (ozn. SLWSTK6000A) w cenie 499 USD oraz współpracującą z nim płytkę radiową MGM111 Radio Board (ozn. SLWRB4300B), w cenie 49 USD. www.silabs.com

Płaskie anteny dookólne 600…960 MHz i 1690…3800 MHz do montażu ściennego i sufitowego Firma Laird wprowadza do sprzedaży dwie płaskie, małogabarytowe anteny o małych intermodulacjach pasywnych (PIM), przeznaczone do montażu na ścianach i sufitach. Charakteryzują się one bardzo małą grubością, wynoszącą jedynie 7 mm. Pozwalają poprawić zasięg komunikacji bezprzewodowej wewnątrz budynków, zwłaszcza w kontekście zapewnienia dostępu do Internetu urządzeniom IoT.

Anteny pasywne CFS potrzebują mniejszej o 8…40% przestrzeni na ścianie lub suficie w porównaniu z wcześniejszymi wersjami, są mniej widoczne i mogą być ukrywane np. za obrazami. Ich opatentowana konstrukcja zapewnia większy nawet o 20% zasięg wewnątrz pomieszczeń niż inne systemy antenowe DAS (Distributed Antenna System) dostępnych obecnie na rynku. Anteny CFS pokrywają pasma 600…960 MHz i 1690…3800 MHz wykorzystywane w standardach komunikacyjnych GSM, DCS, UMTS, AWS-3 i 3G/4G-LTE/WiMAX. www.lairdtech.com

Elektronik

Styczeń 2017

83

Nowe produkty | Komunikacja Dolnoprzepustowe filtry MLO na szeroki zakres częstotliwości odcięcia od 0,4 do 6,5 GHz Firma AVX wprowadziła na rynek kolejną serię fi ltrów dolnoprzepustowych produkowanych w oparciu o opatentowaną technologię MLO (multilayer organic). Filtry LP charakteryzują się doskonałymi parametrami w zakresie w.cz. i małymi gabarytami, a w szczególności małą grubością wynoszącą zaledwie 0,55 mm. Zostały wyprodukowane na bazie małostratnych polimerów i dielektryka organicznego o dużej stałej dielektrycznej, pozwalających realizować wielowarstwowe podzespoły pasywne (cewki i kondensatory) o małych gabarytach, dużej dobroci i bardzo dobrych parametrach elektrycznych, w tym dużej izolacji, małych stratach wtrąconych (<1,3 dB) i małych wartościach parametrów pasożytniczych. Filtry LP są produkowane zarówno w wersjach szerokopasmowych (0,4...6,5 GHz), jak i dla konkretnych systemów komunikacji bezprzewodo-

wej. Ich wejścia i wyjścia są dopasowane do impedancji 50 Ω. Zakres zastosowań obejmuje przenośne urządzenia komunikacyjne, odbiorniki GPS, systemy lokalizacji pojazdów, odbiorniki satelitarne i aparaturę pomiarową. Niezawodność tych elementów jest większa niż standardowych fi ltrów krzemowych i ceramicznych. Obecnie fi ltry serii LP występują w czterech typach obudów o długości 6,57, 7,38, 8,67 i 10,19 mm oraz o szerokości 3,97 mm i wysokości 0,55 mm (±0,1 mm). Mogą być lutowane w procesie przepływowym, na fali, w fazie gazowej i ręcznie. Są przewidziane do pracy w zakresie temperatur otoczenia od –55 do +85°C. www.avx.com

Aktywne mikrofalowe podwajacze częstotliwości na pasmo 8…46 GHz Firma Pasternack powiększa ofertę komponentów mikrofalowych o nową serię aktywnych podwajaczy częstotliwości PE88X zrealizowanych w technologii GaAs PHEMT. Są to elementy o dopuszczalnej mocy wyjściowej +17 dBm, pracujące z napięciem zasilania +5 V. Podwajają częstotliwość sygnałów wejściowych 4…23 GHz do zakresu 8…64 GHz, pozwalając na uzyskanie optymalnych parametrów pracy systemu. Znajdują zastosowanie w torach LO m.in. radarów, odbiorników i źródeł częstotliwości stosowanych w instalacjach wojskowych, infrastrukturze telekomunikacyjnej, liniach radiowych punkt-punkt oraz w aparaturze pomiarowej. Zastosowane

w nich wzmacniacze zapewniają skuteczne tłumienie częstotliwości harmonicznych, co w zestawieniu z dużą mocą sygnału wyjściowego pozwala wyeliminować zewnętrzne wzmacniacze buforujące w torze LO wraz z ich elementami współpracującymi. Porty wejściowe i wyjściowe są dopasowane do impedancji 50 Ω i zawierają blokadę składowej DC. Obudowy charakteryzują się hermetyczną konstrukcją i umożliwiają łatwą wymianę złączy 2,92 mm. W zakresie odporności na narażenia środowiskowe podwajacze PE88X spełniają wymogi standardów MIL-STD. www.pasternack.com

84

Styczeń 2017

Elektronik

Komunikacja | Nowe

produkty

Transceivery CAN FD o szybkości transmisji do 5 Mbps W produkowanych obecnie samochodach występuje średnio 17 transceiverów CAN, a liczba te stale rośnie i szacuje się, że w ciągu następnych pięciu lat przekroczy 20 w miarę wprowadzania coraz to nowych funkcji komfortu i automatyki. Transceivery CAN zapewniają wzajemną komunikację między modułami BCM, układem wspomagania kierownicy, układami sterowania silnikiem i skrzynią biegów, radarami i systemami DAS korzystającymi z kamer. Nowo opracowany wariant protokołu CAN FD (CAN Flexible Data-rate) zapewnia większą szybkość transmisji, co pozwala zaoszczędzić czas przy programowaniu, testowaniu, diagnostyce i aktualizacji oprogramowania wbudowanego. Nowa seria transceiverów CAN FD fi rmy Infi neon TLE925x zapewnia szybkość transmisji sięgającą 5 Mbps. W porównaniu z klasycznymi transceiverami CAN mogącymi wysyłać wiadomości o rozmiarze do 8 bajtów, nowe układy obsługują wiadomości zawierające do 64 bajtów. Umożliwia to sprawdzanie danych w nadajniku pod kątem spójności i podpisywanie ich sumą kontrolną o długości 21 bitów, zamiast dotychczasowych 17. To z kolei zapewnia niezawodną komunikację między jednostkami sterującymi bez potrzeby komplikowania oprogramowania aplikacyjnego. Transceivery TLE925x mogą się komunikować z mikrokontrolerami zasilanymi napięciem 3,3 lub 5 V. W porównaniu

z transceiverami CAN poprzedniej generacji zwiększono ich odporność na interferencje elektromagnetyczne w standardowym zakresie częstotliwości od 1 MHz do 1 GHz. Emisja elektromagnetyczna w paśmie 150 kHz…1 GHz jest najmniejsza spośród wszystkich dostępnych obecnie na rynku transceiverów CAN. Ponadto układy te przeszły testy odporności na wyładowania ESD do co najmniej ±8 kV, zgodnie z wymogami normy IEC61000-4-2. Transceivery CAN FD rodziny TLE925x są obecnie dostępne w wersjach próbnych. Występują w dwóch rodzajach obudów: standardowych DSO-8 i miniaturowych TSON-8 o powierzchni 3×3 mm. Rozpoczęcie produkcji seryjnej przewidziano na luty 2017. www.infineon.com

Nowe produkty | Komunikacja Zaawansowane moduły komunikacyjne 802.11ac 2x2 MU-MIMO Wi-Fi + Bluetooth v4.2 Laird rozszerza ofertę o serię zaawansowanych, certyfi kowanych modułów 802.11ac 2×2 MU-MIMO Wi-Fi + Bluetooth v4.2 zaprojektowanych do zastosowań m.in. w szpitalach i dużych zakładach produkcyjnych. Zapewniają one bezpieczną transmisję danych na dużą odległość z szybkością sięgającą 866 Mbps. Jedną z kluczowych zalet modułów serii 60 jest równoczesna obsługa połączeń downstream. Oznacza to, że urządzenia client nie muszą czekać w kolejce na transmisję dużych

pakietów danych z punktu dostępowego. Może to mieć znaczenie np. w szpitalnych pompach infuzyjnych z komunikacją bezprzewodową, mogących dzięki temu otrzymywać równocześnie dane w postaci plików o dużej objętości. Moduły serii 60 otrzymały najbardziej obecnie zaawansowane funkcje skanowania i roamingu, umożliwiające skanowanie pasma i nawiązywanie połączeń czasie krótszym niż 1 sekunda. Ma to znaczenie np. przy przemieszczaniu się urządzeń na znacz-

nym obszarze, minimalizując ryzyko utraty krytycznych danych podczas przełączania się między punktami dostępowymi. Pierwsze wersje próbne i zestawy deweloperskie modułów serii 60 mają się pojawić na rynku w ciągu pierwszego kwartału 2017. Obecnie trwają procedury certyfi kacyjne dopuszczające je do zastosowań na różnych rynkach: FCC (USA), IC (Kanada), ETSI (Europa), KCC (Korea) i Giteki (Japonia). Moduły serii 60 będą dostępne w dwóch wariantach: • modułu SIP (ozn. 60-SIPT) o wymiarach 14×13×1,7 mm z interfejsem SDIO, USB lub PCIE, • niskoprofilowego modułu formatu M.2 (ozn. 60–223 oC) o wymiarach 30×22×3 mm z interfejsem USB lub SDIO. Pozostałe dane techniczne: • pasma: 2,4…2,495 GHz, 5,15…5,825 GHz, • kompatybilność: 802.11a/b/g/n, 802.11ac Wave 2 WPA Enterprise, WPA2 Enterprise, Cisco Compatible Extensions (Version 4), Bluetooth SIG Qualification, • obsługiwane systemy operacyjne: Linux 3.x.x i nowsze, Android 4.1.2 (Jellybean) i nowsze, • bezpieczeństwo danych • standardy: WEP, WPA, WPA2, • szyfrowanie: WEP, TKIP, AES, • uwierzytelnienie: EAP-FAST, EAP-TLS, EAP-TTLS, PEAP-GTC, PEAP-MSCHAPv2, PEAP-TLS, LEAP, • standardy WiFi: IEEE 802.11ac Wave 2, 802.11d, 802.11e, 802.11h, 802.11i, 802.11r, • standardy Bluetooth: Bluetooth v2.1 + EDR, Bluetooth 4.2, • interfejs antenowy: piny (60-SIPT), 2×U.FL (60-223 oC), • zakres temperatur pracy: od –30°C do +85°C. www.lairdtech.com

Uniwersalny energooszczędny transceiver na pasma 433, 868 i 920 MHz Najnowszy uniwersalny transceiver S2-LP z oferty fi rmy STMicroelectronics może pracować w pasmach ISM 433, 868 i 920 MHz. Jego zakres zastosowań obejmuje systemy alarmowe, inteligentne mierniki, systemy automatyki budynków, przemysłowe, parkingowe i oświetleniowe oraz zdalne czujniki współpracujące bezpośrednio z chmurą obliczeniową bez lokalnej bramki dostępowej. Wąskopasmowa architektura pozwala na efektywne wykorzystanie widma radiowego i niezawodną transmisję sygnałów na duże odległości przy małej mocy zasilania. Układ zapewnia obsługę wielu protokołów transmisji oraz wspiera standardy Sigfox, Wireless M-Bus, 6LowPAN i IEEE 802.15.4g. Ze względu na dużą sprawność energetyczną może pracować nawet przez 10 lat bez wymiany baterii. Zawiera bufory FIFO w torach RX i TX, programowalny fi ltr cyfrowy w torze RX, interfejs SPI do komunikacji z mikrokontrolerem i cyfrowy wskaźnik RSSI działający w czasie rzeczywistym. Realizuje automatyczne potwierdzenia i retransmisję pakietów. Może być budzony z trybu sleep przez wbudowany timer lub zdarzeniem zewnętrznym. Pozostałe parametry S2-LP: • pobór prądu: 6,7 mA (odbiór), 10 mA (nadawanie +10 dBm), 600 nA (sleep), 350 nA (standby), • rozstaw kanałów: od 12,5/25 kHz,

• • • • •

obsługiwane modulacje: 2(G)FSK, 4(G)FSK, OOK, ASK, szybkości transmisji: od 0,3 do 500 kbps, budżet łącza: >140 dBm, czułość odbiornika: –130 dBm, moc nadajnika: do +16 dBm. S2-LP jest zamykany w obudowie QFN-24 o powierzchni 4×4 mm. Może pracować w przemysłowym zakresie temperatur otoczenia od –40 do +85°C. Jego ceny hurtowe zaczynają się od 1,15 USD przy zamówieniach 1000 sztuk. www.st.com

86

Styczeń 2017

Elektronik

Przetworniki i sensory | Nowe

produkty

Zestawy ewaluacyjne czujników jakości powietrza Ams AG oferuje obecnie dwa nowe zestawy ewaluacyjne adresowane do projektantów chcących zintegrować miniaturowe układy monitorowania jakości powietrza w urządzeniach mobilnych (smartfony, akcesoria fitness) i systemach automatyki budynków (termostaty, kamery IP). Zestaw CCS811-LG_EK_ST obejmuje dwa czujniki parametrów środowiskowych z oferty Ams: CCS811 (SSoC – Sensor System on Chip) będący energooszczędnym czujnikiem zawartości lotnych związków organicznych (VOC) oraz ENS210, czujnik wilgotności względnej i temperatury. Drugi z zestawów, CCS801-DF_EK_ST, zamiast CCS811 zawiera czujnik CCS801 współpracujący z zewnętrznym mikroprocesorem. CCS811 zawiera własny mikrokontroler realizujący opracowane przez Ams algorytmy przetwarzania surowych wyników pomiarów na konkretne wartości VOC (ppb) i CO2 (ppm). Są one wykorzystywane do określania jakości powietrza (IAQ – Indoor Air Quality) wewnątrz pomieszczeń użyteczności publicznej. Czujniki CCS8x1 i ENS210 w zestawieniu z opracowanymi przez Ams algorytmami realizują kompleksowy system moni-

torowania IAQ, charakteryzujący się małym poborem mocy i małą wymaganą powierzchnią płytki drukowanej. Oba zestawy umożliwiają łatwe skonfigurowanie i uruchomienie systemu pomiaru IAQ oraz rejestrację i podgląd wyników pomiaru. W ich skład wchodzi płytka czujnikowa z interfejsem I2C, płytka interfejsu USB-I2C i kabel USB. Całość wspomaga darmowy graficzny interfejs użytkownika dla komputerów PC pracujących pod kontrolą Windows. Rozpoczęcie pracy jest bardzo łatwe: wystarczy podłączyć zestaw do gniazda USB komputera i pobrać oprogramowanie GUI. Użytkownik może wybrać jedną z trzech dostępnych częstotliwości próbkowania – z interwałem 1, 10 lub 60 s. www.ams.com

Czujnik światła 550 nm o dużej powierzchni aktywnej do pomiaru pulsu w urządzeniach fitness Firma Everlight Electronics zaprezentowała nowy typ czujnika światła przeznaczonego do zastosowań w przenośnych akcesoriach fitness i sportowych, gdzie umożliwia on pomiar pulsu w oparciu o metodę PPG (fotopletyzmografi i). Pomiar pulsu jest tu wykonywany na podstawie zmian natężenia prądu przy transmisji i odbiciu pomiędzy emiterem LED i sensorem, występującego w naczyniach krwionośnych w fazie skurczowej i rozkurczowej. ALSPD50-42C pracuje na długości fali 550 nm. Charakteryzuje się dużą powierzchnią światłoczułą równą 8,1 mm 2 , zapewniającą dużą siłę sygnału oraz pozwalającą wyeliminować wpływ czynników zakłócających, takich jak kolor skóry, obecność tatuaży i owłosienie. Zawiera specjalne pokrycie eliminujące promieniowanie UV (<400 nm) i podczerwień (>650 nm). Może pracować w zakresie napięć zasilania od 0 do 5 V i temperatur otoczenia od –25 do +85°C. www.everlight.com

Elektronik

Styczeń 2017

87

Nowe produkty | Przetworniki i sensory Zintegrowany czujnik przyspieszenia i żyrokompas w obudowie SOIC-16 Analog Devices wprowadza na rynek serię zintegrowanych czujników przyspieszenia/żyrokompasów ADXC150x charakteryzujących się dużą dokładnością i niezawodnością oraz dużą odpornością na udary i wibracje. Są to miniaturowe układy zamykane w 16-wyprowadzeniowych obudowach SOIC, mogące

Architektura wewnętrzna ADXC1501

znaleźć zastosowanie m.in. w samochodowych sterownikach ECU i układach kontroli stabilności (ESC). Zawierają 3-osiowy czujnik przyspieszenia, jednoosiowy żyrokompas o dryfcie temperaturowym w osi odchylenia (Yaw) nieprzekraczającym 1°/s oraz pomocniczy czujnik temperatury zapewniający kompensację wyników pomiaru w szerokim zakresie od –40 do +105°C. Wyniki pomiaru są wysyłane w postaci cyfrowej za pomocą interfejsu SPI. Pierwszy model z nowej serii czujników, ADXC1501, może pracować z napięciem zasilania 3,3 lub 5 V, pobierając mniej niż 16 mA prądu. Charakteryzuje się stabilnością akcelerometru wynoszącą ±30 mg w całym zakresie dopuszczalnych temperatur pracy i stabilnością żyroskopu ±2°/s. Pozostałe parametry: • szumy akcelerometru: 2,5 mg @ 35,6 Hz, • szumy żyroskopu: 0,1°/s rms @ 35,6 Hz, • dopuszczalne przeciążenie akcelerometru: ±32 g, • wyjście SPI z 16-bitową długością słowa i 4-bitową korekcją CRC, • częstotliwość aktualizacji danych: 6 kHz. www.analog.com

Czujnik obrazu CMOS global shutter o rozdzielczości 48 megapikseli @ 30 fps

Przetworniki do pomiaru i monitorowania prądów AC i DC

Firma Cmosis, wchodząca obecnie w skład grupy Ams AG, wprowadza na rynek pierwszy czujnik obrazu CMOS typu global shutter, będący w stanie rejestrować obraz o rozdzielczości 48 megapikseli (7920×6002) z szybkością 30 fps. Najbardziej zaawansowane dotąd odpowiedniki charakteryzowały się dwukrotnie mniejszą rozdzielczością. Nowy model CMV50000 występuje w wersji kolorowej i mono. Może znaleźć zastosowanie m.in. w systemach widzenia maszynowego. Jest czujnikiem formatu 35 mm (36,43×27,62 mm) zamykanym w obudowie PGA141. Zawiera matrycę pikseli o średnicy 4,6 μm wykonanych w oparciu o opatentowaną 8-tranzystorową architekturę piksela, zapewniającą małe szumy i dużą sprawność elektronicznej migawki. Jego praca w trybie global shutter zapewnia rejestrację bez zniekształceń obiektów szybko przemieszczających się. CMV50000 charakteryzuje się zakresem dynamicznym równym 64 dB przy pełnej rozdzielczości oraz 68 dB przy rozdzielczości obniżonej do 4 k. Zawiera wbudowany układ redukcji szumu poprawiający jakość obrazu przy słabym oświetleniu zewnętrznym. Oferuje tryb ROI pozwalający rejestrować obraz w maksymalnie 10 różnych obszarach ekranu. CMV50000 pobiera moc wynoszącą typowo 3,05 W. Może pracować w zakresie temperatur otoczenia od –30 do +70°C. Jest obecnie dostępny w wersjach próbnych, a rozpoczęcie produkcji masowej ma być uruchomione na początku 2017 roku.

Przetworniki ACT20P CMT i ACT20P-CML firmy Weidmüller służą do pomiaru i monitorowania wartości prądu w instalacjach elektrycznych. Urządzenia mierzą przebiegi sinusoidalne i odkształcone, także prądy stałe z wysoką dokładnością 0,5% (TrueRMS). Zastosowane w urządzeniu rozwiązanie zawiera również opcję dokładnego, bieżącego monitorowania wartości granicznych, które pozwala na niezawodne wykrywanie awarii obwodów elektrycznych – nawet w uszkodzonej sieci energetycznej. Procedura pomiaru wartości skutecznej prądu pozwala rejestrować prawdziwe zużycie energii podłączonego obciążenia, dzięki czemu można w wiarygodny sposób określić, kiedy poziom przekroczy lub spadnie poniżej prądu znamionowego. Zakres pomiarowy przekroczenia jest wskazywany zgodnie z normą NAMUR NE 43 i NE 44. Kolejną zaletą jest szybka i łatwa konfiguracja. Przełączniki DIP i potencjometry są umieszczone z przodu, dlatego są łatwo dostępne, nawet gdy przetwornik jest już zainstalowany. Asymetryczny przepust kablowy ułatwia instalację za pośrednictwem przewodu zasilającego i umożliwia dokładny pomiar na bardzo małej przestrzeni. Niezawodne działanie zapewniono dzięki galwanicznej izolacji w czterech kierunkach i udarowemu napięciu wytrzymałościowemu 6,4 kV zgodnie z IEC 61010-2-201.

www.cmosis.com

Weidmüller, tel. 22 510 09 53, www.weidmuller.pl

88

Styczeń 2017

Elektronik

Precyzyjny czujnik temperatury i wilgotności względnej o wymiarach 2×2×0,75 mm ENS210 to precyzyjny czujnik temperatury i wilgotności względnej zaprojektowany do zastosowań w urządzeniach bateryjnych o dużej gęstości upakowania podzespołów, zaprezentowany po raz pierwszy na targach Electronica 2016. Jest zamykany w obudowie chipowej QFN-4 o wymiarach wynoszących zaledwie 2×2×0,75 mm.

Poza małymi wymiarami cechuje się też małym poborem prądu, wynoszącym 40 nA w trybie standby i 7,1 μA w stanie aktywnym przy częstotliwości próbkowania 1 Hz. Zakres napięć zasilania od 1,71 do 3,6 V pozwala na zastosowania w systemach 1,8 V i 3,3 V bez potrzeby korzystania z dodatkowych regulatorów napięcia. ENS210 zawiera interfejs I2C do komunikacji z mikroprocesorem. Jego błąd pomiaru temperatury nie przekracza ±0,2°C w zakresie od 0 do +70°C, a błąd pomiaru wilgotności to maksymalnie ±3,5%. Dzięki fabrycznej kalibracji nie jest wymagane trymowanie na linii produkcyjnej. Cena hurtowa ENS210 to 1,9 USD przy zamówieniach 100 sztuk. www.ams.com

Nowe produkty | Elementy elektromechaniczne Wysokoprądowe, niskoprofilowe złącza FPC z dwustronnymi kontaktami

Niskoprofilowe złącza FPC serii FH35 o rozstawie wyprowadzeń 0,2 mm

Małogabarytowe złącza FPC (Flexible Printed Circuit) serii 6808 z oferty firmy Kyocera Connector Products zostały zaprojektowane do łączenia podzespołów z płytkami drukowanymi za pomocą taśm elastycznych w smartfonach, tabletach i robotach. Są to jedyne na rynku miniaturowe złącza FPC z zatrzaskami f lip-lock typu ZIF i dwustronnymi kontaktami, mogące przewodzić prądy o natężeniu do 4 A. Charakteryzują się rozstawem wyprowadzeń wynoszącym 0,5 mm. Zawierają 6 linii do transmisji zasilania i pojedynczą linię sygnałową o dopuszczalnym prądzie 0,5 A. Mogą być też dostarczane w wersjach z 7 liniami sygnałowymi. Wymiary złączy serii 6808 wynoszą 7,3×5,3×1,5 mm, minimalna siła trzymania to 15 N, napięcie znamionowe 50 V, a niezawodność producent określa na 10 cykli mechanicznych. Zakres dopuszczalnych temperatur pracy rozciąga się od –40 do +85°C.

Firma Hirose rozszerzyła ofertę elastycznych złączy FPC (Flat Printed Circuit) o nową serię złączy niskoprofi lowych FH35 o rozstawie wyprowadzeń wynoszącym zaledwie 0,2 mm. Zostały one zaprojektowane do zastosowań w urządzeniach przenośnych o największym zagęszczeniu podzespołów, wymagających szybkiej transmisji danych.

www.kyocera-connector.com

www.hirose.com

Mogą obsługiwać m.in. standardy Embedded DisplayPort v1.3 i MIPI D-PHY v1.1. Ich długość na płytce drukowanej wynosi 3,2 mm, a grubość 0,65 mm. Standardowo złącza FH35 są dostępne w wersjach o 19 i 41 kontaktach, ale mogą być też realizowane z dowolną liczbą kontaktów według specyfi kacji klienta. Zapewniają wyraźną, akustyczną sygnalizację poprawnego podłączenia wtyku do gniazda. Obciążalność pojedynczej linii sygnałowej wynosi 0,2 A przy dopuszczalnym napięciu pracy 30 VAC/DC.

System połączeniowy dla maszyn rolniczych Firma Conec oferuje złącze ISOBUS wraz z zintegrowanym z nim okablowaniem przeznaczony do realizacji komunikacji pomiędzy ciągnikiem, sprzętem rolniczym i sterującym nimi oprogramowaniem zgodnym z normą ISO 11783-2. Okablowanie ISOBUS dostępne jest w wersji męskiej i żeńskiej (9-stykowy układ pinów). Blokada mocująca obydwie części złącza realizowana jest poprzez połączenie bagnetowe. Dzięki trwałemu zintegrowaniu przewodu ze złączem zapewniono szczelność na poziomie IP67. Obecnie dostępne są dwa różne warianty okablowania przeznaczone do zastosowań rolniczych. Warianty różnią się przekrojem przewodów uziemienia i zasilania – 6 lub 10 mm². Wtyk złącza ISOBUS jest podłączony do traktora do tzw. IBBC (ISOBUS złącze z odmykaną osłoną). W IBBC połączenie bagnetowe stabilizowane jest dociskiem sprężynowym. W stanie rozłączonym IBBC jest zabezpieczone przed wilgocią i zabrudzeniem przez nakrętkę ochronną z uszczelką. Dla zabezpieczenia odkręconej zaślepki złącze ISOBUS jest wyposażone Typ kabla 600P Typ kabla 1000P 6 mm² : 25 A/40°C 10 mm² : 35 A/40°C Prąd znamionowy 2,5 mm²: 15 A/40°C 2,5 mm²: 15 A/40°C 0,5 mm²: 5 A/40°C 0,5 mm²: 5 A/40°C Stopień ochrony IP67 IP67 Przekroje styków 2x 6 + 2x 2,5 + 4x 0,5 mm² 2x 10 + 2x 2,5 + 4x 0,5 mm² Temperatura otoczenia dla wtyku –40…+ 85°C Temperatura otoczenia Sztywny: –40…+80°C dla kabla typu drut Elastyczny: –20…+ 80°C Temperatura otoczenia –40…+120°C dla wersji z wężem osłonowym

90

Styczeń 2017

Elektronik

w płytkę parkującą. Standardowa jej wersja jest okrągła, a opcjonalnie dostępna jest też wersja o spłaszczonym obrysie zewnętrznym. Na życzenie złącza mogą być dostarczane bez płytki parkującej. Złącze żeńskie ma od frontu szybkie mocowanie bagnetowe. Dla ochrony styków przed kurzem i brudem oraz wilgocią Conec opracował zaślepkę chroniącą złącze żeńskie. Domyślnie jest ona przytwierdzona do złącza za pomocą linki ze stali nierdzewnej. Kable serii ISOBUS występują zarówno jako przedłużacze z dwoma wtyczkami, jak i kable z wolnym końcem. Dla lepszej ochrony kabla Conec oferuje wersję z wężem osłonowym. W tej wersji kabel chroniony jest zintegrowanym z nim i ze złączem wężem osłonowym. Conec Polska, tel. 71 374 40 45, www.conec.pl

Elementy elektromechaniczne | Nowe

produkty

Nowa rodzina łatwych w instalacji wkładek ekranujących EMI do złączy

System połączeniowy do maszyn i urządzeń przemysłowych

Quell Corporation, projektant i producent wkładek EESeal do ochrony EMI/RFI i elementów zabezpieczenia przepięciowego, wprowadza do oferty nową rodzinę wkładek EESeal+ do ochrony przed zaburzeniami EMI, charakteryzujących się skuteczniejszym tłumieniem niż wcześniejsze wersje. Opatentowana przez Quell technologia EESeal+ wykorzystuje elementy fi ltrów EMC wkomponowane we wkładkę z gumy silikonowej, odpowiadającą pod względem rozmiarów, kształtu i konfiguracji pinów konkretnym typom złączy. Użytkownik zamawiając wkładkę, specyfi kuje, jakie elementy fi ltrujące mają być podłączone do poszczególnych pinów, co pozwala na tworzenie rozwiązań całkowicie dostosowanych do wymogów użytkownika, zawierających odpowiednią konfigurację zwarć/rozwarć oraz kondensatorów o szerokim zakresie pojemności. Wkładki te mogą być zainstalowane w złączu w ciągu zaledwie kilku sekund, bez potrzeby korzystania z narzędzi, a wykonanie prototypu na zamówienie zajmuje zaledwie 2–3 dni. Wkładki EESeal nie wymagają płytki PCB ani kruchej struktury ceramicznej, co jest ich dużą przewagą nad tradycyjnymi fi ltrami EMI. Nie wymagają też modyfi kowania obudowy złączy ani nie naruszają istniejących uszczelek. Wszystkie podzespoły i przewody są zamknięte wewnątrz ochronnej osłony silikonowej zapewniającej ochronę przed narażeniami mechanicznymi, wpływem temperatury, promieniowania UV i chemikaliów. Membrany EESeal są zazwyczaj lżejsze od płytek PCB i 20–40% tańsze. Technologia EESeal+ zapewnia mniejszą rezystancję kontaktów niż standardowe membrany EESeal, mniejszą indukcyjność i tłumienie sięgające 50 dB.

Nowy system połączeń firmy Conec umożliwia elastyczną integrację węzłów okablowania elektrycznego w jednolitą strukturę w maszynach i urządzeniach przemysłowych. Jego cechą

www.eeseal.com

Conec Polska, tel. 71 374 40 45, www.conec.pl

szczególną jest to, że zapewnia on ciągłość powłoki ochronnej nawet w miejscach rozgałęzień okablowania. Stopień szczelności systemu wynosi IP67, a także został on przetestowany i jest odporny na niepowołaną ingerencję w instalację elektryczną. Izolacja z poliuretanu zapewnia dobrą odporność na narażenia klimatyczne. W tej rodzinie produktów oferowane są trzy różne rodzaje połączeń: S, M i L, zapewniające prawie nieograniczone możliwości łączenia dowolnych kabli wejściowych ze zbiorczymi. Ograniczeniem jest maks. średnica kabla 8 mm dla wariantów S i M. W wariancie L średnica kabla zbiorczego sięga 17 i 8 mm dla rozgałęzień poczwórnych oraz 13 mm dla rozgałęzień potrójnych. Każdy węzeł ma dwa otwory montażowe M5 do łatwego zamontowania w maszynie. Dodatkowo węzeł rozgałęziający ma w obudowie zagłębienia pod opaski kablowe. Pozwala to Wymiary ( L×W×H mm) Liczba kabli zbiorczych Liczba kabli wyjściowych Maks. średnica kabli zbiorczych

Typ S 66×30×15 1, 2 1, 2 8 mm

Typ M 66×40×15 1, 2, 3 1, 2, 3 8 mm

Maks. średnica kabli wyjściowych

8 mm

8 mm

Stopień ochrony

IP67

IP67

Typ L 76×55×22 1 3, 4 17 mm 13 mm (3 wyjścia) 8 mm (4 wyjścia) IP67

na łatwe i stabilne zamocowanie w urządzeniu stosownie do istniejących, nawet najcięższych warunków pracy. Dzięki elastycznej konstrukcji połączeń wewnętrznych w rozgałęzieniu możliwe jest zamontowanie układu scalonego, np. bezpiecznika elektronicznego dla pojedynczego przewodu.

Standardowe i modyfikowane obudowy plastikowe i metalowe z aluminium oraz stali sale [email protected] lees@ s hammondmfg.euu

www.hammondmfg.com Elektronik

Styczeń 2017

91

Nowe produkty | Elementy elektromechaniczne | Sprzęt i narzędzia Zestaw startowy z mikrokontrolerem Teensy LC do integracji wyświetlaczy e-paper Firma Pervasive Displays (PDi) specjalizująca się w produkcji wyświetlaczy e-paper wprowadza do oferty serię zestawów startowych pozwalających ułatwić integrację tych tanich i energooszczędnych wyświetlaczy w praktycznie dowolnym projekcie użytkownika. Są to zestawy open source zrealizowane z wykorzystaniem mikrokontrolera Teensy LC. Jeśli chodzi o wyświetlacz, zastosowano w nim model E2215CS062 z oferty Pervasive Displays.

Rozdzielacze T i Y z podłączeniem M12 W ofercie fi rmy Provertha pojawiły się rozdzielacze typu Y i T ze złączem M12 dla sieci Profibus i CANbus. Mogą one być dostarczane z uchwytami mocującymi lub bez nich oraz w wersji uszczelnionej (IP67). Dostępna jest też wersja rozdzielaczy w zalanej formie (masywna obudowa z metalu), a także wersje specjalne odporne na zaburzenia elektromagnetyczne. Okablowanie wykonywane jest wg zamówienia klienta, w miarę możliwości technicznych.

Conprod, tel. 880 583 378, www.conprod.pl

Wyświetlacze e-paper nie wymagają źródła zasilającego do utrwalenia ostrych i szczegółowych obrazów z tekstem i grafi ką. Zapewniają bardzo dobrą widoczność w świetle słonecznym bez podświetlenia matrycy. Oferta zestawów startowych obejmuje warianty: Full Kit (wszystkie elementy niezbędne do uruchomienia w ciągu kilku minut wyświetlacza, w tym adapter E-paper, wyświetlacz E-paper i płytka z mikrokontrolerem Teensy-LC), Adapter Pack (zestaw z adapterem E-paper i wyświetlaczem) oraz sam adapter E-paper. Najważniejsze cechy: • rozdzielczość: 208×112 pikseli, • rozmiary ekranu: 48×26 mm, • protokół komunikacyjny: SPI, • napięcie zasilania: 3,3 V, • wymiary płytki drukowanej: 36×18 mm, • wbudowany termometr z interfejsem I2C.

Szybkoobrotowy mieszalnik do pasty lutowniczej Firma LPP Equipment oferuje szybkoobrotowy mieszalnik planetarny SR-500 fi rmy Th inky Corp. Urządzenie pozwala na jednoczesne wymieszanie i odpowietrzenie produktu. Ruch obiegowy pozwala na uzyskanie przyspieszenia faworyzującego odpowietrzenie. Jednocześnie ruch obrotowy generuje prze-

www.pervasivedisplays.com

Faldruk s.c., 05-462 Emów, ul. Wiązowska 2E tel. +48 22 872 43 01, 612 67 76 +48 698 468 850 [email protected], www.faldruk.pl

płytki jednostronne i dwustronne płytki na podłożu aluminiowym testy elektryczne płytek pokrycia płytek: cyna lub cyna/ołów

Q&R_337

pływ materiału w pojemniku co pozwala na otrzymanie jednorodnej dyspersji. Dla pasty lutowniczej zapewnia szybkie wymieszanie (1–3 min.), gładką powierzchnię i brak pęcherzyków powietrza. Wsad wynosi 150 ml/520 g. LPP Equipment, tel. 22 723 00 96, www.lpp-equipment.pl

92

Styczeń 2017

Elektronik

Sprzęt i narzędzia | Nowe

produkty

Tanie płytki prototypowe PIC32 Curiosity do urządzeń z komunikacją bezprzewodową Microchip wprowadza na rynek dwie tanie płytki prototypowe do aplikacji 32-bitowych: Curiosity PIC32MX i PIC32MZ, zawierające zintegrowany programator/debugger i mogące współpracować ze środowiskiem projektowym MPLAB X IDE. Oferują one wiele typów peryferii oraz dwa złącza mikroBUS click zapewniające dostęp do ponad 180 typów płytek rozszerzających „click” z oferty firmy MikroElectronika. Obie płytki zostały zaprojektowane tak, aby można je było łatwo uruchomić bez potrzeby konfigurowania. Użytkownik może uruchomić przykładowe projekty bez pisania kodu.Płytka PIC32MZ EF zawiera mikrokontroler PIC32MZ2048EFM z 2 MB pamięci Flash i 512 KB pamięci RAM, taktowany zegarem 200 MHz oraz zintegrowany moduł Wi-Fi MRF24WN0MA-I/RM100. Jest polecana do wykonywania prototypów urządzeń IoT i innych wymagających łączności radiowej. Płytka PIC32MX470 zawiera mikroprocesor PIC32MX470512H z 512 KB pamięci Flash i 64 KB pamięci RAM, taktowany zegarem 120 MHz. Jest polecana do mniej wy-

magających zastosowań (audio, Bluetooth itp.). Oba modele zawierają złącza USB, co pozwala opracowywać na ich bazie aplikacje USB host i USB device. Mogą być programowane i konfigurowane przy użyciu środowiska MPLAB Harmony zapewniającego użytkownikowi dostęp do szerokiej gamy bibliotek, sterowników, usług systemowych i oprogramowania middleware. Jest tu dostępnych ponad 200 przetestowanych kodów aplikacji z możliwością wykorzystania w projektach użytkowników. www.microchip.com

Etykieta do identyfikacji obwodów drukowanych o dużej odporności na zmywanie

Zestawy MathWorks do nauki programowania

Ponieważ współczesne obwody drukowane są coraz mniejsze i coraz bardziej złożone, na liniach produkcyjnych stosuje się coraz intensywniejsze procesy mycia i coraz bardziej agresywne środki czyszczące będące w stanie usuwać zanieczyszczenia z coraz mniejszych i bardziej złożonych przestrzeni. W procesach płukania stosuje się duże ilości wody o wysokim

W ofercie fi rmy Farnell element14 pojawiły się trzy nowe wersje popularnego zestawu do nauki programowania MathWorks, przeznaczone do komputerów Raspberry Pi3, Arduino Uno i BeagleBone Black. Stanowią one platformę sprzętową wraz z oprogramowaniem niezbędnym do rozpoczęcia programowania, łącznie z płytką drukowaną oraz oprogramowaniem Matlab i Simulink Student.

ciśnieniu, a także zasadowe środki chemiczne o dużym pH oraz wyższe temperatury. Nowa etykieta B-777 fi rmy Brady została zaprojektowana tak, by przylegać do wyrobów mimo tych ekstremalnych warunków i zapewnić ich łatwą identyfikację. W połączeniu z nową taśmą barwiącą R-6300, etykieta B-777 UltraTemp dobrze sprawdza się w procesach intensywnego mycia. Zapewnia dużą odporność na oddziaływanie szorstkich topników i lutowanie na fali, sprawdzając się w temperaturach do 300°C. Etykieta jest również zoptymalizowana pod kątem zadruku małą czcionką lub kodem kreskowym i dostępna w wielu wariantach wymiarowych.

Zestaw pozwala odczytywać i zapisywać dane czujników i analizować je z wykorzystaniem wbudowanych funkcji przetwarzania sygnału, uczenia maszynowego, przetwarzania obrazu itp. Daje też możliwość opracowywania algorytmów z użyciem intuicyjnego środowiska schematu blokowego i uruchamiania ich jako autonomiczny układ w sprzęcie a także na przeprowadzanie symulacji. Załączony zestaw oprogramowania Matlab i Simulink Student składa się z oprogramowania Matlab, Simulink oraz 10 dodatkowych produktów, które można stosować do tworzenia układów sterowania, analizy sygnału, testów, pomiarów i wielu innych.

www.bradycorp.com

www.element14.com

Elektronik

Styczeń 2017

93

Nowe produkty | Układy cyfrowe Pierwsze 7-portowe koncentratory USB 3.1 Gen1 dla portów USB Type-C Firma Microchip zaprezentowała dwie serie koncentratorów USB nowej generacji, oznaczone symbolami USB58xx i USB59xx. Są to pierwsze na rynku koncentratory 7-portowe USB 3.1 Gen1, mogące zastąpić dwa koncentratory 4-portowe pojedynczym układem scalonym. Oferują szybkość transmisji danych do 5 Gbps. Ich wbudowane multipleksery 2:1 zapewniają obsługę odwróconych połączeń w standardzie USB Type-C. USB5807 USB5806

Kontroler HFC Nie

USB5816 USB5826 USB5906

Tak

USB5916 USB5926

Porty downstream 7×USB 3.1 Gen 1/USB 2.0 6×USB 3.1 Gen 1/USB 2.0 1×USB 3.1 Gen 1 USB Type-C 4×USB 3.1 Gen 1 1×USB 2.0 2×USB 3.1 Gen 1 USB Type-C 2×USB 3.1 Gen 1 2×USB 2.0 6×USB 3.1 Gen 1 1×USB 3.1 Gen 1 USB Type-C 4×USB 3.1 Gen 1 1×USB 2.0 2×USB 3.1 Gen 1 USB Type-C 2×USB 3.1 Gen 1 2×USB 2.0

Port upstream

USB 3.1 Gen 1

USB 3.1 Gen 1 USB Type-C

USB58xx i USB59xx to koncentratory typu SmartHub oferujące funkcje systemowe typowo realizowane przez zewnętrzny mikrokontroler lub mikroprocesor. Mogą znaleźć zastosowanie w monitorach, stacjach dokujących, odbiornikach TV, dekoderach i komputerowych urządzeniach peryferyjnych. Występują w 7 wersjach różniących się konfiguracją portów i obecnością kontrolera HFC. Oferują funkcję FlexConnect pozwalającą na zamianę portu upstream i downstream, co umoż-

liwia urządzeniu z funkcjonalnością master kontrolować pozostałe urządzenia podłączone do szyny USB. Wszystkie poza USB5807 zawierają kontroler HFC (Hub Feature Controller) z portem USB przeznaczonym do pracy w charakterze interfejsu USB – I2C/UART/SPI/GPIO, umożliwiającym monitorowanie, kontrolę i konfigurowanie zewnętrznych obwodów lub urządzeń przez interfejs USB. Koncentratory serii USB59xx umożliwiają bezpośrednie łączenie interfejsów upstream z portem USB Type-C, natomiast USB58xx są przeznaczone do współpracy z wcześniejszymi wersjami standardu. Obie serie obsługują standard ładowania USB-IF rev1.2 na portach upstream i downstream. Są zamykane w obudowach QFN-100 w wersjach na przemysłowy i motoryzacyjny zakres temperatur pracy. Zapewniają kompatybilność ze sterownikami dla systemów operacyjnych Windows 10/8/7/XP, Apple OS X 10.4+ i Linux. www.microchip.com

Samochodowe pamięci DRAM o zakresie temperatur pracy od –40 do +105°C

Pamięć NV SRAM do aplikacji przemysłowych

peratur otoczenia od –40 do +105°C, a ich produkcja odbywa się zgodnie z samochodowymi normami jakości AEC-Q101 na liniach technologicznych z certyfi katem ISO/TS 16949. Nowa oferta obejmuje szybkie pamięci DDR SDRAM o pojemnościach 128, 256 i 512 MB, DDR2 (256 MB, 512 MB, 1 G) i DDR3 (1, 2, 4 GB), pracujące z napięciem zasilania 1,35 i 1,5 V.

W ofercie firmy Cypress pojawiła się pamięć nieulotna typu NV SRAM o pojemności 1 MB z interfejsem Quad SPI taktowanym sygnałem zegarowym 108 MHz. Zapewnia ona krótki czas dostępu do danych (45 ns), dużą szybkość odczytu rzędu 24 MBps i gwarantuje trwałość zapisu rzędu 20 lat. W odróżnieniu od pamięci EEPROM liczba cykli zapisu jest nieograniczona przy braku konieczności podtrzymania bateryjnego zawartości. W strukturę wbudowano także zegar RTC o dokładności ±50 ppm o bardzo małym poborze mocy, około 6 razy mniejszym w stanie aktywnym i 10-krotnie mniejszym w stanie uśpienia niż inne podobne rozwiązania na rynku. Pamięć produkowana jest w obudowach 16-pinowych SOIC lub 24-pinowych BGA, pracuje w zakresie temperatur –40 …+ 105º C i kierowana jest do pracy w układach akwizycji i rejestracji danych w IIoT i innych obszarach elektroniki profesjonalnej.

www.alliancememory.com

Glyn, tel. 71 782 87 58, www.glyn.pl

Alliance Memory informuje o dostępności szerokiej oferty synchronicznych pamięci DRAM (SDRAM) adresowanych do zastosowań w elektronice samochodowej. Układy te są przystosowane do pracy w szerokim zakresie dopuszczalnych tem-

94

Styczeń 2017

Elektronik

Układy cyfrowe | Nowe

produkty

Bramki logiczne w nowej miniaturowej obudowie GX o powierzchni 1,35×0,8 mm

Podwójne bufory LVDS o napięciu zasilania 1,8 V i błędzie jitteru poniżej 47 fs

NXP Semiconductors wprowadza na rynek najmniejszą jak dotąd obudowę SMD zaprojektowaną z myślą o produkcji bramek logicznych, której wymiary wynoszą zaledwie 1,35×0,8×0,35 mm. 8-kontaktowa obudowa GX (SOT1233) może być stosowana do produkcji bramek i prostych układów logicznych stosowanych w urządzeniach o największej gęstości upakowania podzespołów, w których pełnią one najczęściej funkcję interfejsów pomiędzy układami ASIC. Pierwsze układy logiczne zamykane w obudowach GX-8 pojawią się na rynku w ostatnim kwartale 2016. Ich ceny hurtowe będą wynosiły od 0,42 USD przy zamówieniach 1000 sztuk oraz od 0,30 USD przy zamówieniach 100 tys. sztuk. Będą to: • podwójne 2-wejściowe bramki logiczne (AND, OR, NAND, NOR, XOR), • potrójne bufory zwykłe i z otwartym drenem, • podwójne bufory z wyjściem trójstanowym, • potrójne inwertery zwykłe i z otwartym drenem, • potrójny przekaźnik D, • podwójny przełącznik SPST, • potrójny multiplekser 2:1, • multiwibrator monostabilny.

Firma IDT dodaje do oferty cztery typy szybkich, energooszczędnych buforów LVDS zaprojektowanych do zastosowań w aplikacjach komunikacyjnych. Stanowią one rozszerzenie rodziny buforów IDT 8P34S. Każdy z nich zawiera 2 niezależne kanały z maksymalnie 8 wyjściami o małym wzajemnym przesunięciu fazowym, dopasowanych charakterystykach AC i bardzo dobrej separacji. Bufory 8P34S umożliwiają transmisję szybkich sygnałów zegara i danych w systemach komunikacyjnych, zapewniając bardzo mały błąd jitteru, poniżej 45 fs. Pracują z niskim napięciem zasilania (1,8 V) i pobierają o połowę mniejszą moc od układów konkurencyjnych. Pod względem rozkładu wyprowadzeń są kompatybilne z wcześniejszymi wersjami z oferty IDT zasilanymi napięciem 2,5 i 3,3 V.

www.nxp.com

www.idt.com

Elektronik

Styczeń 2017

95

Aparatura pomiarowa | Nowe

produkty

Przenośny detektor zakłóceń w sieciach energetycznych

Platforma programistyczna do systemów Massive MIMO

Discoverer to nowy przenośny detektor zakłóceń przeznaczony do wykrywania trwałych zakłóceń w liniach napowietrznych SN włoskiej firmy Tesmec. Urządzenie służy do szybkiego wykrywania trwałych zwarć doziemnych w napowietrznych liniach średniego napięcia. Wykryte problemy są sygnalizowane za pośrednictwem wbudowanego wyświetlacza LCD lub na ekranie komputera podłączonego poprzez port USB. Discoverer może pracować w odległości 5–8 metrów od linii, co jest gwarancją wysokiego bezpieczeństwa dla operatora, a po wykryciu usterki emitowany jest sygnał alarmowy. Zdarzenia oznaczane są datą, godziną i rodzajem usterki i mogą być rejestrowane w czasie do 5 dni. Sprzęt zasilany jest z akumulatora litowo-jonowego o pojemności 2200 mAh.

National Instruments opracował pierwszą na świecie platformę programistyczną dla systemów wieloantenowych (MIMO). W połączeniu z radiem defi niowanym programowo (SDR), platforma ta dostarcza dobrze udokumentowaną, rekonfigurowalną warstwę fizyczną zaimplementowaną z użyciem środowiska programistycznego LabVIEW. Urządzenie umożliwia testowanie algorytmów dla aplikacji MIMO i projektowanie zarówno małych, średnich jak i dużych systemów antenowych przy stosunkowo niewielkim wysiłku projektowym. Dzięki temu całkowity proces projektowania i testowania ulega znacznemu skróceniu, co przybliża przemysł do opracowania i wdrożenia standardu 5G.

Astat, tel. 61 848 88 71, www.astat.com.pl

Nowe mierniki cęgowe prądu upływu

www.ni.com

Nowe cęgowe mierniki prądu upływu Fluke 368 FC i 369 FC przeznaczone są dla elektryków i techników z działów utrzymania ruchu w celu kontroli instalacji elektrycznych. Wyposażono je w ekranowane szczęki o dużej średnicy (40 mm dla 368 FC i 61 mm dla 369 FC), co umożliwia pracę

z grubszymi przewodami i zapewnia dokładne pomiary nawet niewielkich sygnałów (od 10 μA). Mierniki mierzą sygnały do 60 A z TrueRMS i rozdzielczością 1 μA. Mają klasę bezpieczeństwa CAT III 600 V i są wyposażone w skierowaną do przodu latarkę LED, która umożliwia dokonywanie pomiarów w ciemnych szafkach rozdzielczych, a także w podświetlany wyświetlacz z funkcją automatycznego wyłączania. Dostępna jest też opcja komunikacji bezprzewodowej Fluke Connect. www.fluke.pl

Elektronik

Styczeń 2017

97

Nowe produkty | Mikrokontrolery 32-bitowe mikrokontrolery PIC32MZ EF w wersji na zakres temperatur pracy od –40 do +125°C 32-bitowe mikrokontrolery PIC32MZ EF firmy Microchip są pierwszymi układami wchodzącymi w skład rodziny PIC32, które uzyskały kwalifi kację samochodową AEC-Q100 Grade 1 oznaczającą możliwość pracy w szerokim zakresie temperatur pracy od –40 do +125°C. Zawierają one jednostkę obliczeń zmiennoprzecinkowych (FPU), duży wybór funkcji peryferyjnych oraz różne warianty interfejsów, w tym CAN znajdujący szerokie zastosowanie w elektronice samochodowej. Wśród wersji przystosowanych do pracy w przemysłowym zakresie temperatur od –40 do +85°C pojawił się nowy, szybki mikrokontroler o współczynniku CoreMark równym 795 przy częstotliwości taktowania 250 MHz. Nadaje się on do zastosowań np. w aplikacjach high-resolution audio wymagających większej mocy obliczeniowej do przetwarzania sygnałów i strumieniowania. Mikrokontrolery PIC32MZ EF są wspierane przez zintegrowane środowiska projektowe MPLAB Harmony Integrated Soft ware Framework i MPLAB X IDE, kompilator MPLAB XC32, debugger układowy MPLAB ICD 3 oraz emulator MPLAB REAL ICE. Ponadto są do nich dostępne dodatkowe narzędzia: • zestaw PIC32MZ Embedded Connectivity with Floating Point Unit (EF) Starter Kit (DM320007) w cenie 119 USD, • zestaw PIC32MZ EF Starter Kit with Crypto Engine (DM320007-C) w cenie 119 USD, • moduł Plug-In PIC32MZ2048EF (MA320018) do zestawu Explorer 16 w cenie 25 USD,

• moduł Plug-In PIC32MZ2048EF (MA320019) do zestawu Bluetooth Audio Development Kit w cenie 25 USD, • płytka deweloperska Curiosity PIC32MZ EF (DM320104) w cenie 47,99 USD. Mikrokontrolery rodziny PIC32MZ EF są zamykane w obudowach m.in. TQFP, QFN, VTLA i LQFP. Ich ceny hurtowe zaczynają się od 6,00 USD. www.microchip.com

Ultraenergooszczędne mikrokontrolery do urządzeń przenośnych MAX32630 i MAX32631 to nowe ultraenergooszczędne mikrokontrolery fi rmy Maxim, zaprojektowane do zastosowań w zegarkach sportowych, urządzeniach monitorujących

dla branży fitness, w przenośnych akcesoriach medycznych itp. Zostały zrealizowane na bazie 32-bitowego rdzenia ARM Cortex-M4F z jednostką obliczeń zmiennoprzecinkowych. Ich najważniejszą zaletą jest duża moc obliczeniowa uzyskana przy energooszczędnej pracy. Układy te pobierają moc wynoszącą 106 μW/MHz w stanie aktywnym z instrukcjami pobieranymi z pamięci Cache, 32 μW/MHz w trybie DMA, 600 nA w trybie oszczędnościowym LP0 z aktywnym zegarem RTC oraz 3,5 μW w trybie uśpienia z retencją danych. Zawierają 2 MB pamięci Flash, 512 KB pamięci SRAM i 8 kB pamięci Cache oraz interfejsy: SPI, SPI XIP, UART, I²C, 1-Wire i USB 2.0 do współpracy z różnego typu czujnikami zewnętrznymi. Funkcje peryferyjne to m.in. sprzętowy akcelerator AES, sześć timerów 32-bitowych i 3 timery watchdog, zegar, 66 linii I/O ogólnego przeznaczenia, 16 jednostek PWM oraz 10-bitowy przetwornik A/C o szybkości próbkowania 7,8 kSps. MAX32631 zawiera dodatkowo moduł TPU do szyfrowania sprzętowego i autoryzacji, zapewniający ochronę własności intelektualnej i danych użytkownika. Oba mikrokontrolery są produkowane w obudowach WLP100 o powierzchni montażowej wynoszącej zaledwie 4,37×4,37 mm. Mogą pracować w zakresie temperatur otoczenia od –20 do +85°C. Ich ceny hurtowe zaczynają się od 6,66 USD przy zamówieniach 1000 sztuk. Producent oferuje też zestaw ewaluacyjny MAX32630EVKIT w cenie 150 USD. www.maximintegrated.com

98

Styczeń 2017

Elektronik

Mikrokontrolery | Nowe

produkty

8-bitowe mikrokontrolery z rdzeniem 8051 na rynek samochodowy Silicon Labs wprowadza na rynek samochodowy dwie nowe serie 8-bitowych mikrokontrolerów EFM8BB1/BB2 Busy Bee z kwalifikacją AEC-Q100 mogących znaleźć szeroki zakres zastosowań zarówno przy sterowaniu interfejsami dotykowymi, lusterkami, światłami i siedzeniami, jak też w układach sterowania silnikiem. Są to układy energooszczędne zamykane w miniaturowych obudowach QFN, wyposażone w szeroki zestaw analogowych i cyfrowych funkcji peryferyjnych, w tym sterownik ekranów dotykowych pozwalający zastąpić tradycyjne przyciski na deskach rozdzielczych. EFM8SB Sleepy Bee to najbardziej energooszczędne mikrokontrolery z nowej oferty, pobierające zaledwie 50 nA prądu w trybie uśpienia zapewniającym retencję danych w wewnętrznej pamięci i działanie detektora napięcia zasilającego. Charakteryzują się krótkim czasem przejścia do stanu aktywnego, wynoszącym 2 μs. Wersja automotive-grade (EFM8SB1) jest przystosowana do pracy w zakresie temperatur otoczenia od –40 do +85°C. EFM8SB Sleepy Bee pracuje z częstotliwością zegara do 25 MHz i zawiera do 8 KB pamięci Flash. Do jego wyposażenia należy 12-bitowy przetwornik A/C, zestaw timerów, czujnik temperatury, interfejsy SPI, I2C i UART oraz 12-kanałowy konwerter CDC (capacitive-to-digital converter) o wysokiej rozdzielczości i poborze prądu poniżej 1 μA, pozwalający wyeliminować tradycyjne przyciski w wielu zastosowaniach, takich jak np. systemy sterowania oświetleniem. Silicon Labs ułatwia projektowanie interfejsów dotykowych, oferując bibliotekę funkcji Capacitive Sense Library dostępną w ramach pakietu Simplicity Studio. Są tam dostępne wszelkie funkcje i algorytmy niezbędne przy implementacji interfejsów pojemnościowych w instalacjach samochodowych. Simplicity Studio dostarcza oprogramowanie firmware gotowe do etapu produkcji, realizujące funkcje od skanowania przycisków po filtrację szumu. Capacitive Sense Profiler to program do wizualizacji w czasie rzeczywistym danych i poziomu szumu, pozwalający łatwo dopasowywać poziomy progowe touch/no-touch i optymalizować funkcje odpowiedzialne za eliminację szumu. EFM8BB1/BB2 Busy Bee to mikrokontrolery oferujące optymalny balans pomiędzy osiągami, poborem mocy i ceną. Pracują z częstotliwością taktowania do 50 MHz. Zawierają do 264 KB pamięci Flash, 12-bitowe przetworniki A/C i C/A, komparatory, źródło napięcia referencyjnego, oscylatory i interfejsy komunikacyjne w obudowach o powierzchni już od 3×3 mm. Dzięki dużej skali integracji w wielu przypadkach nie wymagają dołączania dyskretnych komponentów analogowych, co ogranicza ogólny koszt systemu i powierzchnię płytki drukowanej. Zakres dopuszczalnych temperatur pracy tych układów rozciąga się od –40 do +125°C, co pozwala na zastosowania w najcięższych warunkach pracy w elektronice samochodowej.

Mikrokontrolery serii EFM8SB1 i EFM8BB1/BB2 są już dostępne w ilościach hurtowych. Ich ceny wynoszą odpowiednio 0,59 USD, 0,47 USD i 0,71 USD przy zamówieniach 10 tys. sztuk. Producent oferuje zestawy startowe w cenie 29 USD. www.silabs.com

Elektronik

Styczeń 2017

99

Nowe produkty | Układy zasilania Liniowy regulator napięcia LT3086 w wersji H-grade na zakres temperatur pracy do +150°C Do oferty Linear Technology dołącza wersja wysokotemperaturowa „H-grade” liniowego regulatora napięcia LT3086, mogąca pracować w maksymalnej temperaturze złącza równej +150°C. Układ ten stanowi rozszerzenie rodziny regulatorów napięcia LDO+ oferujących funkcje niespotykane wcześniej w regulatorach liniowych. Charakteryzuje się zakresem napięć wejściowych od 1,4 do 40 V, wydajnością prądową 2,1 A i napięciem wyjściowym od 0,4 do 32 V programowanym za pomocą pojedynczego zewnętrznego rezystora. Jego napięcie dropout wynosi 330 mV @ 2,1 A, a współczynniki line- i load-regulation po 0,1%, niezależnie od napięcia wyjściowego. LT3086 zawiera wewnętrzne źródło prądowe 50 μA o dokładności ±1% i tolerancji wynoszącej ±2% w całym zakresie dopuszczalnych napięć wejściowych, prądów wyjściowych i temperatur. Pozostałe cechy: • wyjściowe napięcie szumu: 40μV RMS (10 Hz...100 kHz), • pojemność wyjściowego kondensatora ceramicznego: min. 10 μF, • pobór prądu w trybie shutdown: <1 μA, • układ monitorowania prądu wyjściowego z programowanym zabezpieczeniem nadprądowym, • układ monitorowania temperatury z programowanym zabezpieczeniem termicznym,

• programowalne wyjście statusu Power Good, • kompensacja spadku napięcia na kablach, • łatwe łączenie równoległe wyjść kilku regulatorów bez potrzeby stosowania rezystorów równoważących, • zabezpieczenie przed odwróceniem polaryzacji prądu wyjściowego i napięcia wejściowego. LT3086HFE jest zamykany w obudowie TSSOP-16. Jego zakres dopuszczalnych temperatur złącza wynosi od –40 do +150°C. Ceny hurtowe zaczynają się od 3,70 USD przy zamówieniach 1000 sztuk. www.linear.com

Konwerter DC-DC Buck-Boost o prądzie wyjściowym 5 A i sprawności 95% Linear Technology informuje o wprowadzeniu do oferty kolejnej przetwornicy DC-DC typu Buck-Boost, oznaczonej symbolem LTC3119. Układ ten zapewnia maksymalny wyjściowy prąd ciągły wynoszący 5 A w trybie Boost i charakteryzuje się szerokim zakresem napięć wejściowych od 2,5 do 18 V, pozwalającym na współpracę z wieloma rodzajami źródeł wejściowych: akumulatorów i pakietów akumulatorów, nieregulowanych zasilaczy sieciowych, paneli solarnych czy superkondensatorów. Podany zakres napięć wejściowych dotyczy rozruchu,

natomiast przy normalnej pracy dopuszczalne napięcie wejściowe zapewniające poprawną pracę układu może zmniejszyć się do nawet 250 mV. Zakres regulacji napięcia wyjściowego rozciąga się od 0,8 do 18 V. Układ udostępnia tryb pracy Burst pozwalający w stanie spoczynkowym zmniejszyć pobór prądu do zaledwie 35μA. Alternatywnie tryb Burst może zostać wyłączony, co pozwala zmniejszyć poziom generowanych zaburzeń elektromagnetycznych. LTC3119 charakteryzuje się małymi szumami pozwalającymi na zastosowania w urządzeniach radiowych i precyzyjnych układach analogowych. Zapewnia kontrolę mocy maksymalnej (MPPC – programmable maximum power point control), co pozwala na zasilanie ze źródeł o dużej impedancji wewnętrznej i ogniw fotowoltaicznych. Zawiera wbudowane tranzystory n-MOS o małej rezystancji kanału, pozwalające osiągnąć sprawność do 95%. Szeroki zakres regulacji częstotliwości pracy układu od 400 kHz do 2 MHz pozwala projektantowi balansować między dużą sprawnością i małymi wymiarami płytki drukowanej. LTC3119 zawiera zabezpieczenie zwarciowe i termiczne. Zapewnia mały pobór prądu w trybie shutdown, poniżej 3 μA. Jest zamykany w obudowie QFN-28 (5×4 mm) i TSSOP-28. Występuje w trzech wersjach różniących się zakresem dopuszczalnych temperatur pracy: E- i I-grade (–40...+125°C), H-grade (–40...+150°C) oraz MP-grade (–55...+150°C). Ceny hurtowe wersji E-grade zaczynają się od 7,15 USD przy zamówieniach 1000 sztuk. www.linear.com

100

Styczeń 2017

Elektronik

Układy zasilania | Nowe

produkty

Konwerter DC-DC boost o małej emisji elektromagnetycznej do sterowania diod LED LT3922 to konwerter DC-DC boost o napięciu wejściowym 2,8...36 V i wydajności prądowej 2 A, zaprojektowany do sterowania diod LED. Zawiera wbudowane przełączniki mocy 40 V/2 A i generator PWM. Jego prądowy tryb pracy ze stałą częstotliwością taktowania pozwala uzyskać dokładność stabilizacji prądu wyjściowego równą ±2% w zakresie napięć wyjściowych do 34 V. Wewnętrzny generator PWM zapewnia współczynnik regulacji jasności równy 128:1, a gdy potrzebne jest zapewnienie większego współczynnika, np. do 5000:1, możliwa jest współpraca LT3922 z zewnętrznym generatorem PWM. Układ nadaje się do zastosowań w elektronice samochodowej, przemyśle i oświetleniu architektonicznym. Dzięki topologii Silent Switcher i modulacji spread spectrum zapewnia małą emisję elektromagnetyczną. Jego dopuszczalny prąd wyjściowy przy napięciu 34 V wynosi 350 mA, zapewniając moc wyjściową powyżej 10 W. LT3922 zawiera układ pomiaru prądu wyjściowego typu high side, dzięki czemu może pracować w topologii boost, buck lub boost-buck. W topologii boost zapewnia sprawność równą 93% przy częstotliwości taktowania 2 MHz, co pozwala na współpracę z miniaturowymi ele-

mentami zewnętrznymi i zapewnia małą powierzchnię montażową. Sam jest zamykany w obudowie QFN-28 o wymiarach 5×4 mm. Zawiera zabezpieczenie przed zwarciem diod LED, zwarciem i rozwarciem wyjścia, pod- i nadnapięciowe oraz ogranicznik prądowy. Jego częstotliwość pracy może być programowana w zakresie od 200 kHz do 2 MHz. LT3922 występuje w wersjach na dwa zakresy dopuszczalnych temperatur pracy złącza: –40...+125°C i –40...+150°C. Jego ceny hurtowe zaczynają się od 3,95 USD przy zamówieniach 1000 sztuk. www.linear.com

Konwerter DC-DC Buck 40 V/1,5 A do zasilania łańcuchów diod LED AL8860 to konwerter DC-DC Buck zaprojektowany do zasilania łańcuchów diod LED. Wymaga on jedynie 4 elementów współpracujących. Pracuje z napięciem wejściowym 4,5...40 V i umożliwia oddanie do obciążenia maksymalnej mocy 40 W. Jego wydajność prądowa wynosi 1,5 A. AL8860 zawiera własny tranzystor przełączający MOSFET 40 V/0,2 Ω i detektor natężenia prądu wyjściowego pracujący w układzie high-side, pozwalający na zaprogramowanie nominalnego średniego prądu wyjściowego za pomocą pojedynczego rezystora. Sterowanie

jasnością diod jest realizowane zewnętrznym sygnałem przyłożonym do wejścia CTRL, którym może być zarówno napięcie stałe, jak i przebieg PWM. AL8860 jest zamykany w obudowach TSOT-25 i MSOP-8EP. Zawiera zabezpieczenie termiczne i przed zwarciem/rozwarciem wyjścia. Pozostałe parametry: • dokładność stabilizacji prądu wyjściowego: ±5%, • częstotliwość pracy: 1 MHz, • sprawność: 97%, • zakres temperatur pracy: –40...+105°C, • pobór prądu w stanie spoczynkowym: 0,55 mA. www.diodes.com

Nowe produkty | Układy zasilania Dwufazowa przetwornica DC-DC 120 A w obudowie SIP o wymiarach 50,8×19,05×8,2 mm BMR467 to dwufazowa przetwornica DC-DC o dużej gęstości prądu, przeznaczona do rozłożonych systemów zasilania z szyną pośrednią stosowanych w systemach sieciowych, telekomunikacyjnych, serwerowych i pamięciach masowych. Jest to moduł typu SIP o wymiarach 50,8×19,05×8,2 mm, zapewniający wydajność prądową 120 A i gęstość prądu 15 A/cm3. Może być łączony w konfiguracji równoległej z maksymalnie 3 dodatkowymi modułami, zapewniając sumaryczną wydajność prądową 480 A. Jego sprawność sięga 93,2% przy napięciu wejściowym 12 V, napięciu wyjściowym 1,8 V i połowie obciążenia. BMR467 jest kompatybilny pod względem rozkładu wyprowadzeń z wcześniejszą wersją BMR465, lecz zapewnia większą o 30 A wydajność prądową. Zapewnia też kompatybilność z nowym standardem zasilania teraAMP opracowanym przez grupę AMP (Architects of Modern Power). Pracuje w zakresie napięć wejściowych od 7,5 do 14 V i umożliwia programowanie napięcia wyjściowego w zakresie od 0,6 do 1,8 V. Może się to odbywać za pomocą zewnętrznych rezystorów lub progra-

mowo przez szynę PMBus. BMR467 zapewnia współczynnik MTBF równy 10,49 mln godzin. Zawiera wyjście sygnalizacyjne Power Good oraz zabezpieczenie podnapięciowe, nadnapięciowe, nadprądowe i termiczne. Ceny hurtowe BMR467 zaczynają się od 43,25 USD przy zamówieniach 1000 sztuk. www.ericsson.com

Miniaturowe zasilacze sieciowe open-frame 3 i 5 W  o wymiarach 35×11×18 mm Do oferty fi rmy CUI wchodzi nowa seria PBO zminiaturyzowanych zasilaczy sieciowych 3- i 5-watowych przystosowanych do montażu na płytkach drukowanych. Są one dostarczane w postaci modułów SIP open-frame o wymiarach

35×11×18 mm. Modele 3-watowe oprócz wersji prostych są też dostępne w wersjach kątowych (right-angle) przeznaczonych do zastosowań tam, gdzie ważne jest ograniczenie wysokości podzespołów na płytce drukowanej. Zasilacze serii PBO zapewniają sprawność sięgającą 80%. Pracują w zakresie napięć wejściowych AC od 85 do 264 V oraz DC od 70 do 400 V. Występują w wersjach jednowyjściowych o napięciu znamionowym 3,3, 5, 9, 12, 15 i 24 V. Zakres dopuszczalnych temperatur pracy rozciąga się od –40 do +85°C dla modeli 3-watowych i od –25 do +85°C dla 3-watowych. Wszystkie zapewniają izolację 3000 VAC między wejściem i wyjściem. Spełniają wymogi norm UL60950-1/EN 60950-1 w zakresie bezpieczeństwa użytkowania i EN55022 Class B w zakresie kompatybilności EMC. Zawierają zabezpieczenie nadprądowe i zwarciowe. Ceny hurtowe zaczynają się od 5,85 USD przy zamówieniach 500 sztuk. www.cui.com

Nowe 60-woltowe konwertery Buck-Boost ZVS Vicor Corporation wprowadził na rynek dwa nowe konwertery podwyższająco-obniżające (Buck-Boost) PI3741-0x wchodzące w skład rodziny Cool-Power wykorzystującej technologię przełączania w zerze (ZVS). Dostarczają one do obciążenia moc do 150 W przy sprawności maksymalnej sięgającej aż 97%. Są one przeznaczone do zastosowań w wymagających aplikacjach przemysłowych, motoryzacyjnych, telekomunikacyjnych i wojskowych. Konwertery PI3741-0x pracują

z częstotliwością przełączania 1 MHz w zakresie temperatur –40…+125ºC przy napięciu wejściowym 21–60 VDC i są umieszczone w obudowach o wymiarach 10×14×2,5 mm typu SiP (System In Package). Model PI3741-00 pozwala na zaprogramowanie napięcia wyjściowego w zakresie 21–36 VDC, natomiast drugi PI3741-01 obsługuje wyższe napięcia z zakresu 36-54 VDC. Konstrukcja wyposażona została w kompletny system zabezpieczeń oraz dodatkowo zapewnia możliwość synchronizacji i łączenia równoległego z podziałem prądu wyjściowego. Jest też wyjście monitorujące prąd wyjściowy. Vitec Power, tel. 22 836 11 66, www.vitecpower.com

102

Styczeń 2017

Elektronik

Układy zasilania | Nowe

produkty

Miniaturowe 2-watowe przetwornice DC-DC do zastosowań w aplikacjach medycznych

30-amperowy regulator napięcia 15×9×5 mm z możliwością skalowania prądu do 180 A

IML02 i ISM02 to miniaturowe 2-watowe przetwornice DC-DC zaprojektowane specjalnie do aplikacji medycznych wymagających bariery izolacyjnej między wejściem i wyjściem. Zapewniają one wzmocnioną izolację do 4000 VAC oraz bardzo mały prąd upływu na poziomie 2 μA. Są produkowane w obudowach do montażu powierzchniowego (24×18×9 mm) w przypadku modelu ISM02 oraz SIP-7 (19,5×12,5×9,8 mm) do montażu przewlekanego w przypadku modelu IML02. Spełniają wymogi normy EMI EN55011 w klasie B w zakresie poziomu przewodzonych zaburzeń elektromagnetycznych oraz 60601-1 w zakresie bezpieczeństwa w zastosowaniach medycznych. Podobnie jak inne przetwornice z oferty XP Power są objęte 3-letnią gwarancją.

LTM4647 to 30-amperowy regulator napięcia rodziny μModule produkowany w obudowie BGA o powierzchni 15×9

Klasa ochrony Nominalne napięcia wejściowe Napięcia wyjściowe Zakres temperatur pracy Obudowa

ISM02 1×MOPP przy napięciu pracy 300 VAC 5, 12, 24 VDC 5, 12, 15 V ±12, ±15 V od –25 do +105°C SMD 24×18×9 mm

IML02 1×MOPP przy napięciu pracy 250 VAC 5, 12, 15, 24 VDC 3,3, 5, 9, 12, 15 V ±3,3, ±5, ±9, ±12, ±15 V od –40 do +85°C SIP-7 19,5×12,5×9,8 mm

www.xppower.com

Konwertery DC-DC do aplikacji w transporcie szynowym Francuski producent Gaia Converter wypuścił na rynek serię 6-watowych konwerterów DC-DC MGDDI-06 przeznaczonych do pracy w aplikacjach w transporcie szynowym. Ich cechą charakterystyczną jest rekordowo wysoki zakres napięć wejściowych 12–160 V (12:1), pozwalający na bezpośrednią współpracę z szynami zasilającymi o napięciach 24, 36, 48, 72, 96, 110 i 125 V. Przetwornice zapewniają sprawność konwersji sięgającą 90% i mają 2 napięcia wyjściowe izolowane od siebie o wartości w zależności od wykonania 5, 12, 15 i 24 V, a także ±15 V. Zostały umieszczone w zalewanych i uszczelnionych obudowach o podstawie 1×0,75 cala i wysokości 0,33” (8,3 mm), pracują w zakresie temperatur –40…+100°C. Układ elektryczny jest w pełni zabezpieczony przed przeciążeniem, jest UVLO, zabezpieczenie termiczne, miękki start i wbudowany fi ltr EMI. Przetwornice są zgodne z EN50155/55022. Eltronika, tel. 22 751 40 33, www.eltronika.pl

mm i grubości 5 mm. Umożliwia on pracę w konfiguracji wielofazowej z równoległym łączeniem wyjść, pozwalającej skalować prąd wyjściowy w systemach zasilających dużej mocy nawet do 150 A. Pracuje z napięciem wejściowym z zakresu od 4,7 do 15 V, zapewniając sprawność sięgającą 87% (V IN=12 V, VOUT=1 V, I=30 A, +70°C bez radiatora i wymuszonego przepływu powietrza). Napięcie wyjściowe tego układu może być ustalane w zakresie od 0,6 do 1,8 V i jest stabilizowane z dokładnością ±1,2% w całym zakresie dopuszczalnych napięć wejściowych, prądów wyjściowych i temperatur pracy od –40 do +125°C. Wewnętrzny wzmacniacz remote sense kompensuje spadki napięcia na impedancji ścieżek drukowanych powodowane przepływem dużych prądów wyjściowych. LTM4647, podobnie jak inne regulatory firmy Linear Technology z rodziny μModule, jest polecany do zasilania układów FPGA, ASIC, GPU i mikroprocesorów o dużym poborze prądu, pracujących w sprzęcie medycznym i przemysłowym, aparaturze pomiarowej, systemach telekomunikacyjnych itp. Zawiera zabezpieczenie nadnapięciowe, nadprądowe i termiczne. Jego ceny hurtowe zaczynają się od 29,70 USD przy zamówieniach 1000 sztuk. www.linear.com

Konwertery do zastosowań w kolejnictwie URB1D-YMD-6WR to seria niedrogich konwerterów DC-DC zasilających przeznaczonych do zastosowań w pojazdach szynowych (z aprobatą EN50155/EN60950). Jednostki te pozwalają na zasilanie napięciem zmieniającym się w bardzo szerokim zakresie od 40 do 160 VDC i mają izolację wytrzymującą 2250 VDC. Konstrukcja jest w pełni zabezpieczona przed zwarciem i przeciążeniem, zbyt niskim i zbyt wysokim napięciem wejściowym, odwrotną polaryzacją. Pracują w zakresie napięć –40…+85°C i zapewniają niski poziom szumów i zakłóceń na wyjściu. Konwertery są dostępne w różnych typach obudów: montowanych do chassis, na szynę DIN, z zintegrowanym radiatorem. Micros, tel. 12 636 95 66, www.micros.com.pl

Elektronik

Styczeń 2017

103

Nowe produkty | Układy zasilania Stałoprądowy regulator impulsowy 3 A do zasilania diod LED zamykany w obudowie SMD 3×3 mm Allegro MicroSystems, LLC prezentuje nowy regulator impulsowy typu Buck o stałym prądzie wyjściowym, zaprojektowany do zasilania łańcuchów diod LED. A6217 jest ulepszoną wersją popularnego regulatora A6213, produkowaną w dwóch typach obudów: eSOIC-8 i mniejszej DFN-10 o powierzchni 3×3 mm. Uzyskał kwalifikację AEC-Q100 oznaczającą możliwość zastosowań w elektronice samochodowej. Zawiera wbudowane tranzystory przełączające n-MOS. Umożliwia programowanie prądu wyjściowego pojedynczym zewnętrznym rezystorem; napięcie wyjściowe jest automatycznie dostosowywane do liczby i rodzaju połączonych szeregowo diod LED, zapewniając optymalną sprawność energetyczną. Regulacja jasności może być realizowana na dwa sposoby: współczynnikiem wypełnienia sygnału PWM lub zewnętrznym napięciem. Funkcja rozpra-

szania (dithering) częstotliwości pracy pozwala obniżyć poziom wytwarzanych przez układ zaburzeń EMI. A6217 pracuje w zakresie napięć wejściowych od 6 do 48 V. Zapewnia maksymalny wyjściowy prąd ciągły równy 3 A. Może być przełączany w tryb oszczędnościowy shutdown, w którym natężenie prądu wejściowego obniża się do około 1 μA. Zawiera zabezpieczenie podnapięciowe, termiczne i zwarciowe. www.allegromicro.com

Zasilacze przemysłowe 120 i 240 W  na szynę DIN Do oferty zasilaczy na szynę DIN fi rmy Recom dołączyły dwie nowe serie, REDIN120 i REDIN240 o mocy znamionowej odpowiednio 120 i 240 W. Umożliwiają one dostarczenie do obciążenia mocy chwilowej przekraczającej o 50% moc znamionową, a ponadto pozwalają na równoległe łączenie wyjść w aplikacjach wymagających większej wydajności prądowej, czy też nadmiarowego systemu zasilania. Zasilacze REDIN120 i REDIN240 pracują z napięciem wejściowym z uniwersalnego zakresu od 85 do 264 VAC . Zawierają aktywny układ korekcji PFC, zapewniający współczynnik mocy powyżej 0,95%. Napięcia wyjściowe są ustalone fabrycznie i mogą wynosić 12, 24 lub 48 VDC dla serii REDIN120 oraz 24 lub 48 VDC dla REDIN240. Sprawność sięga odpowiednio 92,5% i 94,3%. Wszystkie modele zapewniają izolację galwaniczną do 3 kVAC (1 min.) między wejściem i wyjściem. Mogą pracować w zakresie temperatur otocze-

nia od –25 do +7oC (do +6 oC z pełną mocą wyjściową) i wyłączają się automatycznie w przypadku przegrzania, przepięcia, przeciążenia lub zwarcia. Zawierają sygnalizacyjne diody LED i wyjście przekaźnikowe „Power Good”. Mogą być montowane na szynie DIN; umożliwiają przy tym umiejscowienie klipsów na panelu tylnym lub bocznym, co może być korzystne przy małej dostępnej głębokości montażowej. Do ich budowy użyto wyłącznie najwyższej jakości kondensatorów elektrolitycznych i ferrytów, co pozwoliło na zaoferowanie 5-letniej gwarancji. Zasilacze REDIN120 i REDIN240 są zgodne z normami UL508, UL60950-1 i IEC/EN 60950-1 w zakresie bezpieczeństwa użytkowania oraz ze standardami EMC EN 55022/55024 w klasie B. Wymiary obudów wynoszą 124×115×33 mm dla serii REDIN120 i 124×115×33 mm dla serii REDIN240. Radiotechnika, tel. 71 327 07 00, www.recom-power.com

Przetwornice prądu 24 VDC/DC Seria kompaktowych przetwornic DC/DC fi rmy Weidmüller przeznaczona jest do współpracy z akumulatorami 24-woltowymi. Urządzenia dostarczają na wyjściu stabilizowanego napięcia stałego 24 V separowanego galwanicznie od wejścia (z możliwością trymowania). Zakres napięć wejściowych zawiera się między 18 a 32 V. W zależności od wersji maksymalny prąd wyjściowy sięga 5, 10 i 20 A (120– 480 W). Sprawność przetwarzania energii sięga aż 94%, co pozwoliło zmieścić całość w niewielkiej obudowie o wymiarach 130×120×32 mm i wadze 790 g. Przetwornice pracują w zakresie tempe-

ratur od –25 do +70°C i mają MTBF przekraczający 1 mln h. Kontrola działania urządzenia jest realizowana za pośrednictwem wyświetlacza LED oraz wyjścia przekaźnikowego i tranzystorowego, które ułatwiają przeprowadzenie analiz stanu i błędów podczas uruchamiania i eksploatacji. Jest też funkcja Power Boost zapewniająca możliwość chwilowego przeciążania nawet do 120% oraz możliwość poboru dużych prądów szczytowych do 600% prądu znamionowego przez 16 ms, co gwarantuje niezawodny rozruch i bezpieczną pracę nawet w zakresach granicznych. Przetwornice mają aprobaty międzynarodowe (np. cULus, klasa I, Div. 2, ATEX, GL, DNV), co umożliwia ich globalne wykorzystanie w wielu różnych zastosowaniach. Weidmüller, tel. 22 510 09 53, www.weidmuller.pl

104

Styczeń 2017

Elektronik

Dlaczego warto czytać „Elektronika”?

Elektronik Magazyn Elektroniki Profesjonalnej Numer 1 (236) styczeń 2017 r.

 Co miesiąc publikujemy ponad sto stron z nowościami z branży, wywiadami, analizami rynku i artykułami technicznymi  Piszemy dla konstruktorów elektroników, projektantów, pracowników działów zaopatrzenia zainteresowanych pogłębianiem kompetencji zawodowych oraz zdobywaniem informacji o nowych technologiach  Zajmujemy się tematyką projektowania i produkcji elektroniki, oprogramowaniem, narzędziami i technologiami  Współpracują z nami czołowe światowe firmy krajowe i zagraniczne oraz instytucje związane z branżą elektroniczną  Wszystkie artykuły redagują inżynierowie elektronicy – otrzymujesz dzięki temu sprawdzone, merytoryczne informacje  Publikujemy unikalne wywiady z ludźmi odnoszącymi sukcesy w naszej branży  Co miesiąc opracowujemy analizy rynku w formie raportów – zawsze będziesz na bieżąco z ofertą dostawców  Tylko u nas znajdziesz opisy nowych produktów, zanim pojawią się one u polskich dystrybutorów  Co roku wydajemy darmowy Informator Rynkowy Elektroniki – kompleksowe opracowanie zawierające analizy rynku i przedstawiające najważniejszych dostawców działających w branży  Gwarantujemy codzienny dostęp do nowości poprzez stronę ElektronikaB2B.pl oraz newsletter

Jak być na bieżąco z branżą? Dajemy Ci możliwość czytania nowości z branży i merytorycznych artykułów w sposób, jaki lubisz. Magazyn „Elektronik” to kilka form publikacji:

Redakcja magazynu Redaktor naczelny Robert Magdziak tel. 22 257 84 96 [email protected] Zastępcy red. nacz. Zbigniew Piątek [email protected] Tomasz Daniluk [email protected] Współpracownicy: Monika Jaworowska, Krzysztof Pochwalski, Jarosław Doliński, Piotr Zbysiński, Marcin Tronowicz, Agnieszka Grabowska

Redakcja techniczna Beata Głowacka-Woźniak Adres redakcji Redakcja magazynu Elektronik, ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa Dział marketingu i reklamy Menedżer magazynu Bożena Krzykawska tel. 22 257 84 42, faks 22 257 84 67 tel. kom. 501 047 583 [email protected] Zespół marketingu i reklamy Katarzyna Gugała tel. 22 257 84 64 [email protected] Magdalena Korgul tel. 22 257 84 69 [email protected] Grzegorz Krzykawski tel. 22 257 84 60 [email protected] Andrzej Tumański tel. 22 257 84 63 [email protected] Katarzyna Wiśniewska tel. 22 257 84 65 [email protected]

Serwis internetowy http://www.elektronikaB2B.pl

  Wydanie

  Wydanie elektroniczne

  Portal oraz

  Wydanie

Co miesiąc na Twoim Darmowe wydanie cyfrowe biurku. Prenumeratę regularnie w Twojej zamówisz tutaj: skrzynce e-mailowej. www.elektronikab2b.pl/ Zamówisz je tutaj: prenumerata www.elektronikab2b.pl/ eprenumerata

Znajdziesz nas w Internecie – na bieżąco aktualizowany portal www.elektronikaB2B.pl Możesz również zamówić codzienny newsletter

Czytaj także Elektronika korzystając z iPada Wpisz w kiosku Apple Store hasło Elektronik AVT-Korporacja lub link: https://itunes.apple. com/us/app/elektronik/ id581347005?mt=8

papierowe

newsletter

tabletowe

Wydanie papierowe, elektroniczne, tabletowe i strona internetowa wraz z newsletterem – czytaj nas tak, jak lubisz! Magazyn Elektronik – to głos inżyniera elektronika w Polsce! Dołącz do elitarnej społeczności najlepiej poinformowanych specjalistów! Elektronik to gwarancja zawsze aktualnych i merytorycznych artykułów oraz newsów branżowych

Redaktor prowadzący Mateusz Woźniak [email protected]

Wydawnictwo AVT-Korporacja spółka z o.o. ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa tel. 22 257 84 99, faks 22 257 84 00 Dyrektor wydawnictwa prof. Wiesław Marciniak

Dział prenumeraty ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa tel. 22 257 84 22, faks 22 257 84 67 [email protected] Wszystkie wymienione produkty i nazwy podajemy wyłącznie w celach identyfikacyjnych i mogą one być zastrzeżonymi znakami odpowiednich właścicieli. Redakcja nie zwraca materiałów niezamówionych oraz zastrzega sobie prawo do adiustacji, doboru tytułów i dokonywania skrótów w nadsyłanych materiałach. Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treść reklam.

AVT-Korporacja jest członkiem Izby Wydawców Prasy

Indeks reklam EL 1/2017

AET ............................................... 33 AG Termopasty ............................ 95 Alfine............................................. 83

Chcesz być najlepiej poinformowanym elektronikiem w Polsce?

App Studio ................................... 99 Astat ........................................... 1, 5 Bornico ......................................... 84

Drogi Czytelniku!

Cadrex .......................................... 35

Ambicją wydawcy miesięcznika „Elektronik” jest realizacja hasła „Elektronik na biurku każdego elektronika”, dlatego w prenumeracie branżowej nasz magazyn dostępny jest ze zniżką aż 50%.

Computer Controls ................ 37, 39 Conrad Electronic .................. 1, 107 Digi-Key .......................................... 1 Elhurt .............................................. 3 Elmark Automatyka ...................... 87 Elmax............................................ 84 Elpin ............................................. 49

Nie ma znaczenia, w jakiej firmie i na jakim stanowisku pracujesz – wystarczy, że zamawiając prenumeratę, wypełnisz i wyślesz do nas krótką ankietę, którą zamieszczamy na stronie www.elektronikaB2B.pl/prenumerata. Standardowa cena prenumeraty 12-miesięcznej w ofercie publicznej wynosi 110 zł, zaś subskrypcji 24-miesięcznej – 160 zł, ale Ty za rok prenumeraty zapłacisz tylko 60 zł!

Eltron .......................................... 1, 7 Faldruk ......................................... 92

Nie zwlekaj!

Farnell element14......................... 46

Prenumeratę możesz zamówić w sposób, który Tobie najbardziej odpowiada:

Gamma................................... 43, 45 Glyn ........................................ 40, 41 Hammond Manufacturing ............ 89 Horizon Technologies ................ 101 IRGA ............................................. 89 Koma Laser .................................. 49 Kradex .......................................... 49 Lastenic ........................................ 14 LC Elektronik ................................ 78 Microchip ....................................... 2 Neopta Electronics....................... 49 PB Technik ............................... 9, 73 Printor ........................................... 19 Qwerty .......................................... 97

 poprzez dokonanie wpłaty na konto: AVT-Korporacja sp. z o.o. ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa, BNP Paribas Bank Polska SA 97 1600 1068 0003 0103 0305 5153  poprzez stronę – www.elektronikab2b.pl/prenumerata lub www.avt.pl, dokonując transakcji kartą płatniczą  poprzez wysłanie wiadomości SMS o treści PREN na numer 663 889 884 – my oddzwonimy do Ciebie i przyjmiemy Twoje zamówienie  kontaktując się w dowolny sposób bezpośrednio z Działem Prenumeraty Wydawnictwa AVT, ul. Leszczynowa 11 03-197 Warszawa, tel. 22 257 84 22, faks 22 257 84 00 e-mail [email protected]

Czytasz Elektronika? Zamów roczną prenumeratę za połowę ceny, tj. tylko 60 zł.

Renex ..................................... 23, 60

k i n o r t k

Rohde Schwarz .......................... 108

ia Wyw

SCHURTER .................................. 71 Semicon ....................................... 85

ktro

nika

B2B

.pl

STMicroelectronics ............ 1, 11, 49

.ele www

Uni System ............................. 63, 65

WG Electronics ............................ 31

106

Styczeń 2017

Elektronik

Prenumerata? Naprawdę warto!

0 zï

10,0

MA

Weidmuller ............................. 50, 64

zeñ AT) styctym 5% V

e l E

17 1/20

(w

GA

ZY

N

icki Now ztof rzys K i ek 0 nysz tr. 2 Zba ET – s 4030 A 8ztof -124 0 731 rzys z firmy ISSN S 34 DEK d: K IN

OF

E

O SJ

NA

LN

EJ

we

rto sta wy , a N t O zes lerów TR A ia i ro EK Údz okont nie ED EL z r Na mikr owa mną b ro g ao stały dla ogram niosł , które ym z w przy opr ia dekadroakontrolenróajważnieejslektroI IK

PR

en ik cji ąi atn Ost nsję m dnostk aplika alnej. T a ra n eksp alną je la wielu rofesjo zają pa d ip entr ięc oosz się c espołem enckiej zawdz , energ ogai z b ść m d śc o z o o su p kon pularn w ydajn razem niewieli ik k są o n i za st p im ja ępne a tyle kcji wzro om, tak re dost ryjnym ły się n zane fun a fe a metr ość, któ i pery olery st st wsk najacja je ent ntr ęd n da m .W lem ouch” w ych ych cz mi ukła Mikrokoich użycielikacjach może się p ty io Im ve t ek w my. ie, że ych ap zenie c o su Ă o c ersp k n ie g o a „glo jemn h doty nościoweicz- kdobre i tanajprostszści ich zn y dobre pramowa-4 o 2 g rz w p rfejsac ugi pojemw rękawalno- nawet wej przyszłoyć, co twodzi i opro Patrz str. ę sz e sz bsł wego kcjon warz ż t o k a ię n bli ść tyko in n o zw n ku liwo y tko ą fu o tylk dla ry ego. Moż fejsu d o ważn for t uż ia ob y w r tw z w m to k ty inte st bard cą ko lko u ła warun proje w zają po nia h je e ty

as ron Och troni k ele giÈ r e

Stacja lutownicza Weller T0053439699 Produkt nr 1492218

Wysoka precyzja w pracach lutowniczych!

:\čZLHWODF]/&' Zasilanie: 230 V, 50 Hz 7HPSHUDWXUDURERF]Dr& Wydajna stacja lutownicza o mocy 150 W, G]LÙNL NWµUHM ZV]\VWNLH HOHPHQW\ ]RVWDQÇ SU]\OXWRZDQHEH]W]Zţ]LPQ\FKOXWµZŢ=HVWDZ]DZLHUDNROEÙOXWRZQLF]Ç:3RUD] VWRMDN:65]ZHùQÇPRVLÙĦQÇLJÇENÇGR F]\V]F]HQLD.RûFµZNDOXWRZQLF]DZNV]WDùFLHGùXWDRZ\PLDUDFK[PPSR]ZDOD QD RVLÇJQLÙFLH Z\VRNLHM SUHF\]ML ZH ZV]\VWkich pracach lutowniczych. =DGEDMRSURIHVMRQDOQHZ\SRVDĦHQLH PLHMVFDSUDF\

1DU]ÙG]LDGROXWRZDQLDLUR]OXWRZ\ZDQLD

Akcesoria do lutowania

u M zÚt zed spr go pr ania E e ją w iczn ienio generacaną ą m pro nad nowoncentrowagneac u

je

si sk

trom

o ż-

Lutownice, kolby lutownicze

Lutownice gazowe

Stacje lutownicze z akcesoriami

Od 50 MHz do 4 GHz: 'MURGTEK Y[DKGTCLâ oscyloskopy Rohde & Schwarz. 'ksVreOalPKe szyDka praca ĜaVwoıä WŏycKa precyzyLPe poOKary – Oscyloskopy Rohde & Schwarz. ¸RTO2000: #PalKzWL szyDcKeL.
Multi Domain