Electronica Azi nr 1 - 2015

Anul XV, Nr. 1 [ 191 ] / Ianuarie - Februarie 2015

www.electronica-azi.ro

Soluţii “off-grid” cu

panouri solare

Compromisurile de proiectare necesare şi strategiile energetice sunt subliniate de Stephen Stella, Product Line Marketing Manager, Departamentul de Produse Analogice & Interfaţare, Microchip.

www.ecas.ro SEMICONDUCTOARE APARATE & DISPOZITIVE COMPONENTE PASIVE & ELECTROMECANICE Bd. D. Pompei nr. 8, (clădirea Feper) 020337 București, Sector 2 Tel.: 021 204 8100 Fax: 021 204 8130; 021 204 8129 birou.vanzari@ecas.ro office@ecas.ro

www.compec.ro

www.oboyle.ro

Costul panourilor solare cade către punctul în care nu mai sunt bariere către ceea ce se numesc aplicaţii off-grid (adică neracordate la reţeaua de alimentare cu electricitate). Aceste aplicaţii pornesc de la semnalizatoare portabile pe autostrăzi şi semnalizatoare de avertizare în zonele de construcţii, până la staţii de pompare cu comandă de la distanţă şi turnuri de comunicaţii.

De fapt, panourile solare devin o sursă viabilă de energie pentru o întreagă nouă generaţie de aplicaţii ce nu necesită racordare la reţeaua naţională de alimentare cu energie electrică. Există întotdeauna un motiv pentru care o aplicaţie nu este alimentată direct de la reţeaua de energie electrică: poate că echipamentul trebuie să fie portabil, precum în cazul semnelor de pe autostrăzi sau a semnalizatoarelor luminoase de avertizare în zonele de construcţii; sau se poate ca staţiile de putere şi turnurile de comunicaţii să fie pur şi simplu prea departe pentru a avea acces la reţeaua de alimentare cu energie electrică.

Unele dintre cele mai critice decizii în alimentarea aplicaţiilor fără conectarea la reţeaua de alimentare cu energie electrică constau în compromisuri inerente în cadrul sistemului de alimentare cu energie. Aceste compromisuri sunt determinate de tipul de sarcină şi modul în care este nevoie de energie, elemente specifice fiecărei aplicaţii.

Pagina 6

Aurocon COMPEC prezintă RS Toolbox App

EDITORIAL

editorial

Gabriel Neagu

În februarie, 2001, atunci când am lansat primul număr al revistei “Electronica Azi”, ne-am gândit ca, prin intermediul acestei reviste, să formăm o comunitate a celor implicaţi în domeniul electronicii.

Industria acelor ani nu ne permitea să ne gândim la o anumită structură a revistei sau să explorăm şi apoi să dezvoltăm un anumit segment al electronicii. Pentru ca revista să poată apărea la fiecare două săptămâni (aşa era conceput formatul revistei în acel moment: ziar A3 cu 2 apariţii pe lună), scopul, sarcina, obligaţia noastră era să găsim (la timp) ştiri şi articole din lumea electronicii. Aşa am făcut mulţi ani la rând şi (încă) mai văd destule edituri din Europa de Est care combină diversele ramuri ale electronicii pentru a crea un conţinut editorial de specialitate.

Revistele din Occident, însă, sunt destul de bine aşezate în piaţă.

Faptul că industria electronică s-a dezvoltat enorm în Occident, le-a permis editorilor de acolo să pună bazele unor reviste puternice atât din punct de vedere editorial cât şi financiar şi, când toate lucrurile astea au funcţionat din plin, evident că au avut şi timpul (dar şi obligaţia) să cerceteze atât profilul pieţei căreia se adresează, dar şi profilul cititorilor lor. În schimb, la noi în ţară, o îmbunătăţire a situaţiei industriei de electronică s-a văzut mai mult după integrarea României în Uniunea Europeană. Investiţiile străine în primul rând, curajul şi “nebunia” întreprinzătorilor locali, dar chiar şi

situaţiile politice sau geostrategice au făcut ca astăzi, să existe şi să funcţioneze foarte bine companii româneşti, care se dezvoltă şi se menţin într-o piaţă concurenţială foarte dură.

Un exemplu simplu este dat, dacă vreţi, de cele mai bune expoziţii de electronică din Europa: în anii în care noi realizam primul număr al revistei “Electronica Azi”, eram fericiţi dacă puteam să vizităm expoziţia de la Munchen - Electronica. (eu nu am uitat timpul pierdut pe la cozile de la ambasade pentru obţinerea vizelor... ) Este un pas mare dacă ne gândim că în aproximativ 15 ani, noi cei care formam cozile pentru obţinerea unei vize de călătorie, suntem în măsură acum să participăm la expoziţii internaţionale fără emoţii generate de competiţia Vest Europeană.

Nu numai industria electronică s-a dezvoltat; s-au format deja comunităţi de specialişti în diverse domenii ale electronicii: sunt ingineri electronişti proiectanţi de dispozitive electronice, alţii sunt super specialişti în programare şi sisteme embedded, alţii proiectează (cu foarte mult succes) plăci de circuit imprimat, alţii au devenit ingineri de producţie în domeniul tehnologiei SMT. Editura noastră s-a pregătit pentru toate aceste categorii de specialişti în domeniul electronicii. Începem anul cu încă o revistă care va aborda toate temele existente în domeniul tehnologiei SMT (Design, Producţie şi Test). Mica secţiune “SMT” care a făcut atât de mult timp parte din revista “Electronica Azi”, se va muta cu “arme şi bagaje” în noul supliment ale revistei: “Electronica Azi - SMT”.

Revista Electronica Azi va aborda în paginile sale toate aspectele legate de domeniul proiectării de dispozitive electronice (de la proiectare cu microcontrolere şi până sisteme embedded şi aplicaţii industriale, de la aparatură de măsură şi control la aplicaţii de putere).

Le vom lua pe rând ...

EA

RS Toolbox App: Cea mai recentă aplicaţie pentru ingineri, proiectanţi şi electronişti Inginerii din întreaga lume se bucură de această aplicaţie de la RS Components şi Allied Electronics. RS Toolbox vine în sprijinul inginerilor cu o nouă actualizare, dezvoltându-şi în continuu funcţionalitatea.

Deoarece comunitatea utilizatorilor versiunii de iOS a aplicaţiei au furnizat un feedback pozitiv în ceea ce o priveşte, s-a decis extinderea disponibilităţii şi pe platforma Windows. RS Toolbox App se poate descărca acum (http://www.rs-online.com/designspark/electronics/) şi pe dispozitivele cu sistem de operare Windows 8.1, cu sau fără tehnologie tactilă.

Inginerii pot accesa această aplicaţie în orice moment şi oriunde s-ar afla.

Fie că lucraţi la o nouă idee într-un mediu de proiectare, fie la depanarea unui dispozitiv electronic sau întreţinerea unui utilaj sau pur şi simplu vă aflaţi într-o călătorie de afaceri şi doriţi să vă documentaţi în legătură cu o idee tehnică nouă - aplicaţia RS Toolbox este instrumentul perfect pentru dumneavoastră.

Aplicaţia este reproiectată din rădăcini special pentru mediul Windows şi furnizează o interfaţă grafică nativă, cu menţinerea informaţiilor utile pentru proiectare şi a seturilor de calculare a mărimilor fizice, prezentate la fel de atractiv precum în cazul variantei pentru iOS. RS Toolbox App este în aşa fel concepută încât să puteți avea în buzunar instrumentele de calcul şi informaţiile tehnice de care aveți nevoie.

Toolbox App furnizează un set de materiale de referinţă în domeniul electronicii precum şi unelte de calcul a diferitelor mărimi fizice. ● ●

● ● ● ● ●

gneagu@electronica-azi.ro

Eficiență: Fiabilitate mare cu toate tabelele de proiectare şi uneltele de calcul într-un singur loc Unelte de calcul: circuite de filtrare, amplificatoare operaţionale, Legea lui Ohm, simulator regulator de tensiune şi tabele de conversie a unităţilor de măsură Tabele: baterii, coduri de culoare ale cablurilor, proprietăţile conductorilor, clase de protecţie IP, unităţi de măsură în sistemul SI şi altele Grupare pe proiecte: se pot grupa mai multe subseturi de unelte de calcul şi de proiectare într-un singur proiect Coduri de culoare pentru rezistenţe, condensatoare şi bobine Proiectaţi oriunde şi oricând: accesaţi-vă calculele şi documentaţiile tehnice când sunteţi mobil Ştiri: fiţi informat cu cele mai recente actualizări şi promoţii de la RS Components şi Allied Electronics

Iniţial aplicaţia a fost concepută ca un set de mini-unelte utile pentru specialişti, în prezent adăugându-se constant noi instrumente pe baza feedback-ului dumneavoastră. Posibilităţile sunt nelimitate așa că încercați RS Toolbox App și comunicaţi-ne părerile şi propunerile dvs. la adresa de email: marketing@compec.ro.

Mai multe detalii cu privire la RS Toolbox App puteţi găsi pe adresele: www.rsromania.com sau www.designspark.com.

Mihaela Sârbu Aurocon COMPEC Electronica Azi 1.2015 [ 191 ] ┃ www.electronica-azi.ro

3

Câştigaţi un TouchPad 3D

SUMAR EDITORIAL SISTEME EMBEDDED 1 Soluţii “off-grid” cu panouri solare Compromisurile de proiectare necesare şi strategiile energetice sunt subliniate de Stephen Stella, Product Line Marketing Manager, Departamentul de Produse Analogice & Interfaţare, Microchip.

10 Biblioteci open source pentru fuziune de senzori A trecut ceva timp de când v-am informat despre stadiul eforturilor de realizare a bibliotecii pentru fuziune de senzori Freescale (One-stop-fusion-shopping la freescale.com/sensorfusion). Nu am fost inactivi. Am adăugat suport pentru plăcile FRDM-KL46Z și pentru Kinetis Design Studio IDE. Setul de instrumente Sensor Fusion Toolkit pentru Windows a fost extins cu caracteristici noi și îmbunătățite.

de la Microchip !

Câştigaţi un Microchip TouchPad 3D de la Electronica Azi!

11 Kinetis MCU: Un profil de energie redusă Atu-ul unui sistem embedded îl reprezintă eficienţa sa energetică de-a lungul tuturor sarcinilor aplicaţiei, care pot fi, în general, împărţite în trei faze: Iniţializare, Control și Calcul.

12 Nu ne e frică de angajament 14 Dezvoltarea capsulării avansate pentru a răspunde necesităţilor crescute de densitate de putere în modulele de putere Creşterea densităţii de procesare în proiectele de servere de date de înaltă calitate prin umplerea până la refuz cu tot mai mult siliciu a PCB-urilor, continuă să aibă impact asupra sistemelor de alimentare energetică.

16 Modulul UG95 UMTS = transfer fiabil chiar şi în condiţii neprielnice 17 Modulul GSM/GPRS de la Quectel M66 se mândreşte că e mic şi prevăzut cu Bluetooth 18 Este vorba mai mult de succes decât despre timpul până la lansare pe piaţă Vă incită cuvintele “timp rapid de lansare pe piaţă a produsului” atunci când le vedeţi pe un kit de start al unui microcontroler? Sau aceste cuvinte sunt astăzi virtual fără sens? Poate că ar trebui să fie “vă ajută să livraţi proiectul la timp, eficient, efectiv şi cu succes”, altfel nefiind foarte practice.

22 LED IR Iluminarea în spectrul infraroșu (Infrared Red – IR) are multe aplicații, variind de la camere de supraveghere CCTV până la tehnologia viziune mașină (Machine Vision) sisteme de analiză a materialelor și de automatizare foarte sofisticate.

32 Detecţia pieselor la roboţii industriali folosiţi în industria auto cu senzori SICK, conectori şi cabluri MURR şi cilindri pneumatici STASTO 35 Verificarea prezenței și poziției suporturilor pentru piese utilizând senzori inductivi

Câştigaţi o placă de dezvoltare FRDMK64F de la Freescale Semiconductor! pag. 12

39 RSL 400 - Performanță maximă cu efort minim 40 Achiziţie şi înregistrare de date 43 Soluţii de identificare, etichete, tag-uri ® Management Director General - Ionela Ganea Director Editorial - Gabriel Neagu Director Economic - Ioana Paraschiv Publicitate - Irina Ganea Web design - Eugen Vărzaru

Editori Seniori Prof. Dr. Ing. Paul Svasta Conf. Dr. Ing. Norocel Codreanu Şl. Dr. Ing. Bogdan Grămescu Dr. Ing. Marian Vlădescu Ing. Emil Floroiu

EURO STANDARD PRESS 2000 srl CUI: RO3998003 Tel.: +40 (0) 31 8059955 office@esp2000.ro office@electronica-azi.ro J03/1371/1993 Tel.: +40 (0) 31 8059887 www.esp2000.ro www.electronica-azi.ro

4

Microchip lansează prima Platformă de Dezvoltare 2D/3D cu intrări de detecţie.

Dispozitivul 3DTouchPad (DM160225) este un ghid de referinţă şi un kit de dezvoltare gata pentru producţie care combină urmărirea 2D a până la zece degete cu recunoaşterea 3D a gesturilor prin aer şi care poate fi utilizat rapid în aplicaţii avansate de detecţie pentru perifericele unui PC sau alte aplicaţii.

Bazat pe tehnologia Microchip GestIC®, dispozitivul 3DTouchPad, construit pe robusta şi inovativa tehnologie de recunoaştere a gesturilor 3D, oferă o plajă de detecţie de până la 10 cm, în timp ce receptivul dispozitiv de detecţie 2D (capacitiv, multitouch) suportă până la 10 puncte de atingere şi gesturi de suprafaţă multi-deget.

Fiind - precum un periferic de computer de tip plug-and-play, 3DTouchPad se conectează la un PC printr-un cablu USB şi include gratis o interfaţă grafică cu utilizatorul (GUI), Software Development Kit (SDK) şi Application Programming Interface (API). Acesta oferă de asemenea, caracteristici out-of-the-box fără driver pentru a îmbunătăţi experienţa utilizatorului cu mediile Windows® 7/8.X şi MacOS®.

Pentru a avea şansa de a câştiga un 3DTouchPad de la Microchip accesaţi pagina web www.microchip-comps.com/eazi-3dtouchpad

Revista ELECTRONICA AZI apare de10 ori pe an (exceptând lunile Ianuarie şi August. Revista este disponibilă atât în format tipărit cât şi în format digital (Flash sau PDF). Preţul unui abonament la revista ELECTRONICA AZI în format tipărit este de 100 Lei/an şi include suplimentul ELECTRONICA AZI - HOBBY, disponibil, de asemenea, numai în format tipărit. Revista HOBBY conţine 32 de pagini şi apare de 6 ori/an.

Revista ELECTRONICA AZI în format digital este disponibilă gratuit la adresa de internet: www.electronica-azi.ro. În acest format pot fi vizualizate toate paginile revistei şi descărcate în format PDF. 2015© - Toate drepturile rezervate.

® “Electronica Azi” este marcă înregistrată la OSIM - România, înscrisă la poziţia: 124259 ISSN: 1582-3490 Revistele editurii în format flash pot fi accesate gratuit din site-ul www.issuu.com sau descărcând aplicaţia Issuu disponibilă pentru Android şi iOS.

Tipărit de Tipografia Everest

Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

SISTEME EMBEDDED

LABORATOR

MCU

Soluţii “off-grid” cu panouri solare Continuare din pagina 1

Analiza sarcinii Figura 1 prezintă o diagramă bloc la nivel de sistem care stă la baza tuturor proiectelor cu alimentare solară. Sarcina este caracteristica cheie şi comportamentul în timp, care trebuie clar înţeles la începutul procesului de proiectare astfel încât să fie stabilit echilibrul între energia primită, stocată şi consumată, potrivit pentru fiecare aplicaţie.

intermitentă decât constantă. În acest caz trebuie luată în considerare producerea unei funcţionări defectuoase a sistemului, iar sistemul trebuie proiectat pe baza scenariului celui mai rău caz, incluzând un sistem de rezervă pentru momentul în care nu este suficientă energie solară pentru a alimenta sistemul. De exemplu, în cazul unei pompe pentru îndepărtarea apei de ploaie, va fi nevoie

Figura 1: Baza unui proiect cu alimentare energetică solară Sarcinile vin într-o gamă largă de forme şi dimensiuni: ele pot fi constante sau variabile; pe timp de zi sau pe timp de noapte; pot fi intermitente sau cu funcţionare continuă 24/7.

Analiza tipului de sarcină şi a comportamentului sarcinii fiecărei aplicaţii vor determina modul în care trebuie implementat sistemul. De exemplu, semnalele luminoase de avertizare în zonele de construcţii necesită o sarcină constantă şi pulsatorie pe durata nopţii. Acest tip de sarcină poate fi încărcată pe durata zilei, iar mărimea acumulatorului poate fi selectată pentru a asigura că semnalele luminoase de avertizare dispun de energia necesară pentru funcţionarea pe întreaga perioadă a nopţii. Prin contrast, un semn pentru autostradă poate avea o sarcină pulsatorie ce trebuie să opereze zi şi noapte. În acest caz, acumulatorul şi sistemul trebuie să fie dimensionate pentru a suporta sarcina constantă din timpul zilei, dar încărcând simultan şi acumulatorul pentru ca semnul indicator să poată funcţiona şi în timpul nopţii.

O pompă trebuie de asemenea să funcţioneze atât ziua, cât şi noaptea, dar sarcina sa va fi mai degrabă

Figura 2: Tipuri de sarcini pentru diferite aplicaţii 6

de un sistem de alimentare de rezervă atunci când lumina soarelui este foarte redusă pentru a încărca acumulatorii în momentele de sarcină maximă: în timpul şi după ploaie.

Fiecare aplicaţie fără racordare la reţeaua de alimentare cu energie electrică va avea propriul său tip de sarcină, figura 2 prezentând sarcinile în cazurile tipice de sisteme de iluminare de avertizare, semne de informare pe autostradă şi pompe.

Cheia este de a înţelege sarcina medie zilnică, pe baza mărimii şi frecvenţei, precum şi comportamentul de operare. Odată înţelese complet condiţiile de operare şi sarcina, stabilirea cerinţelor de stocare a energiei este relativ directă.

Stocarea energiei O cerinţă de bază a stocării energiei poate fi calculată folosind o metodă simplă de echilibru energetic pe o perioadă de 24 de ore. Figura 3 prezintă condiţiile de operare şi impactul acestora asupra dimensiunii acumulatorului. Capacitatea de stocare energetică va fi determinată de partea din stânga a acestei diagrame.

Sarcina poate fi predictibilă, precum în cazul sistemelor de avertizare de pe autostradă, sau foarte variabilă, precum este în cazul aplicaţiei de pompare. Gestionarea sarcinilor variabile înseamnă considerarea a două scenarii: operare normală ce acoperă 95% din operaţii şi operare în cel mai rău caz. Conform scenariului funcţionării normale, elementul de stocare a energiei va fi încărcat pe durata zilei, şi va avea suficientă capacitate de stocare pentru a comanda sarcina pe durata nopţii.

Totuşi, în cazul cel mai rău, pompa va trebui să pornească la asfinţit şi să lucreze la sarcină maximă pe durata nopţii. Ecuaţia de mai jos prinde şi cerinţele legate de stocarea energiei pentru cazul cel mai rău, prin consolidarea energiei de sarcină orară maximă pe durata de timp când sistemul nu se încarcă.

Energia stocată necesară = Energia de sarcină orară maximă *(24 ore - Timp Încărcare) Scenariul cazului cel mai rău presupune că acumulatorul sau sistemul de stocare au ceva energie, dar trebuie de asemenea luată în considerare şi situaţia de a nu avea un acumulator complet încărcat înainte de începerea operării.

Figura 3: Determinarea stărilor de operare În toate aplicaţiile, un element cheie îl reprezintă impactul şi costul defectelor de funcţionare, precum impactul potenţial al nefuncţionării luminilor de avertizare sau al neoperării pompei. Una dintre soluţii este de a creşte dimensiunea elementului de stocare a energiei. Există întotdeauna însă condiţii de cel mai rău caz absolut. În situaţiile în care funcţionarea defectuoasă nu poate fi tolerată, sau în care cerinţele de energie maximă sunt rare, este posibilă dimensionarea sistemului pentru scenariul de funcţionare normală şi adăugarea unui sistem de rezervă precum un generator diesel. În vreme ce partea stângă a figurii 3 oferă cerinţele de stocare energetică, partea din dreapta poate fi utilizată pentru a dimensiona matricea de celule solare.

Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

energii alternative

Dimensionarea matricei de celule solare Înţelegerea completă a cerinţelor de sarcină permite dimensionarea precisă a matricelor de celule solare. Pe baza figurii 3, matricea de celule solare trebuie astfel dimensionată, încât să refacă energia stocată în timpul specificat pentru încărcare, suportând în acelaşi timp sarcina medie pe durata aceleiaşi perioade. Această relaţie de nivel înalt poate fi identificată în următoarea ecuaţie: Putere de ieşireMatrice solară = (Dimensiune de stocare energie / TimpÎncărcare) + Energie sarcinăMedie Utilizând o abordare simplificată a echilibrului energetic, este posibilă estimarea dimensiunii elementului de stocare a energiei şi a componentelor matricei de celule solare.

Există totuşi factori suplimentari interni şi externi ce trebuie luaţi în considerare şi înţeleşi pentru a estima dimensiunea cu precizie.

Unul dintre factorii externi cei mai critici este locul, şi mai specific latitudinea, aplicaţiei off-grid. Aceasta va determina durata de vârf a expunerii solare ce poate fi obţinută, precum şi variaţia sa pe parcursul unui an. Durata minimă a expunerii solare va fi pe perioada lunilor de iarnă, iar expunerea maximă pe timpul verii.

Printre alţi factori externi pot fi menţionaţi acoperirea de nori şi temperatura ambientală, care pot de asemenea afecta cantitatea de lumină solară pe care sistemul se poate aştepta să o primească, precum şi randamentul conversiei energiei. Aceşti factori externi variază în funcţie de fiecare aplicaţie şi de locul în care aceasta este implementată.

Factorii interni, precum arhitectura sistemului şi în particular interfaţa sa, vor avea de asemenea impact asupra dimensiunilor elementelor sistemului individual. În exemplul de mai sus, dimensiunile elementului de înmagazinare a energiei şi ale matricei de celule solare determină energia şi puterea ce pot fi furnizate. Totuşi, de vreme ce un randament de conversie a energiei de 100% nu poate fi atins, trebuie avute în vedere şi pierderi inevitabile. Acest lucru înseamnă electronica de putere care este esenţială atunci când se calculează puterea necesar a fi generată.

Electronica de putere În vreme ce diagrama bloc a sistemului din figura 1 oferă înţelegerea echilibrului energetic, considerarea factorilor interni ce afectează dimensionarea componentelor necesită mai multă informaţie. Figura 4 oferă o vedere mai în detaliu asupra implementării sistemului şi ridică de asemenea întrebări cu efect asupra strategiei electronicii de putere.

O strategie energetică bazată pe un microcontroler oferă inerent un înalt nivel de flexibilitate. Ea permite utilizarea unui proiect de referinţă standard pentru o varietate de aplicaţii, putându-se rezolva în acelaşi timp necesităţi specifice aplicaţiei şi putându-se adăuga funcţii avansate. Nu numai că un astfel de proiect bazat pe microcontroler suportă conversia energetică de bază, ci oferă şi flexibilitatea de selecţie a componentelor nucleului; suportă schimbări care permit optimizare pentru o varietate largă de condiţii de operare. Suplimentar, cu ajutorul unui sistem bazat pe microcontroler pot fi implementate cu uşurinţă caracteristici avansate precum comunicaţii şi diagnosticare, ceea ce nu este posibil cu convertoare dedicate, de sine stătătoare. În cazul acestei implementări, cea mai mare întrebare vine dinspre sarcină: care este natura sarcinii şi cum va fi controlată? Este necesară o tensiune sau un curent şi cât de precis trebuie să fie punctul de reglare a tensiunii sau curentului?

Electronica Azi 1.2015 [ 191 ] ┃ www.electronica-azi.ro

Figura 4: Sistem bazat pe microcontroler

Figura 5: Arhitecturi linie comună vs linii de putere distribuite 7

SISTEME EMBEDDED

LABORATOR

MCU

Controlul poate fi simplu ca un releu sau complex precum un inversor trifazat, dar ambele cazuri vor necesita o funcţie de încărcare ce utilizează energia solară pentru încărcarea dispozitivului de stocare şi, dacă este posibil, să furnizeze urmărirea energiei de vârf MPPT (Maximum Peak Power Tracking).

Poate că una dintre primele decizii este aceea când să fie utilizată o arhitectură de putere comună sau distribuită. Diferenţa dintre aceste arhitecturi este prezentată în figura 5, deşi comportarea sarcinii va fi principalul element în această decizie de proiectare. Dacă sarcina necesită o tensiune constantă, atunci linia comună arătată în figura 5a poate fi cea mai bună alegere. În acest caz, controlerul sarcinii devine un simplu releu sau un comutator cu semiconductor.

Convertorul DC/DC solar ţine linia comună la tensiunea stabilită, iar încărcătorul acumulatorului preia energie de pe magistrală pentru a încărca dispozitivul de stocare energetică. Avantajele şi dezavantajele acestei abordări sunt date de paşii conversiei energetice: presupunând un randament mediu al conversiei energetice de 85%, aceasta însemnă că va fi o pierdere de energie de 15% în urma conversiei. Dacă convertorul solar DC/DC

este capabil să suporte sarcina, atunci este vorba despre o singură treaptă de conversie. Totuşi, încărcarea acumulatorului necesită două trepte de conversie energetică pentru a suporta sarcina: prima treaptă este de la convertorul DC/DC la linia comună şi de la linia comună la convertorul DC/DC bidirecţional; iar cea de a doua de la convertorul bidirecţional DC/DC la linia comună.

poate suporta cerinţele de sarcină. Dezavantajul acestei abordări este că există întotdeauna două conversii de energie, deși aceasta este cea mai bună soluție în cazul în care se aşteaptă operarea simultană a matricei de celule solare şi a sarcinii.

O linie comună poate fi de asemenea utilizată dacă sarcina este solicitată numai noaptea, atunci când convertorul DC/DC solar nu este operaţional. În acest caz, DC/DC solar este eliminat, iar convertorul DC/DC bidirecţional de pe dispozitivul de stocare a energiei poate fi utilizat pentru a încărca bateria de la matricea de celule solare; ca alternativă, sursa poate fi utilizată pentru a alimenta sarcina. Aici energia trebuie să treacă numai prin două trepte de conversie de energie: de la DC/DC solar la DC/DC bidirecţional şi de la DC/DC bidirecţional la sarcină.

Un proiect de circuit propus Această propunere de arhitectură de putere poate fi aplicată unui exemplu simplu de semnalizator luminos de avertizare de joasă putere utilizat în construcţii. Dintr-o perspectivă de nivel înalt, semnalizatorul luminos lucrează doar noaptea, iar acumulatorul se va încărca în toate celelalte momente. Acest comportament permite utilizarea unei arhitecturi cu magistrală comună şi, deoarece semnalizatorul luminos de avertizare fie luminează fie se încarcă, topologia poate fi simplificată prin combinarea convertorului solar DC/DC, a celui bidirecţional DC/DC şi a controlului sarcinii într-un singur convertor bidirecţional. Schema circuitului propus poate fi observată în figura 6.

Arhitectura distribuită, prezentată în figura 6 este mult mai flexibilă şi poate suporta diferite cerinţe de sarcină. Convertorul DC/DC solar poate fi de exemplu utilizat pentru a suporta linia de stocare a energiei pentru încărcare, iar convertorul DC/DC

Această schemă utilizează un microcontroler Microchip PIC16F690 şi două controlere PWM analogice MCP1630 pentru comanda convertorului bidirecţional. Pe timpul zilei, energia solară este utilizată ca intrare şi încarcă acumulatorul; când

Figura 6: Circuitul propus bazat de microcontroler 8

Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

energii alternative

noaptea este detectată prin scăderea energiei solare către 0, convertorul începe să furnizeze energie LED-urilor după comanda programată.

Tabel 1: Date şi rezultate

Ipotezele şi calculele pe care se bazează această schemă sunt evidenţiate în tabelul 1.

Concluzii Scăderea costului instalaţiilor solare va permite ca tot mai multe aplicaţii fără conectare la reţeaua de alimentare cu energie electrică să aibă acces la energia solară. Succesul acestor noi sisteme bazate pe energie solară va depinde de compromisurile dintre performanţă, dimensiune şi cost.

Sistemele vor utiliza topologia potrivită pentru fiecare aplicaţie.

Utilizarea unui microcontroler ca bază a conversiei energetice oferă un înalt nivel de flexibilitate.

Acesta nu numai că suportă o gamă largă de aplicaţii bazate pe un proiect de referinţă, ci permite şi utilizarea noilor generaţii de tehnologii solare fotovoltaice. ￭ Microchip Technology www.microchip.com

PIC este marcă înregistrată a Microchip Technology Inc. în USA şi în alte ţări.

Microchip îşi extinde familia de dispozitive de memorie Serial Quad I/O™ SuperFlash® Microchip anunţă o extensie a dispozitivelor de memorie de 1,8V, Serial Quad I/O™ (SQI) SuperFlash®, cu SST 26WF080B şi SST26WF040B. Aceste dispozitive oferă 4-Mbit şi 8-Mbit de memorie şi sunt fabricate cu tehnologia înalt performantă SuperFlash de la Microchip, care furnizează timpii de ştergere cei mai mici din industrie şi siguranţă superioară în funcţionare.

SST26WF080B/040B sunt caracterizate de timpii cei mai mici faţă de toate dispozitivele competitoare datorită utilizării tehnologiei SuperFlash. Comenzile de ştergere ale sectoarelor şi blocurilor sunt realizate în numai 18 ms, iar ştergerea completă a cipului este realizată în 35 ms. Dispozitivele competitoare necesită între 5 şi

15 secunde pentru o ştergere completă a cipului, făcând ca SST26 WF080B/ 040B să fie de aproximativ 300 de ori mai rapid. Timpii mici de ştergere pot oferi economii substanţiale clienţilor prin minimizarea timpilor necesari pentru testare şi actualizare firmware, de aici conducând la creşterea productivităţii. Proiectate pentru consum energetic redus, dispozitivele SST26 WF080B/ 040B ajută la maximizarea duratei de viaţă a bateriilor în aplicaţii de alimentare a sistemelor portabile.

Curentul tipic consumat în modul de aşteptare este de 10μA, iar modul de reducere puternică a energiei (deep power-down) conduce la un consum tipic de 1,8μA. Curentul tipic în stare activă este de 15mA la 104 MHz.

Electronica Azi 1.2015 [ 191 ] ┃ www.electronica-azi.ro

Dispozitivele SST 26WF080B/040B sunt disponibile azi ca mostre şi producţie de masă sub formă de capsule

WSON 8-contacte (6mm×5mm), SOIC 8-terminale, USON 8-contacte (2mm×3mm) şi XFBGA (Z-Scale).

Microchip Technology www.microchip.com/SST26WF080B-040B-Page-011915a 9

SISTEME EMBEDDED

LABORATOR

Fusion

Biblioteci open source pentru

fuziune de senzori A trecut ceva timp de când v-am informat despre stadiul eforturilor de realizare a bibliotecii pentru fuziune de senzori Freescale (One-stop-fusion-shopping la freescale.com/sensorfusion). Nu am fost inactivi. Am adăugat suport pentru plăcile FRDM-KL46Z și pentru Kinetis Design Studio IDE. Setul de instrumente Sensor Fusion Toolkit pentru Windows a fost extins cu caracteristici noi și îmbunătățite.

Am actualizat manualul nostru de utilizare și am îmbunătăţit mult conținutul fişei tehnice despre fuziunea de senzori.

Am adăugat şi o pagină de suport tehnic a comunităţii la community.freescale.com/community/sensors/sensorfusion.

Dar, noutatea cu adevărat mare este că am luat întreaga bibliotecă open source a fuziunii de senzori. de Michael Stanley

E GRATIS. Avem o mulțime de solicitări pentru termeni de licențiere mai puțin restrictivi și o verificare de licență mai ușoară în cod. Am rezolvat ambele cerințe prin eliminarea tuturor controalelor de licență, prin furnizarea întregii biblioteci în formă sursă (nu mai mult de node locked binaries) și prin trecerea la un fișier de licență BSD foarte flexibil.

Fișierele sursă trebuie să păstreze drepturile de autor Freescale, dar sunteți liberi să utilizați codul cu orice set de senzori sau microcontrolere, la niciun cost, vreodată. Acesta este modul ales de Freescale de a încuraja adoptarea largă de tehnici bazate pe fuziune de senzori, indiferent de furnizor.

Ceea ce mă duce la ... În această săptămână, la MEMS User Group Executive Congress, în Scottsdale, AZ, directorul executiv Karen Lightman a anunțat formarea comunității numită MIG Accelerated Innovation Community (AIC). AIC este destinată să faciliteze schimbul de informații și adoptarea de algoritmi pentru fuziune de senzori și de analiză, scurtarea timpului de adopție și (prin acceptarea re-utilizării) permite utilizatorilor săi să se concentreze pe dezvoltarea funcțiilor generației următoare. Freescale a susținut de la început efortul, contribuind cu biblioteca pentru fuziune de senzori, documentația și fișierele sale sursă pentru Windows și instrumente 10

de vizualizare bazate pe Android. Freescale va extinde aceste oferte în următoarele luni.

Steve Whalley, CSO la MIG, a adăugat că “Analog Devices și NIST ni s-au alăturat, iar PNI senzor Corp. va contribui cu trei algoritmi: codificarea rotației într-un sistem 3D; monitorizarea ritmului cardiac folosind senzorul PPG; și numărarea pașilor. De asemenea, așteptăm ampla participare a altor companii, membre MIG, pentru a adăuga algoritmi suplimentari pentru AIC în următorele 30 până la 60 de zile, oferind o bogată bază de algoritmi având capabilitatea de a ajuta dezvoltatorii cu soluții de fuziune de senzori.”

Au existat pe web câteva biblioteci de algoritmi pentru senzori. Dar ele au fost, în general, limitate prin posibilități sau prin restricții de licență.

Achizițiile companiilor Sensor Platforms, Movea și altele de la începutul acestui an, au dus la apariţia unor oferte comerciale exagerate. AIC face ca soluțiile la nivel profesional să fie disponibile pentru oricine altcineva. Vizitați site-ul MIG Open Source Sensor Fusion pentru a vă înregistra și a avea acces la GitHub based code, documentație și instrumente. În spiritul revelării complete, eu şi echipa mea am scris mare parte din materialul prezent pe site, așa că, dacă aveți sugestii, vă rugăm să nu ezitați să mi le trimiteți.

AIC deschide, de asemenea, ușa companiilor pentru a le oferi opțiuni de suport profesional, aşa

cum şi Freescale a început să facă acest lucru din luna Ianuarie. Compania a creat un kit de dezvoltare de fuziune de senzori (FRDM-SFUSION) disponibil pentru vânzare din luna trecută. Prețul de revânzare (recomandat) al kit-ului este de 170 USD și include plăcile Freescale FRDM-K64F, FRDM-FXS_MULTI-B, pre-programate cu software-ul pentru fuziune de senzori, compatibil cu pachetul standard Sensor Fusion Toolbox pentru Windows. De asemenea, este disponibil un pachet premium, suport pentru dezvoltare de software, care include un portal privat, cu până la 50 de ore de suport tehnic, la un preț de 10.000 USD. Pentru mai multe informații, vă rugăm să vizitați site-ul www.freescale.com/FRDM-SFUSION Sunt foarte încântat de biblioteca noastră open source pentru fuziune de senzori. Observ deja adoptarea sa rapidă, iar eu abia aștept ca alți colaboratori să revizuiască și să se alăture produselor noastre de lucru, adăugând, în acelaşi, timp propriile lor produse. Este momentul potrivit pentru a fi în afaceri legate de senzori.

Michael Stanley gestionează echipa de sisteme/ algoritmi din cadul diviziei Freescale Sensors Solutions. www.freescale.ro Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

SISTEME EMBEDDED

MCU

Kinetis MCU: Un profil de energie redusă Atu-ul unui sistem embedded îl reprezintă eficienţa sa energetică de-a lungul tuturor sarcinilor aplicaţiei, care pot fi, în general, împărţite în trei faze: Iniţializare, Control și Calcul.

Pentru a reduce consumul de energie, ecuaţia este simplă, prin reducerea ariei de sub curbă; în esenţă, se face mai mult, cu mai puţină energie și într-un timp mai scurt.

Acest lucru se realizează prin a fi cel mai bun din clasă, nu doar în una dintre aceste faze, ci în toate cele trei. de Justin Mortimer, Freescale Semiconductor Continua noastră schimbare în lumea electronicii Electronica a făcut pași mari de la primul receptor/ transmițător radio, alias “walkie-talkie”, care a fost lansat de Motorola în anul1940. De atunci, progresele rapide și inovațiile revoluționare continuă să afecteze modul în care interacționăm cu lumea noastră. Suntem înconjurați de procesoare integrate și de senzori existenți în dispozitive mobile alimentate de la baterii, precum telefoane, tablete și alte produse electronice “inteligente”. În cele din urmă, lumea noastră este condusă de un software integrat care colectează și interpretează date în mod constant, pentru a lua decizii în timp real. În calitate de consumatori, așteptăm de la dispozitivele noastre o performanță din ce în ce mai mare, ceea ce înseamnă că fiecare produs nou lansat va aduce mai multă funcționalitate, viață mai lungă a bateriei, prețuri mai mici, un software mai bun și un produs mai sigur pentru mediul nostru. Pe măsură ce crește numărul de dispozitive alimentate de la baterii, aşteptarea ca sistemul embedded să îndeplinească aceste cerințe este mult mai mare. Dacă sunteți un inginer proiectant, știți asta foarte bine, motiv pentru care veți fi mulțumit să auziți că microcontrolerele Kinetis MCU sunt construite în jurul acestor cerințe, și, în special, a eficienței energetice.

Microcontrolerele Kinetis au un consum redus de energie, chiar mai mic În trecut, producătorii de circuite integrate erau forţaţi să livreze produse cu performanță și integrare mai mari. Astăzi, nivelul așteptărilor a fost ridicat. Electrocasnicele eficiente energetic, vehiculele electrice, iluminatul cu LED-uri și televizoarele au dat startul tendinței, dar dispozitivele

devin mult mai inteligente: ele încep să ia decizii autonome, fără intervenție umană. Integrarea inteligentă, eficiența performantă și soluțiile creative pentru a rezolva provocarea consumului redus de energie au devenit o prioritate de top pentru producătorii de circuite integrate.

Microcontrolerele Kinetis au fost construite în jurul cerinței de reducere a consumului de energie și vor continua să se diferențieze de alte microcontrolere de pe piață.

Micşorarea consumului de energie, un dispozitiv la un moment dat Aici sunt doar câteva tehnici de reducere a puterii, integrate în portofoliul Kinetis, care ajută la minimizarea consumului de energie.

• Iniţializare low power: Optimizat pentru cea mai mică putere în timpul procesului de inițializare (boot process), prin furnizarea de biți de control memorați non-volatil, pentru a seta implicit ceasul cip-ului pe durata pornirii dispozitivului.

• Semnal de ceas inteligent: Performanță scalabilă, așa cum este nevoie pentru a răspunde cerinţelor aplicației, prin diferite surse de semnal de ceas și multiplicatori pentru a seta ceasurile pentru periferice sau CPU, în toate modurile de consum de energie.

• Prelucrare ultra-eficientă: Controlul în timp real și calculul prin utilizarea celor mai eficiente nuclee de procesare din lume, ARM® Cortex®-M, suplimentate de acceleratoare hardware patentate de Freescale.

• Moduri flexibile de mică putere: Numeroase moduri de alimentare a porților de memorie și a perifericelor care să permită optimizarea dinamică

și statică a puterii, care se potrivește cu o gamă largă de cazuri de utilizare.

• Periferice independente cu consum redus de energie: economii prețioase de energie prin permisiunea ca perifericele strategice din cadrul sistemului să opereze și să dispună de funcţia de capabilitate de luare a deciziilor în moduri de joasă putere, astfel încât timpul petrecut în adormire să poate fi extins.

Kinetis MCU poate face o diferenţă și va fi acolo pentru a ajuta atunci când miliamperii fac o lume a diferenţelor Sistemele embedded de astăzi nu seamănă deloc cu sistemele din trecut bazate, în special, pe hardware. Sunt aplicații mai complicate, cu sarcini în timp real, care includ date recoltate de la senzori, algoritmi de calcul și de luare a deciziilor în cunoștință de cauză. Aceste aplicații necesită hardware care echilibrează performanța cu consumul de putere, dar mai mult ca niciodată, ele cer dezvoltare de software avansat. Și, așa cum ne adâncim în această nouă lume, nevoia de dispozitive eficiente la consumul de energie este în creștere. Înnoirea portofoliului Kinetis este alimentată de dorința de a proiecta microcontrolere care consumă mai puțină energie, oferă moduri flexibile de putere, periferice inteligente, software bine integrat și soluții de activare.

Pentru a ține pasul cu realizările echipei Freescale de până acum, accesaţi www.freescale.com/lowpower Noile actualizări în ceea ce priveşte eficientizarea consumului de putere le aflați aici, conectându-vă pe Embedded Beat Blog.

Justin Mortimer este Kinetis MCU Product Manager.

Freescale Semiconductor România S.R.L. - București Tel: 021 3052 400 I officero@freescale.com I www.freescale.ro Electronica Azi 1.2015 [ 191 ] ┃ www.electronica-azi.ro

11

CONCURS

Câştigaţi o placă de dezvoltare FRDM-K64F de la Freescale Semiconductor!

Freescale Semiconductor împreună cu revista Electronica Azi oferă cititorilor şansa de a câştiga o platformă de dezvoltare FRDM-K64F ultralow-cost activată pentru seria de microcontrolere Kinetis K64, K63 și K24. Hardware-ul FRDM-K64F este compatibil cu Arduino™ R3 (factor de formă & configuraţie pini) şi oferă o gamă largă de opțiuni de conectare a plăcii. FRDM-K64F include o mulțime de periferice pentru a permite crearea rapidă de prototipuri, printre care un accelerometru digital pe 6 axe şi un magnetometru pentru a obţine capabilităţi eCompass complete, un LED tri-color și 2 push butoane pentru interacțiune directă și feedback, card microSD şi opţiuni de conectivitate utilizând un port Ethernet inclus pe placă și headere pentru utilizare cu Bluetooth sau cu module radio add-on de 2,4GHz. Platforma FRDM-K64F dispune de OpenSDAv2, o arhitectură hardware deschisă care conţine un adaptor serial, precum şi un depanator care rulează un bootloader open source. Acest circuit oferă mai multe opțiuni pentru comunicație serială, programare flash și depanare run-control.

SISTEME EMBEDDED

MCU

Nu ne e frică de angajament “Nu vreau să ating nemurirea prin munca mea.

Vreau să o ating prin a nu muri. “ Woody Allen Deci, poate o linie de produse de tip microcontroler să fie nemuritoare? Desigur că nu, dar mulți ingineri doresc să poată continua să cumpere același microcontroler în permanență. Și, cu toate că nu este ceva etern, dovada acestei dorințe este exemplificată prin unele componente ale portofoliului nostru de MCU care se vând încă, deși sunt în producție de mai mult de 25 de ani. de Michael Haight

Caracteristici FRDM-K64F • Microcontroler MK64FN1M0VLL12 MCU (120 MHz, 1 MB memorie flash, 256 KB RAM, putere mică, fără cristal USB şi capsulă 100 LQFP • Interfaţă USB duală cu conector micro-B USB • LED RGB • Accelerometru şi magnetometru FXOS8700CQ • Opţiuni flexibile de alimentare – OpenSDAv2 USB, Kinetis K64 USB şi sursă externă • Acces uşor la intrările/ieşirile microcontrolerului prin conectori I/O compatibili Arduino™ R3 • Circuit de depanare programabil OpenSDAv2, ce suportă interfaţa software CMSIS-DAP. Aceasta oferă: - Interfaţă MSD pentru programarea memoriei flash.

- Interfaţă pentru depanare CMSIS-DAP prin conectare USB HID pentru depanare run-control şi compatibilitate cu unelte IDE - Port interfaţă serială virtuală - Software open source CMSIS-DAP • Ethernet • SDHC • Modul radio Add-on RF: nRF24L01+ Nordic 2.4GHz Radio • Modul Bluetooth Add-on: JY-MCU BT board V1.05 BT Pentru a avea şansa de a câştiga placa de dezvoltare FRDM-K64F, abonaţi-vă acum la revista “Electronica Azi” în format digital. Accesaţi pagina web a revistei: www.electronica-azi.ro/abonamente.php şi introduceţi datele voastre în formularul de înscriere online.

Abonamentul la revista “Electronica Azi” este gratuit şi conţine 10 numere ale revistei în format flash / PDF. Termen limită de înscriere la concurs: 19.02.2015.

Câştigătorul din această ediţie va fi anunţat în revista din luna Martie – Electronica Azi nr. 2 (192).

12

În mod evident, inginerii pun valoare pe asigurarea aprovizionării sau pe disponibilitatea unei producții constante pentru o perioadă îndelungată.

Motivele variază. Unii se așteaptă ca produsele lor preferate să fie vândute pe piață, neschimbate, pentru mulți, mulți ani. Pentru alții, lansarea unui produs pe piață necesită trecerea de teste de certificare stricte și de siguranță.

Orice modificări ulterioare ale componentelor sistemului ar necesita o re-certificare costisitoare. Pentru mulți, se aplică zicala “dacă nu este stricat, nu-l repara”.

Pentru a rezolva această nevoie, Freescale a creat programul Product Longevity - făcând o gamă largă de dispozitive disponibile până la 15 ani.

mului lor. Înțelegerea longevității unei componente este un criteriu cheie în procesul de selecție al dispozitivelor pentru un nou proiect de sistem.

Longevitatea, în această utilizare a cuvântului, se referă la angajamentul pe care îl face Freescale - de a asigura o minimă durată de viață. Nu trebuie confundată cu fiabilitatea produsului, care indică cât de mult se estimează că o componentă va funcționa într-un sistem. Longevitatea se referă la durata minimă de la lansarea componentei, în care clienții se așteaptă să continue să cumpere componente care sunt compatibile cu proiectul siste-

Michael Haight lucrează în dezvoltarea de afaceri pentru Divizia Microcontrolere, la Freescale

Deci, deși nu există ceva nemuritor, Freescale se străduiește să perpetueze durata de viață a produselor clienților săi prin furnizarea pe termen lung a componentelor esențiale. Aruncați o privire la Product Longevity, pe site-ul www.freescale.com/productlongevity și parcurgeți lista de dispozitive pe care ne propunem să o producem (și termenii și condițiile pentru fiecare) pentru cel puțin 10 ani, iar în unele cazuri, 15 ani.

Deci, rețineți: nu ne e frică de angajament.

Freescale Semiconductor România S.R.L. - București Tel: 021 3052 400 officero@freescale.com www.freescale.ro Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

SISTEME EMBEDDED

LABORATOR

Power

Dezvoltarea capsulării avansate pentru a răspunde necesităţilor crescute de densitate de putere în modulele de putere de Patrick Le Fèvre, Director de Marketing şi Comunicaţii Ericsson Power Modules

Creşterea densităţii de procesare în proiectele de servere de date de înaltă calitate prin umplerea până la refuz cu tot mai mult siliciu a PCB-urilor, continuă să aibă impact asupra sistemelor de alimentare energetică. De exemplu, cererea de putere pe placă în cadrul ICT (tehnologia informaţiei şi comunicaţiei) a crescut de la 300W la începutul anilor 1980 la mai mult de 1kW astăzi – şi se aşteaptă ca, la sfârşitul acestui deceniu să se ajungă la o putere pe placă de 3 până la 5kW. Suplimentar, echipamentelor li se va cere să ocupe mai puţin spaţiu, implicând o densitate de putere globală mai mare. Tehnologiile de conversie energetică DC/DC curente nu sunt adecvate la aceste nivele de putere şi, deşi un convertor de 1kW poate fi astăzi găzduit într-un format quarter-brick*, dezvoltarea capsulării 3D, integrarea ridicată a componentelor şi îmbunătăţirea tehnologiilor de management termic vor necesita producerea, de exemplu, a unui convertor de 1kW într-un format eighth-brick*. *Notă: Brick (cărămidă) este un format standard al surselor de tensiune cu montare pe PCB. Dimensiunile unei cărămizi sunt (Full brick): 117 mm × 55,9 mm × 12,7 mm şi, pornind de la aceasta au fost definite: jumătate de cărămidă (half brick) 57,9 mm × 55,9 mm × 12,7 mm; un sfert de cărămidă (quarter brick) 57,9 mm × 36,8 mm × 12,7 mm; o optime de cărămidă (eighth brick) 57,9 mm × 22,9 mm × 12,7 mm.

Trei dimensiuni Convertoarele de putere DC/DC în format brick de astăzi încă utilizează pe scară largă o construcţie PCB planară bidimensională, dar aplicaţiile ce necesită amprente mai mici, profile mai reduse şi impedanţe parazite reduse conduc la cerinţe de capsulare 3D de înaltă densitate. În vreme ce utilizarea acestei tehnologii este limitată astăzi la convertoare (brick) de înaltă putere, există numeroase posibilităţi în integrarea de componente active şi pasive prin metode precum realizarea de stive de cipuri, stive de circuite capsulate şi component integrate prin supra-turnare. Aceste metode pot oferi câştiguri semnificative în reducerea amprentei, posibilităţi îmbunătăţite de răcire şi de poziţionare a driverelor în apropierea dispozitivelor de comutaţie. Ele vor permite îmbunătăţiri în performanţe şi eficienţă prin minimizarea şi controlul precis al impedanţelor parazite interconectate în schemele de circuite de comutaţie de înaltă frecvenţă. Asamblarea 3D subsecventă de compo14

nente suplimentare va contribui şi mai mult la reducerea amprentei şi de asemenea a dimensiunii componentelor magnetice.

Componente Frecvenţele de comutaţie pentru convertoarele de înaltă putere sunt în general optimizate pentru

Figura 1: Înfăşurări integrate în PCB multistrat şi substrat feritic multistrat cu straturi integrate de Cu activ Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

module de putere

operare la aproximativ 500kHz sau mai jos, dar pentru a putea permite reducerea dimensiunii şi creşterea densităţii de putere va fi necesară o frecvenţă de 2MHz şi mai mult, necesară pentru a minimiza volumul fizic magnetic. Disponibilitatea recentă a componentelor semiconductoare WBG (wide-band-gap) precum FET-uri de comutaţie bazate pe GaN şi GaAs, operând ideal la frecvenţe mai mari de 5MHz, permite în mod cert frecvenţe de comutaţie mai mari. De fapt, noile tehnologii vor putea creşte frecvenţele de comutaţie către domeniul de 10MHz, conducând de aici la cerinţe de capsulare cu componente parazite reduse, ce pot fi obţinute cu ajutorul tehnicilor de integrare 3D. Totuşi, viteza de comutaţie mai ridicată este dependentă de disponibilitatea de materiale magnetice de înaltă frecvenţă şi pierderi reduse, conducând la soluţii de transformatoare de putere şi inductoare potrivite pentru producţia de mare volum. Există câteva căi tehnologice viabile de realizare de componente magnetice de înaltă frecvenţă miniaturizate şi integrate, incluzând miezuri magnetice avansate şi materiale miez, precum şi scheme cu miez de aer ce nu sunt dependente de caracteristicile materialului miezului. Aceasta înseamnă că există o flexibilitate a metodelor de producţie şi posibilitatea de a utiliza diferite tehnici de integrare 3D precum înfăşurări integrate în PCB multistrat şi substrat feritic multistrat cu straturi active de Cu integrate (vedeţi figura 1). În vreme ce aceste tehnici sunt limitate la convertoarele de joasă putere, îmbunătăţirea proceselor de realizare a materialelor magnetice permite îmbunătăţiri în ceea ce priveşte materialul miezurilor şi extinderea către produse cu curent de ieşire crescut. Suplimentar, ţinta ultimă de integrare a elementelor magnetice pe placa semiconductoare este posibilă în viitor.

nabile, altminteri performanţele dispozitivelor semiconductoare şi siguranţa sistemului pot fi compromise. Disiparea puterii componentelor (Pd, comp) şi rezistenţa termică a componentei cu legare la carcasă (Rth, J-C) pentru fiecare componentă critică devine extrem de importantă deoarece ele determină temperatura actuală a joncţiunii ce limitează performanţele termice ale convertorului DC/DC. Diferenţa de temperatură dintre joncţiunea componentei (sau miez) şi carcasă poate fi calculată utilizând relaţia: ΔTJ-C = Pd, comp × Rth, J-C Tehnicile şi tehnologiile avansate de răcire ce îmbunătăţesc performanţele termice ale dispozitivelor capsulate 3D, ce au ca scop dublarea densităţii de putere (la 75W/cm3 sau 1200W/in3), sunt absolut cruciale şi vor determina fezabilitatea densităţilor de putere mai mari.

Totuşi, numeroase componente standard nu sunt potrivite pentru proiecte 3D sau de înaltă densi-

termică optimizată şi definită. Pot fi îmbunătăţite astfel rezistenţa termică cu până la 50%, (de exemplu o disipare a puterii mai mare cu 50% pentru o joncţiune termică fixă) faţă de componentele capsulate convenţional cu răşină sau lipite cu aliaj de lipire. TSV (Through-Silicon-Vias) va fi de asemenea o soluţie potenţială în cazurile de stive de cipuri în combinaţie cu tehnici de răcire cu lichid, iar rezultatele experimentale au indicat o îmbunătăţire cu 50% a performanţelor termice. Înlocuirea aliajului de lipire şi a unsorii termice cu sinterizare în ansambluri utilizând tehnologie DBC (Direct Bond Copper) este o altă tehnică ce poate îmbunătăţi semnificativ performanţele termice. Alte tehnici de răcire potenţiale includ atât răcire conductivă cu lichid a componentelor de înaltă putere şi răcire prin convecţie cu aer suflat pentru componente de medie şi joasă putere. Iar utilizarea tehnologiilor pasive de răcire cu lichid, cum ar fi conductele de căldură este probabil să devină mai răspândită pentru puncte fierbinţi locale.

Management termic Figura 3: Radiator electro-format pe componente pe un suport temporar pentru performanță termică sporită Densitatea energetică, în termeni de watt pe cm3, este acum cu un ordin de mărime mai mare decât tate datorită performanţelor termice insuficiente. Dublarea densităţii de putere era 15 ani în urmă. Cele mai recente convertoare Şi alte provocări legate de designul termic vor in- Noile dezvoltări în capsularea 3D şi circuitele intede putere de tip brick (vedeţi figura 2, ca exem- clude distribuţie de curent ridicat, asamblare pe grate chip-scale vor continua, dar vor include de plu) pot conduce la cerinţe foarte ridicate pentru plăci cu 45 de straturi de exemplu, şi tehnicile asemenea parte magnetică de putere ce va creşte tradiţionale de răcire mult îmbunătăţite, cum ar fi nivelele de putere mult dincolo de convertoarele un management termic intern eficient. În mod clar, este esenţială asigurarea răcirii com- convecţie cu suflare de aer. Supra-turnarea este neizolate de astăzi. Utilizarea componentelor magponentelor în convertoarele cu densitate mare de probabil să continue ca tehnologie utilizată pentru netice plane este larg răspândită deja, iar ansamputere – uzual prin mecanisme precum conducţie îmbunătăţirea performanţelor termice, dar este de blurile de convertoare de putere vor fi probabil şi convecţie – pentru a opera la temperaturi rezo- asemenea clar că este nevoie şi de o capsulare supra-turnate pentru a îmbunătăţi performanţele îmbunătăţită termic pentru toate componentele, termice. Totuşi, aceste dezvoltări nu pot fi susţinute inclusiv pentru cele magnetice şi pentru conden- numai de către industria de convertoare de putere satoare. Pentru răcire, sunt necesare cel puţin două DC/DC, suportul de la producătorii de semiconsuprafeţe opuse, împreună cu utilizarea de materiale ductoare şi alte componente de putere fiind termice, procese şi tehnici de răcire îmbunătăţite. esenţial, asigurând un lanţ de furnizare care să ofere cerinţe standardizate şi teste de calificare.

După cum se arată în figura 3, în locul montării Rezultatele experimentale şi producţia la scară componentelor de putere pe un PCB cu radiator completă arată potenţialul dublării densităţii de sau material de interfaţă termică, componentele putere combinat cu soluţii de management termic sunt ţinute pe un suport temporar, iar radiatorul pentru păstrarea temperaturii componentelor la este electroformat în jurul lor. Componente de nivele specificate pentru operare sigură, făcând diferite dimensiuni şi grosimi pot fi integrate pe posibilă în viitorul apropiat realizarea de converaceeaşi placă, numită ITAP (Integrated Thermal toare de 1kW în format eighth-brick ￭ Figura 2: Modul de tip quarter-brick cu densitate Array Plate). Atunci când placa purtătoare este mare de putere - 864W - de la Ericsson, îndepărtată, suprafeţele de jos şi de sus ale com- Ericsson Power Modules oferă 37W/cm3 (600W/in3) ponentelor sunt coplanare şi facilitează o conexiune www.ericsson.com/powermodules Electronica Azi 1.2015 [ 191 ] ┃ www.electronica-azi.ro

15

MODULE Wireless

Modulul UG95 UMTS = transfer fiabil chiar şi în condiţii neprielnice Mai mult, noul modul UMTS/HSPA Quectel UG95 are conectori compatibili cu modulul GSM/GPRS M95, oferind astfel un mod extrem de simplu de a migra la 3G fără modificarea PCB-ului.

Posibilitatea de a alege o componentă într-un anumit loc pe PCB conform dorințelor dumneavoastră este cu siguranță avantajoasă.

De exemplu, în echipamentele audio, posibilitatea de a utiliza un amplificator simplu (pentru aplicațiile mai puțin solicitante) sau de a utiliza un amplificator ultra-performant cu conectori compatibili pentru aplicațiile mai complexe (în aceeași poziție pe PCB).

Această compatibilitate este comună în anumite domenii, în altele nu atât de mult… În segmentul modulelor GSM/GPRS/UMTS această compatibilitate este o excepție, astfel încât lansarea noului modul Quectel UG95 pe piață poate constitui o soluție interesantă privind modul în care putem utiliza același design pentru conectări

GSM/GPRS/EDGE mai mici (cu modulul M95) dar şi pentru o conectare UMTS/HSPA substanțial mai rapidă cu modulul UG95.

UG95 se bazează pe un nou set de cipuri Intel XMM6255. În general, transferul UMTS/HSPA oferă nu numai o viteză mai mare de transfer a imaginilor şi datelor, dar şi un nivel mai ridicat de fiabilitate a conectării chiar şi în condiții neprielnice. Acest aspect poate fi extrem de important în aplicațiile critice cum ar fi telemetria, controlul proceselor, securitatea şi altele similare. Întrucât la un modul nou așteptăm să găsim o funcționalitate îmbunătățită, chiar şi în această privință UG95 are multe de oferit, cum ar fi, spre exemplu: • Un set vast de protocoale de internet TCP/UDP/PPP/MMS*/SMTP*/FTP*/SSL* (* în dezvoltare) • Interfețe industriale standard USB 2.0 / UART / I2C / PCM • Sensibilitate ridicată şi algoritmi audio de înaltă performanţă, ieșire audio digitală (PCM) Noul circuit este disponibil sub forma de modul UG95EA-02-NCH-STD (potrivit pentru utilizare în masă în dispozitivele țintă) şi sub forma unei “plăci de adaptare” UG95-TE-A destinată în principal pentru dezvoltare, utilizând kit-ul de dezvoltare UC20EVBKIT.

Utilizați un modul M95 2G şi doriți o viteză mai mare de transfer?

UG95 vă oferă extraordinara posibilitate de a vă proiecta dispozitivul capabil să funcționeze şi cu modulul M95 şi cu modulul UG95. UG95 este prevăzut cu mai mulți conectori decât M95, dar poziția lor este compatibilă şi astfel în design-ul unui PCB puteți poziționa toți conectorii pe PCB, iar utilizarea lor efectivă va depinde dacă utilizați M95 sau UG95. Prin urmare, puteți crea același PCB cu M95 sau UG95 în conformitate cu cerințele aplicației dumneavoastră.

Avantaje / Caracteristici: • Modul 3G compatibil cu modulul M95 (2G) • Posibilitatea de a utiliza același design Hardware în modulul M95 sau UG95, în funcție de cerințele aplicației dumneavoastră • HSUPA max. 5.76 Mbps/ clasa 6, HSDPA max. 7.2 Mbps/ clasa 7 • USB 2.0, drivere pentru pre Windows, Android şi Linux • UMTS/HSPA şi GSM/GPRS/EDGE - acoperire globală • Dimensiuni reduse: 23.6 × 19.9 × 2.2mm

Dacă sunteţi interesaţi de produsele QUECTEL, vă rugăm să ne contactaţi la +40 31 221 0209, info@soselectronic.ro.

16

Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

Modulul GSM/GPRS de la Quectel M66 se mândreşte că e mic şi prevăzut cu Bluetooth Şi, pe lângă asta, M66 este în prezent cel mai mic modul GSM/GPRS quadband din lume … În același timp, are un nivel ridicat de rezistenţă la îngheț şi astfel este ideal pentru un spectru larg de aplicații.

• Consum de putere de doar 1.3 mA (DRX = 9) Pachet LCC ușor de aplicat potrivit pentru serii de producție mici şi mari • Multiple fante GPRS clasa 12 • 3x UART/ 1x RTC • DTMF, QuecLocator, QuecFOTA pentru o actualizare mai simplă a software-ului, eCall

Noul modul de comunicații extrem de atractiv Quectel M66 cere a fi utilizat chiar şi în aplicația dumneavoastră.

M66 oferă o platformă stabilă pentru construcția unui produs de calitate, la un preț atractiv.

Ca de obicei, chiar şi M66 este disponibil pe o așanumită placă de adaptor - M66TE-A - permițând utilizarea printr-un conector – fără lipire, precum şi utilizarea într-un kit de dezvoltare universal M10EVBKIT.

O merită? Cel mai probabil că da.

Pe lângă cele două aspecte de bază menționate în denumirea sa şi în titlul acestui articol, el oferă multe funcționalități care facilitează munca dezvoltatorului, de exemplu: • Funcţionalitate Quectel OpenCPU

În cadrul noutăților privind modulele de comunicații Quectel, mai este disponibilă şi o a doua versiune a lui M95 - modulul M95 R2.0 marcat M95FA - complet compatibilă cu versiunile anterioare ale lui M95 dar cu caracteristici suplimentare cum ar fi audio digital, DSSS, SSL.

Electronica Azi 1.2015 [ 191 ] ┃ www.electronica-azi.ro

O altă noutate este modulul GPS/Glonass L76 ce oferă o funcționalitate avansată, o sensibilitate excelentă şi diverse servicii precum (AlwaysLocate, AGPS avansat, LOCUS).

Avantaje / Caracteristici: • Modul GSM/GPRS cu 4 benzi de frecvenţă (quadband) şi Bluetooth 3.0 • Dimensiuni sub-miniaturale 17.7×15.8×2.3mm • OpenCPU permite eliminarea MCU gazdă din dispozitivul dumneavoastră • Economisește costurile de producție şi spațiul pe PCB • Protocoale de voce, SMS, date şi internet • Gamă industrială de temperaturi de funcționare

17

SISTEME EMBEDDED

ANALIZĂ

Control Motor

Este vorba mai mult de succes decât despre timpul până la lansare pe piaţă Vă incită cuvintele “timp rapid de lansare pe piaţă a produsului” atunci când le vedeţi pe un kit de start al unui microcontroler? Sau aceste cuvinte sunt astăzi virtual fără sens? Poate că ar trebui să fie “vă ajută să livraţi proiectul la timp, eficient, efectiv şi cu succes”, altfel nefiind foarte practice. În realitatea de astăzi, atunci când se caută o soluţie de microcontroler, trebuie gândit mai mult la disponibilitatea unui software de calitate, referinţe hardware, certificate de siguranţă; interfaţă grafică cu utilizatorul clară (GUI), dezvoltare şi suport expert de la parteneri esenţiali. Mai mult decât toate, aplicaţia este cea la care trebuie gândit. Această unealtă va face proiectul dvs., mai uşor şi compania mai de succes?

de Steve Norman, Core Marketing Manager, Grupul de Business Industrial şi Comunicaţii, Renesas Electronics Europe

Sarcina unui vânzător de microcontrolere astăzi de a-l conduce pe proiectant către succes, acest lucru însemnând succesul furnizorului. De aceea pe piaţă apare o nouă generaţie de soluţii de microcontrolere, care oferă tot ceea ce vă este necesar pentru a fi eficient, efectiv, gata la timp şi de succes, toate la un loc într-o singură cutie.

Să considerăm un studiu de caz: O companie vrea să dezvolte un sistem de ventilaţie care să gestioneze curgerea aerului, eliminând vibraţiile cu o operare la viteză redusă.

18

Figura 1: Starter Kit – placă de control şi GUI Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

dezvoltare de produs

Sistemul va opera de la 200 RPM la 4000 RPM la 800W, 400V, moment 1 Nm şi va utiliza un motor AC fără perii comandat de un invertor trifazat fără senzori. Companiile operatoare trebuie să ofere un sistem demonstrativ funcţional în 4 săptămâni.

Fie trei companii operatoare.

Compania “A” a desemnat echipa de 3 ingineri acestei sarcini, compania “B” şi compania “C” au desemnat un singur inginer pentru a realiza sistemul demonstrativ. Patru săptămâni mai târziu clientul a acordat următoarea etapă de dezvoltare companiei “C”.

De ce s-a întâmplat aşa?

Ei bine, compania “A” a furnizat un prototip funcţional la timp, dar a depăşit bugetul. Compania “B” a întârziat şi nu a fost luată în considerare, în vreme ce compania “C” a livrat un sistem demonstrativ funcţional la timp şi încadrându-se în buget. Toate cele trei companii aveau nevoie să realizeze aceeaşi dezvoltare şi operaţiile de reglare ale motorului pentru a produce sistemul funcţional; trebuiau extraşi parametrii motorului, pregătit software-ul trifazat pentru a comanda motorul; trebuiau reglate filtrele în buclă închisă pentru viteza şi cuplul specifice aplicaţiei şi trebuia dezvoltat sistemul hardware bazat pe MCU pentru demonstrator.

Haideţi să examinăm rezultatele!

Ambele companii, atât “A” cât şi “B” au avut o abordare convenţională în pregătirea demonstraţiei.

Adaptarea hardware-ului existent pentru a suporta proiectul; adaptarea software-ului existent trifazat fără senzori; extragerea parametrilor motorului utilizând un RLC-metru; reglarea filtrului PI curent utilizând software-ul şi un osciloscop extern pentru a putea iniţial roti motorul şi apoi multe ore/om pentru a regla software-ul şi filtrele Pi pentru a obţine răspunsurile dorite de viteză şi cuplu.

Astfel întrebarea care se pune este ce a făcut diferit compania “C”?

Compania “C” a avut o abordare diferită deoarece aveau puţine elemente disponibile în paralel, astfel că au căutat un kit complet pentru a răspunde cerinţelor de dezvoltare ca timp şi buget. Cei de la această companie au selectat un kit de control motoare de la Renesas care vine complet cu software de referinţă trifazat fără senzori dezvoltat profesionist gratuit, platformă de referinţă hardware cu întreaga schemă, listă de materiale necesare, fişiere Gerber şi opţiunea unui invertor extern de tensiune ridicată complet compatibil.

Software-ul este certificat VDE şi vine complet cu un mediu de dezvoltare şi interfaţă grafică. Mai mult decât v-aţi aştepta să găsiţi într-un pachet de control motoare economic.

OK, este un bun început deoarece pentru demonstraţie nu este nevoie de design hardware ci numai de o configurare simplă a plăcii de control cu MCU pentru invertorul extern. Sistemul software fără senzori este gata de funcţionare, dar încă necesită să fie adaptat pentru a lucra cu motorul (de exemplu extragerea parametrilor şi reglarea).

Electronica Azi 1.2015 [ 191 ] ┃ www.electronica-azi.ro

În vreme ce, inginerul este familiarizat cu controlul motorului, el are o experienţă limitată legată de reglarea motoarelor. În timpul în care celelalte două companii au ales să realizeze această parte manual, unul dintre motivele cheie pentru care kit-ul Renesas a fost ales este acela că software-ul include funcţii avansate de reglare motor, precum identificarea automată a parametrilor pentru majoritatea motoarelor trifazate fără perii cu magneţi permanenţi şi software de autoreglare pentru coeficienţii de proiectare ai filtrului PI (curent), toate integrate în codul sursă al MCU şi proiectate să opereze sub controlul interfeţei grafice PC GUI fără a necesita extra hardware. Chiar şi un osciloscop este inclus în GUI, astfel încât nu este nevoie de niciun echipament extern în afara alimentării de la reţea.

Odată ce inginerul a instalat tot software-ul necesar şi interfaţa GUI, kit-ul fiind testat cu motorul demonstrativ livrat, el a fost gata să înceapă dezvoltarea cu motorul clienţilor. S-a decis că, deoarece motorul trebuia să funcţioneze până la 200RPM, pentru demonstraţie ar trebui utilizat un sistem cu 3 şunturi pentru a limita efectele nivelelor joase de semnal şi pentru a oferi o operare mai stabilă la viteze mici, astfel că nu au fost necesare schimbări pentru invertor.

După aceea s-a realizat conectarea şi configurarea plăcii de control pentru invertorul extern Figura 2: din documenInterfaţa de taţie, s-a conecreglare pe PC tat motorul şi a pornit rularea interfeţei grafice pe PC. Odată ce interfaţa grafică a fost conectată cu software-ul plăcii de control, funcţiile de reglare a parametrilor “Current PI tuning” şi “Motor Identification” prezentate în figura 2 sunt gata să înceapă procesul de configurare a software-ului pentru comanda motorului. De asemenea, unul dintre butoane este pregătit pentru a porni osciloscopul digital. Înainte de pornirea procesului de autoreglare trebuie modificaţi numai câţiva parametri şi adăugaţi în fereastra de stabilire a parametrilor (Figura 3 de mai jos).

Odată completate valorile se va da click pe funcţia “Current PI tuning (AUTO)”.

Aceasta calculează automat coeficienţii proporţional şi integrativ ai filtrului de control PI curent în numai câteva secunde. Rezultatele sunt înmagazinate în software. În acest punct răspunsul dinamic bazat pe aceşti coeficienţi poate fi verificat cu osciloscopul, ajustând sau reglând din nou parametrii dacă este cazul.

Apoi este nevoie de măsurarea rezistenţei statorului, a inductanţei şi a fluxului magnetului permanent. Din nou un simplu click pe butonul “Motor Identification” este tot ceea ce este necesar. Odată completată această funcţie, sistemul este gata de a comanda motorul. Motorul este pus în funcţiune, astfel putându-se testa sistemul cu motorul în condiţii de sarcină. Această operaţie ia ceva timp şi este în funcţie de experienţa proiectantului.

Interfaţa grafică GUI permite încă un control complet, monitorizarea şi reglarea parametrilor sistemului şi motorului în timpul operării, utilizând funcţiile osciloscopului pentru analiza formelor de undă după cum este necesar.

Pentru a recapitula, prin utilizarea GUI şi a software-ului de măsurare integrat, vă ia numai câteva minute pentru a trece de la lansarea GUI până la rularea motorului fără senzori.

De vreme ce timpul alocat dezvoltării este mai mare, inginerului i se oferă un timp suficient pentru a realiza la timp sistemul demonstrativ funcţional pentru client, în condiţiile specificate şi cu încadrare în buget. În acest fel este câştigat un nou business pentru companie.

Acest studiu are la bază utilizarea kit-urilor de soluţii control motoare “Rotate-it” disponibile pentru familiile de microcontrolere pe 32 de biţi RX100, RX200 şi RX600, care fac parte din soluţiile de ultimă generaţie de la Renesas Electronics şi care au la bază filozofia de a oferi mai mult decât timp până la lansarea pe piaţă, şi anume software profesional şi platforme de referinţă hardware combinate cu caracteristici unice pentru a oferi proiectaţilor unelte pentru un lucru efectiv, eficient şi de succes pentru o varietate de pieţe, la un cost de intrare redus.

Continuând cu tema legată de oferirea mai degrabă de soluţii decât numai de hardware şi câteva exemple elementare de drivere, vom continua cu o privire asupra câtorva soluţii şi kit-uri de soluţii de înaltă performanţă.

Renesas Electronics a lansat recent familia RZ/A, caracterizată de un nucleu puternic 400MHz ARM® Cortex-A9.

Figura 3: Stabilirea parametrilor în GUI 19

SISTEME EMBEDDED

ANALIZĂ

Control Motor

Combinată cu FPU şi funcţii de criptare, familia include un set periferic bogat, inclusiv interfeţe de comunicaţii pentru Ethernet, CAN, IEBUS şi USB, dar şi grafică avansată precum Image Rendering, JPEG codec, procesare NTSC/ PAL, conversie YUV/RGB, procesare audio, IP-uri pentru SCUX, decodare CDROM şi generare de sunet, plus o memorie integrată SRAM mare de 10MB. Toate acestea conduc la performanţe îmbunătăţite ale sistemului din punct de vedere al procesării video şi audio.

Atunci când este combinată cu un ecosistem software de vârf, această familie este ideală pentru noile generaţii de aplicaţii HMI.

Cu atât de multe soluţii de ales când vine vorba despre ecosistem software, este o alegere dificilă să decizi pe care să-l utilizezi. Există acum un kit unic ce suportă soluţii precum IS2T JVM, TES GUIliani, Segger emWIN, Altia Design şi Express Logic GUIX, astfel încât proiectantul poate alege software-ul preferat şi poate începe să proiecteze rapid, economisind timp şi bani. Dezvoltatorii de tehnologii complexe de comunicaţii, precum sisteme în linie de putere OFDM de bandă îngustă, au de-a face cu un set diferit de probleme, nu numai cerinţa de a suporta mai multe standarde de linii de putere.

De exemplu, suportarea a multiple schimbări ale dispozitivelor de măsurare inteligente bazate pe diferite protocoale în diferite ţări care utilizează diferite benzi de frecvenţă şi specificaţii. Un singur design să suporte standarde multiple ar fi prea mult de cerut, nu-i aşa?

Ei bine, poate că nu!

Figura 4: Placa RZ/A Board

Este disponibilă o soluţie flexibilă de modem PLC. Aceasta are la bază un modem de bandă îngustă înalt integrat cu controler MAC, cu procesor de semnal digital de înaltă performanţă pentru implementarea nivelului fizic, cu o parte analogică integrată cu amplificator adaptiv controlat prin amplificare şi un motor de securitate hardware integrat AES128. Soluţia este combinată cu software

certificat pentru standarde precum PRIME şi G3 oferind o soluţie de vârf pentru linii de putere ce respectă cerinţele de piaţă de astăzi.

Software-ul certificat poate fi un factor cheie întrun proiect de succes, economisind timpul şi costurile asociate proiectantului. Pentru certificarea produselor finale, testarea poate fi proporţie uriaşă de timp şi cost. Dacă se dovedeşte că software-ul este certificat conform standardelor potrivite, aceasta înseamnă că proiectantul petrece mai mult timp în dezvoltarea programului de aplicaţii.

Am analizat un număr de soluţii de la Renesas, cu kit-uri şi soluţii pentru control motoare, HMI, comunicaţii în linii de putere, bazate pe o filozofie de mai mult decât “timp rapid de lansare pe piaţă”.

Această filozofie este aplicată noilor kit-uri în dezvoltare precum Magistrală de măsurare wireless, Analogică Inteligentă pentru IO-Link; Ethernet Industrial multi-protocol; iluminare inteligentă cu LED şi multe care vor veni. Nu este interesant că în tot acest timp când am vorbit despre soluţii cu microcontrolere, ne-am concentrat aşa de mult pe software? Ei bine, siliciul în sine nu mai oferă un “timp rapid de lansare pe piaţă”.

Proiectanţii solicită acum mai mult de la cei ce vând microcontrolere ￭ Renesas www.renesas.com

News Power

Familie de controlere digitale cu interfaţă conformă VR12/12.5 Powervation Ltd. a anunţat cea mai recentă serie de controlere digitale DC/DC pentru servere, desktop-uri de înaltă calitate şi sisteme de calcul embedded. Dispozitivele PV3103, PV3104 şi PV3202 sunt caracterizate de ieşiri cu fază single şi dublă şi suportă ambele magistrale PMBus şi Intel VR12.5 Serial VID (SVID). Controlerele digitale complet programabile şi de înaltă flexibilitate oferă stabilizare de precizie şi telemetrie pentru a suporta cele mai recente sisteme de calcul de înaltă eficienţă.

PV3202 este controlerul digital cu fază dublă cu caracteristici complete VR12.5 de la Powervation cu Auto-Control®, care oferă performanţe superioare şi buclă de compensare adaptivă în timp real. PV3104 este un controler cu o singură fază cu capsulă în format standard QFN 5 mm × 5 mm şi are o amprentă compatibilă cu PV3202. În completarea familiei de controlere SVID vine şi Powervation PV3103, un controler coborâtor de tensiune, sincron digital, ultramic în capsulă QFN 4 mm × 4 mm – PV3103 este potrivit pentru necesităţile proiectelor compacte sau de înaltă densitate.

Seria oferită de Powervation furnizează compensare adaptivă unică Auto-Control®, care este unul dintre modurile arhitecturii de auto-reglare xTune™ de la Powervation.

Aceasta asigură performanţe ridicate de tranzit şi simplifică puternic procesul de proiectare, reducând timpul până la lansarea pe piaţă.

Powervation www.powervation.com 20

SGET adoptă standardul ‘embedded NUC™’

Primul sistem de calcul în acord cu standardul NUC™ (Source: ies / Pentair) Grupul de lucru SDT.03 (Standard Development Team) a grupului de standardizare SGET pentru tehnologii embedded, a adoptat oficial Versiunea 1.0 a specificaţiilor SGET embedded NUC™, prima sa dezvoltare de standard. embedded NUC™ este bazat pe sistemul compact Intel® NUC (NUC: Next Unit of Computing – următoarea unitate de calcul), care combină o gamă largă de funcţii PC într-un format extrem de subţire. Cu placa sa de bază de 10 cm × 10 cm, Intel® urmăreşte în special aplicaţii casnice precum sisteme home theater, tonomate şi aparate de jocuri digitale, dar şi soluţii de birou cu economie de spaţiu. Deoarece un PC cu un asemenea factor de formă compact reprezintă o soluţie atractivă pentru aplicaţii industriale, SDT.03 a fost fondat în cadrul consorţiului de standardizare pentru a face NUC operaţional pentru industria embedded. Versiunea 1.0 a specificaţiilor – şi evident cu aplicare şi viitoarelor dezvoltări – va fi transferată într-un standard deschis în acord cu statutul SGET e.V. SGET e.V. www.sget.org Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

DISPLAY / OPTO

ANALIZĂ

LED

Iluminarea în spectrul infraroșu (Infrared Red – IR) are multe aplicații, variind de la camere de supraveghere CCTV până la tehnologia viziune mașină (Machine Vision – MV), sisteme de analiză a materialelor și de automatizare foarte sofisticate. Iluminarea IR se folosește și în biometrică: recunoașterea figurilor și a gesturilor, identificarea prin scanarea ochilor deoarece reduce sau elimină umbrele și variabilitatea luminii ambiante.

Iluminarea în infraroșu are multe avantaje față de lumina vizibilă: în aplicații de supraveghere păstrează o iluminare discretă și ajută să se ascundă direcția de vizualizare al camerei. În viziunea mașină și aplicații de automatizare, radiații IR, cu lungimi de undă mai mari, au o rată de penetrare mai mare prin fum și vapori, cât și condiții grele de vreme ca ploaie, ceață și ninsoare.Emițătoarele IR cu LED-uri au multe avantaje față de alte surse de iluminare IR. Ele au dimensiuni mai mici, au un consum electric mai mic, sunt durabile, pot lucra în medii variate și sunt neafectate de vibrații moderate. Iluminarea IR este esențială în aplicații de protecție și securitate.

Spectrul Infra Red - IR Lungimile de undă în spectrul IR și aplicații: ￭ IR-A: 700nm-1400nm (0-7μm - 1.4μm) Near IR – în fibra optică, senzori IR ￭ IR-B: 1400nm-3000nm (1.4μm - 3μm) Medium IR – senzor de căldură ￭ IR-C: 3000nm-1mm (3μm - 1000μm) Far IR – imagine termică Near IR, numit NIR, este împărțit în două benzi, unde lungi NIR și unde scurte NIR, în funcție de cum reacționează camere fotografice cu film și CCD. Lungime de undă

Nume culoare

peste 1400 nm

Infraroșu

770-1400 nm

Unde lungi NIR

770-700 nm

Unde scurte NIR

700-640 nm

Roșu

640-625 nm

Oranj-Roșu

22

Aspect

LED IR LED-urile IR sunt numite și IRED (Infra Red Emitting Diodes). În funcție de domeniul de utilizare, se fabrică cip-uri LED IR pentru diverse lungimi de undă: • 940nm: telecomandă, cum ar fi telecomenzi pentru aparate de uz casnic.

• 808nm: aparatele medicale de tratament, comunicații optice în spațiu, iluminare cu infraroșu și sursele de pompare în lasere solid-state.

• 830nm: sistem de cititor de carduri automat în autostradă.

• 840nm: zoom infraroșu la camera video impermeabilă.

• 850nm: camere video care sunt folosite în fotografia digitală, sisteme de monitorizare, video interfon, alarmă la intruziune.

• 870nm: camere video în piețe și intersecții.

Specificaţii de bază pentru LED IR ￭ lungime de undă centrală și lățimea de bandă ￭ putere optică și putere electrică consumată ￭ intensitate radiată și unghiul de iluminare ￭ formă, dimensiuni, rezistența termală și mod de montare ￭ culoare, tip de optică Notă. LED IR cu terminale de montare prin găuri în PCB sunt mai scumpe și, în general, nu sunt la fel de robuste ca LED-uri montate pe suprafață (SMT). Dezvoltările recente de LED-uri SMT oferă un management termic mai bun și permit comanda la nivele de curent mari, cu disipare bună de căldură, fără a compromite performanța.

Iluminarea IR pentru supraveghere Iluminarea IR este invizibilă pentru ochiul uman, dar vizibilă pentru camere CCTV alb / negru și zi / noapte, fiind ideală pentru supraveghere discretă.

Camera poate vedea zona iluminată IR, dar un om Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

LED IR

nu o vede și, de aceea, e soluția perfectă în domenii sensibile în care poluarea luminoasă trebuie să fie evitată, cum ar fi cartiere rezidențiale și parcuri. Iluminarea IR acoperă bine distanțe lungi, de până la 370m. Prin urmare, în multe aplicații iluminarea IR este instrumentul perfect pentru iluminat, permițând camerelor CCTV să capteze imagini clare, bine definite, cu performanță alb-negru.

tate, în favoarea unghiurilor mai precise, cum ar fi 10, 30 sau 60 de grade. Acestea sunt fixate la un unghi fix pe teren, ceea ce înseamnă că toate deciziile de zonă iluminată trebuie să se facă în timpul procesului de instalare. Modele de fascicol tipice: spot; 10°; 20°; 30°; 60°; larg.

2. Unghiul?

Iluminarea trebuie să se potrivească în mod ideal, cu unghiul camerei și obiectivul setat pentru a pentru a oferi cele mai bune performanțe. Dacă nu, la un unghi de iluminare prea îngust, camera va vedea un punct luminos în mijlocul scenei, iar contrastul dintre zonele luminoase și întunecate pe zona supravegheată va fi prea mare pentru a oferi imagini de înaltă calitate.

3. Până la ce distanţă?

După selectarea unghiului, se ia în considerare distanța. Se ține seama de legea pătratică inversă a iluminării: intensitatea scade cu pătratul distanței.

Principala problemă în proiectarea unui sistem CCTV care încorporează iluminare în infraroșu este că lumina infraroșie nu poate fi măsurată în Lux, ca și cea vizibilă. Iluminarea IR se măsoară în mW.

IRED de mare putere, Oslon black SFH 4725S (OSRAM Opto Semiconductor), lungime de undă 940nm, putere optică 990 mW, intensitate radiantă 500mW/sr, unghi ± 45°, putere 3.4W, curent direct 1000mA@3.4V, timp de aprindere 10ns, timp de stingere 15ns, gama de temperatură -40 ... +125°C. Rezistența termală < 11 K/W. Capsula: 3.85mm × 3.85mm × 2.29 mm. Aplicații cu optică externă este ideal pentru iluminarea în aplicații industriale de supraveghere și pentru mașini cu viziune, calificat pentru aplicații în domeniul auto.

Lungimea de undă IR pentru aplicaţii CCTV Cele mai frecvente iluminări IR de securitate au lungimea de undă în gamele: ￭ 715 - 730nm - IR vizibil, ce oferă o strălucire roșie puternică (ca un semafor). Acest IR de securitate este cel mai potrivit pentru camere mai puțin sensibile. ￭ 830-850nm - IR semi-vizibil, are o slabă strălucire roșie, abia vizibilă când este văzută pe axă. Acest IR de securitate este cel mai utilizat în mod obișnuit. ￭ 940-950nm - IR complet invizibil pentru ochiul uman, cunoscut sub numele de lumină neagră.

Acest IR dă iluminare discretă, poluare luminoasă minimă, dar distanțele sunt reduse și necesită camere extrem de sensibile, echipate cu lentile performante. Focalizarea este, de asemenea, mult mai dificilă la aceste lungimi de undă fiindcă lentilele funcționează mai ineficient la 940-950nm.

Modele de fascicol IR • Când se furnizează iluminare CCTV, unghiul fascicolului ar trebui să acopere tot câmpul de vedere.

Unghiul corect de iluminare se fixează pentru a ilumina scena complet. Unitățile moderne de iluminare permit ca unghiul de iluminare să fie ajustat la fața locului, potrivit cu cerințele specifice. Verificarea iluminării complete și corecte se face noaptea.

• Modele de fascicol tradiționale, standard, sunt furnizate la un unghi fix, îngust sau larg. Istoric, lentilele spot sau lentile de iluminare largă au dominat în aplicații, dar, recent, acestea au fost eviElectronica Azi 1.2015 [ 191 ] ┃ www.electronica-azi.ro

Legea pătratică inversă arată că intensitatea radiației IR, ca și a luminii, este invers proporțională cu pătratul distanței față de sursa de iluminare. Se folosește pentru a calcula numărul de iluminatoare suplimentare, necesare la creșteri specifice în distanță.

Alegerea iluminatului IR 1. Infra-Red sau lumina albă?

Scopul sistemului va indica tipul de lumină utilizată.

Iluminarea Infra-Red oferă o mai mare distanță, un grad variabil de invizibilitate (în funcție de lungimea de undă) și fără poluare luminoasă. Iluminarea InfraRed este concepută doar pentru utilizare de către camerele CCTV. Lumina albă oferă posibilitatea de a ilumina o zonă pentru pietoni, personal sau vehicule, în plus față de sistemul CCTV. Acesta poate fi, de asemenea, utilizată ca un factor de descurajare vizual atunci când este pornită, dacă un intrus este detectat de un senzor de mișcare PIR.

4. Cameră și obiectiv cu lentilă Performanța exactă a oricărui iluminator IR într-un sistem CCTV depinde de combinația cameră și obiectivul folosit. Pentru cele mai bune rezultate, trebuie utilizată o cameră cu sensibilitate ridicată IR și un obiectiv cu transmisie mare. În general, un sistem de imagistică CCTV (cameră, obiectiv, iluminare), este la fel de bun ca și cea mai slabă verigă a sa. Este esențial a verifica capacitatea camerelor de a fi sensibile la iluminarea în infraroșu.

O cameră sensibilă la infraroșu, pe timp de zi va reda diferite domenii de tonuri de gri, pentru că vede un conținut mai mare de infraroșu, pe care ochiul uman nu îl poate vedea. În practică, senzorii sensibili la lumina infraroșie extinsă sunt mai sensibili decât senzorii fotopici (în spectrul vizibil).

Iluminarea sau iradianţa (E) este maximă în centrul fascicolului de radiaţii IR. Pe o suprafaţă difuză, la distanţa d, faţă de o lampă IR cu intensitatea I, înclinată cu unghiul u1 și propagare în unghiul solid u2, iluminarea se aproximează cu formula: E= I/d2 cos (u1+u2/2) [W/m2].

IRED de mare putere, Dragon Dome LED SFH 4783 (OSRAM Opto Semiconductor), lungime de undă 850nm, putere optică 430mW, intensitate radiantă 2300mW/sr, unghi ± 12°, putere 2.1W, curent direct 1000mA@1.65V, timp de aprindere 11ns, timp de stingere 14ns, gama de temperatură -40 ... +100°C. Rezistența termală <11 K/W. Capsula: 11mm × 6mm × 5.7mm.

Aplicații: iluminarea până la 100m în aplicații de supraveghere, pentru mașini cu viziune.

Focalizarea la iluminarea infraroșie Distanța până la un obiect în focalizare va fi diferită în lumină infraroșie, comparativ cu lumina naturală.

Acest lucru se datorează unghiul de refracție diferit și faptul că o lentilă compensează refracția în principal în partea vizibilă a spectrului. În plus, focalizarea la lumină a camerei folosește diafragmă mică, dar trebuie să se re-ajusteze pe timp de noapte, sub lumina infraroșie, deoarece diafragma va fi deschisă poate chiar la maxim și va rezulta scăderea în profunzime. Cea mai bună soluție este focalizarea utilizând doar Infra-Red noaptea sau chiar ziua folosind pe obiectiv un filtru care lasă să treacă doar radiația IR. 23

DISPLAY / OPTO

Important este și faptul că unghiul lămpii IR trebuie să fie ajustat exact la unghiul camerei, deoarece diferența de câteva grade poate duce la pierderea unei cantități mari de energie luminoasă disponibilă.

Există diverse lentile disponibile, care pot concentra lumina vizibilă și lumina infraroșie la același punct focal, dar prețul este mărit de circa patru ori.

Reflexie pe subiect Camera e sensibilă doar la energia luminii reflectate de subiect, astfel încât, și acest factor trebuie să fie luat în considerare.

Valori tipice pentru reflexie sunt: • card de încercare alb mat - 89%

IRED de mare putere, Oslon black SFH 4716H (OSRAM Opto Semiconductor), lungime de undă 850nm, putere optică 1030mW, intensitate radiantă 225mW/sr, unghi ± 75°, putere 3.4W, curent direct 1000mA@2.1V, timp de aprindere 7ns, timp de stingere 14ns, gama de temperatură -40 ... +125°C. Rezistența termală < 11K/W. Capsula: 3.85mm × 3.85mm × 1.51mm.

Aplicații fără optică externă: recunoașterea gesturilor, iar cu optică externă este ideal pentru iluminarea în aplicații industriale de supraveghere și pentru mașini cu viziune, calificat pentru aplicații în domeniul auto.

IRED de mare putere, SurfLight VSMY98545 (Vishay Semiconductor), lungime de undă 850nm, putere optică 660mW, intensitate radiantă 350mW/sr, unghi ± 45°, putere 2300mW, curent direct 1000mA@2.3V, timp de aprindere 15ns, timp de stingere 18ns, gama de temperatură -40 ...+95°C. Rezistența termală < 10K/W. Capsula: 3.85 mm × 3.85 mm × 2.2 mm.

Aplicații cu optică externă: iluminarea pentru camere CMOS (CCTV), și camere pentru jocuri 3D, pentru mașini cu viziune, televiziune 3D. www.vishay.com/docs/81223/vsmy98545.pdf 24

ANALIZĂ

LED

• • • • • •

scenă cu zăpadă - 85% ferestre și pereți din sticlă - 70% vopsea albă mată pe beton de - 60% beton nevopsit, parcare auto cu - 40% cărămizi roșii - 35% peisaj deschis cu iarbă, copaci - 20% (clorofila reflectă la 715 nm, astfel că apare de culoare alb strălucitor, în loc o nuanță de gri, reflectând 60% - 70% lumina IR) • zona asfalt gol 5% Surse de alimentare și Circuite driver LED-urile IR, ca orice diodă sunt controlate prin curent. Radiația IR este proporțională cu curentul.

Circuitele driver pentru LED-uri IR trebuie să furnizeze suficientă tensiune pentru a depăși căderea de tensiune specifică diodei sau șirului de diode, în timp ce se controlează curentul la valoarea corectă specifică dispozitivului.

IRED de mare putere, SFH 4710 (OSRAM Opto Semiconductor), lungime de undă 850nm, putere optică 270mW, intensitate radiantă 63mW/sr, unghi ± 65°, putere 1W, curent direct 500mA@1.6V, timp de aprindere 11ns, timp de stingere 15ns, gama de temperatură -40 ... +100°C. Rezistența termală < 25 K/W. Capsula: 1.6 mm × 1.2 mm × 0.8 mm.

Aplicații fără optică externă: urmărirea ochilor și detectarea gesturilor, iar cu optică externă este ideal pentru iluminarea în aplicații industriale de supraveghere și pentru mașini cu viziune, cum ar fi recunoaștere de model și de măsurare 3D, deoarece lungimea de undă de 850 nm este abia perceptibilă pentru ochiul uman, dar poate fi foarte ușor de detectată de sisteme de camere. www.osram-os.com/pr-SFH4710 Notă. Puteți alege și comanda sursele de putere adecvate, pentru orice aplicație LED, la ECAS ELECTRO - distribuitor autorizat al firmei Meanwell - un lider mondial în fabricația de surse standard cu comutare. (www.meanwel.com).

Disiparea căldurii Eficiența puterii de ieșire scade cu temperatura, pentru un LED NIR cu aproximativ -0.5% /°C. În aplicațiile în care există fluctuații mari de temperatură, variația puterii dată de LED-uri va fi mult mai mare decât scăderea puterii LED IR cauzată de degradarea în timp. Trebuie asigurată buna disipare a căldurii pentru a nu afecta performanțele sau durata de viață.

Standarde de siguranţă aplicabile la LED IR În Statele Unite, ANSI Z136.1-2000, American National Standard for Safe Use of Lasers, este standardul folosit pentru a defini limitele de emisii pentru lasere. Apendicele H din acest standard îndrumă producătorii să aplice recomandările RP27.1 ANSI și RP27.3 pentru standardele de siguranță la LED-uri.

LED Emițător IR, LL-503IRT2E-2AE, 940nm; transparență mare, Lucky Light Electronics Co., Ltd. Unghi tipic: ± 22.5°, curent direct 20mA@1.2V. Fiabil și rezistent, este împerecheat spectral cu fotodiode și fototranzistoare cu siliciu.

Aplicații: optoelectronic switch, iluminator IR de camera, detector de fum, transmisii și www.luckylight.cn telecomenzi prin aer.

IRED de mare putere, Oslux SFH 4780S (OSRAM Opto Semiconductor), lungime de undă 810nm, putere optică 680 mW, intensitate radiantă 2900mW/sr, unghi ± 10°, putere 1.8W, curent direct 500mA@3.3V, timp de aprindere 8ns, timp de stingere 14ns, gama de temperatură -40 ... +85°C. Rezistența termală < 25 K/W. Capsula: 3.5mm × 3.5mm × 2.4mm. Aplicații: iluminarea în aplicații de supraveghere, identificarea biometrică în aplicații mobile (iris scanner). În Europa de Vest, precum și alte țări, se aplică IEC 60825-1 și IEC 62471 Safety of Laser Products, ca standarde pentru LED-uri și lasere. Acest document nu face o distincție sau cerințe de limite diferite de emisie între LED-uri și lasere.

Cupe reflectorizante, LED-uri multiple, lentile externe și / sau alte componente optice aplicate de către producătorul echipamentului pot modifica semnificativ nivelul de emisii. Este responsabilitatea producătorului echipamentelor pentru a testa și verifica emisiile efective din sistem.

Vezi: http://optodiode.com/application_notes.html Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

LED IR

Diode laser cu pulsuri IR Diodele laser infraroșu sunt potrivite ca surse de iluminat în aplicații de recunoaștere a gesturilor în aer (ex. în chirurgie, la scriere de texte) și jocuri, cu o precizie excelentă de măsurare, 0.01mm (vezi www.leapmotion.com). Diodele laser care lucrează în pulsuri au comutare extrem de rapidă și, prin urmare, pot fi modulate cu până la 80 MHz (aprox. 30 MHz cu IRED). Dioda laser IR SPL TD 85-C, cu o lungime de undă de 845 nm și o putere optică de ieșire 0.45W, este un bun exemplu de o diodă laser IR care a fost special dezvoltată pentru camerele 3D. Această componentă este în conformitate cu standardele Dioda laser IR SPL TD 85-C de calitate industriale.

(OSRAM Opto Semiconductor) cu pulsuri în infraroșu la 845nm, Aplicații laser IR de rază unghi fascicol 40° × 6°, carcasa lungă: sisteme de asistență metalică Ø 5.6 × 3.5mm a fost predictivă a șoferului Producătorii de automobile proiectată special pentru folosesc senzori 3D cu rază camerele 3D și este calificată lungă de cel puțin zece metri pentru aplicații industriale. pentru sisteme de siguranță www.osram-os.com activă. Acești senzori monitorizează împrejurimile vehiculului și pot detecta atunci când este pe cale să se întâmple o coliziune. Șoferul este avertizat și chiar frânarea de urgență poate fi aplicată. O soluție inițială este sistemul Volvo City Safety (vezi: www.extremetech.com) care folosește mai multe fascicule laser infraroșu pentru a scana zona din fața autovehiculului pentru obiecte la anumite distanțe. Imaginile unei camere vor fi evaluate astfel încât acești “senzori pre-crash” vor recunoaște tipul obiectului.

Intensitatea radiantă mare la 850nm asigură iluminare de încredere pe distanțe mari, incluzând sisteme de supraveghere CCTV în aer liber la punctele de trecere a frontierei și în aeroporturi. www.novuslight.com

ECAS ELECTRO asigură aprovizionarea și asistența tehnică pentru orice tip de dispozitive și componente LED în orice spectru: vizibil, IR, UV și surse de alimentare LED. www.ecas.ro Autor: Ing. Emil Floroiu emil.floroiu@ecas.ro

ECAS ELECTRO www.ecas.ro Electronica Azi 1.2015 [ 191 ] ┃ www.electronica-azi.ro

25

News Analogice & Discrete

Circuite integrate de management energetic de la Toshiba

Noi senzori de temperatură de ultra-joasă putere de la Silicon Labs

Toshiba Electronics Europe (TEE) a anunţat lansarea unui nou circuit integrat pentru managementul energetic al sistemelor (PMIC) destinat pentru optimizarea funcţiilor de management energetic pentru o gamă largă de produse mobile, precum: telefoane mobile, tablete, dispozitive medicale portabile, PDA-uri industriale, cititoare de coduri de bare şi instrumente portabile.

TC7734FTG PMIC adoptă un proces de semiconductor analogic 130 nm cu rezistenţă în stare pornit foarte mică (rezistenţă în stare pornit tipică a FET-ului 220mΩ) şi caracteristici de încărcare poartă scăzute, integrând diferite blocuri de management energetic într-un singur dispozitiv.

Silicon Labs a lansat o nouă familie de senzori de temperatură de înaltă precizie oferind un randament energetic lider industrial. Senzorii de temperatură de ultra-joasă putere Si705x de la Silicon Labs consumă numai 195nA (curent tipic mediu) atunci când sunt citiţi la un eşantion pe secundă, ceea ce minimizează auto-încălzirea şi permite operarea cu baterii tip monedă pe mai mulţi ani. Spre deosebire de senzorii de temperatură digitali tradiţionali, dispozitivele Si705x îşi menţin precizia pe întreaga gamă de temperatură de operare şi pe întreg domeniul de tensiune, oferind 4 nivele de precizie de până la ± 0,3 °C. Senzorii sunt ideali pentru HVAC, electrocasnice, echipamente de calcul, sisteme de urmărire, stocare la rece, control industrial şi echipamente medicale. Pentru industria auto sunt de asemenea disponibile versiuni cu calificare AEC-Q100.

TC7734FTG integrează calea de putere, comutaţia încărcării, patru convertoare coborâtoare de tensiune, trei stabilizatoare LDO şi două drivere pentru iluminare de fond cu LED-uri. Blocul de sarcină detectează diferitele condiţii de port USB™ şi restricţionează curentul de intrare la 100mA, 500mA, 1000mA sau 1500mA. Toate funcţiile de încărcare operează automat, fără necesitatea unor semnale externe de control şi schimbă automat sursa de alimentare a sistemului între baterie şi conexiune USB atunci când este nevoie.

Circuitul integrat este caracterizat de asemenea de un termistor extern care detectează temperatura bateriei, ajutând la prevenirea supraîncălzirii, la încărcarea dispozitivului mobil.

Protejat într-o capsulă compactă QFN64 de 9 mm × 9 mm, TC7734FTG suportă tensiuni de intrare de la 3,4V la 5,5V. Circuitul integrat dispune de diferite funcţii de detecţie a erorilor, inclusiv detecţie termică, limitare de supracurent şi detecţie deschis/scurt LED.

Disponibili în capsulă compactă DFN 3 mm × 3 mm, senzorii Si705x sunt caracterizaţi de o interfaţă standard industrial I2C pentru o configurare uşoară. Fiecare dispozitiv oferă o rezoluţie a temperaturii de până la 14biţi pentru măsurare de înaltă precizie, iar domeniul de temperatură de la -40 la +125°C este potrivit pentru aplicaţii casnice, industriale şi auto.

Cu o tensiune de alimentare minimă mică de numai 1,9V, senzorii Si705x pot fi conectaţi direct la o baterie, fără necesitatea unui stabilizator extern de tensiune.

Senzorii de temperatură Si705x sunt compatibili la pini şi software cu familia cunoscută de senzori de temperatură şi RH Si70xx de la Silicon Labs.

Această compatibilitate permite reutilizarea unui proiect de senzor RH existent şi software-ul aferent, în aplicaţii numai de temperatură.

Toshiba Electronics Europe http://toshiba.semicon-storage.com/eu/top.html

Silicon Labs www.silabs.com

Deciso furnizează o nouă alternativă de firewall open source Prin eliberarea întregului potenţial al AMD G-Series SOC pentru securitatea reţelelor cu viteze gigabit prin cablu este acum posibilă protejarea reţelelor cu aplicaţii firewall open source convenabile şi la cheie. Noile aplicaţii firewall OPNsense oferă platforme uşor de utilizat, dar puternice pentru utilizatori sau dezvoltatori.

Programul sursă este deschis şi verificabil pentru toţi. Designul embedded de joasă putere elimină cerinţele ridicate de răcire ale proiectelor tip server de curenţi mari. Consumul energetic tipic de numai 20W pentru versiunile puternice cu patru nuclee demonstrează acest lucru. Este o combinaţie de hardware şi software care nu numai că oferă performanţele necesare, dar în acelaşi timp vă economiseşte bugetul şi salvează planeta.

Setul bogat de caracteristici al software-ului firewall OPNsense include caracteristici de vârf precum echilibrarea sarcinii, disponibilitate ridicată şi portal captiv, toate fără costuri de licenţiere. Acest set de caracteristici şi baza hardware puternică recomandă produsul ca o alternativă viabilă pentru multe soluţii costisitoare.

Deciso www. deciso.com 26

AMD www.amd.com Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

News Analogice & Discrete

Două noi serii de drivere AC-DC cu corecţia factorului de putere pentru aplicaţii de iluminare cu LED

Convertoare de magistrală de tip Quarter Brick 500 & 600W cu comunicaţie digitală PMBus

ON Semiconductor anunţă lansarea a două noi serii de drivere AC-DC offline cu corecţia factorului de putere PFC (power factor corrected) pentru aplicaţii de înaltă performanţă de iluminare cu LED-uri. Extinzând familia de produse NCL3008x, NCL30085, NCL30086 şi NCL30088 se adresează implementării de proiecte cu un singur nivel de până la 60W, care necesită un factor de putere ridicat. NCL30030 lărgeşte numărul de soluţii existente care suportă puteri mai mari (până la 150W) cu arhitecturi cu două nivele ce necesită riplu optic redus şi variaţii mari ale tensiunii directe pe LED. Astfel, NCL30085, NCL30086 şi NCL30088 utilizează un algoritm de control al curentului cu corecţia factorului de putere, care le face potrivite pentru topologii flyback coborâtorridicător de tensiune şi SEPIC. Prin operare în mod q u as i - rezo n a nt aceste dispozitive sunt capabile să furnizeze eficienţă optimă pe o linie largă de nivele de sarcină. Metodologia inovativă de control implicată permite o stabilizare strictă a curentului (sub 2% tipic) numai din partea primară.

Dispozitivul fără reglarea strălucirii NCL30088 este completat de NCL30086, care permite o reglare inteligentă a strălucirii (‘smart-dimmable’), suportând reglare analogică şi/sau PWM cu o singură intrare ce controlează curentul mediu pe LED. În completarea seriei vine şi NCL30085, care suportă trei nivele de reglare (70%, 25% şi 5%).

NCL30030 este un controler PFC în două trepte plus controler flyback quasirezonant optimizat pentru aplicaţii de iluminare cu LED de medie şi mare putere de până la 150 W.

A fost lansată seria DRQ de convertoare DC-DC de 500W şi 600W, cu control digital şi o singură ieşire de la Murata Power Solutions. Încorporând un procesor ARM7 pe 32 de biţi, modelele 600W DRQ-12/50-L48 & 500W DRQ-12/42-D48 sunt a doua familie de produse oferite de Murata Power Solutions care include interfaţă digitală compatibilă PMBusTM. Familia DRQ este capsulată în format standard industrial quarter-brick (un sfert de cărămidă) şi conţine pini de ieşire ABC (convertor avansat de magistrală) pentru comunicaţie PMBus cu un convertor izolat DC-DC. Modulul –L48 are o ieşire 12 VDC / 50 A, la o tensiune de intrare între 44 şi 57 VDC şi este ideal pentru aplicaţii IBA (Intermediate Bus Applications) cu o sursă de tensiune bine controlată. Convertorul –D48 oferă o ieşire de 11,5 VDC / 43,5 A şi suportă TNV 2:1, domeniu larg al tensiunii de intrare de la 38 la 75 VDC. Aceste unităţi de randament ridicat, tipic 95,5%, rulează mult mai reci decât unităţile mai puţin eficiente, fiind ideale pentru utilizare în echipamentele moderne de reţea de date şi telecomunicaţii ce au constrângeri legate de spaţiu. Aplicaţiile tipice includ MicroTCA, servere, echipamente de stocare şi de reţea, aplicaţii POE, reţele wireless, alături de aplicaţii industriale şi de testare. Interfaţa PMBus facilitează caracteristici de management energetic ce nu erau anterior disponibile în modulele de putere izolate de format ¼ brick şi 500-600W.

ON Semiconductor www.onsemi.com

Murata www.murata.com

Nou la Rutronik: Osram Ostar Stage cu ieşire luminoasă foarte ridicată Distribuitorul Rutronik prezintă noul LED Osram Ostar Stage de la Osram Opto Semiconductors.

Prin comparaţie cu membrii anteriori ai familiei, el oferă un flux luminos mai mare de mai mult de două ori, în condiţiile în care suprafaţa componentei este cu numai 30% mai mare.

Noul Osram Ostar Stage este echipat cu 4 cipuri de curent ridicat ce au la bază tehnologiile cele mai noi de cipuri pe filme subţiri şi UX:3. Cu a suprafaţă de 2 mm2 fiecare, cipurile sunt de două ori mai mari faţă de cele anterioare, dar la 5,7 mm × 6,4 mm × 1,3 mm, dimensiunea capsulei este numai cu puţin mai mare. Sunt utilizate cipuri cu film subţire pentru roşu (625nm) şi cipuri UX:3 pentru verde, albastru (“deep blue”: 453nm) şi alb. Fiecărui cip i se pot aplica până la 4,5A, ceea ce permite producerea unei cantitaţi mai mari de lumină de pe o suprafaţă mică. Pentru un curent de 1,4A cipul roşu obţine o valoare tipică de 140 lm, iar cipul verde de 280 lm.

Cipul albastru oferă o ieşire luminoasă de 1,8W. Dacă LED-ul este operat la un curent maxim de 4,5A, strălucirea pe culoare creşte cu un factor de 2,6.

Rutronik www.rutronik.com Electronica Azi 1.2015 [ 191 ] ┃ www.electronica-azi.ro

27

News

Companii

Microchip se alătură Fundaţiei Linux şi AGL; Noul driver Linux permite tehnologia MOST® pentru ecosistem Linux Microchip Technology Inc. a anunţat că s-a alăturat Fundaţiei Linux şi AGL (Automotive Grade Linux). AGL reprezintă un proiect de colaborare open source de dezvoltare de pachete software bazate pe Linux pentru industria auto, mai exact maşina conectată. Microchip a început să permită proiectanţilor să utilizeze sistemul de operare Linux cu portofoliul său de controlere cu interfaţă la reţea MOST®.

Pentru a învăţa mai multe despre controlerele cu interfaţă la reţea MOST de la Microchip, vizitaţi: www.microchip.com/MOST-Controllers-010615a.

Proiectele IHS, până în 2020, vor avea o piaţă estimată de 130 de milioane de unităţi IVI (in-vehicle-infotainment – informare şi divertisment în vehicul), din care Linux va avea un procent de 41,3%, cu 53,7 milioane unităţi. Adoptarea Linux este în creştere deoarece oferă proiectanţilor din industria auto o platformă open source ce le permite să maximizeze reutilizarea muncii existente, dar aducându-şi mereu îmbunătăţiri. Suplimentar, AGL a fost construit pe un pachet Linux stabil şi bine testat ce se află deja în utilizare în dispozitive mobile şi embedded. Combinaţia dintre tehnologia MOST şi Linux oferă o soluţie pentru creşterea complexităţii IVI în sistemele avansate de asistenţă şofer (ADAS), accelerând dezvoltarea prin intermediul software-ului open-source şi a tehnologiei de reţea MOST. Tehnologia de reţea MOST este o reţea TDM (multiplexare pe diviziuni de timp) ce transportă diferite tipuri de date pe canale separate cu latenţă scăzută şi înaltă calitate a serviciului. Controlerele cu interfaţă la reţea MOST oferă interfeţe hardware separate pentru diferite tipuri de date. Suplimentar fluxului de date video sau audio prin interfeţe hardware dedicate, noul driver Linux de la Microchip permite accesul uşor şi armonizat la toate tipurile de date.

Pe lângă comunicaţia bazată pe IP prin pachetul standard al Linux, toate tipurile de date în reţeaua MOST sunt accesibile prin nodurile de dispozitive regulare ale Linux Virtual File System (VFS). Subsistemul ALSA (Advanced Linux Sound System Architecture), arhitectură avansată de sistem de sunet, poate furniza date audio sincrone multi-canal de înaltă calitate.

Microchip Technology www.microchip.com/PIC16_LF161X-Family-Product-Page-111114a

Consorţiu de putere digitală format de CUI, Ericsson Power Modules şi Murata Trei dintre liderii producătorilor de surse de tensiune au anunţat formarea unui nou consorţiu în industria de putere, AMP (Architects of Modern Power). Membrii fondatori sunt CUI, Ericsson Power Modules şi Murata – toţi jucători globali ce dezvoltă tehnologii avansate de conversie de putere pentru arhitecturi distribuite de putere.

Scopul acestei alianţe este de a crea soluţiile de putere distribuită cele mai avansate tehnic – un ecosistem complet de hardware, software şi suport. Apariţia controlului digital în convertoarele DC-DC şi stabilizatoarele în puncte de sarcină a fost utilizat iniţial de companii de telecomunicaţii şi comunicaţii de date. Acestea s-au confruntat cu o creştere uluitoare în traficul IP, iar acum produsele proliferează şi în alte industrii. Astfel produsele de conversie de putere multi-sursă au devenit mai dificile pentru clienţi. Este nevoie de un nivel de compatibilitate software pentru a obţine o soluţie reală multi-sursă, inclusiv compatibilitatea comenzilor PMBus, comenzilor de controler particulare şi fişierelor de configurare.

Grupul AMP a fost format pentru a se adresa acestei provocări.

Munca grupului AMP se va extinde mult dincolo de stabilirea dimensiunilor mecanice şi a amprentelor produselor pentru module de putere inteligente DC-DC şi surse de tensiune AC-DC. Alianţa strategică pe termen lung a consorţiului va conduce la o colaborare strânsă între membri pentru a dezvolta foi de parcurs tehnologice comune.

Companiile participante vor stabili specificaţii comune mecanice şi electrice pentru produsele lor, standardizarea funcţiilor de comunicaţie, control şi monitorizare, şi crearea de fişiere de configurare comune pentru interoperabilitate plug an play între produsele fiecărui participant. Rezultatul final va fi un ecosistem de putere multi-sursă de înalt randament cu o siguranţă ridicată a lanţului furnizare printr-o continuitate a producţiei.

Architects of Modern Power www.ampgroup.com

Digi-Key găzduieşte concursul de robotică FIRST Digi-Key, a sponsorizat un eveniment regional pentru elevii de liceu ce urmăresc participarea la FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and Technology) Concurs Global Robotics’ 2015.

Odată cu prezentarea mondială a concursului găzduit de inventatorul Dean Kamen, Digi-Key a invitat câteva licee regionale la sediul său central pentru o prezentare făcută de unul dintre vicepreşedinţii săi executivi şi pentru a le oferi kiturile necesare pentru concursul din acest an.

Odată cu creşterea interesului mondial pentru inovaţie şi inginerie, peste 75000 de licee, cuprinzând aproape 3000 de echipe au semnat de participare la concursul de robotică FIRST din acest an. Participarea este cu aproape 40% mai mare faţă 28

de ultimii doi ani, cu o creştere de la 51000 de elevi competitori în 2013 la 70000 în 2014.

Pentru început, echipele din clasele 9-12 au fost informate despre desfăşurarea concursului de robotică din 2015 şi au primit un nou kit de componente cuprinzând: motoare, baterii, un sistem de control, un PC, componente pneumatice şi un mix de componente de automatizare – fără instrucţiuni.

Tema competiţiei de robotică din anul 2015 este “RECICLARE”. Aceasta este un joc cu temă de reciclare, jucat de două alianţe de câte 3 roboţi fiecare. Roboţii marchează puncte prin stivuirea unor recipiente din plastic pe o platformă ţintă,

acoperind aceste stive cu containere de reciclare şi prin înlăturarea unor elemente pe post de gunoi. Pentru a fi în ton cu tema de reciclare a jocului, toate piesele utilizate sunt reutilizate sau reciclate de echipe sau de FIRST la sfârşitul sezonului. Echipele vor avea 6 săptămâni pentru a proiecta, construi, programa şi testa roboţii pentru a răspunde cerinţelor competiţiei din acest an.

Pentru mai multe informaţii, accesaţi pagina web: www.comcastcorporation.com/frc2015.

FIRST® www.usfirst.org Digi-Key Corporation www.digikey.com Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

News Embedded

Noul controler Microchip GestIC® permite proiectarea într-un singur pas a recunoaşterii gesturilor 3D în dispozitive embedded

News Componente Pasive

Wireless Power Receiver WE-WPCC Würth Elektronik eiSos îşi extinde portofoliul de bobine de transfer fără fir, cu trei modele noi de bobine de recepţie.

Microchip anunţă al doilea membru al familiei patentate şi premiate GestIC®.

Noul controler MGC3030 3D gesture prezintă opţiuni simplificate de interfaţă cu utilizatorul concentrate pe detecţia gesturilor, permiţând implementarea cu adevărat într-un singur pas a recunoaşterii gesturilor 3D în aparate casnice şi dispozitive embedded. Protejat în capsulă SSOP28 uşor de fabricat, MGC3030 extinde utilizarea caracteristicilor de control bazat pe gesturi 3D către aplicaţii de mare volum sensibile la preţ precum jucării, sisteme audio şi iluminare. Puteţi urmări un scurt film de prezentare a tehnologiei GestIC la adresa: www.microchip.com/Video-012015a

Aceste bobine au o folie adezivă pe partea din spate. Acesta este un avantaj mare în comparaţie cu produsele concurente, deoarece se pot monta mult mai uşor. Bobinele se disting printr-o ecranare cu ferită flexibilă şi o înălţime de sub 1mm. Materialul flexibil este optim pentru a suprima perturbaţiile mai sus 1MHz. Noile Bobinele au un factor Q mare şi o rezistenţă DC foarte scăzută.

Prin urmare, acestea sunt recomandate pentru un transfer eficient de putere mare de până la 5W. Bobinele permit o economie de spaţiu în dispozitivele care necesită flexibilitate în carcasă.

Würth Elektronik eiSos va continua să se dezvolte şi să vândă noile bobine de transfer de putere, fără fir (emiţător şi receptor), pentru o varietate largă de aplicaţii în diferite ramuri ale industriei.

Toate bobinele noi au fost testate cu chip-uri de la Texas Instruments (TI) şi sunt în conformitate cu standardul Qi. Würth Elektronik eiSos este membru al “Wireless Power Consortium” (WPC) şi al “Alliance for Wireless Power” (A4WP).

Simplitatea integrării detecţiei gesturilor oferită de MGC3030 este obţinută de asemenea cu ajutorul interfeţei grafice cu utilizatorul AUREA, ce poate fi descărcată gratuit de la Microchip şi porturilor de intrare/ieşire de uz general uşor configurabile care permit utilizarea chiar fără MCU/procesor. Procesorul de semnal digital de 32 de biţi al MGC3030 execută procesarea în timp real a gesturilor, eliminând necesitatea de camere externe sau controlere pentru găzduirea procesării, permiţând o interacţiune mai rapidă şi mai naturală între utilizator şi dispozitiv. Simplificând şi mai mult procesul de proiectare şi accelerând timpul până la lansarea pe piaţă, MGC3030 beneficiază de utilizarea uneltelor de dezvoltare pentru familia GestIC. Unică în tehnologia GestIC este caracteristica programabilă Auto Wake-Up On Approach (auto activare la apropiere), operând în gama de 100μW consum de putere, permiţând o funcţie de detectare a gesturilor permanent activă în aplicaţii cu constrângeri legate de energie. Dacă este detectată interacţiune cu utilizatorul, sistemul comută automat pe modul de detecţie şi alternativ trece în modul de aşteptare odată ce utilizatorul părăseşte zona de detecţie. De asemenea, a fost lansat kit-ul de dezvoltare Microchip Woodstar MGC3030 (DM160226) la un preţ de 139 USD. Microchip Technology www.microchip.com/GestIC-Page-012015a 30

Detalii tehnice: Cod produs: 760 308 103 202 Dimensiuni: 48 × 32 × 0.9 mm Inductanţă: 12 μH Q-factor: 33 Tensiune: 5 V Lungime pin: 15 mm

Würth Elektronik

Cod produs: 7603081023203 Dimensiuni: 48×32×0.86 mm Inductanţă: 12 μH Q-factor: 21 Tensiune: 5 V Lungime pin: 15 mm

Cod produs: 760308103204 Dimensiuni: 38.5×30.5×0.87 mm Inductanţă: 16.7 μH Q-factor: 40 Tensiune: 7 V Lungime pin: 15 mm

www.we-online.com Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

News Componente Pasive

Bobine de mod comun mici şi inteligente Filtrele de alimentare de profil redus necesită bobine de mod comun precum cele care fac parte din noua familie de produse WE-TFCH din oferta Würth Elektronik.

Înălţimea bobinelor din noua familie de produse a fost micşorată cu 20% faţă de componentele din familia realizată anterior, rezultând o înălţime de numai 12.5 mm. Această construcţie inteligentă permite o suprimare în bandă largă a interferenţelor radio de până la 65dB în timp ce ocupă un spaţiu foarte mic pe plăcuţa de circuit. Aceste bobine sunt larg utilizate în filtre şi în surse de alimentare în comutaţie (SMPS) de toate tipurile. Seria WE-TFCH este în mod particular interesantă pentru sursele de alimentare a LED-urilor deoarece gama sa de frecvenţe este optimizată în domeniul 9kHz … 100MHz. În comparaţie cu componentele convenţionale, seria WE-TFCH are o inductanţă parazită de 1% reducându-se net interferenţele simetrice. Aceste bobine de mod comun sunt disponibile cu valori ale inductanţelor de până la 25mH. Domeniul temperaturii de lucru specificat pentru aceste bobine este de la -40°C la +125°C. Toate produsele sunt disponibile ex stoc. Mostrele sunt furnizate gratuit.

Würth Elektronik

www.we-online.com

Inductor cuplat WE-CFWI pentru regulatoare de comutare de înaltă performanță Regulatoarele de comutare de înaltă performanță necesită inductoare puternice cu inductanța stabilă și saturație ușoară pentru a face față curenților mari. Würth Elektronik eiSos a dezvoltat gama de inductanțe cuplate WE- CFWI cu bandă plată de Cu. Înfășurările pot fi conectate în serie și în paralel. Acest lucru înseamnă că această bobină dublă compactă poate fi folosită în SEPIC, CUK sau convertoare Buck / Boost.

Materialul special de bază permite curenți de saturație de până la 62A, care sunt de patru ori mai mari decât la bobinele duble, anterioare, având o toleranță a inductanței foarte strânsă și o rezistență DC foarte scăzută, cu toleranță de doar 10%.

Inductanță de scăpări mai mică cu 0,5% reduce vârfuri în curenții de pornire.

Inductanța stabilă, temperatura ridicată și rezistență DC scăzută, face ca acest produs să fie potrivit pentru regulatoarele de comutare de înaltă performanță.

Această componentă este disponibilă într-o gamă de temperatură extinsă de până la 150°C, cu valori de inductanță de până la 17,6μH. Toate componentele sunt disponibile din stoc. Mostrele sunt gratuite.

Würth Elektronik Electronica Azi 1.2015 [ 191 ] ┃ www.electronica-azi.ro

www.we-online.com

Bobină dublă cu miez toroidal şi RDC minimă Würth Elektronik adaugă la seria WE-DCT o nouă bobină dublă cu miez toroidal ca o extensie a liniei sale de produse. Inductorul cuplat cu două înfăşurări identice se distinge în special prin pierderi extem de mici în miez şi în rezistenţa electrică a conductorului precum şi curenţi mari de saturaţie de până la 120A.

O caracteristică specială a componentelor din această serie este aceea că sunt stabile chiar şi la temperaturi înalte – temperatura de lucru este în plaja -40 … +125°C - singurul efect fiind acela de o minimă îmbătrânire. Acest lucru favorizează o durată mare de viaţă a miezului inelului bobinei.

Mulţumită pulberii de fier speciale din care este constituit miezul bobinei, aceasta păstrează foarte bine valoarea inductanţei atunci când este supusă unor modificări de temperatură, iar nivelul mic de scurgere a inductanţei se datorează înfăşurării sale bifilare. Astfel, componenta se comportă deosebit de bine în controlerele în comutaţie de foarte înaltă performanţă. În plus, invertoarele solare, aplicaţiile cu convertoare coborâtoare/ridicătoare de tensiune 1:1, controlerele în comutaţie buck/boost/SEPIC/CUK şi controlerele în comutaţie cu tensiunea de ieşire secundară nestabilizată beneficiază de asemenea de aceste proprietăţi.

Există un total de 14 tipuri de bobine din care puteţi alege cu valori ale inductanţelor cuprinse între 0.091 şi 100μH. Suplimentar, soluţii de şocuri cu inductanţe de până la 400μH sunt posibile în conexiuni serie sau paralel.

Toate produsele sunt disponibile din stoc. Mostrele sunt furnizate gratuit.

Würth Elektronik

www.we-online.com

Despre Würth Elektronik eiSos Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG este producător de componente pasive şi electromecanice pentru industria electronică. Würth Elektronik eiSos face parte din grupul Würth, are un număr de 5000 de angajaţi şi este reprezentată în 50 de ţări. Compania este reprezentată de o echipă proprie de distribuţie în aproape toate ţările din Europa, precum şi în Statele Unite, Asia şi America de Sud. Fabricile de producţie sunt situate în Europa, Asia şi America.

Gama de produse include componente EMC, ferite, bobine, varistoare, componente RF, componente pentru semnal şi comunicaţie, module de putere, LED-uri, transformatoare, conectori, elemente pentru surse de alimentare, switch-uri şi tehnici de asamblare.

Mai multe informaţii la adresa: www.we-online.com

CONTACT Florin Ivanciuc - Country Manager România florin.ivanciuc@we-online.com Tel: 0744 77 35 30 31

CONTROL INDUSTRIAL Soluţii de conectare

Detecţia pieselor la roboţii industriali folosiţi în industria auto CU SENZORI SICK, CONECTORI ŞI CABLURI MURR ŞI CILINDRI PNEUMATICI STASTO Date fiind condiţiile de funcţionare ale facilităţilor de fabricaţie cu necesităţi de producţie semnificative (precum industria autovehiculelor şi a subansamblelor auto), ce presupun operaţiuni interconectate, este nevoie de furnizarea unui număr specific de piese produse zilnic. Din acest motiv, şi datorită volumelor din ce în ce mai mari de producţie specifice industriei auto, este nevoie de investiţii în celule robotizate complet automatizate care să asigure productivitatea necesară. Timpii reduşi de ciclu, obţinuţi cu ajutorul capacităţilor crescute de mişcare accelerată a roboţilor industriali, precum şi cu ajutorul manipulărilor precise şi a disponibilităţii continue a acestora, constituie principalele atuuri pentru care se apelează la celule robotizate. La proiectarea celulelor robotizate trebuie luate în calcul şi planificările de producţie (care uneori se dublează pentru intervale scurte de timp în funcţie de comenzile de autovehicule) dar şi lucrul în ture care presupune intervale de repaos pentru roboţii industriali. În cele ce urmează vom prezenta soluţiile pe care COMPEC le recomandă pentru dotarea celulelor robotizate cu componente şi subsisteme care le asigură productivitatea.

Aplicaţia 1: Staţia de încărcare Protecţia zonei periculoase la sertarele de alimentare Scannerul laser de securitate S3000 poate monitoriza zone de suprafaţă mare. În acest fel pot fi monitorizate două zone, fiecare cu aplicaţia sa independentă, pot fi monitorizate cu două câmpuri de protecţie generate simultan de către un singur scanner. S3000 are integrată o interfaţă PROFINET şi poate comunica direct cu controllerele de securitate. Prin folosirea unei bariere optice de securitate de tip M4000, cu raze multiple, destinate protecţiei la acces în zona din faţă a celulei robotizate, interacţiunea cu robotul industrial este detectată în mod securizat şi zona de lucru este protejată eficient.

Scanner S3000 PROFINET IO Advanced Întotdeauna disponibil - tehnologie de securitate în reţeaua industrială.

• integrare directă în sistemul cu magistrală de date securizată “PROFINET IO” • raza de detecţie a câmpului de protecţie de 4m, 5,5m sau maxim 7m • 4 câmpuri selectabile de protecţie • switch managed cu 2 porturi pe cupru şi/sau pe fibră optică • memorie de configurare integrată în conectorul de sistem modular 32

• posibilitatea de diagnoză şi configurare de la distanţă • monitorizare simultană a 2 câmpuri de protecţie Barieră de securitate M4000 Standard Soluţii eficiente pentru disponibilitate maximă a producţiei.

• tipul 4 (IEC 61496), SIL3 (IEC 61508), PLe (SR EN ISO 13849) • carcasă robustă cu trei puncte de montare • lungime mare a câmpului de protecţie, de până la 70m • funcţii de securitate EDM (monitorizare stare relee), restart interlock şi ADO (diagnoză aplicaţie) • conectivitate M12 standard • taste de configurare plasate direct pe barieră • posibilitate de integrare a unui senzor laser de ghidare a alinierii opt Sursă de alimentare Eco-Rail, 230Vac/24Vdc Pentru alimentare protejată a componentelor de securitate.

• tensiune electrică de intrare: 100 ... 240Vac • tensiune electrică de ieşire: 24Vdc ±1 % • montare pe şină DIN • randament ridicat, de 84% • gamă mare a curenţilor de ieşire: 1,3A ... 20A • protecţie la scurtcircuit şi la suprasarcină • LED verde pentru indicarea optică a tensiunii de la ieşire • riplu maxim 20mVef • posibilitate de conectare în serie a 2 surse de alimentare Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

Aplicaţia 2: Staţia de încărcare Detecţia pieselor componente la gripperul robotului industrial Cu ajutorul unei soluţii de detecţie cu senzori inductivi, fotoelectrici şi magnetici se monitorizează apucarea pieselor metalice de către gripperul unui robot industrial. Senzorii inductivi de proximitate plaţi precum cei din seria IQ Flat sau senzorii fotoelectrici de proximitate cu carcasă miniaturală sau de mici dimensiuni oferă caracteristici tehnice optime pentru detecţia pieselor metalice şi ocupă spaţiu redus de montare direct pe gripper. Senzorii magnetici MZ2Q pentru cilindri pneumatici monitorizează două poziţii ale pistonului. În acest fel, deschiderea şi respectiv închiderea cilindrului pneumatic cu care este dotat gripperul pot fi monitorizate folosind un singur senzor.

Senzor fotoelectric miniatural G6 Senzor global - calea economică către performanţă de top.

• LED tip PinPoint pentru un spot luminos strălucitor şi precis focalizat • fante metalice durabile pentru montări sigure şi ferme • tehnologie ASIC ca rezultat al experienţei în fabricarea soluţiilor de detecţie optică precisă • potenţiometru de dimensiuni mari, uşor de folosit • LEDuri de indicare optică a stării de detecţie • clasă de protecţie IP67 Senzori inductivi IQ Flat Senzori cu profil redus pentru spaţii restrânse de montare.

• carcasă plată, cu design compact • gamă mare de detecţie de până la 7mm • LEDuri de indicare optică a stării de detecţie • versiuni cu carcase din plastic (IQ04, IQ06) şi din metal (IQ20, IQ25) Senzori magnetici pentru cilindri pneumatici MZ2Q Cu două puncte de detecţie pentru poziţionări precise şi flexibile.

• senzori pentru toate tipurile de cilindri pneumatici, ghidaje liniare sau grippere cu canelură de tip C • ajustare a punctelor de detecţie prin intermediul butonului dedicat de învăţare • gamă de detecţie pentru curse ale pistonului de până la 50mm • montarea de deasupra economiseşte timp, nefiind necesară demontarea cilindrului pneumatic pentru a monta senzorul din lateral Conector M8 precablat, special pentru utilizarea pe şine mobile Special proiectat pentru utilizarea la roboţi industriali.

• pentru utilizarea în şine mobile (îndoire la o rază de minim 10 ori diametrul cablului) • tensiune electrică maximă de operare 60Vac/dc • curent maxim per contact electric, 4A • izolare fire electrice (standard: negru, maro, albastru) cu polipropilenă, secţiune 0,25mm2 • disponibil în trei culori: galben, negru şi gri • temperatura de operare -40 ...+90 °C • gamă de detecţie pentru curse ale pistonului de până la 50mm • gamă largă a lungimilor, de la 0,3m până la maxim 50m

Electronica Azi 1.2015 [ 191 ] ┃ www.electronica-azi.ro

Cilindru pneumatic standard ISO 15552, tip NWT Construcţie standard şi performanţe de top.

• dimensiuni standard conforme cu specificaţiile standardului VDMA ISO 15552 • capăt rezistent din aliaj de aluminiu turnat, rezistent la presiuni mari • tija pistonului din oţel inoxidabil • garnituri din poliuretan • temperatura de funcţionare -10°C...+80°C • presiunea maximă de operare, 10bar • diametre Ø32, Ø40, Ø50, Ø63, Ø80 şi Ø100 Aplicaţia 3: Secţia montaj Trasabilitatea pieselor componente Identificarea şi totodată trasabilitatea părţilor componente pe întregul proces de producţie şi mai ales în celulele robotizate, poate fi o provocare. Cititorul de coduri pe bază de captură de imagini LECTOR 62x identifică direct produsele marcate la viteze foarte mari de scanare. Mulţumită tehnologiei 4Dpro, sunt integrate magistrale de date PROFINET şi Ethernet/IP. Astfel, roboţii pot identifica cu uşurinţă ce piesă să manipuleze şi când acestea ajung în zona de preluare/montaj.

33

CONTROL INDUSTRIAL Senzori Cititor LECTOR de coduri de bare, 2D şi pe bază de imagine Inteligent. Simplu. Industrial.

• decodarea tuturor tipurilor de coduri de identificare (1D, 2D, ştanţate) • interfeţe flexibile de comunicaţie: serială, USB şi Ethernet • butoane funcţionale pentru ajustarea focalizării, auto-configurare şi LED verde • carcasă compactă industrială cu conector mobil • slot pentru card microSD pentru stocarea imaginilor şi a copiilor de siguranţă ale parametrilor de configurare Siguranţă inteligentă MICO Basic, pentru consumatori pe 24Vdc Soluţii pentru distribuţie energetică inteligentă • siguranţă electronică pentru 24Vdc • valori ajustabile per canal ale curenţilor (2, 4, 6, 8, 10A) • pornire în cascadă cu un delay de 75ms, pentru diminuarea curenţilor de vârf de la pornire şi pentru protecţia sursei de alimentare • monitorizarea curenţilor şi indicarea optică la atingerea valorii prag de 90% din valoare maximă setată • versiuni cu 2, 4 sau 8 canale de curent • indicare optică cu LED (verde-ok, roşu-defect) a stării consumatorilor • posibilitate de montare în cascadă în cazul unui număr mai mare de consumatori/senzori Aplicaţia 4: Secţia montaj Detecţia părţilor componente Două zone de recepţie redundante sunt folosite pentru verificarea prezenţei unor panouri laterale. Senzorul fotoelectric compact W27-3 MultiPac a fost special proiectat pentru a detecta obiecte complexe precum piesele metalice lucioase. Sursa optică puternică, cu LED, produce un spot luminos foarte vizibil care face ca alinierea să fie foarte uşoară. Senzorul detectează panourile laterale metalice şi asigură la ieşire semnale digitale pentru ca braţul robotului să poată prelua respectivele piese pentru a fi aşezate în sertare speciale pe un conveior.

Senzor fotoelectric W27-3 MultiPac Soluţie precisă, durabilă şi puternică de detecţie pentru o gamă largă de aplicaţii • sursă optică cu LED intens roşu, cu spot luminos şi puternic focalizat tip PinPoint • game mari de detecţie, de până la 2.500mm • suprimare precisă a fundalului pentru detecţia obiectelor multicolore • tensiune de alimentare DC sau DC/AC • temperatură de operare -40°C…+60°C • setare, monitorizare şi diagnoză avansată de la distanţă posibilă prin IO-Link Cablu M12, 4 pini, pentru alimentare senzor optic Pentru conexiune fermă şi clasă de protecţie IP67 garantată • gamă mare de lungimi disponibile, de la 1m la 10m • clasă de protecţie IP67, indicată optic prin intermediul unui inel de culoare verde

• versiuni rezistente la îndoiri multiple şi la stropi de sudură specifice celulelor robotizate • versiuni cu cap drept sau cap cotit • tensiune de operare 250Vac/dc • curent de operare 4A • cuplu de strângere de maxim 0,6Nm • culori disponibile: negru, gri, galben, portocaliu, violet, galben • versiuni PUR, PUR/PVC, PVC, TPE-S Aplicaţia 5: Secţia montaj Verificarea pieselor cu senzori de distanţă Pe durata funcţionării celulelor robotizate, în interior sunt verificate diferite variante de foi şi piese metalice. Senzorul de distanţă DS50 detectează găurile sau formele foilor metalice chiar şi de la distanţe mari şi poate astfel să fie instalat în afara zonei de operare a roboţilor industriali. Spotul luminos este emis de o diodă laser clasa 1. Detecţia găurilor permite ajustarea poziţiei braţului robotului la distanţa aferentă preluării cu ajutorul ventuzelor pneumatice a plăcilor metalice pentru a fi instalate în zona de asamblare.

Senzor de distanţă DS50 Măsurare de distanţe - Fiabil. Precis. Versatil.

• tehnologie HDDM ce oferă cea mai bună fiabilitate, imunitate la lumina ambientală şi raport preţ/performanţă • domenii de măsurare de 10 sau de 20m direct la obiect sau 50m în cazul folosirii cu refllectori • niveluri diferite de performanţă în funcţie de versiune şi de clasa laser aleasă • interfaţare diversă: digitală, analogică şi serială • afişaj cu concept intuitiv de operare • carcasă metalică robustă din zinc turnat • temperatura de operare: –30°C...+65°C Sursă de alimentare miniaturală PICCO Cuceriţi spaţiile reduse de instalare cu surse miniaturale.

• 16 modele disponibile, cu terminale cu cleme sau cu şurub • tensiuni de ieşire de 12Vdc sau 24Vdc • puteri disponibile: 10W, 30W, 60W, 100W • funcţie de limitare a puterii (caracteristică U/I) • conformitate cu standardul PFC (SR EN 61.000-3-2) • emisii EMC reduse (EMI clasă B) • montare pe şină DIN • LED verde pentru indicare alimentare cu tensiune continuă • temperatura de operare: 0°C ...+50°C

Autor: Mihai Priboianu Aurocon COMPEC SRL

Distribuitor autorizat MURR: AUROCON COMPEC srl www.compec.ro

34

Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

AUTOMATIZĂRI

Verificarea prezenței și poziției suporturilor pentru piese utilizând senzori inductivi În urma asamblării, capeții cilindrilor sunt transferați pe o altă linie pentru a fi montați pe blocul motor. Piesa este ridicată de pe suportul original și plasată pe un altul. Senzorii montați pe rolele benzii transportoare verifică poziția suportului asigurând siguranța in timpul ridicării și transferului piesei.

Când capeții cilindrilor ajung la stația de transfer, suportul utilizat pentru transportul lor trebuie mai întâi oprit. Aceasta se realizează cu senzori montați între role care în momentul detecției suportului piesei comandă oprirea benzii transportoare.

Un robot industrial ridică capul cilindrului și îl transferă pe o linie de asamblare adiacentă. După verificarea și validarea acestei acțiuni, linia trebuie repornită, iar suportul liber adus la stația de încărcare a pieselor.

Verificarea automată a poziției este necesară pentru inițierea opririi și repornirii benzii transportoare, precum

și pentru prevenirea unei manipulări greșite a robotului.

Pentru această aplicație sunt utilizați senzori din familia Full Inox (seria 700) datorită construcției robuste și a distanței de detecție în intervalul necesar de 15-40 mm.

Doar trei senzori inductivi de proximitate DW-AS-713M30 sunt suficienți pentru asigurarea fiablității și siguranței acestei aplicații.

Senzorii sunt montați între rolele benzii în dreptul stației de transfer. În momentul în care suportul piesei acoperă al doilea senzor, acesta se află în poziția corectă. Linia este oprită, iar actuatorii robotului industrial activați.

După confirmarea mutării piesei de către robot, al treilea senzor asigură calea corectă pentru suportul liber.

Acuratețea în măsurarea distanței de detecție a acestor senzori, asigură timpi exacți de manipulare. Astfel ridicarea și transferul piesei au loc în cele mai sigure condiții, menținându-se viteza și consecvența așteptată de la un sistem automatizat industrial.

Tel. +40 256-201346 office@.oboyle.ro www.oboyle.ro

✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓

Electronica Azi 1.2015 [ 191 ] ┃ www.electronica-azi.ro

Avantajele clientului: Manipularea automatizată eficientă a pieselor de dimensiuni mari Evitarea distrugerii produselor Prevenirea defectării echipamentelor și scăderea timpilor de producție Asigurarea consecvenței și vitezei procesului de producție Construcția robustă a senzorilor, precizie demonstrată și acuratețe în comutare ridicată Distanță de detecție similară pentru diverse materiale (Factor 1)

35

AUTOMATIZĂRI

Asigurarea închiderii complete a utilajului folosind un senzor de proximitate Un senzor asigură închiderea completă a presei înaintea schimbării eficiente și sigure a uneltelor pentru turnare.

Procesul de schimbare a uneltelor din cadrul preselor de turnare a diverselor părți ale caroseriei a fost automatizat. Presele în cauză sunt prese hidraulice cu parte superioară mobilă, cele mai des întâlnite în industrie.

Pentru această aplicație este posibilă utilizarea unui senzor clasic DW-AS-603-M18-002.

Acesta este instalat pe o flanșă externă a jumătății inferioare a carcasei uneltei. Jumătatea superioară a acesteia are de asemenea o flanșă utilizată ca suprafață Procesul de schimbare a uneltelor implică detașarea de referință pentru senzor. jumătății superioare a acesteia, așezarea ei pe cea Acuratețea în distanța de comutare a acestui senzorului inferioară, și scoaterea ansamblului din presă. Înainte asigură închiderea completă a uneltei, prevenind elibca brațul superior al presei să elibereze jumătatea erarea prematură a acesteia. adiacentă a uneltei, ansamblul trebuie să fie închis.

Aceasta asigură alinierea perfectă a celor două jumătăți Astfel se previne schimbarea uneltelor presei care sunt ale uneltei pentru începerea procesului automat de în- închise incorect, eficiența scăzută a procesului, iar locuire, evitându-se eventuale daune cauzate presei. eventualele daune sunt evitate.

36

✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓

Avantajele clientului: Soluție eficientă cu costuri minime Timpi de instalare și de producție reduși Manipulare automată eficientă a uneltelor de turnare Evitarea erorilor în producție sau a eventualelor daune cauzate presei/uneltelor Viteza și consecvența producției asigurate Construcție robustă și durabilă a senzorului Acuratețe ridicată în comutare Tel. +40 256-201346 www.oboyle.ro

Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

AUTOMATIZĂRI

IO-Link Contrinex: senzorii învață să comunice • Comunicare Point-to-Point între senzor și master • Intergrarea senzorilor în sistemele de comunicație cu IO-Link IO-Link este prima tehnologie IO standardizată global (IEC 61131-9) care permite comunicarea cu senzorii și actuatorii.

Dispozitivele sunt identificate, parametrizate și diagnosticate. De asemenea. se poate obține informație ciclică despre starea dispozitivelor prin “process data”.

IO-Link nu este un fieldbus, ci o comunicare Point-to-Point între dispozitiv și master.

Master-ul IO-Link, de obicei în legătură cu un PLC, reprezintă legătura cu magistrale de date sau rețele precum Profibus, ProfiNet, EtherCAT etc.

• • • • • • •

Avantajele IO-Link: Monitorizarea continuă a datelor de proces; Diagnosticarea continuă a stării senzorilor; Centralizarea datelor; Verificarea ușoară a ID-ului senzorilor, pentru asigurarea amplasării corespunzătoare a acestora în rețea; Nu mai este necesară parametrizarea manuală. Setarea parametrilor este descărcată automat; Înlocuirea ușoară și rapidă a senzorilor din rețea; Timpi reduși la înlocuirea utilajelor.

Tel. +40 256-201346 Mail office@oboyle.ro Web www.oboyle.ro

Leuze n n n

Senzori optici Senzori pentru aplicaţii în logistică Siguranţă la locul de muncă

Contrinex n n

Senzori optici Senzori inductivi

ASM n n n

Senzori de deplasare liniară Senzori unghiulari Senzori de înclinaţie

Selec n n n

Automate programabile Controlere de temperatură Timere

HARTING n n

HTP n n n n

Sensor Instruments n n n

Senzori de culoare Senzori True Color Senzori de luciu

Kobold n n n

Debitmetre Indicatoare de nivel Senzori de presiune

Conectori industriali Conectori pentru transmisie de date şi forţă

Conectori circulari M8; M12;M23 Cabluri şi conectori pentru senzori Conectori pentru valve Blocuri de distribuţie

Intertec n n

Electromagneţi liniari Electromagneţi permanenţi

Tel. +40 256-201346 Fax +40 0256-221036 Mail office@oboyle.ro Web www.oboyle.ro

AUTOMATIZĂRI Electronica Azi 1.2015 [ 191 ] ┃ www.electronica-azi.ro

37

AUTOMATIZĂRI

Detectarea marcajelor de Controlul diametrului unui Controlul culorii izolației caculoare de pe suprafața fir metalic folosind Sensor blurilor cu senzorii de cumetalică a radiatoarelor loare Sensor Instruments Instruments folosind Sensor Instruments Diametrul unui fir fără izolație (Ø 50 μm) trebuie În timpul producției culoarea plasticului izolator trebuie controlată. Datorită modificărilor de temperatură și umiditate luciul suprafeței plasticului poate varia.

Astfel, este necesară utilizarea unui senzor de culoare care să realizeze detecția independent de nivelul de luciu al suprafețelor.

Unul dintre senzorii indicați Pentru aceasta se utilizează un scanner liniar de tipul pentru aceste cerințe este L-LAS-CAM-512-SL cu un macro obiectiv de tipul SPECTRO-3-5-DIF-JR. Distanța MO-J-4x/20 ca receptor, iar pe partea de emisie este de detecție dintre senzor și suprafața izolatoare este de 6 mm. utilizat un laser de tipul D-LAS-ED1-9.5x1-IC-T. Datorită luminii difuze a emițătorului și apertura mică a receptorului, detecția culorii se va face doar pe baza luminii difuze reflectate. Distincția culorilor este exactă, după cum se poate observa și din capturile de ecran. diferențiat de cel al unui fir cu izolație (Ø 110 μm).

Radiatoarele de apă cu defecte de fabricație au fost marcate în timpul procesului de asamblare cu spray de culoare albastră. Cu toate acestea, intensitatea și mărimea marcajului de vopsea diferă semnificativ de la un radiator la altul.

Sarcina unui sistem de detecție culoare ar fi să compenseze variațiile care apar între marcajele de culoare. În acest scop este utilizat un senzor SPECTRO-3-30DIL-JR la o distanță de operare de 35 mm. Modul de grupare al culorilor din software-ul SPECTRO3 Scope Windows permite organizarea diferitelor marcaje de albastru într-o categorie, făcând astfel posibilă recunoașterea lor.

Distanța de la macro obiectiv la obiect este de aproximativ 75 mm. Spațiul de măsură/detecție al scannerului liniar utilizat împreună cu macro obiectivul este de 2 mm. În acest domeniu de măsură, firul izolat poate fi deosebit cu ușurință de cel neizolat.

Tel. +40 256-201346 • Mail: office@oboyle.ro • Web: www.oboyle.ro 38

Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

RSL 400 Performanță maximă cu efort minim

AUTOMATIZĂRI

Senzori robuști pentru înclinare, poziție și măsurarea unghiurilor POSITAPE Senzori de poziție cu extensie de bandă WB21 • Domeniu de măsură 0 ... 20000 mm • Analog, 4 ... 20mA, SSI, CANopen, J1939 • Clasă de protecție până la IP68/IP69K

POSICHRON Senzori de poziție magnetostrictivi PCFP25 • Domeniu de măsură 0 ... 5750 mm • Analog, 4 ... 20mA, SSI, CANopen, J1939 • Clasă de protecție IP64 până la IP67 Niciodată nu a fost mai ușoară utilizarea unui scanner laser pentru siguranță. Deși se caracterizează prin performațe excepționale, RSL 400 este de asemenea ușor de instalat, aliniat și configurat.

• Montarea se realizează ușor datorită unității de conectare separate.

• Alinierea scanner-ului este facilitată de electronica inteligentă și un afișaj de dimensiuni mari.

• Interfață Ethernet integrată pentru conectare în rețea.

• Interfață Bluetooth.

• Datorită rezoluției ridicate de 0.1° senzorul este operațional în medii cu praf.

• Software-ul “Sensor Studio” ajută la configurarea rapidă a scanner-ului în doar cinci pași.

POSICHRON Senzori de poziție magnetostrictivi PCST25 • Domeniu de măsură 0 ... 5750 mm • Analog, 4 ... 20mA, SSI, CANopen, J1939 • Clasă de protecție IP67/IP69K

POSIROT Senzori de unghi și encodere PRAS26 • Senzori de unghi 360° • Non-contact • Cu magnet de poziție extern • Clasă de protecție până la IP67

POSITILT RSL 400 oferă două funcții de protecție independente, funcționând ca echivalentul a două scannere laser. Astfel realizarea sistemului de siguranță este simplificată și presupune mai puține costuri.

Performanțele ridicate a RSL 400 sunt date de un unghi de scanare de 270° și o distanță de operare de 8.25 m. Acestea duc la o arie de siguranță acoperită de până la 160m2, inclusiv acoperirea colțurilor și muchilor.

Datorită acestor performațe, în cele mai multe cazuri nu este necesară utilizarea unui scanner suplimentar.

Conectarea prin unitate separată, modulară, facilitează înlocuirea senzorului fără a fi necesară realinierea electronică și mecanică a acestuia.

Electronica Azi 1.2015 [ 191 ] ┃ www.electronica-azi.ro

Senzori de înclinare PTAM2 / PTDM2 • Senzori de înclinare pe jumătate de axă, ±180°, ± 60° • Tehnologie MEMS • Ieșire analogică, CANopen, J1939 • Clasă de protecție IP67/IP69K

POSITILT Senzori de înclinare PTAM27 / PTDM27 • Senzori de înclinare pe jumătate de axă, ±180°, ± 60° • Ieșire analogică, CANopen, J1939 • Clasă de protecție IP67 Tel. +40 256-201346 • Mail: office@oboyle.ro • Web: www.oboyle.ro

39

Achiziţie şi înregistrare de date Autor: Bogdan Grămescu

Evoluţia sistemelor de achiziţie de date (DAQ - Data Aquisition Systems), este strâns legată de dezvoltarea tehnicii în general şi a industriei în special. La o analiză atentă, se poate observa că, în momentul de faţă, există două mari categorii de sisteme de achiziție de date: sisteme de achiziţie de uz general, folosite în scopuri din cele mai diverse precum: cercetare-dezvoltare, didactic etc. şi sisteme de achiziţie utilizate în mediul industrial.

Ca principiu de funcţionare, asemenea sisteme au rolul de a achiziţiona date specifice unui anumit proces în vederea unei prelucrări ulterioare, procesarea având loc, de regulă, cu ajutorul sistemului de calcul la care sunt conectate sau de a înregistra aceste informaţii pentru a avea apoi acces la istoricul lor.

Puteţi fi siguri că găsiţi tot ceea ce aveţi nevoie în gama de produse ce vă este oferită de Aurocon COMPEC. Există două secţiuni principale din catalogul online în care găsiţi astfel de produse: PLC-uri, module logice şi achiziţii de date (în cadrul Automatizare şi control) şi Achiziţie de date şi Înregistrare de date (în cadrul Testare şi Măsurare). Puteţi astfel beneficia de plăci de achiziţie de date şi înregistratoare de date de la nume cunoscute precum: Tektronix, Keysight Technologies, Lascar, Rotronic, Pico Technology, Testo, Gemini Data, RS, Brain Boxes, Phoenix Contact, Siemens etc. Alături de acestea vă stau la dispoziţie o serie întreagă de accesorii, dispozitive de afişare a datelor, transmitere a acestora, scule etc.

Placă de intrare / ieşire Wordsworth cu 96 de intrări/ieşiri digitale

Caracteristici tehnice Pentru utilizare cu module de intrare/ieşire Tip intrare / ieşire Număr de intrări/ieşiri Magistrală Domeniul temperaturii de operare

Digital 96 PCI 0°C ... +60°C

Placă universală PCI I/O cu 96 de canale de intrare/ieşire 96 TTL/DTL. Toate aceste linii de intrare dispun de buffer pe placă, iar ieşirile oferă curent ridicat. Placa oferă de asemenea interfaţă directă cu module de I/O compatibile OPTO-22. Conectarea este de tip Plug & Play pe magistrală PCI de 32-biţi, iar ieşirile pot gestiona un curent extern de 64 mA şi pot oferi un curent de maxim 32 mA. Conectarea către exterior se realizează prin conector mamă D-sub şi cablu bandă. Placa emulează standardul industrial 7/6/4 8255 PPI mod 0.

• Nr. stoc RS: 729-6637 • Cod de producător: PIO-D96 www.compec.ro

40

Achiziţie de date Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

Modul Wordsworth cu 24 de intrări/ieşiri

PLC seria AFPOR cu ieşire tip releu şi interfaţă de reţea Ethernet Caracteristici tehnice Număr de ieşiri 6 Număr de I/O 14 Tip ieşire Releu Curent de ieşire 2A Dimensiuni 25mm × 60mm × 90mm

Caracteristici tehnice Pentru utilizare cu: DIO-144, DIO-24, DIO-48, seria PIO, PIO-D14, PIO-D24, PIO-D48, PIO-D56, PIO-D96 Număr de ieşiri 24 Număr de I/O 24 Tip ieşire Releu Curent de ieşire 0,5(ac) A, 1(dc) A Tensiune 120Vac, 30Vdc Dimensiuni 223,6mm × 135,6mm × 36,7mm Dispozitivul este o placă externă cu intrări digitale opto-izolate şi ieşire tip releu oferind 24 de canale cu terminale cu şurub, indicatoare de stare cu LED şi compatibilitate cu software OPTO-22. Modulul se poate utiliza cu montare pe panou sau în sistem, oferind conectarea către placa de achiziţie prin D-sub sau conector IDC de cablu bandă.

Placa de intrare acceptă semnale de intrare AC sau DC; Contactul tip releu permite până la 0,5 A/120 VAC, 1 A/30 VDC

Produsul face parte dintr-o gamă super-compactă de PLC-uri ce poate oferi opţiuni superioare de extensie, dar şi economie de spaţiu. Unităţile de extensie pentru FP0R pot fi direct ataşate unităţii de control, eliminând necesitatea de cabluri sau backplane-uri specializate etc. Se asigură astfel şi faptul că PLC-ul rămâne compact, dar menţine preţul scăzut.

Dispozitivul dispune de ieşiri de tip releu, dar şi tranzistor. Poate fi echipat cu diferite configuraţii de I/O 10, 14, 16 & 32 puncte.

Funcţia de suprascriere în modul RUN permite crearea/editarea programelor în timpul funcţionării, eliminând necesitatea de opriri ale sistemului pentru a face reglaje. Cu scopul de a face verificările mai simple I/O sunt dotate cu LED-uri de stare.

Datorită naturii super-compacte a seriei FP0R, unităţile pot fi utilizate într-o gamă cuprinzătoare de aplicaţii incluzând: înlocuirea secvenţelor de relee, aparate de taxat în parcări, detectoare, control benzi de transport, alimentatoare de componente, procesare alimente şi împachetare etc.

• Nr. stoc RS: 815-5397 • Cod de producător: AFP0RC14RS www.compec.ro

Achiziţie de date

Înregistrator de date Lascar EL-DataPad

• Nr. stoc RS: 729-6633 • Cod de producător: DB-24RD www.compec.ro

Achiziţie de date

Convertor Brainboxes din Ethernet în I/O digital

Caracteristici tehnice Tip intrare / ieşire Număr de intrări/ieşiri Magistrală

Digital 96 PCI

Caracteristici tehnice Interfaţă Număr de citiri pe canal Sursă de tensiune Tip display Durată de viaţă a bateriei Dimensiuni Domeniul temperaturii de operare

USB 8500000 Acumulator Litiu-Ion LCD 8h 107mm × 68mm × 19mm 0°C ...+50°C

ED-008 este un convertor din Ethernet industrial în I/O digital. Din punct de vedere al conexiunilor, dispozitivul dispune de 8 linii digitale selectabile prin jumper ca intrare sau ieşire şi un port Ethernet. Pot fi comandate sarcini de curent şi tensiune ridicate, fiind ideal pentru sarcini inductive, capacitive şi rezistive. Interfaţa software este prietenoasă cu utilizatorul, având la bază o configurare bazată pe web pentru monitorizare şi control. Starea funcţionării este indicată prin LED-uri, iar tensiunea de alimentare necesară este de la 5 la 30V.

EL-DataPad este un programator portabil şi un colector de date de la gama de înregistratoare de date EasyLog USB. Acesta poate colecta şi stoca date de la cel puţin 500 de înregistratoare. Datele colectate pot fi vizualizate împreună cu tendinţe generale. Se poate realiza cu uşurinţă parametrizarea înregistratoarelor de date compatibile EasyLog USB. Aparatul dispune de interfaţă tactilă pentru navigarea prin meniuri (display TFT color 2.8in.).

Datele stocate pot fi transferate la nevoie către un PC sau Mac şi prezentate grafic în software-ul Lascar EasyLog. De asemenea datele se pot importa în Excel. Acumulatorul integrat cu litiu oferă până la 8 ore de utilizare.

Conectarea se face prin cablu Micro USB.

• Nr. stoc RS: 789-8138 • Cod de producător: ED-008

• Nr. stoc RS: 734-9747 • Cod de producător: EL-DataPad

www.compec.ro Electronica Azi 1.2015 [ 191 ] ┃ www.electronica-azi.ro

Achiziţie de date

www.compec.ro

Achiziţie de date

41

Înregistrator de date pico Technology PP707

Caracteristici tehnice Parametrii măsuraţi - I/O digitale, umiditate, lumină, pH, puls, Rezistenţă, sunet, temperatură Temperatură maximă măsurată +70°C Precizie cea mai bună temperatură / rezoluţie ±2°C / 0,1°C Umiditate maximă măsurată 90%RH Precizie cea mai bună umiditate / rezoluţie ±10% / 0,2% Tensiune maximă măsurată 5V Număr canale de intrare / alarmă 14 / da Tip interfaţă USB Dimensiuni 77mm × 70mm × 23mm DrDAQ a reprezentat un deschizător de drum în înregistrarea de date. Prin simpla conectare a DrDAQ la portul USB al oricărui PC şi rularea softwareului furnizat sunteţi gata de a colecta şi afişa datele. Vă este furnizat tot ceea ce este necesar, fără a fi nevoie de alimentare specială. Dr DAQ este o unealtă ideală pentru ingineri sau poate fi inima a sute de experimente ştiinţifice şi educaţionale. Pe lângă senzorii integraţi, Dr DAQ dispune de două socluri pentru senzori externi. Atunci când senzorul este conectat la Dr DAQ, software-ul îl detectează automat şi scalează citirile. De exemplu dacă este conectat un senzor de temperatură, citirile sunt afişate în °C. Printre caracteristicile acestui dispozitiv pot fi evidenţiate: costul redus al înregistratorului de date; se pot achiziţiona inclusiv semnale rapide; senzori integraţi pentru lumină, sunet şi temperatură; conectori pentru senzori externi; posibilitate de măsurare pH (prin utilizarea oricărui electrod standard); ieşiri pentru controlul experimentelor; software inclus PicoLog (înregistrare de date) şi PicoScope (osciloscop şi analizor spectral). În prezentul sistem sunt incluse: cablu de extensie, senzor de umiditate, electrod pH, sondă de testare, software, 2 senzori de temperatură, cablu USB şi manual de utilizare.

• Nr. stoc RS: 749-1917 • Cod de producător: PP707 www.compec.ro

Achiziţie de date

Modul de achiziţie de date economic Caracteristici tehnice Număr de canale de intrare Conectivitate / sursă de alimentare Memorie integrată Viteză de eşantionare / rezoluţie Tip intrare / tip ieşire Dimensiuni Masă

8 USB 512MB 50KSPS / 12 biţi Analogică / analogică 100mm × 100mm × 25mm 136g

Pico Technology ADC-20 & înregistrator de date TERM ±2500mV

Caracteristici tehnice Specificaţii Rezoluţie Nr. şi tipul canalelor Timp conversie pe canal Precizie Protecţie la suprasarcină Domeniu de intrare (tensiune) Ieşire de referinţă Conector de intrare Alimentare şi conectare la PC

ADC-20 20 biţi 8 canale independente / 4 diferenţiale, sau orice combinaţie între acestea.

660ms, 340ms, 180ms, 100ms, 60ms 0,2% ±30V 2 domenii (±2500mV & ±1250mV) +2,5V D25 female Prin USB

Achiziţie de date Pico bazată pe PC – caracteristici generale pentru toate dispozitivele: produse pentru achiziţie de date ce necesită doar simpla conectare la portul USB al unui PC şi nu este nevoie de sursă de tensiune. Înlocuind înregistratoarele de date costisitoare şi plăcile de achiziţie de date de tip “plug in”, aceste instrumente permit computerului dvs. să afişeze şi înregistreze tensiuni. Prin conectarea de senzori potriviţi dispozitivele pot fi utilizate pentru măsurarea temperaturii, presiunii, umidităţii, nivelului de intensitate luminoasă, puterii, vitezei, vibraţiei, conţinutului de oxigen şi a altor semnale. Măsurarea acestor mărimi depinde de unitatea aleasă.

Software-ul PicoLog poate colecta date la o viteză de 1000 pe secundă (în funcţie de viteza calculatorului dvs. şi de sistemul dvs. de operare) până la una pe oră; pot fi colectate până la 1 milion de eşantioane. Datele pot fi afişate grafic sau ca tabel în timpul sau după colectarea datelor. Pentru fiecare canal pot fi stabilite alarme programabile. PicoLog poate colecta date de la mai multe convertoare în acelaşi timp. Acest lucru nu numai că permite mixarea acestor intrări pe un singur PC, dar permite de asemenea utilizarea simultană a altor instrumente bazate pe PC precum TC-08 (măsurarea temperaturii) şi osciloscopul ADC-200. Pentru utilizatorii care doresc să-şi scrie propriul software vă sunt puse la dispoziţie drivere şi exemple pentru C, Pascal, Delphi, Visual Basic, HP VEE şi LABVIEW. • Nr. stoc RS: 536-8828 • Cod de producător: ADC-20 & TERM www.compec.ro

Achiziţie de date

Keithley seria KUSB-3100 oferă o reală achiziţie de date plug-and-play computerelor prin intermediul interfeţei USB. Modulul KUSB-3100 oferă 8 intrări independente cu rezoluţie de 12 biţi, transfer de date până la 50kS/s, două ieşiri analogice de ±10V 12-biţi, 16 linii digitale I/O şi un numărător. Pe lângă modul sunt inclus cablul USB, CD-ROM cu licenţă, manual de utilizare.

• Nr. stoc RS: 796-2627 • Cod de producător: KUSB-3100 www.compec.ro

42

Achiziţie de date Electronica Azi ┃ Ianuarie - Februarie 2015

Premium Quality ....

LTHD CORPORATION, vă stă la dispoziţie, cu toate informaţiile de care aveţi nevoie ca profesionist implicat în procesul de identificare.

Capabilităţile noastre proprii de producţie sunt definite prin: • cantitatea dorită este produsă şi livrată ... Just in Time !

• pentru a veni în întâmpinarea nevoilor clientului utilizăm diferite tipuri de materiale de la hârtie până la materiale speciale.

• utilizăm echipamente digitale şi tehnologii care asigură o viteză sporită de producţie, datorită unui timp foarte scurt de pregătire şi procesare a producţiei.

Soluţii de identificare, etichete, tag-uri.

Aplicaţii în industria electronică Identificarea plăcilor cu circuite integrate (PCB) şi a componentelor - LTHD Corporation vă pune la dispoziţie mijloacele cele mai potrivite pentru a asigura lizibilitatea identităţii produsului dumneavoastră în timpul producţiei.

PCB Rework şi trasabilitate - Uneori, în procesul de asamblare al plăcilor electronice veţi avea nevoie să protejaţi anumite zone ale acestora pentru a evidenţia anumite probleme de calitate sau pentru a asigura o manipulare corespunzătoare protejând produsul împotriva descărcărilor electrostatice.

Aplicaţii în industria auto Compania noastră a dezvoltat o unitate de producţie capabilă de a veni în întâmpinarea cerinţelor specifice în industria auto. În Octombrie 2008 am fost certificaţi în sistemul de management al calităţii ISO/TS 16949:2002.

Soluţii de identificare generale Identificarea obiectelor de inventar, plăcuţe de identificare - LTHD Corporation oferă materiale de înaltă calitate testate pentru a rezista în medii ostile, în aplicaţii industriale şi care asigură o identificare a produsului lizibilă pe timp îndelungat.

Etichete pentru inspecţia şi service-ul echipamentelor - Pentru aplicaţii de control şi mentenanţă, LTHD Corporation oferă etichete preprintate sau care pot fi inscripţionate sau printate.

Etichete pentru depozite - LTHD Corporation furnizează o gamă completă de etichete special dezvoltate pentru identificare în depozite.

Aplicaţii speciale Pentru aplicaţii speciale furnizăm produse în strictă conformitate cu specificaţiile de material, dimensiuni şi alţi parametri solicitaţi de client.

Security Labels - toată gama de etichete distructibile, capabile de a evidenţia distrugerea sigiliului prin texte standard sau specificate de client.

Benzi de mascare - benzi rezistente la temperaturi înalte, produse din polymidă cu adeziv siliconic rezistent până la 500°C, ce poate fi îndepărtat fără a lăsa reziduuri. Disponibile într-o gamă largă de dimensiuni cum ar fi: grosime - 1mm, 2mm, 3mm şi lăţime 6mm, 9mm, 12mm, 25mm.

Etichete cu rezistenţă mare la temperatură - o întreagă gamă de etichete rezistente la temperaturi ridicate, realizate din materiale speciale (polyimide, acrylat, Kapton® etc.) utilizate pentru identificarea componentelor în procesul de producţie.

Etichete standard şi inteligente - ca furnizor de servicii complete putem pune la dispoziţie etichete în orice formă, culoare, material, pentru orice tehnologie.

RFID Systems - vă punem la dispoziţie sisteme RFID complete incluzând şi proiectarea sistemului cu etichete inteligente, hardware şi software necesar.

Signalistica de siguranţă a muncii - LTHD Corporation este furnizor pentru toate tipurile de marcaje de protecţie şi siguranţă a muncii incluzând signalistica standard, de înaltă performanţă şi hardware şi software utilizat pentru producţia acestora.

Etichete printate - tehnologia digitală folosită de LTHD Corporation oferă posibilitatea realizării de etichete printate și preprintate conform cerințelor clienților.

Tipărirea etichetelor se face în policromie, utilizând diverse tehnologii la o rezoluție de până la 1200 dpi.

LTHD Corporation a ajutat peste 500 de companii să-și poată satisface necesarul de soluții de identificare (etichete, riboane). Dispunem de materialele necesare, iar tehnologia pe care o folosim în debitarea etichetelor ne permite să executăm oricât de multe sau puține etichete și cel mai important, oricât de complicate ar fi ca design. Este ceea ce noi facem cel mai bine.

Cu linia completă de echipamente de la LTHD Corporation puteti imprima, codifica și aplica etichetele așa cum doriti în mediul dvs. de lucru. Pentru a ajuta operațiile de manipulare legate de produse vă oferim de asemenea, o linie completă de cititoare de coduri de bare 1D și 2D, cât și cititoare RFID și unități de colectare portabile a informațiilor, etichete policromie 1200 dpi.

O etichetă este de cele mai multe ori partea ce rămâne vizibilă și care reprezintă interfața între producătorul lor și clientul care are nevoie de ele. Pare banal, dar eticheta este cea care vinde produsul și prin care producătorul acestora se regăseşte în produsul final.

Dar acest lucru nu definește nici pe departe calitatea acestei etichete. O etichetă trebuie să fie folosită în mod practic scopului pentru care a fost produsă.

Astăzi, companiile folosesc etichete speciale pentru nenumărate aplicații: identificarea produselor, livrări de marfă, coduri de bare aplicaţii RFID, procese pe linia de producţie, control și inventariere, preţuri, promoţii și multe alte scopuri.

Pentru a satisfice pe deplin aceste aplicații, etichetele trebuie să adere la o varietate de suprafețe: aluminiu, carton, sticlă, oțel, plastic și multe altele.

Selectarea etichetei care vă este necesară este foarte importantă. Sperăm să putem să vă ajutam în luarea deciziilor corecte.

®

Electronica Azi 1.2015 [ 191 ] ┃ www.electronica-azi.ro

43