Electronica Azi nr 4 - Mai, 2013

Anul XIII, Nr. 4 [ 174 ] / Mai 2013

www.electronica-azi.ro

Anticipare Soluţionarea defectelor înainte să apară!

P ⏐ 16

Funcţiile de monitorizare integrate cresc disponibilitatea PC-urilor industriale.

Weidmüller Interface GmbH & Co.KG - România Braşov Business Park, Str. Ionescu Crum, nr. 1 Turn 1, Etaj 1, Birou 4, RO - 500446 Braşov Tel.: 0268 446 222 claudiu.totea@weidmueller.com

editorial

Gabriel Neagu

“Senzorii și aplicațiile senzorilor în electronică sunt considerate domeniile industriale cu cea mai rapidă dezvoltare, cu o rată de creștere anuală prognozată de 10 la sută, depășind industria globală de semiconductori”. Aşa începe articolul de la Farnell din această ediţie.

Mă bucură faptul că revista noastră oferă un conţinut care se încadrează în trendul actual şi poate să ofere cititorilor săi direcţii clare şi de viitor. Vă invit să citiţi seria de articole din această secţiune pentru că merită!

Mai mult, ţinând cont şi de faptul că noua noastră publicaţie destinată pasionaţilor de aplicaţii practice “Electronica Azi Hobby” prezintă în cel de-al doilea

său număr o serie de montaje cu roboţi (care, firesc, includ foarte mulţi senzori) pot spune că editura noastră a ajuns în măsură să ofere un conţinut bogat şi unitar adresat atât tinerilor, dar şi celor mai experimentaţi electronişti.

Revenind la roboţi, trebuie să amintesc şi de nucleul acestora care înglobează microcontrolere de tot felul şi programare, adică, sisteme embedded pe care încercăm să vi le prezentăm atât ca analize în paginile acestei reviste, dar şi ca aplicaţii în revista de Hobby.

Lucrurile vor continua şi vor evolua în sfera aplicaţiilor embedded pentru că acestea cuprind elementele cheie în ceea ce înseamnă electronica modernă: cunoştinţe avansate hardware/software, dezvoltare de aplicaţii, dar poate cel mai important lucru - formarea noului inginer electronist în sensul că pe lângă cunoştinţele teoretice este nevoie acum de o viziune de ansamblu a aplicaţiei începând de la costurile de proiectare şi producţie ale sistemului, alegerea optimă a microcontrolerului (preţ, consum energetic, valabilitate) şi în final timpul cât durează până când produsul ajunge EA pe piaţă. (Time to market!)

gneagu@electronica-azi.ro

NOUL RASPBERRY PI MODEL A NOUL Raspberry PI Model A, cel mai mic şi mai ieftin PC din lume, este acum disponibil la Aurocon COMPEC, distribuitor RS Components în România!

Aurocon COMPEC prezintă cel mai nou Raspberry PI: Modelul A, creat pentru a fi accesibil oricui, atât în scop educaţional, pentru a oferi copiilor acces la cunoştinţe aplicate de programare, cât şi în scop profesional, pentru cei care doresc să-şi construiască sisteme personalizate.

Raspberry PI Model A este un nou model cu un preţ şi mai mic decât modelul B anterior. Modelul A dispune de un procesor de 700MHz, 256MB RAM, un port USB 2.0 şi HDMI, rulează sistemul de operare Linux, include un port pentru card-uri de memorie SD, ieşire audio 3.5mm, şi are dimensiunile de numai 85,6mm × 53,9mm ×17mm. Diferenţele între cele două modele sunt date de memoria mai mică, un singur port USB şi lipsa portului Ethernet în cazul Modelului A. Ca şi consum energetic însă, Modelul A necesită o treime din curentul utilizat similar de Modelul B, ceea ce îl face recomandabil pentru proiecte pe baterii sau energie solară.

Deşi Modelul B a fost în urmă cu un an, el se bucură de mare succes în lumea celor pasionaţi. Alături de el apare noul Model A, util în numeroase aplicaţii.

Tot ceea ce trebuie este imaginaţia!

Ambele modele sunt furnizate ca placă de bază; utilizatorii au posibilitatea de a achiziţiona separat accesoriile necesare în funcţie de aplicaţia pe care intenţionează să o dezvolte. Accesoriile compatibile (memorie, sursă de alimentare, tastatură, carcasă, cabluri etc.) sunt disponibile la COMPEC, distribuitorul RS Components în România.

Mai multe detalii cu privire la Raspberry PI, puteţi găsi la: www.compec.ro sau www.rsromania.com. La adresa www.designspark.com puteţi de asemenea găsi informaţii suplimentare, inclusiv de la utilizatori de Raspberry Pi. Andreea Macsiniuc Specialist Marketing Aurocon COMPEC SRL Electronica Azi Nr. 4 [ 174 ] www.electronica-azi.ro

3

SUMAR

Câştigaţi o placă de dezvoltare

PICkit™ 3 Debug Express EDITORIAL

de la Microchip!

SISTEME EMBEDDED “Electronica Azi” oferă cititorilor săi şansa de a câştiga unul din cele două kit-uri MPLAB PICkit 3 Debug Express de la Microchip!

6 Senzorii MEMS se lansează ca o rachetă: ești la bord?

Senzorii și aplicațiile senzorilor în electronică sunt considerate domeniile industriale cu cea mai rapidă creștere, depășind industria globală de semiconductoare.

8 Detecţia tactilă capacitivă: O implementare cu număr minim de componente externe Adăugarea de sensibilitate tactilă a devenit foarte populară în tehnologia electronică şi mobilă datorită aspectului estetic şi uşor de utilizat. Pentru producători, ea aduce beneficiul că nu implică mişcare mecanică de vreme ce sensibilitatea tactilă capacitivă poate fi implementată prin utilizarea unui suport de cupru pe un design standard PCB.

12 Seria Kinetis K Portofoliul Kinetis ARM®Cortex™ MCU de la Freescale Semiconductor este format din mai multe serii cu familii de microcontrolere, care sunt compatibile ca hardware și software cu ARM®Cortex™-M0+ și ARM®Cortex™-M4 MCU.

18 Vizualizare rapidă a imaginilor folosind OpenCL Cerinţele complexe din procesarea imagisticii medicale sunt din ce în ce mai des realizate de module standardizate de procesare care suportă Open Computing Language (OpenCL).

OpenCL oferă capacitatea accelerării calculelor din algoritmii intensivi, complet independent de echipamentul hardware existent.

MODULE 20 Imagistica prin rezonanță magnetică prezintă mai detaliat imagini datorită senzorilor de curent de înaltă performanță 22 Perturbațiile tranzitorii și zgomotul electric

Anticipare:

EMC 26 28 29 30 31 42 43

Cuptoare Reflow de înaltă calitate SMT - specialistul în procesele termice Soluţii de identificare, etichete, tag-uri High Quality Die Cut Produse ESD Pasta de lipit INDIUM 8.9 Imprimantă termică pentru etichete

Soluţionarea defectelor înainte să apară

16

CONTROL INDUSTRIAL 32 32 33 34 36 37

Migraţi la un nou tip de conectoare de carduri SIM Attend Attend - loc de muncă fiabil pentru cardurile de memorie şi SIM Programare genial de simplă şi rapidă a ecranelor 4D Systems MPA – senzori de poziţionare cu ieşire analogică Dincolo de standard Platforma-convertor de transformatoare pentru surse în comutare de la HAHN! 38 PowerLED nu mai arde!

40 Iluminare cu semiconductoare pentru inginerii proiectanţi

Management Director General - Ionela Ganea Director Editorial - Gabriel Neagu Director Economic - Ioana Paraschiv Publicitate - Irina Ganea Web design - Eugen Vărzaru

4

Pentru a avea şansa de a câştiga unul din cele două kit-uri

PICkit 3 Debug Express (preţul unui asemenea kit este de 69.99 USD)

accesaţi acum pagina de internet www.microchip-comps.com/eazi-pickit3 şi introduceţi datele voastre de contact în formularul online.

11 Revista ELECTRONICA AZI are 10 apariţii pe an (exceptând lunile Ianuarie şi August. Revista în format tipărit este oferită gratuit inginerilor calificaţi, managerilor şi companiilor care activează în domeniul electronicii şi automatizărilor industriale. Pentru persoanele care nu activează în domeniul electronicii, dar doresc să primească regulat revista ELECTRONICA AZI, preţul este de 10 Lei/buc.

Revista 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. 2013© - Toate drepturile rezervate.

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 J03/1371/1993 Fax: +40 (0) 31 8059887

Câştigaţi o placă de dezvoltare FRDM-KL25Z de la Freescale Semiconductor!

PICkit 3 Debug Express permite dezvoltatorilor şi programatorilor de microcontrolere PIC® şi dsPIC® Flash să utilizeze în condiţii optime puternica interfaţă grafică cu utilizatorul a mediului integrat de dezvoltare MPLAB (IDE).

Kit-ul PICkit 3 Debug Express lucrează cu microcontrolere PIC® (MCU) de 8- şi 16-biţi şi controlere de semnal digital dsPIC® (DSC) şi ulterior va suporta microcontrolere PIC de 32-biţi.

Platforma PICkit 3 Debug Express include sonda de diagnosticare şi depanare PICkit 3, o placă demo cu 44-pini populată cu PIC18F45K20 MCU, MPLAB® IDE gratuit şi versiunea gratuită a compilatorului C MPLAB pentru microcontrolere PIC18. Pentru toate acestea sunt incluse lecţii şi tutoriale uşor de înţeles, o bază pentru alte utilitare software, exemple cu codul sursă şi documentaţia completă.

®

Electronica Azi este marcă înregistrată la OSIM, România

ISSN: 1582-3490

Redacţie: office@esp2000.ro www.esp2000.ro

Blv. Magheru nr. 32-36, Sc. E, Et. 7, Ap. 33 010337 Bucureşti, România

office@electronica-azi.ro www.electronica-azi.ro

Tipărit de Tipografia Everest

Electronica Azi ⏐ Mai 2013

Senzorii Embedded și tendinţe M2M Senzorii și aplicațiile senzorilor în electronică sunt considerate domeniile industriale cu cea mai rapidă creștere, depășind industria globală de semiconductoare. Asimilarea rapidă a senzorilor încorporați este ajutată în mare măsură de creșterea uriașă a cererii de smarphone-uri, dispozitive mobile de monitorizare a sănătății și de aplicații în industria auto, toate fiind esențiale pentru creșterea europeană de producție și inovare. Acest articol se referă la tendințele generale din industrie, care este punctul de vedere pe termen lung și modul în care Farnell element14 investește în strategii cheie pentru a beneficia de această creștere.

Senzorii MEMS se lansează ca o rachetă: ești la bord?

Farnell element14 explorează unele dintre tehnologiile care influențează industria senzorilor și modul în care distribuitorul lucrează pentru a oferi clienților cele mai noi soluții.

Senzorii și aplicațiile senzorilor în electronică sunt considerate domeniile industriale cu cea mai rapidă dezvoltare, cu o rată de creștere anuală prognozată de 10 la sută, depășind industria globală de semiconductori.

Două segmente puternice care au impact în industria de senzori sunt electronicele de larg consum și industria de automobile, formând împreună 40% din piața senzorilor. La un nivel de analiză mai profund, vedem că acest lucru este în mare măsură ajutat de asimilarea rapidă în smartphone-uri și dispozitive mobile de monitorizare a sănătății, precum și de integrarea dispozitivelor MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) și a senzorilor, în automobile pentru a permite caracteristici ergonomice inteligente și de siguranță, o mai

bună gestionare a performanțelor motorului, precum și dispozitive de rețea infotainment.

Integrarea dispozitivelor MEMS în smartphone-uri Un Smartphone de ultimă generație (la nivel de operă de artă), ca iPhone 4 sau Samsung Galaxy S2 este încărcat cu senzori variați (Figura 1), cum ar fi senzori de mișcare și accelerometre, un giroscop, o cameră video (sau două), un microfon, conectivitate WiFi și Bluetooth (care poate fi folosită atât pentru comunicare cât și pentru detectarea semnalelor RF), comunicație NFC (Near Field Communication), un senzor de atingere etc. Având în vedere dimensiunea economică a smartphone-urilor și concurența dură în această piață, prețurile lor sunt susceptibile de a fi înjumătățite într-un an, ca noi modele. Cei care se preocupă de clienți, sunt concentrați pe cererile de telefoane inteligente, pe îmbunătățirea produselor și

6

se uită la poziționarea competitivă a producătorului senzorului, vârsta senzorului (timpul de când a fost lansat sau revizuit) și fiabilitatea sau MTBF (timpul mediu între două defectări) care determină viața sa operațională.

Figura 1: O schemă bloc tipică a unui smartphone arată senzorii încorporați.

O ilustrare a cât de repede se pot mișca lucrurile este realizarea recentă a iPhone 4, primul telefon mobil ce integrează un giroscop bazat pe sisteme micro-electromecanice (MEMS), apărut câteva zile mai târziu, de la anunțarea de IPO al firmei InvenSense. InvenSense a fost un lider în giroscoape cu prelucrarea integrată a mișcării pe șase axe, împreună cu accelerometre digitale.

Un accent pe astfel de tehnologii noi legate de cele mai bune convertoare ADC de înaltă rezoluție din industrie, filtre trece-jos, de prelucrarea semnalului și altele, ar accelera ciclurile de proiectare.

Continuând și scurtând ciclul de proiectare Aceste dispozitive smartphone sunt echipate din ce în ce mai repede cu procesoare de înaltă performanță și rulează un sistem de operare complet și se dezvoltă pentru utilizarea limbilor moderne. Acest lucru a fost

factorul cheie care stimulează dezvoltarea de senzori în dispozitive "inteligente" și adaptabile.

Rata de adoptare a senzorilor a fost rapidă, dar analiștii susțin că până în prezent doar 3 tipuri de senzori formează cea mai mare parte a aplicațiilor, care conduc la utilizarea de senzori MEMS pe dispozitive inteligente: filtrele de semnale acustice care vin multe și brusc, senzori de mișcare și microfoane. Există combinații de senzori diferite, care vor ajuta inginerii să inoveze pe termen scurt, pentru recunoașterea gesturilor, recunoașterea amprentelor digitale și realitatea augmentată, printre multe alte aplicații aflate în creștere. Există o oportunitate uriașă pentru proiectare de a folosi combinații de senzori. Timpul de dezvoltare este în mod constant redus, deci inginerii de astăzi au nevoie de sisteme la cheie pentru crearea rapidă de prototipuri și, prin urmare, ne-am concentrat pe două activități principale:

1. Ajutându-vă să găsiți produse rapid și ușor: oferind un micro site dedicat, unde inginerii pot lucra printr-o diagramă bloc, pot găsi produse recomandate, împreună cu note de aplicații, documentație tehnică și alte componente recomandate într-un design de referință, într-un singur loc. Acest lucru poate fi găsit la www.farnell.com/sensing 2. Asigurarea că inginerii de proiectare au cea mai largă gamă de platforme de dezvoltare pentru a testa combinații de ecosisteme diferite și moduri în care dispozitivele MEMS sunt asociate cu dispozitive electronice. În plus, oferim instrumente de dezvoltare și depanare, stive de operare, software-ul cu toată calea de testare pe placa de circuit, proiectarea PCB și fabricarea - astfel încât să economisiți timp prin a nu trebui să fie căutări în sute de site-uri diferite.

Electronica Azi ⏐ Mai 2013

module iNemo STMicroelectronics.

Modulele de dezvoltare de la STMicroelectronics sunt un exemplu de a obține acest drept și nu e de mirare că s-a impus ca un lider de senzori portabili, ce se potrivesc pentru aplicații medicale și smartphone-uri. Se poate imagina acum ca acești senzori, de asemenea, să interacționeze cu rețele de senzori wireless, dispozitive de localizare GPS din vehicule în scopul de a determina locația exactă pentru situații de urgență.

Apariţia de dispozitive medicale mobile Smartphone-uri de generație următoare vor fi în curând capabile de a încorpora o mulțime întreagă de senzori noi, integrați, care ar putea contribui la servicii de sănătate mobile, mai accesibile.

Analiștii prognozează că dispozitivele smartphone singure vor conduce la utilizarea la nivel mondial a peste 6 miliarde de unități până în anul 2015, din care o treime va reprezenta tipuri de senzori noi.

Serviciile bazate pe localizare vor spori, vom vedea introducerea altimetrelor, senzori pentru a detecta transpirația și microfoane, senzori de temperatură și umiditate pentru a avea mai multe date din mediu, în dispozitive care au convins deja prin funcții de localizare GPS și senzori de poziționare.

Acest lucru ar însemna că senzorii care nu sunt conținuți în smartphone-uri, dar sunt încorporați în articole de îmbrăcăminte sau alte obiecte ar fi capabili să măsoare factori de sănătate personală ale utilizatorului. Există locuri în care viitoarele forme ale acestor dispozitive oferă o modalitate promițătoare și în condiții de siguranță pentru a face față la problematica legată de sănătate, cum ar fi alergiile (sisteme de alertă), localizarea unde cineva are nevoie de ajutor medical și diagnosticare chiar de la distanță sau distribuită, pe baza detectării ritmului cardiac / activitatea inimii, a tensiunii arteriale și altele (Figura 2).

A fost mult entuziasm legat de obținerea unui brevet al firmei Apple pentru o “haină inteligentă”, în Aprilie 2010, care implică îmbrăcăminte, ce poate transmite locația și datele fiziologice fără fir la un "dispozitiv extern de prelucrare a datelor"; bineînțeles, aceasta ar putea fi mai mult decât singura formă de aplicație.

Un astfel de dispozitiv devine senzorul de ultimă generație.

Noi prevedem, de asemenea că producătorii vor face mai mult pentru a profita de posibilitățile oferite de oportunitate, cum ar fi Freescale care oferă soluții complete pentru rețele de senzori, atât pentru smartphone-uri cât și pentru aplicații auto - senzori, procesoare, alimentare cu putere etc.

Ce ne rezervă viitorul Prin activitatea noastră cu cei mai importanți producători, noi vedem trei evoluții foarte importante în curs de dezvoltare: 1. Potențialul real al MEMS va începe să fie complet folosit, atunci când senzorii miniaturizați, elementele de acționare și structuri pot fi unite pe un substrat de siliciu comun împreună, ca circuite Cerința este de a oferi inginerilor proiectanți de astăzi, cât mai multe exemple posibile pentru soluții care pot conecta diferite domenii de aplicare și de a oferi nivelul potrivit de alegere pentru a ajunge la următorul nivel de sofisticare. Noi lucrăm foarte strâns cu cei mai importanţi producători pentru a aduce cele mai recente progrese în piață - am prezentat recent portofoliul IMU MEMS iSensor al firmei ADI, oferind 10 grade de libertate cu un algoritm încorporat de fuziune al senzorilor, alături de consacrata familie XTrinsic de senzori Freescale și

Figura 2: Dispozitivele medicale mobile integrând senzori utilizați în smartphone-uri sunt o oportunitate pentru creștere bruscă.

Electronica Azi Nr. 4 [ 174 ] www.electronica-azi.ro

integrate (IC).

2. Datele de la toți senzorii diferiți pot fi “fuzionate” și un element inteligent face prelucrarea semnalului, preia datele, face interpretarea rezultatelor și oferă o imagine mai exactă, completă și de încredere a ceea ce se întâmplă, prin utilizarea oricăruia dintre acești senzori de la surse individuale (producători).

3. Senzori ce folosesc energie din mediu – comutatoare wireless și senzori care colectează și salvează micro cantități de energie din mediul lor.

Pe termen mai lung, standardizarea interfețelor ce duce la accesibilitatea la arii de senzori MEMS cu mai multe grade de libertate, este o problemă importantă pentru industrie. În prezent, există opinii puternice de ambele părți, dar în cazul în care un standard comun este convenit, acesta ar ajuta inginerii să reducă timpul de proiectare și costul legat de materiale. Acesta este scopul final avut în minte, pentru care ne-am investit eforturile noastre în a ajuta la reducerea complexității și a timpului în cadrul ciclului de proiectare.

Farnell element14 a lucrat cu cei mai importanţi producători pentru a extinde oferta de componente fiabile, asigurând nivel ridicat de asistență pentru clienți, un portofoliu extins de produse și oferte de preț, cu resurse în ciclul de proiectare prin element14 Knode. Inginerii de proiectare sunt capabili să obțină o imagine de ansamblu a fiecărui dispozitiv și să selecteze cu ușurință soluții de la producători majori de componente, folosind diagrama bloc de navigare interactivă și linia de module specifice pentru aplicații complete, pe portalul nostru dedicat pentru tehnologii de detecție, www.farnell.com/sensing

7

ANALIZĂ

SISTEME EMBEDDED Microcontrolere

Detecţia tactilă capacitivă O implementare cu număr minim de componente externe Adăugarea de sensibilitate tactilă a devenit foarte populară în tehnologia electronică şi mobilă datorită aspectului estetic şi uşor de utilizat. Pentru producători, ea aduce beneficiul că nu implică mişcare mecanică de vreme ce sensibilitatea tactilă capacitivă poate fi implementată prin utilizarea unui suport de cupru pe un design standard PCB. În acest articol vor fi descrise modul prin care pot fi utilizate o tehnică CVD (Capacitance Voltage Dividerdivizor capacitate tensiune) şi un periferic de microcontroler numit CTMU (Charge Time Measurement Unit – unitate de măsurare a timpului de încărcare) pentru a implementa sensibilitate tactilă capacitivă economică cu un minim de componente externe. În cele din urmă va fi prezentat un proiect de referinţă despre cum să fie înlocuite comutatoarele mecanice cu taste tactile capacitive. de Nithin Kumar Mada Inginer principal de aplicaţii

şi

Harsha Jagadish Inginer de aplicaţii

Tehnologia de detecţie tactilă capacitivă Rotiţa de derulare cu senzor capacitiv devine prevalentă în dispozitivele electronice în comparaţie cu alte tehnologii de detecţie tactilă.

Principiile detecţiei tactile capacitive Dacă un deget – sau orice alt obiect cu caracteristici capacitive – vine în apropierea unui senzor tactil capacitiv, el se comportă ca un alt condensator. Acest lucru este cauzat de natura dielectrică a senzorului care variază capacitatea efectivă a sistemului utilizat să detecteze atingerea.

Divizia de Microcontrolere de înaltă Performanţă Microchip Technology Inc.

Un sistem de detecţie tactilă capacitivă standard conţine trei blocuri funcţionale principale: • Un bloc analogic pentru detecţie capacitivă; • Un controler pentru procesarea datelor; • Un bloc de interfaţare pentru comunicaţie cu procesorul gazdă.

Soluţiile de detecţie tactilă capacitivă bazate pe variaţiile de tensiune pot fi implementate eficient utilizând următoarele tehnici: - Perifericul CTMU de pe cipul unui microcontroler; - Tehnica CVD, utilizând convertorul analog-digital (ADC) ce nu necesită un periferic dedicat pentru detecţie capacitivă. * Implementarea eficientă a detecţiei tactile capacitive utilizând perifericul CTMU Un periferic CTMU lucrează în conjuncţie cu un convertor ADC ca modul analogic flexibil pentru măsurarea precisă a capacităţii. După cum demonstrează figura 2, el conţine o sursă de curent constant legată la canalul ADC. Schimbările de capacitate şi diferenţa de timp dintre evenimente este calculată de CTMU utilizând o sursă de curent constant.

Figura 1: Principiile detecţiei tactile capacitive. În figura 1 este prezentată modalitatea în care o armătură paralelă este conectată la intrarea pentru senzor a cipului, în vreme ce degetul acţionează ca una dintre armăturile paralele. Conţinutul de fier al sângelui creează şiruri de condensatoare la suprafaţa corpului. Când aceste şiruri vin în apropierea unui conductor ele creează un condensator legat la masă, iar acest lucru conduce la o schimbare a tensiunii măsurate, determinând atingerea.

8

Figura 2: Modul CTMU

CTMU furnizează un răspuns mai rapid prin comparaţie cu CVD, deoarece el are diferite game ale sursei de curent. Timpul de răspuns al sistemului de detecţie tactilă capacitivă este de aceea îmbunătăţit de încărcarea mai rapidă a canalelor analogice.

Următoarea ecuaţie descrie utilizarea unui periferic CTMU pentru detecţia tactilă capacitivă: I×T=C×V Unde: • I este sursa de curent constant a CTMU. • T este perioada fixă în care CTMU încarcă senzorul tactil capacitiv.

• C este capacitatea senzorului tactil capacitiv • V este tensiunea de pe senzorul tactil capacitiv, după cum este citită de ADC. Dacă ecuaţia este rearanjată se poate observa că o modificare relativă a capacităţii poate fi detectată prin observarea unei schimbări a tensiunii: C = (I × T)/V Această ecuaţie evidenţiază paşii implicaţi în detecţia tactilă după cum urmează: • Senzorul tactil capacitiv acţionează ca un condensator şi este conectat la un canal multiplexat cu perifericul CTMU şi ADC. • Senzorul tactil este iniţial încărcat de la o sursă de curent constant pentru o perioadă fixă de timp (T).

Tensiunea (V) prin senzor este măsurată utilizând ADC (Figura 3).

• Atâta vreme cât nu sunt schimbări de capacitate datorate atingerii suportului senzorial, această tensiune rămâne relativ constantă în iteraţiile succesive de măsurare a încărcării.

Electronica Azi ⏐ Mai 2013

detecţie tactilă capacitivă

În conjuncţie cu un ADC multi-canal, disponibilitatea unei surse de curent constant în perifericul CTMU oferă o platformă eficientă pentru interfaţarea la un senzor tactil capacitiv. Perifericul CTMU este conectat direct la intrarea ADC, astfel încât el se poate conecta la orice pin prin multiplexorul analogic. Cu această configuraţie, un singur CTMU poate măsura un număr de senzori egal cu numărul de canale analogice.

Calibrarea pentru măsurarea interferenţelor externe şi pierderilor de transmisie este facilitată de biţii de ordine asociaţi cu sursa curentă.

** CVD pentru detecţie tactilă capacitivă Pentru comparaţia condensatorului intern fix cunoscut cu senzorul capacitiv variabil necunoscut, metoda CVD (divizorului de tensiune capacitiv) utilizează numai convertorul ADC pentru a măsura o tensiune.

CVD este construit în acelaşi mod ca un senzor tipic; o suprafaţă de cupru pe un PCB sau un suport conductiv similar, legat direct la un canal ADC. Restul procesului este completat prin configuraţia precisă a ADC şi I/O într-o manieră specifică.

Principiile de bază pe care le presupune divizorul de tensiune capacitiv sunt: • Un canal ADC încarcă condensatorul intern sample-and-hold de la ADC cu VDD. • Canalul senzorial este legat apoi la masă, pentru a-l aduce la o stare cunoscută. (Figura 4) • După legarea la masă, senzorul trebuie făcut din nou o intrare.

• După ce este făcut intrare, canalul ADC este imediat comutat la senzor.

Figura 4: Diagrama bloc a CVD.

Figura 3: Încărcare şi descărcare a CTMU. Legendă: 1. Sursă de curent CTMU OFF 2. Are loc conversia ADC 3. Descărcarea circuitului de detecţie capacitiv 4. Sursă de curent CTMU ON

*Notă: Pentru mai multe informaţii despre perifericul CTMU puteţi citi nota de aplicaţie Microchip cu numărul AN1250, “CTMU pentru aplicaţii tactile capacitive.”

Deoarece senzorul capacitiv este în paralel cu condensatorul intern CHOLD, se creează un divizor de tensiune. Ca rezultat, tensiunea pe condensatorul senzorial este aceeaşi cu cea de pe condensatorul intern fix.

ANALIZĂ

SISTEME EMBEDDED Microcontrolere ADC trebuie să fie eşantionat, iar apoi citirile reprezintă rapoarte între condensatoare.

Atunci când un deget atinge senzorul, capacitatea acestuia va creşte; tensiunea pe senzor va fi mai mică, iar citirile ADC vor creşte.

O citire absolută a capacităţii nu este cerută pentru detecţia tactilă capacitivă deoarece toate deciziile de decodare sunt legate de citirile de bază. **Notă: Pentru mai multe informaţii despre tehnica CVD puteţi citi nota de aplicaţie Microchip cu numărul AN1298, “Sensibilitate tactilă capacitivă utilizând numai ADC (CVD).”

Dezvoltarea firmware-ului pentru eliminarea interferenţelor externe Fluctuaţiile dinamice ale capacităţii sunt cauzate de factori precum: umiditate, căldură, extinderea atingerii, contaminanţii pe senzori şi interferenţe EMI/ EMC ce au impact asupra capabilităţilor tactile capacitive ale sistemului.

Firmware-ul poate implementa o detecţie medie dinamică, atenuare, variaţie dinamică cu excursie de nivel, care pot fi utilizate pentru a determina aceşti factori şi a face sistemul mai robust.

Conceptul de filtrare software trebuie încorporat pentru ca sistemul să reziste zgomotului rezidual de pe suportul senzorial; acesta permite ca firmware-ul să facă distincţie între o condiţie de atingere şi una de neatingere. Algoritmul poate fi proiectat pentru a detecta condiţii multiple de atingere, pentru a face distincţie între atingere intenţionată şi neintenţionată.

Software-ul poate fi apoi calibrat pentru a detecta o atingere chiar şi dacă este o acoperire subţire pe suportul tactil capacitiv.

Schemă de referinţă pentru aplicaţii senzoriale capacitive Figura 5 îi va ajuta pe utilizatori să înceapă imediat dezvoltarea unui sistem tactil capacitiv. Abordarea oferă o flexibilitate extinsă în interfaţarea cu alte periferice precum USB şi LCD în proiect. Această schemă poate ajuta de asemenea la reducerea intervalului de timp dintre stabilirea sarcinii şi apariţia rezultatelor, adică sistemul tactil în funcţiune.

Microcontrolerul utilizat în schema de referinţă are 13 canale ADC pentru conectarea la un maxim de 13 senzori tactili. Patru senzori tactili capacitivi sunt conectaţi la porturile A0 - A3.

Modulul CTMU are o sursă de curent programabilă care este utilizată pentru încărcarea senzorilor tactili capacitivi. Conectorul USB este utilizat pentru alimentarea aplicaţiei ca dispozitiv de magistrală de alimentare care utilizează un motor USN pe cip.

Firmware-ul poate furniza feedback prin afişarea stării senzorului tactil în modulul LCD comandat de pini în portul D când senzorul este apăsat. Este oferit un conector cu 6 pini pentru conectarea plăcii de referinţă la un programator hardware.

bilitatea şi de aici consideraţiile de garantare. Cu cât suportul este mai mare, cu atât sensibilitatea este mai mare; aria trebuie să fie de dimensiunea medie a atingerii unui deget (15 mm × 15 mm), dar dacă dimensiunea suportului senzorial este mai mare decât cea optimă, capacităţile parazite pot creşte datorită proximităţii legării la masă.

• Separarea între senzori. Când un senzor este atins, degetul introduce o capacitate suplimentară nu numai pe senzorul curent, dar de asemenea şi pe senzorii învecinaţi. De aceea, pentru a evita această problemă trebuie păstrat un spaţiu între 2 senzori adiacenţi.

Ideal, separarea trebuie să fie de 2-3 ori grosimea materialului ce acoperă sistemul de detecţie tactilă capacitivă. De exemplu, dacă grosimea materialului acoperitor este de 3 mm, distanţa între senzori trebuie să fie de la 6 mm la 9 mm, pentru un design eficient de detecţie tactilă capacitivă.

• Lungimea traseului. Lungimea traseului dintre senzor şi microcontroler poate crea o mai mare susceptibilitate la capacitate parazită dacă este prea lung.

Aceasta poate schimba rezistenţa traseului şi va afecta sensibilitatea. Ideal, lungimea traseului nu trebuie să depăşească 300 mm.

• Compoziţia şi grosimea materialului acoperitor.

Capacitatea unui deget transmisă senzorului tactil capacitiv este determinată de materialul acoperitor utilizat şi de grosimea sa. Acest material trebuie să aibă o constantă dielectrică ridicată pentru a creşte sensibilitatea şi să fie cât de subţire este posibil. Dacă grosimea materialului creşte, atunci efectul de interferenţă între senzori creşte.

• Tehnici de legare la masă. Metoda de detecţie este afectată de capacităţi parazite ale senzorului la masă; acest lucru poate fi inversat prin plasarea masei foarte aproape de senzor. Astfel creşte capacitatea parazită şi reduce efectul său asupra senzorului.

• Selectarea unui adeziv. Adezivul asigură materialul acoperitor pe PCB şi trebuie ţinut subţire pentru a păstra ridicată sensibilitatea. Nu trebuie să existe bule de aer la aplicarea adezivului şi toate instrucţiunile de lipire trebuie studiate înaintea aplicării. **Notă: Pentru mai multe informaţii asupra diferiţilor factori care afectează proiectele hardware şi software puteţi citi nota de aplicaţie Microchip cu numărul AN1334, “Tehnici pentru un proiect cu detecţie tactilă robustă.”

Sumar Datorită scăderii costurilor tehnologiei de detecţie tactilă, aceasta a devenit o alegere ideală pentru produsele industriale şi de consum. Principalul avantaj faţă de comutatoarele mecanice tradiţionale este acela că senzorii tactili capacitivi nu se uzează după o lungă perioadă de timp.

Prin utilizarea perifericului CTMU de pe cipul microcontrolerului sau a tehnicii CVD, proiectanţii pot implementa interfeţe de detecţie tactilă capacitivă cu costuri mici şi număr minim de componente.

Pentru mai multe informaţii, vizitaţi pagina web: http://www.microchip.com/mtouch Referinţe 1. PIC24F Family Reference Manual, Sect. 11 Charge Time Measurement Unit (CTMU), DS39724B, © 2010 Microchip Technology Inc. 2. Note de aplicaţie Microchip: • AN1101, “Introduction to Capacitive Sensing,” de Tom Perme. © 2007 Microchip Technology Inc.: • AN1334, “Techniques for Robust Touch Sensing Design,” de Burke Davison © 2010 Microchip Technology Inc. • AN1250, “Microchip CTMU for Capacitive-Touch Applications,” de Bruce Bohn. © 2009 Microchip Technology Inc. • AN1298, “Capacitive Touch Using Only an ADC (CVD)” de Tom Perme. © 2009 Microchip Technology Inc.

www.microchip.com

Factori ce contribuie la proiecte tactile capacitive eficiente* Aplicaţiile de timp real prezintă o serie de provocări pentru sensibilitatea tactilă capacitivă. Proiectarea poate ajuta la reducerea capacităţii parazite şi creşterea capacităţii generate de deget, asigurând astfel un design senzorial mai bun: • Dimensiunea suportului senzorial. Forma suportului senzorial nu este importantă pentru un senzor capacitiv, dar suprafaţa suportului determină sensi-

10

Figura 5: Schemă de referinţă pentru aplicaţii senzoriale capacitive.

Electronica Azi ⏐ Mai 2013

CONCURS Câştigaţi o placă de dezvoltare FRDM-KL25Z de la Freescale Semiconductor!

Freescale Semiconductor împreună cu revista Electronica Azi oferă cititorilor şansa de a câştiga o platformă de dezvoltare FRDM-KL25Z ultra-lowcost activată pentru seria Kinetis L şi familiile MCU KL2x și KL1x bazate pe procesor ARM® Cortex™ -M0+. Această platformă permite dezvoltarea în scurt timp a unei varietăți de aplicații, cum ar fi aparate mici, accesorii, sisteme de jocuri, aparate portabile medicale, sisteme audio, contoare inteligente, automate de iluminat și control al puterii. Platforma de dezvoltare Freescale Freedom FRDM-KL25Z este acum inclusă în linia de hardware mbed suportată de comunitatea de dezvoltare online mbed. Odată cu adăugarea FRDM-KL25Z la linia de hardware mbed, clienţii FRDM-KL25Z pot utiliza acum gratuit mbed.org. Utilizatorii vor avea acces complet la mediile online mbed, care includ un kit de dezvoltare software (SDK), unelte puternice online, o comunitate activă de dezvoltatori şi o largă selecţie de programe reutilizabile. Compilatorul online mbed oferă o cale rapidă şi simplă de a începe şi experimenta lucrul cu FRDM-KL25Z fără a trebui să fie descărcate, instalate şi licenţiate anumite unelte. Forumurile utilizatorilor mbed.org oferă o comunitate interactivă de dezvoltatori profesionişti, ce lucrează cu unelte şi SDK mbed, punând în comun cunoştinţele şi ajutându-i pe proiectanţi să fie mai productivi.

Caracteristici FRDM-KL25Z • Microcontroler KL25Z128VLK4-Cortex-M0+ cu 128KB Flash, 16KB SRAM; • Operare până la 48MHz; • Controler USB full-speed; • Tri-color LED; • Vin 5-12V de la IO conector; • 5V furnizat la IO conector; • Zona touch “slider” capacitiv; • 3,3V furnizat sau de la IO conector; • Accelerometru Freescale MMA8451QR1; • Opțiuni flexibile de alimentare cu energie electrică; • Alimentare de la conectorul USB de pe placă; • Suport baterie tip monedă (opțional); • Interfață sofisticată USB de depanare OpenSDA. Pentru a avea şansa de a câştiga placa de dezvoltare FRDM-KL25Z, 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. Termen limită de înscriere la concurs: 24.05.2013.

Câştigătorul primei Câştigătorul va fi anunţat în revista din luna Iunie – Electronica Azi nr. 5 (175).

Electronica Azi Nr. 4 [ 174 ] www.electronica-azi.ro

plăci de dezvoltare FRDM-KL25Z

Radu Pietraru Bucureşti

11

Seria Kinetis K Expansiunea familiei K20: K21 și K22 Portofoliul Kinetis ARM®Cortex™ MCU de la Freescale Semiconductor este format din mai multe serii cu familii de microcontrolere, care sunt compatibile ca hardware și software cu ARM®Cortex™-M0+ și ARM®Cortex™-M4 MCU. Având performanțe excepționale de mică putere, scalabilitatea memoriei și funcții integrate, familiile variază, prin numărul și nivelele de complexitate ale caracteristicilor, de la entry-level ARM®Cortex™-M0+ Kinetis L la înalte performanțe și ample caracteristici ale ARM®Cortex™-M4 Kinetis K și includ o gamă largă de funcții analogice, de comunicație, HMI, conectivitate și caracteristici de securitate.

Toate microcontrolerele Kinetis sunt susținute de un hardware Freescale și parte cuprinzătoare de la terți parteneri pentru hardware și sistemul de activare a software-ului care reduce costurile de dezvoltare și de timp.

Freescale Semiconductor produce Seria Kinetis K de microcontrolere care conține mai mult de 200 de microcontrolere compatibile între ele, dar și cu altă serie (Kinetis L) bazată pe arhitectură ARM®Cortex™-M4 core pe 32 biți, având performanţe înalte de calcul, consum redus de energie

și o varietate de încapsulări pentru a fi integrate în orice aplicație. Microcontrolerele Kinetis K diferă între ele la gradul de complexitate, dar au caracteristici scalabile, posibilitatea de integrare în aplicații deja verificate, conectivitate prin interfețe de comunicație, interfețe HMI şi modalități de asigurare

a securității datelor. Caracteristicile răspund cerințelor actuale pentru aparate cu gabarit mic, portabile, consumatoare de energie extrem de puțină pentru a prelungi viața bateriilor și fiabilitate foarte mare. Freescale folosește experiența solidă, acumulată în decenii de proiectare și producție de dispozitive semiconductoare, pentru ca utilizatorii să reducă costurile proiectării și să mărească viteza de lansare pe piață a produselor noi, printr-un design eficient.

Seria Kinetis K cuprinde în prezent 7 familii de microcontrolere în continuă dezvoltare, care au caracteristici ce permit dezvoltarea rapidă de aplicații, sprijinind dezvoltarea de noi aparate și dispozitive de consum, de uz medical, în domeniile cu medii dure din autovehicule și controlul de procese industriale. Microcontrolerele conțin o varietate de convertoare multiple de semnale, efectuând conversii de mare precizie (16-biți) A/D și D/A, amplificatoare programabile (PGA) și arii de memorie nevolatile cu diverse capacități ce pot fi folosite ca memorii de lucru și de program. Aceste funcționalități foarte variate permit proiectanților să selecteze microcontrolerul din familia care corespunde aplicației. Seria de microcontrolere Kinetis K este însoțită de o platformă puternică și eficientă de dezvoltare de aplicații și testare de programe, numită Freescale Tower System ce conține module open source standardizate ca dimensiuni, conectoare și semnale, fabricate de Freescale și de terțe firme aflate în colaborare cu Freescale. Aceste module oferă

12

Electronica Azi ⏐ Mai 2013

LABORATOR

SISTEME EMBEDDED Microcontrolere

funcții de achiziție și conversie a semnalelor, de prelucrare, interfețe de afișare, de conectare a senzorilor, de comunicație și multe altele, fiind însoțite de documentații detaliate, note de aplicații și programe pentru dezvoltare de aplicații. Colecția de module de control pentru Freescale Tower System cuprinde module bazate pe microcontrolere Kinetis. Seria Kinetis este însoțită de pachete de programe performante: MQX RTOS – Sistem de Operare în Timp Real și CodeWarrior IDE (Integrated Development Environment - Mediu de Dezvoltare Integrat), Processor Expert - autogenerator de cod şi are un sprijin larg de la alte firme mari ca IAR Systems, Keil, Green Hills şi alţi parteneri ce contribuie la dezvoltarea colecției de module pentru Tower System.

Seria Kinetis K este parte a programului Freescale Energy Efficient Solutions care are ca țintă minimizarea consumului de energie prin combinarea arhitecturii platformelor și a tehnologiilor de circuit, a software-ului de sistem și de aplicații, pentru a se realiza produse cu performanțe înalte cu un consum energetic cât mai mic. În plus, se asigură prin programul Freescale Product Longevity ca produsele pentru segmentele auto și medical să fie disponibile minimum 15 ani, iar pentru toate celelalte segmente se va asigura o gamă largă de dispozitive disponibile pentru minimum 10 ani. Componentele noi care se adaugă familiei păstrează compatibilitatea semnalelor și a pinilor încapsulării pentru o integrare rapidă în proiecte existente și scurtarea timpului de lansare pe piață a noilor produse.

cu o suită bogată de periferice analogice, de comunicație, timing și control. Familia K10 are o mare densitate de memorie și include o unitate de calcul single precision floating point și un controler de memorie cu arhitectură NAND flash. Compatibilitatea la pini, modurile de lucru flexibile pentru consum redus (lowpower) și memoria inovatoare FlexMemory ajută la rezolvarea problemelor la implementarea într-un sistem.

K20 Familia de microcontrolere Kinetis K20 este compatibilă la pini, la periferice și software cu familia K10 MCU și include o interfață de comunicație de mare viteză (full and high speed) USB 2.0 On-The-Go având capabilitatea de detectare a unui dispozitiv de încărcare a unei baterii prin portul USB. Dispozitivele K20 MCU au memoria pornind de la 32 KB flash, într-o capsulă QFM 32-pini de mici dimensiuni (5mm × 5mm), ajungând la memoria de 1MB într-o capsulă MAPBGA 144-pini cu o suită largă de periferice analogice, de comunicație, timing și control. Familia K20 are o mare densitate de memorie și include o unitate de calcul single precision floating point și un controler de memorie cu arhitectură NAND flash.

Kinetis K20 Mid-Performance USB MCUs

Seria Kinetis K are următoarele familii MCU, ce diferă prin suita de funcții înglobate, capacitatea memoriei și încapsulare: • • • • • • •

K10 Baseline MCU K20 USB MCU K30 Segment LCD MCU K40 USB & Segment LCD MCU K50 Measurement MCU K60 Ethernet Crypto MCU K70 grafic LCD MCU

K30 Familia de microcontrolere Kinetis K30 are la bază structura familiei K10 MCU, având în plus un controler low-power, flexibil ca funcții pentru a comanda un display LCD cu până la 320 segmente. Dispozitivul pornește de la memoria 64 KB flash, în capsula LQFN 64-pini și ajunge până la memoria de 512 KB, în capsula MAPBGA 144-pini, având o mare densitate de memorie și incluzând o unitate de calcul single precision floating point și un controler de memorie cu arhitectură NAND flash.

K40 Familia de microcontrolere Kinetis K40 este compatibilă la pini, periferice și software cu familia K10 MCU la care se adaugă interfața de viteză (full-speed) USB 2.0 On-The-Go având capabilitatea de a detecta un dispozitiv cuplat pentru încărcarea unei baterii prin portul USB. Are în plus un controler low-power, flexibil ca funcții ce pot fi programate pentru a comanda un display LCD cu până la 320 segmente. Dispozitivul pornește de la memoria de 64 KB flash, în capsula LQFN 64-pini și se extinde până la memoria de 512 KB, în capsula MAPBGA 144-pini, cu o suită bogată de periferice analogice, timing și control.

K10 Familia de microcontrolere Kinetis K10 este punctul de intrare în portofoliul seriei Kinetis K. Dispozitivele pornesc de la memoria de 32KB flash, o capsulă QFM de 32-pini de mici dimensiuni, 5mm × 5mm, ajungând la memoria de 1MB într-o capsulă MAPBGA 144-pini, Electronica Azi Nr. 4 [ 174 ] www.electronica-azi.ro

K50 Familia de microcontrolere Kinetis K50 este compatibilă la pini, periferice și software cu alte microcontrolere din seria Kinetis K și oferă proiectanților un instrument puternic, numit Analog Measurement Engine,

ce constă în amplificatoare operaționale și transimpedanță, convertoare Analog/Digitale (ADC) de înaltă rezoluție și module Digital/Analogice (DAC).

Familia K50 are caracteristicile protocolului IEEE®1588 Ethernet, dezvoltat pentru a sincroniza rapid ceasurile din rețea (care au precizii diferite), cu rezoluție și stabilitate la nivel de microsecundă. Protocolul IEEE 1588 a fost proiectat pentru implementare low-cost și întreținere simplă în rețelele Ethernet, iar Freescale a început să echipeze procesoarele cu hardware timestamp începând din anul 2007. Familia Kinetis K50 MCU are criptare hardware (hardware encryption), interfață de viteză (full-speed) USB 2.0 On-The-Go ce poate detecta un dispozitiv de încărcare a unei baterii prin USB, având în plus un controler low-power, flexibil ca funcții pentru a comanda un display LCD cu până la 320 segmente. Dispozitivul K50 MCU pornește de la memoria de 128 KB flash, în capsula LQFN 64-pini, și se extinde până la memoria de 512 KB, în capsula MAPBGA 144-pini.

K60 Familia Kinetis K60 include protocolul IEEE®1588 Ethernet și hardware encryption, capabilitatea de detectare a intervenției neautorizate în memorie (tamper detect), interfața de viteză (full-and high-speed) USB 2.0 On-The-Go ce poate detecta un dispozitiv de încărcare de baterie prin port USB, având în plus un controler low-power cu funcții flexibile pentru a comanda un display LCD cu până la 320 segmente.

Dispozitivul pornește de la memoria de 256 KB flash, în capsula LQFN 100-pini, și se extinde până la memoria de 512 KB, în capsula MAPBGA 256-pini, cu o suită bogată de periferice analogice, timing și control.

Familia Kinetis K60 are o mare densitate de memorie și include o unitate de calcul single precision floating point, un controler NAND flash și un controler DRAM.

K70 Familia de microcontrolere Kinetis K70 include memoria 512KB -1MB flash, o unitate de calcul single precision floating point, controler pentru LCD grafic, interfața de viteză (full-and high-speed) USB 2.0 OnThe-Go ce are capabilitatea de a detecta un dispozitiv de încărcare a bateriei prin USB, protocol IEEE®1588 Ethernet și hardware encryption, capabilitatea de tamper detect, controler NAND flash. Dispozitivele K70 MCU în capsula MAPBGA 256-pini includ un DRAM controler pentru expansiunea sistemului.

Familia Kinetis K70 este disponibilă în capsule MAPBGA 196-pini și 256-pini.

Sub-familia K21 Sub-familia K21 cuprinde microcontrolerele MK21DX128VMC5, MK21DX256VMC5 şi MK21DN512VMC5.

Noile microcontrolere pe baza nucleului Cortex ™-M4 extind portofoliul cel mai scalabil de dispozitive lowpower păstrând în același timp compatibilitate completă pentru software, hardware și instrumente de dezvoltare. Aceste MCU-uri sunt optimizate în continuare pentru aplicații sensibile la cost, care necesită consum redus de energie și de procesare eficientă și, opțional, cu detectare de intervenție neautorizată (tamper detect) și caracteristici de securitate. Acestea oferă, de asemenea, memorie încorporată de la 192 KB la 512 KB flash și opțional 64 KB FlexNVM, în capsule de dimensiuni reduse, cu număr mic de pini, LQFP 48-pini și MAPBGA 81-pini.

13

LABORATOR

SISTEME EMBEDDED Microcontrolere Caracteristici Low-Power • 11 moduri de low-power, controlând puterea și ceasul pentru activitate periferică optimă și timpi de revenire, trezire de la modul Stop în 4 μs.

• Memorie plină și funcționarea părții analogice până la 1,71volți pentru a extinde viața bateriei.

• Unitate de trezire cu curenți foarte mici (low-leakage), cu până la opt module interne și 16 pini ca sursă de trezire, în modurile low-leakage stop (LLS) / very lowleakage stop (VLLS).

• Timer cu consum redus de energie pentru funcționarea continuă a sistemului cu consum redus de energie.

Kinetis K21 50MHz MCUs

Flash, SRAM și FlexMemory • 128 KB - 512 KB flash, acces rapid, fiabilitate ridicată cu protecție de securitate nivel 4.

• Până la 64 KB FlexRAM. • FlexMemory, până la 4 KB segmentabilă de utilizator ca EEPROM write/erase pentru tabele de date / date de Sistem; EEPROM cu peste 10Mcicluri și flash cu timp de scriere 100 μsec (căderi de tensiune, fără pierderi de date sau de alterare).

• Fără intervenția utilizatorului sau a sistemului pentru a finaliza programarea și funcțiile de ștergere și de funcționare la capacitate maximă până la 1,71 volți.

• În plus, FlexNVM de la 64 KB pentru cod de program suplimentar, date sau EEPROM de backup.

Performanţă • Nucleu 50MHz ARM®Cortex™-M4 cu set de instrucțiuni DSP, un singur ciclu de MAC și extensii pentru date mai multe cu o singură instrucțiune (SIMD).

• Până la 16 canale DMA pentru periferice și service de memorie cu reducere de încărcare procesor și sistem mai rapid prin punere la 0 MHz a nucleului.

• Comutator de tip cross bar ce permite acces concurent la bus multi-master, crescând lățimea de bandă.

Timing și control • Până la două FlexTimers, cu un total de 10 de canale, inserare de timp mort hardware și decodare cuadratură pentru controlul motorului.

• Timer modulator de undă purtătoare pentru generarea de undă în infraroșu în aplicații de control de la distanță.

• 4 canale 32-biți timer de întrerupere periodică ce oferă baza de timp pentru RTOS Task Scheduler sau sursă de declanșare pentru conversie ADC și bloc de întârziere programabil.

Conectivitate și Comunicaţii • Până la trei UART-uri, un UART sprijină RS232 cu controlul fluxului, RS485, ISO7816 și IrDA, iar celelalte două UART-uri sprijină RS232 cu controlul fluxului și RS485.

• Interfața serială inter-IC Sound (I²S) pentru interfațarea la sistem audio.

• 1 × DSPI și 1 × I²C.

14

Fiabilitate, siguranță și securitate • Coprocesor pentru Criptare Hardware asigură transferul de date sigure și de stocare, executate mai repede decât implementări de software și cu minim de încărcare CPU. Suportă o varietate de algoritmi DES, 3DES, AES, MD5, SHA-1, SHA-256.

• Sistemul de securitate și detectare de intervenție neautorizată cu ceas de timp real sigur, cu alimentare de la baterie independentă. Cheie de securitate cu detectare de sabotaj intern/extern pentru Flash nesigur, variații de temperatură, ceas și variații de alimentare cu tensiune și de detectare a atacurilor fizice.

• Algoritmul de control ciclic al redundanței validează conținutul memoriei și comunicațiile de date, crescând fiabilitatea sistemului.

• Gardări COP cu ceas independent, împotriva devierii ceasului sau ieșire din executarea codului program pentru aplicații cu securitate, cum ar fi standard de siguranță IEC 60730 pentru aparatele de uz casnic.

• Ceas de gardă (watchdog) extern cu pini de ieșire pentru a asigura componentele externe în cazul în care are loc un eveniment.

Sub-familia K22 Sub-familia K21 cuprinde microcontrolerele MK22DX128VMC5, MK22DX256VMC5 şi MK22DN512VMC5.

Kinetis K22 50MHz MCUs

Modulul TWR-K21D50M funcționează ca un instrument de depanare independent și poate fi de asemenea combinat și utilizat ca parte a platformei modulare de dezvoltare a Tower System.

TWR-K21D50M este o placă de dezvoltare pentru microcontrolere K11, K12, K21 și K22, care sunt ideale pentru aplicații de securitate optimizate, sensibile la cost. Acesta este conceput pentru a permite crearea rapidă de prototipuri și de dezvoltare pentru aplicații care necesită densități medii integrate de memorie, de securitate, detectarea intervenției de sabotaj și unitatea de cripto și de comunicare prin intermediul USB. Conține un potențiometru, 4 LED-uri, butoane și suport de baterie. Este echipat cu K21DN512 în capsula 81 MAPBGA.

Freedom Development Platform FRDM-K20D50M Aceasta este cea mai nouă platformă Freescale Semiconductor de evaluare și dezvoltare aplicații cu familia Kinetis K20 MCU, disponibilă la nivel global.

Platforma de dezvoltare FRDM-K20D50M este formfactor compatibilă cu Arduino R3.

Interfețele de pe placă includ un LED RGB, accelerometru digital 3-axe, Slider Touch capacitiv și senzor de lumină ambientală. FRDM-K20D50M dispune de adaptor serial și depanare încorporat Freescale cunoscut sub numele de OpenSDA, care

oferă mai multe opțiuni pentru comunicații seriale, de programare flash și depanare run-control. Kit-ul include Kinetis MK20DX128VLHS MCU construit pe procesor ARM®Cortex™-M4. Microcontrolerul are putere de procesare de 1.25DMIPS/MHz și o gamă de memorie din seria K20, de la 32 KB la 1 MB pentru aplicații de înaltă performanță.

Notă.

Seriile actuale de microcontrolere Kinetis bazate ARM®Cortex sunt: Kinetis K: K10, K20, K30, K40, K50, K60, K70 bazate pe nucleul ARM®Cortex™-M4, oferă înaltă performanță pe 32 de biți, pentru aplicații lowpower în orice domeniu.

Kinetis L: KL0, KL02, KL1, KL2 - combină excepționala eficiență energetică și ușurința de utilizare a noului procesor ARM®Cortex™-M0+ cu performanțe, seturi de periferice, activarea și scalabilitatea portofoliului de microcontrolere Kinetis 32-biți. Seria Kinetis L permite ca limitările de proiectare ale microcontrolerelor pe 8 și 16 biți să fie depășite, prin combinarea unui excelent consum de curenți în stările dinamice și de oprire, cu performanța de procesare superioară, o selecție largă de densitate de memorie flash on-chip și interfețe analogice extinse, conectivitate și opțiuni de periferice HMI. Seria Kinetis L are MCU-uri ce sunt, de asemenea, hardware și software compatibile cu ARM®Cortex™-M4, ce sunt baza seriei Kinetis K, oferind o cale de migrare scalabilă la mai multă performanță, memorie și facilitate de integrare.

Kinetis M: KM3x – este un microcontroler pentru măsurare, fiind bazat pe succesul dispozitivelor MCU Kinetis bazate pe nuclee ARM®Cortex™-M0+. Seria Kinetis KM sprijină soluții low-cost, foarte integrate pentru contoare de energie electrică cu o fază sau două faze, cu mare precizie analogică front-end, folosind conversia ADC de mare precizie, de tip sigma-delta.

Kinetis W: KW01, KW02 - extinde linia de succes Kinetis MCU bazată pe ARM®Cortex™. Seria Kinetis W integrează transceivere RF de înaltă clasă sub-1GHz și 2,4GHz cu nucleu Cortex™, oferind seturi de caracteristici robuste pentru soluții wireless fiabile, sigure și low-power, încorporate. Seria Kinetis W este optimizată pentru wireless, oferind combinația potrivită de performanță, integrare, conectivitate și securitate.

Seria Kinetis X: bazată pe ARM®Cortex™-M4 aflată în curs de pregătire, va fi disponibilă în anul 2013. n Documentaţii Freescale despre seria Kinetis K: K21P121M50SF4RM, K22P121M50SF4RM, KNTSK20FMLYFS, TWRK21D50MUM, FRDM-K20D50MUM, AN4665.

Freescale Semiconductor România S.R.L. București Tel: 021 3052 400 officero@freescale.com www.freescale.ro

Electronica Azi ⏐ Mai 2013

LABORATOR

SISTEME EMBEDDED Sisteme de monitorizare

Anticipare: Soluţionarea defectelor înainte să apară

de Günther Dumsky Global Product Line Manager Rackmount IPC, PICMG 1.x, BoxPCs

Funcţiile de monitorizare integrate cresc disponibilitatea PC-urilor industriale.

Monitorizarea stării PC-urilor industriale înseamnă că, utilizând măsuri proactive, OEM-urile şi utilizatorii industriali pot creşte disponibilitatea maşinilor şi echipamentelor lor, pentru a păstra la minim timpul de oprire. Necesarul de bază pentru monitorizare reprezintă o cunoaştere profundă a accesării senzorilor perifericelor şi hardware-ului individual. OEM-urile pot economisi timp şi bani dacă optează pentru servere industriale care au deja integrate funcţii de monitorizare şi semnalizare gata de aplicare. În prezent, se scrie mult despre “Industry 4.0”, proiectul de viitor cu care guvernul federal împinge înainte limitele, ca o parte integrantă a planului său de acțiune pentru Strategia germană high-tech.

Conform Industry 4.0, economia este pe punctul celei de a patra revoluții industriale, în care așa-numitele CPS (Cyber-Physical-Systems) să aibă un rol tot mai important.

Aceasta se referă la toate sistemele integrate în procesele industriale, în care scopul este de a le avea legate în rețea, atât la nivel local, cât și la nivel de fabrică, în aşa numitul Internet al lucrurilor. Această rețea ar da apoi acces la toate datele relevante necesare pentru dezvoltarea de funcții inteligente de monitorizare și procese decizionale autonome.

Aceasta ar permite controlul, monitorizarea și optimizarea rețelelor în timp real. Pe lângă creşterea producţiei datorită unor operaţii mai eficiente, defectele pot fi prezise şi operaţiile de întreţinere anticipate pentru a evita opririle costisitoare, prin monitorizarea continuă a parametrilor vitali cheie.

Similar cu serverele tradiţionale IT, în termeni de bani consecinţele căderii unui PC industrial pot fi extrem de drastice. În vreme ce serverele IT rulează totuşi în camere cu aer condiţionat şi sunt monitorizate de

16

administratori IT, PC-urile industriale trebuie să opereze cel mai adesea în medii dure. Monitorizarea centralizată - şi la zi - de către specialişti IT este rară.

Astfel, defectările neaşteptate cu toate consecinţele lor neplăcute sunt inevitabile, deoarece chiar şi cele mai bune echipamente hardware se pot defecta. De exemplu, dacă temperatura ambientală depăşeşte domeniul permis, ventilatorul devine murdar în acest mediu dur industrial sau un hard disk nu mai poate rezista la vibraţii.

Monitorizarea continuă a parametrilor de operare vitali, precum temperatura procesorului, viteza de rotaţie a ventilatorului, starea tensiunilor din sistem şi a hard disk-ului înseamnă că posibile defecte pot fi detectate în stadii incipiente – chiar şi în mediul industrial – şi pot fi puse anticipat în acţiune măsuri potrivite. Defectările hard disk-urilor, ce în mod predominant au cauze mecanice, se fac uzual cunoscute în avans prin, de exemplu, deteriorarea lentă a parametrilor vitali. Această deteriorare include un număr

Defectările neaşteptate pot cauza opriri incalculabile, ceea ce înseamnă costuri ridicate.

Electronica Azi ⏐ Mai 2013

sisteme de monitorizare crescut de erori de scriere/citire sau sectoare defecte, ce pot fi citite de pe dispozitiv cu ajutorul unui S.M.A.R.T. (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) standardizat. Chiar şi defectări iminente ale ventilatoarelor de răcire pentru sistem şi procesor se anunţă în avans prin schimbarea vitezelor de ventilator şi temperaturi de procesor mai ridicate.

Monitorizarea acestor parametri face posibilă prezicerea apariţiei defectelor, iar componentele pot fi achiziţionate conform acestor predicţii – iar schimbarea lor se poate face în cadrul unor operaţii de întreţinere de rutină, astfel că pot fi evitate opririle de producţie costisitoare. Costurile de întreţinere pot fi reduse cu uşurinţă cu un factor de la 10 la 100, datorat operaţiilor de întreţinere realizate în avans.

Vorbind despre abordarea anticipativă, care include monitorizarea continuă a tuturor parametrilor vitali, aceasta va salva timp, bani, dar şi o mulţime de nervi.

Dacă OEM-urile sunt în poziţia de a oferi soluţii de întreţinere ca acestea, apoi această cooperare apropiată cu clientul conduce la o îmbunătăţire semnificativă a relaţiilor post-vânzare.

Management de la distanţă pentru aplicaţii industriale O soluţie care se potriveşte acestor cerinţe din partea OEM-urilor este disponibilă de la Kontron.

PCCM (PC Condition Monitoring) este o soluţie software care are grijă de monitorizarea permanentă a serverelor industriale. PCCM este disponibilă pentru familia de servere KISS de la Kontron, dar poate echipa şi alte familii de produse.

Sistemul de monitorizare permanentă a condiţiilor a fost proiectat pentru o utilizare uşoară şi o aplicare ieftină. El accesează direct parametrii corespunzători de pe componentele serverului. Tehnicienii de întreţinere şi administratorii pot primi alerte cu privire la parametrii monitorizaţi individual parametrizabile după cum doresc, de exemplu prin SMS, e-mail, SNMP, Windows News Service sau la faţa locului ca semnale acustice sau optice. Dacă se cere, datele pot fi stocate într-o arhivă ce poate fi vizualizată atât local cât şi de la distanţă, după cum accesul de la distanţă la sistem este posibil. Un serviciu web SOAP este de asemenea implementat pentru a permite conectarea

Monitorizarea permanentă permite o întreţinere programată, ce reduce timpul de întreţinere şi poate reduce costurile cu un factor de la 10 la 100.

Soluţiile potrivite sunt la ora actuală insuficiente Soluţiile care au fost disponibile până la ora actuală pe piaţă pentru monitorizarea permanentă a serverelor industriale sunt adesea legate de senzori cu blocuri constructive hardware dedicate, ce reprezintă un factor de cost suplimentar. Nu fiecare OEM este pregătit să plătească un cost suplimentar, iar beneficiarul final nici atât.

Pe de altă parte, există un număr ridicat de soluţii profesionale software de management de la distanţă pentru servere IT, dar care nu sunt croite pentru piaţa serverelor industriale şi care sunt adesea supradimensionate. Până acum, căutarea unor soluţii convenabile se termina mai mult sau mai puţin la unelte software, care necesitau cunoaşterea profundă a hardware-ului şi a tuturor componentelor hardware monitorizate, precum şi a tuturor senzorilor şi accesului la datele senzoriale. OEM-urile şi utilizatorii finali doresc unelte simple, care să prezinte informaţia cât mai simplu şi convenabil posibil. Ei vor acest lucru, dacă este posibil, pe toate canalele de comunicaţie, ce pot fi uşor integrate în infrastructura existentă şi procesul de lucru. Ceea ce este necesar sunt metode de notificare configurabile individual, precum e-mailuri sau SMS-uri direct la tehnicianul de întreţinere.

Particular în cerinţele de la OEM-uri sunt protocoalele de reţea precum SNMP sau interfeţele de service web SOAP (Simple Object Access Protocol).

Acestea permit ca parametrii vitali să fie transferaţi unui server central de monitorizare, care poate desfăşura monitorizarea unor sisteme multiple. De aceea, este cerut un sistem de monitorizare simplu, economic şi eficient, ce oferă beneficii semnificative cu un minim de efort.

Electronica Azi Nr. 4 [ 174 ] www.electronica-azi.ro

unor sisteme de întreţinere specifice clienţilor.

Suplimentar prin interfaţă paralelă, se pot trimite semnale de semnalizare.

Implementare sigură Prin contrast faţă de o gamă largă de unelte de monitorizare, care sunt bazate pe standardul industrial ACPI (Advanced Configuration and Power Interface), PCCM accesează datele de la senzori şi hardware direct prin API-ul său propriu. Aceasta însemnă că PCCM lucrează sigur fără orice influenţă de la software sau driver. Clienţii OEM, sau chiar OEM-urile, beneficiază de o creştere semnificativă în termeni de convenabilitate a întreţinerii fără a trebui să posede cunoştinţe profunde despre hardware şi fără a depune eforturi suplimentare. Parametrii măsurabili includ tensiuni de sistem, temperatura procesorului, cipset-ului sau hard disk-ului, precum şi vitezele de rotaţie ale ventilatoarelor de procesor, carcasă sau sursă de tensiune. Starea hard disk-ului este citită prin interfaţa S.M.A.R.T. Alternativ, este posibilă monitorizarea întregului subsistem RAID. Cu PCCM pot fi măsurate şi tensiunile de alimentare şi disponibilitatea unor surse de tensiune redundante.

Ce vede utilizatorul Pe lângă alertele prin SMS sau e-mail, datele de stare pot fi afişate într-un browser web standard la locul de muncă al tehnicianului sistemului. Diagnoza este un proces intuitiv cu un sistem de lumini gen semafor: verde – galben – roşu. Pot fi stabiliţi de asemenea prin interfaţa web parametrii de praguri de declanşare şi reset, precum şi întârzierile pentru condiţii de zgomot sau vârfuri. Sunt stocate statisticile necesare pentru diagnoză pe termen lung sau pe întreaga durată de

viaţă a produsului. Pot fi stocate valori minime, maxime sau medii pentru orice perioadă de timp.

Diferite intervale de timp în interiorul sau în afara domeniului de operare normal pot ajuta la reducerea varietăţii de date, fără a pierde din precizie. Pentru o analiză externă, datele pot fi exportate în format CSV, putând fi importate în diferite baze de date.

Mulţumită PCCM, a doua generaţie de servere industriale silenţioase Kontron KISS nu numai că permit monitorizarea continuă a parametrilor cheie, dar reduc efortul de întreţinere în cazul unei urgenţe: Ventilatoarele de carcasă pot fi schimbate în timpul funcţionării sistemului, fără a fi necesare opriri.

Prin propriul său API, PCCM-ul de la Kontron accesează direct datele senzoriale date de componentele hardware.

Mulţumită sistemului său gen semafor cu verde-galben-roşu diagnoza stării sistemului este complet intuitivă.

Extindere flexibilă Datorită structurii modulare a aplicaţiei, separate de parametrii de stare, care sunt furnizaţi prin diferite componente hardware integrate, pot fi abordate măsurări de date specifice distribuitorului. Ca exemplu, pot fi determinate şocuri externe şi senzori de umiditate sau alte periferice. Şi chiar şi atunci când se stabilesc valorile de prag pentru alerte, clienţii nu sunt lăsaţi descoperiţi. Kontron nu numai că se foloseşte, dar şi împărtăşeşte din vasta sa experienţă în domeniu, putând, dacă este necesar, să aibă grijă de configuraţie înainte ca produsul să fie livrat. n www.kontron.com

17

ANALIZĂ

SISTEME EMBEDDED COM Express™

Vizualizare rapidă a imaginilor folosind OpenCL MSC C6C-A7 Cerinţele complexe din procesarea imagisticii medicale sunt din ce în ce mai des realizate de module standardizate de procesare care suportă Open Computing Language (OpenCL). OpenCL oferă capacitatea accelerării calculelor din algoritmii intensivi, complet independent de echipamentul hardware existent. Familia de module MSC C6C-A7 COM Express de înaltă performanţă de la MSC Vertriebs GmbH, bazată pe AMD Embedded R-Series Accelerated Processing Units (APUs) cu procesoare quad-core sau dual-core, este ideală pentru aceste aplicaţii.

Volumul mediu al datelor necesare la captarea imaginii de înaltă definiție și aplicații de procesare în sectorul de îngrijire a sănătății este în continuă creștere. Mai mult, algoritmii folosiți devin tot mai complecşi și necesită calcul intensiv.

De obicei soluții, cum ar fi soluţiile hardware de înaltă performanţă - ca procesoarele multi-core, unități de procesare accelerată (APU-uri), unităţi de procesare grafică (GPU-uri) sau Field Programmable Gate Arrays (FPGA-uri) - sunt folosite în scopul de a face faţă acestei necesităţi crescute de calcul. Aceste dispozitive oferă o performanță de calcul foarte mare, dar au nevoie de extensii de cod hardware specifice sau dependente de producător. Astăzi, soluția este Open Computing Language (OpenCL 1.0 a fost lansat la sfârșitul anului 2008). OpenCL permite programarea uniformă pentru diferite arhitecturi hardware de înaltă performanță.

OpenCL este un standard de programare deschis și royalty-free de uz general pentru sisteme de calcul eterogene. Standardul OpenCL a fost dezvoltat de către specialiști software de la concerne industriale de vârf, care au depus apoi un proiect către grupul Khronos pentru standardizare.

Khronos Group (www.khronos.org/about/), înființat în ianuarie 2000, este un consorţiu non-profit şi membru fondator axat pe crearea de standarde deschise royalty -free pentru calcul paralel, grafică și mass-media dinamic pentru o gamă largă de platforme şi dispozitive.

AMD, Intel, NVIDIA, SGI, Google și Oracle sunt doar câţiva din cei peste 100 de membri. Astăzi, OpenCL este menținut și dezvoltat în continuare de Khronos (www.khronos.org/opencl/). Specificaţiile OpenCL

18

sunt acum disponibile în versiunile 1.1 și 1.2.

Scopul OpenCL este de a oferi o interfață de programare standardizată pentru programe eficiente și portabile. Utilizatorii pot obține, astfel, ceea ce au cerut cu mult timp în urmă: o soluție de furnizor independent, non-proprietate pentru accelerarea aplicațiilor lor pe baza CPU multi-core, APU și nuclee GPU selectate.

Specificaţiile OpenCL cuprind atât specificaţiile limbajului cât şi Application Programming Interfaces (APIs) pentru nivelul platformei și de execuție.

Specificaţiile limbajului descriu sintaxa și interfața de programare pentru compunerea de nuclee de calcul, care pot fi executate pe CPU sau GPU multi-core.

Un nucleu de calcul este unitatea de bază de cod executabil. Limbajul folosit este bazat pe un subset de ISO C99, care este un limbaj de programare popular printre dezvoltatori.

Platforma modelului OpenCL constă dintr-o gazdă, care stabilește conexiunea la unul sau mai multe dispozitive OpenCL. Gazda și dispozitivul sunt logic separate unul de altul, ceea ce asigură portabilitate.

Accesul la rutine este obținut prin platforma nivel API, care interoghează numărul și tipurile de dispozitive existente în sistem. Dezvoltatorul poate selecta și inițializa dispozitivele de calcul dorite, în scopul de a executa sarcinile. Contextul de calcul precum și ordinea de depunere a sarcinilor de lucru împreuna cu cererile de transfer de date sunt create la acest nivel.

Runtime API oferă posibilitatea să alcătuiască cozi de aşteptare a nucleelor pentru execuţie. De asemenea, este responsabil pentru gestionarea resurselor de calcul și de memorie din sistem OpenCL.

Modelul de execuție descrie tipurile de nuclee de calcul. Deoarece OpenCL este proiectat pentru procesoare multi-core și GPU, nucleele de calcul pot fi create fie ca data-parallel, care se potrivesc bine cu arhitectura GPU-urilor, sau de task-parallel, care se potrivesc mai bine cu arhitectura de CPU-uri. Când un nucleu este adus spre execuţie pe un dispozitiv OpenCL de programul gazdă, este definit un spațiu index. În acest spaţiu index se regăseşte fiecare instanţă în execuţie a nucleului. Fiecare element din domeniul de execuție este element în lucru, prin care OpenCL permite să se grupeze elementele în lucru, pentru a forma grupuri de lucru în scopuri de sincronizare şi comunicare.

OpenCL defineşte un model de memorie multinivel compus din patru spații de memorie: “memoria privată" (vizibil numai pentru unități individuale de calcul ale dispozitivului), “memoria locală", “memoria constantă" și “memoria globală". Memoria globală poate fi utilizată de către toate unitățile de calcul din dispozitiv. În funcție de memoria reală din subsistem, pot fi îmbinate diferite spații de memorie. Procesorul gazdă este responsabil pentru alocarea și inițializarea obiectelor de memorie care populează acest spațiu de memorie. Modelul de memorie se bazează și pe separarea gazdei și a dispozitivului.

Mulţumită independenței hardware și portabilităţii ușoare a OpenCL, companiile pot reutiliza investiția lor semnificativă în codul sursă, reducând astfel substanţial timpul de dezvoltare pentru sisteme de procesare a imaginilor complexe din ziua de azi.

Optimizarea în continuare a ciclului de proiectare este posibilă prin utilizarea de blocuri standard de Electronica Azi ⏐ Mai 2013

procesarea imaginii

construcție PC, cum ar fi un modulele procesor de înaltă performanță. Un astfel de calculator pe un modul (COM), poate fi ușor de montat pe o placă de bază prin intermediul unui conector standard, prin care placa de bază implementează funcţiile specifice aplicațiilor. Computer-on-Module sunt disponibile într-o gamă de versiuni diferite, oferind o putere scalabilă a procesorului și o mulţime de interfețe. Această tehnologie bazată pe modul oferă astfel o cale de upgrade simplu pentru performanțe superioare. Deoarece modulele oferite îndeplinesc toate specificațiile standard definite în ceea ce privește factorul de formă și de conectivitate, acestea sunt ușor interschimbabile cu produse de la diferiţi furnizori.

Familia de module de înaltă performanţă de la MSC Vertriebs GmbH, MSC C6C-A7, suportă de asemenea OpenCL și este ideală pentru sarcini dificile de procesare a imaginii. Această platformă high-end este implementată folosindu-se factorul de formă COM Express™. Cu noul tip de 6 pini-out, există două îmbunătățiri semnificative în comparație cu predecesorul de tip 2 pini-out: Tip 6 pini-out poate suporta până la trei interfețe independente Digital Display (DDiS) și adaugă, de asemenea, suport pentru USB 3.0.

Platforma integrată cu factor de formă compact (95 × 95mm) - MSC C6C-A7 se bazează pe AMD Embedded R-Series cu procesare accelerată (APU) și are o grafică foarte puternică și o performanță de calcul excelentă în paralel cu disipare redusă de energie.

Modulul MSC C6C-A7 integrează AMD R-460L 2.0 GHz (2.8GHz Turbo) sau AMD R-452L 1.6GHz (2.4GHz Turbo) procesoare quad-core. Nivelul TDP este de 25W și respectiv, de 19 W. Cele două versiuni dual-core de modul pot fi populate cu AMD R-260h 2.1GHz (2.6GHz Turbo) sau AMD R-252F 1.7GHz (2.3GHz Turbo) - fiecare oferind 17W TDP. Toate procesoarele suportă tehnologia AMD64 și tehnologia de virtualizare AMD-V™.

AMD Fusion controler Hub (FCH) A75 chipset este folosit în combinație cu toate versiunile CPU. Memoria principală poate fi extinsă până la 16GB DDR3-1600 dual-channel SDRAM prin două cuple SODIMM. Motorul grafic Radeon HD7000G-Series integrat în AMD R-Series APU, cu capacitățile sale grafice excelente, oferă suport pentru OpenCL 1.1, OpenGL 4.2 și DirectX 11. Modulele suportă până la patru monitoare independente pentru aplicaţii de imagistică. Este de asemenea inclus suport pentru HDMI, decodare MPEG-2, H.264 și VCE (motor de compresie video).

Familia de module COM Express MSC C6C-A7 oferă şase canale PCI Express™ × 1 și o interfaţă grafică PCI Express (PEG) × 8. În plus, toate modulele sunt dotate cu patru USB 3.0 şi patru porturi USB 2.0, LPC, Gbit Ethernet, HD audio și patru interfețe SATA de la până la 300MB/s. Cu DisplayPort 1.2 și interfețe HDMI (3× interfață de afișare digitală) suportă rezoluții de până la 4096 × 2160 (DP) și 1920 × 1200 (HDMI), împreună cu LCD și interfețe VGA, modulele MSC C6C-A7 oferă suport complet.

Această platformă de înaltă performanță poate rula sistemul de operare Microsoft Windows 7® Embedded Standard, precum și Linux. BIOS-ul AMI include suport UEFI. În plus față de Computer-on-Module, MSC oferă Starter Kit-uri și plăci carrier potrivite, precum și soluții de răcire și module de memorie.

Datorită puterii de calcul și capacității grafice, platforma este potrivită în special pentru aplicații unde este necesară grafică 3D, video de înaltă definiție sau controlul ecranelor de mari dimensiuni. De obicei astfel de cereri pot fi găsite în domeniul tehnologiei medicale, infotainment, digital signage și jocuri de noroc.

Ing. Marian Enache - Inginer aplicaţii mena@msc-ge.com MSC-Mibatron s.r.l.

O firmă a grupului MSC Vertriebs GmbH Tel.: 021 2302530 Electronica Azi Nr. 4 [ 174 ] www.electronica-azi.ro

19

ANALIZĂ

MODULE RMN

Imagistica prin rezonanță magnetică prezintă mai detaliat imagini datorită senzorilor de curent de înaltă performanță de Claude Gudel, Senior Research & Development Engineer, LEM

Imagistica prin rezonanță magnetică a devenit un instrument indispensabil în spitalele moderne, oferind medicilor rapid și precis informații cu privire la ceea ce se întâmplă în interiorul corpului pacienților lor. Victimele accidentelor sunt rapid evaluate pentru leziuni ale organelor interne, iar prezența și evoluția unei boli este monitorizată, fără a fi nevoie de investigare chirurgicală.

Mecanismul de detectare implicat depinde de câmpuri magnetice, iar pacienții nu trebuie să fie expuși la raze X pentru a determina ceea ce se întâmplă adânc în interiorul corpului.

După cum este bine cunoscut, imagistica prin rezonanță magnetică – MRI cunoscută și sub numele de rezonanță magnetică nucleară - RMN este deosebit de bine potrivită pentru a obține imaginea structurilor țesuturilor moi din corpul uman.

de nivel mic. Procesând semnalele se fac hărți cu energia conținută în respectivul semnal pentru fiecare element de volum scanat (un “voxel”, analog cu un pixel 2-D). Semnalul detectat este nota rezonantă de la protonii cuprinși în nuclee de atomi de hidrogen

Figura 1: Nucleele atomice au un moment magnetic, reprezentat ca un vector cantitativ, cu direcția sa de-a lungul axei de rotație.

Este posibil să facă acest lucru, deoarece RMN-ul arată de fapt hărți cu distribuția moleculelor de apă. Fiecare parte diferită a oricărui organ va avea o densitate caracteristică de apă conținută în ea - este bine cunoscut faptul că o mare parte din compoziția chimică a fiecărei ființe umane este apa - și prin construirea unei imagini de diferite densități de apă, se va asambla, de asemenea, o imagine a organelor care conțin apă.

Apa nu este, convențional, considerată ca un material “magnetic”, iar parametrii care sunt măsurați prin RMN depind de un efect subtil la nivel atomic și molecular; un semnal slab care este revelat numai sub un puternic stimul, dar extrem de precis. La prima concepție, scanerele RMN au conținut de obicei, în cadrul sistemelor lor de control, senzori de curent care au exploatat efectul Hall. Acest lucru, în timp, a devenit o limitare cu privire la precizia și calitatea rezultatelor. Acum, o nouă generație de senzori a contribuit la îmbunătățirea foarte mare a detaliului disponibil în imagini RMN. Fundamentele RMN Toroidul mare care înconjoară pacientul într-un scanner RMN adăpostește mecanismele de excitație și de detectare. Acesta conține bobine pentru a genera câmpuri magnetice și electromagnetice - conduse de amplificatoare puternice şi precise - și senzori organizați pentru a colecta un semnal specific

20

din moleculele de apă al organismului. Nucleele atomice acționează ca dipoli magnetici sau magneți atunci când sunt excitați de un câmp magnetic (Figura 1). Nucleele de atomi au o mișcare de rotație caracterizată de așa-zisul spin (sau momentul magnetic) care se reprezintă în mod convențional printrun vector de-a lungul axei de rotație.

Sub influența unui câmp magnetic static constant și omogen (denumit în continuare Ho) dipolul se aliniază cu Ho, în două direcții: paralel și anti-paralel cu câmpul. Momentul magnetic nuclear este mic și necesită un câmp intens aplicat pentru a realiza alinierea; inducția magnetică Bo aferentă este de obicei între 0.2 și 3 Tesla (Figura 2). Scanerele RMN utilizează bobine supraconductoare pentru a permite conducția de curenți electrici foarte mari necesari pentru a genera câmpuri la această intensitate pe o suprafață suficient de mare, ca să dea imaginea unui corp uman. Nucleele nu se aliniază pur și simplu exact de-a lungul axei câmpului aplicat.

Axa de rotație a dipolului are palierele sau rotațiile în jurul axei câmpului aplicat de-a lungul unui con la viteza unghiulară ωo: astfel că aceasta are o frecvență caracteristică, frecvența Larmour. Nu este o simplă relație între frecvența Larmour și intensitatea câmpului static: ωo = γBo De exemplu, un câmp cu inducția magnetică Bo= 1Tesla dă o frecvență fo = 42,5MHz. (Figura 3)

Generarea unui semnal detectabil depinde de obținerea unui efect rezonant, într-o stare de energie ridicată, iar aceasta se realizează prin aplicarea în continuare a unui câmp extern de înaltă frecvență (H1) cu exact frecvența Larmour (figura 4).

Figura 2: Cu un câmp magnetic DC având intensitatea Ho între 0,2 și 3 [T], axele de rotație sunt aliniate cu câmpul magnetic.

Figura 3: În orice moment, axa de rotație nu este aliniată cu câmpul aplicat, dar, datorită precesiei media componentelor x și y se anulează.

Figura 4: O antenă de excitație excită nucleele cu o frecvență adaptată la frecvența Larmour. În timpul aplicării câmpului extern H1, axele de spin ale nucleelor nu mai sunt aliniate cu Ho (axa z), ci se mută în planul x-y.

După ce câmpul de excitație H1 este oprit, axele de spin se vor alinia din nou cu Ho, iar energia suplimentară dobândită de nuclee din excitația cu câmpul H1 radiază în afară sub forma unei unde electromagnetice amortizată (fenomen cunoscut sub numele de relaxare).

Electronica Azi ⏐ Mai 2013

rezonanţa magnetică

Figura 5: Nucleele atomice radiază energia pe care o au când sunt realiniate cu câmpul magnetic static, permițând ca distribuirea lor să fie cartografiată.

O antenă detectează această undă amortizată, obținându-se o tensiune indusă numită Free Induction Decay (FID): computerul de RMN procesează semnalul FID într-o imagine 3D sau o secțiune. (Figura 5)

Generarea câmpului magnetic Cele mai multe dintre RMN-urile de astăzi generează câmpul static cu un magnet folosind bobine cu fire de niobiu-titan (NbTi) imersate în heliu lichid la o temperatură de 4 grade K. Bobinele de gradient suprapun un gradient magnetic la câmpul static Ho, în scopul de a furniza informații spațiale din care este construită geometria imaginii. Obținerea imaginii are loc într-un singur plan sau o felie la un moment dat. Pentru a se asigura că semnalele sunt primite numai de la nucleele din acel plan, numai exact aceste nuclee trebuie stimulate să fie în rezonanță.

Apariția rezonanței este puternic dependentă de valoarea câmpului magnetic Ho - cu alte cuvinte, vârful rezonant este foarte ascuțit - și bobinele de gradient suprapun un câmp magnetic pentru a se asigura că un câmp magnetic final este precis egal cu Ho, numai și exact în planul de interes. Pentru a configura gradienFigura 6: Bobinele de gradient cresc câmpul static la un tul, o pereche de bocapăt și îl diminuează la celălalt, controlând planul în care bine care transportă câmpul total are exact valoarea corectă. curenți opuși este orientat pentru a mări domeniul static la un capăt al regiunii de interes, și scăzând-ul la celălalt capăt. (Figura 6) Trei perechi de bobine de gradient sunt situate în jurul cilindrului RMN-ului pentru a crea trei câmpuri magnetice ortogonale. Deci, este posibil să se adapteze câmpul magnetic în orice punct din volumul cilindrului. Amplificatoare de gradient, care operează într-o buclă închisă de tip servo, comandă curenții din bobinele de gradient (Figura 7). Prin urmare, fiecare RMN are nevoie de trei astfel bucle de control pentru curent, și în aceste bucle de control o nouă tehnologie de senzori aduce o contribuție semnificativă.

Claritatea imaginii și rezoluția sunt direct legate de câmpul magnetic aplicat, și, prin urmare, legate de controlul curentului injectat în bobinele de Figura 7: gradient. Unul dintre Feedback-ul de la ieșirea elementele-cheie în traductoarelor de curent este fundamental bucla de control este pentru obținerea gradului necesar de precizie la precizia globală a traamplificatorul de gradient al curentului. ductorului de curent, care are nevoie (printre alți parametri) de a oferi o extrem de mică eroare de non-linearitate, sub 3 ppm din domeniul de măsură; zgomot aleator foarte scăzut, cu frecvență redusă a zgomotului de la 0.1Hz la 1kHz; offset și derive foarte mici peste intervalul de temperatură, sub 0.3 ppm/K; stabilitate foarte mare a offsetului în funcție de timp, pentru a opera scanarea pe durata a zeci de minute, în domeniul de măsurare ce ajunge la 1000A valoare de vârf, și lățime de bandă largă cu un punct de -3dB la 200kHz. Având similitudini superficiale ca un dispozitiv cu efect Hall, dar cu avantaje semnificative, traductorul dublu fluxgate cu buclă închisă (ITL 900) realizează toate aceste cerințe, și multe alte funcții de măsurare de curent de înaltă precizie, în plus, pentru amplificatoarele RMN de gradient. În forma sa actuală, tehnologia este limitată la un interval relativ restrâns de temperatură de funcționare (de obicei +10°C la +50°C), dar dezvoltarea în continuare a tehnologiei este în curs de desfășurare, cu obiectivul de a extinde chiar mai mult precizia măsurării de curent mare. Traductorul ITL 900 s-ar putea dovedi a fi la fel de important pentru viitorul scanării RMN așa cum au fost și traductoarele cu efect Hall pentru introducerea acestei scanări. www.lem.com Electronica Azi Nr. 4 [ 174 ] www.electronica-azi.ro

21

LABORATOR

MODULE Surse alimentare

Perturbațiile tranzitorii și zgomotul electric

Reducerea influențelor și ridicarea imunității circuitelor Perturbațiile tranzitorii și zgomotul electric se manifestă prin semnale electrice permanente sau tranzitorii, periodice sau aleatoare, ce influențează nedorit circuitele electrice. Ele sunt datorate activităților umane sau fenomenelor naturale și pot provoca alterarea semnalele purtătoare de informație sau alterarea funcțiilor sau chiar scoaterea din funcțiune a aparatelor electrice.

electrice (motoare, relee, contactoare) și pot fi vulnerabile la zgomot, deoarece funcționează la viteze mari și nivele de joasă tensiune. Amplitudinea tensiunii de zgomot poate depăși nivelul acceptabil, estompând nivelul de tensiune al semnalului util. Raportul semnal-zgomot descrie nivelul de zgomot tolerat de un circuit pentru ca semnalul informațional să fie corect interpretat.

Perturbațiile și zgomotul sunt, probabil, problemele la fel de puțin înțelese ca și cele legate de noțiunea de împământare. Pentru a rezolva problematica zgomotului electric și a perturbațiilor, în sensul limitării influențelor nedorite și ajungând chiar la cazul ideal de asigurare a imunității aparatelor și sistemelor la perturbații, trebuie înțelese două fenomene de bază:

Moduri de cuplare a perturbațiior și a zgomotului electric 1. Cuplarea capacitivă Contribuie cu zgomot electrostatic și este un efect pe bază de variații de tensiune. Descărcarea electrică prin trăsnet este doar un exemplu extrem.

Orice materiale conductoare separate printr-un material izolant (chiar aerul) constituie un condensator, deci capacitatea este o parte inseparabilă în orice circuit. Reactanța capacitivă este Xc = 1/2πf, deci fiind invers proporțională cu frecvența se va manifesta cu atât mai evident cu cât variază tensiunea mai repede. Deci, creșterile de cuplaj capacitiv cresc cu frecvența sau cu viteza de variație a tensiunii.

mar de transformator, circuitul care captează influența fiind cel secundar.

Efectul cuplării inductive crește dacă: (1) Crește fluxul de curent, (2) Viteza de variație a curentului crește, (3) Scade distanța între cele două conductoare (primar și secundar) și (4) Conductorul adiacent (considerat secundar) este desfășurat spațial ca o bobină sau o buclă, indiferent de formă. Câmpurile magnetice pot fi izolate prin ecranări de protecție eficiente. Materialul folosit la ecranare trebuie să fie capabil să conducă câmpurile magnetice (material feros). Din acest motiv, un circuit dedicat (fază, neutru, pământ) trebuie să se desfășoare în propriul său canal de metal, atunci când este posibil, pentru că

l. Perturbațiile electrice își manifestă efectele fără a necesita conexiune directă prin elemente conductoare.

Varistorul multistrat MLV (multilayer ceramic varistor) și Aria de capacitoare și varistoare MCVA (matched capacitance varistor array) de tipul CT0603xxx și CA05xxx de la Epcos sunt combinația ideală de filtrare a pertubațiilor și zgomotului EMI și RFI. Capacitatea unui varistor este considerabilă și considerată parazită, dar la MCVA este special pusă la valori ridicate, dar controlate.

Perturbațiile și zgomotul pot apare în circuitele de putere și în cele de semnal, dar acestea devin o problemă importantă atunci când apar în circuite de semnal. Circuitele de semnal și de date sunt conectate sau pot traversa procese tehnologice ce sunt considerate prin esența lor perturbative, deoarece au comutări de putere mare la porniri/ opriri sau în elementele de execuție

22

2. Circuitele electrice parcurse de curenți la frecvența de 50Hz, considerată joasă, a rețelei pot fi tratate ca circuite DC.

Circuit tipic de protecție pentru bus-uri de mare viteză CAN (1Mbit/s) și FlexRay (10 Mbit/s) din domeniul auto. Liniile de date sunt susceptibile la zgomote și perturbații tranzitorii nepredictibile. Se folosește soluția ESD discretă cu 2 varistoare de mare viteză, de exemplu CT0603S14AHSG, Epcos.

Bobina de șoc de mod comun (0.005 …

4.7mH, curenți compensați 200 … 1000mA, 60°C) care suprimă interferența asimetrică și cea simetrică cuplată (Lstray) în linii de date, reducând semnificativ perturbațiile (Seria B82790C0/S0, Epcos).

2. Cuplare inductivă Zgomotul ce apare prin cuplare magnetică este un efect pe bază de variații de curent. Fiecare conductor parcurs de un curent are și un câmp magnetic asociat. Variațiile de curent pot induce curent într-un alt circuit, chiar dacă circuitul este o singură buclă, conform legii lui Faraday. Circuitul sursei de perturbații acționează ca un pri-

ecranarea față de câmpuri magnetice va minimiza efectele prin cuplaj inductiv.

Cuplajele inductiv și capacitiv sunt simultane, dar la nivele posibil diferite, separația lor fiind formală. Sunt considerate ca efecte de câmpuri apropiate, deoarece aceste câmpuri influențează la distanțe scurte și efectele lor de cuplare scad cu distanța. continuare în pagina 24 Electronica Azi ⏐ Mai 2013

INFO Circuit Design, Inc. anunță lansarea produselor Radio Industrial Embedded: Emițător CDP-TX-02F-R și Receptor CDP-RX-02F-R, confome RoHS. Circuit Design, Inc., lider în furnizarea de module radio de bandă îngustă, a dezvoltat emițătorul radio industrial integrat, CDP-TX-02F-R și receptorul, CDP-RX-02F-R, având conformitate RoHS. Modulele radio CDP-TX-02F-R şi CDP-RX-02F-R de bandă îngustă FSK, au fost dezvoltate pentru aplicații industriale în care e nevoie de înaltă performanță și fiabilitate.

Aproape întregul domeniu European al benzii ISM (de la 433.1875MHz la 434.7750MHz) este acoperit de 128 de canale, pre-programate în trepte de 12,5kHz. În scopul de a permite o comutare a ieșirii 1mW/10mW, modulele sprijină toate domeniile în care este permis 1mW 100% din ciclu, precum și sub-banda unde este permis 10mW 100% din ciclu.

Ca și în cazul CDP-TX-02E-R / CDP-RX-02E-R, care au câștigat deja laude pentru fiabilitate superioară și ușurința în utilizare, noile CDP-TX-02F-R / CDP-RX-02F-R oferă o interfață simplă, care permite utilizatorilor să dezvolte echipamentele radio într-un timp scurt, cu un grad ridicat de încredere.

Caracteristici CDP-TX-02F-R / CDP-RX-02F-R: - Conformitate cu EN 300 220-3 și EN 301 489-3, R&TTE, conformitate RoHS pentru module radio - Selecție de ieșire RF 1mW/10mW - Trepte de 12.5kHz, 128 de canale în banda ISM de 434MHz - Receptor cu fiabilitate înaltă •Sensibilitate mare a receptorului folosind duble circuite receptoare superheterodină: -120dBm (12dB SINAD / BER 1%) • Blocare sau de-sensibilizare: 84dB (Toate) • Selectivitate canal adiacent- în banda: 60dB (spațiu pe canal de 25kHz) • Selectivitate bandă adiacentă: 60dB - Lucrează într-un interval de temperatură de la -20 la +60°C, utilizând un circuit de compensare a temperaturii bazat pe TCXO (termostatare) - Funcționare stabilă, cu toate circuitele de înaltă frecvență necesare pentru transmisia și recepția integrate în interiorul carcasei.

Circuit Design GmbH info@circuitdesign.de www.circuitdesign.de

Versiunea ecranată a acestui tip de inductor este nouă în gama de inductoare de putere ale companiei Würth Elektronik, utilizată pentru aplicații de filtrare și de stocare. Componentele sunt ecranate magnetic şi permit curenţi mari, nominali și de saturație de până la 8,5 și respectiv 14A. Würth Elektronik oferă în prezent 12 tipuri de bobine cu valori cuprinse între 1,3μH la 100000μH și o rezistență DC foarte mică de doar 0.007Ω la 210Ω. În funcție de model, toleranțele sunt de ±20% (1,3μH - 47μH) și ±10% (6,8μH până la 100000μH).

Prin urmare, această bobină este ideală nu numai pentru utilizarea ca bobină de filtrare în amplificatoare clasa D, dar, şi ca inductor de stocare pentru convertoare DC / DC.

A apărut noul număr al revistei de electronică practică Electronica Azi-

Würth Elektronik

www.we-online.com

Despre Würth Elektronik eiSos

HOBBY! Electronica Azi Nr. 4 [ 174 ] www.electronica-azi.ro

Inductor ecranat pentru aplicaţii de curenţi mari WE-TIS

23

Würth Elektronik eiSos este cel mai mare producător german de componente pasive.

Würth Elektronik eiSos dezvoltă, produce și distribuie componente pasive și electromecanice pentru industria electronică. Compania este reprezentată de o echipă proprie de distribuţie în aproape toate țările europene, precum și în Statele Unite, Asia și America de Sud. Fabricile de producție sunt situate în Europa, Asia și America.

Gama de produse include componente EMC, inductoare, convertoare, componente HF, varistoare, transformatoare, conectori, elemente pentru alimentare, switch-uri.

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

LABORATOR

continuare în pagina 22

Acest lucru explică una din recomandările pentru atenuarea zgomotului electric: o mică repoziționare spațială a cablării sau traseelor conductive poate avea efecte majore asupra zgomotului cuplat.

3. Zgomotul condus Zgomot electric cuplat printr-un câmp ajunge în final ca zgomot efectiv în conductoare, de aceea termenul de zgomot condus este utilizat în general pentru a se referi la zgomot cuplat direct, printr-o conexiune galvanică, prin fire metalice. În această categorie sunt incluse circuite care conțin conductoarele purtătoare de putere (L) sau de semnale, cu cele zise neutre (N) sau de

spre orice parte conductoare sau suprafața pieselor neconductoare la pământ dacă o cale conductoare este disponibilă (cum ar fi un corpul uman). De aceea simțim uneori un curent când atingem carcasa unui PC alimentat doar la fază și nul, fără împământare.

Acest curent de scurgere trebuie să se încadreze în limite impuse de standardele de siguranță IEC601-1, UL2601-1, fiind de 3,5mA pentru echipamente staționare, permanent conectate la alimentarea de la rețea cu împământare, dar nu specifică nicio limită pentru potențial. Curenții de scurgere sunt ușor de măsurat, deoarece dispar atunci când un aparat este oprit.

Se poate folosi soluția ESD mai eficientă cu arie de varistoare de mare viteză, de exemplu CA05F2S10T100G cu 2×10pF, Epcos.

Capacitorul Cs reduce capacitatea parazită datorită neîmperecherii capacitoarelor C1 și C2 (2×100pF) din MCVA, de exemplu CA05M2S14T101HG cu 2×100pF, Epcos. ground (G). Zgomotul poate să apară la frecvență înaltă, dar poate fi și zgomot de 50Hz (zis și brum de rețea).

Exemple uzuale de conexiuni directe care contribuie prin curenții de zgomot inacceptabili, direct la ground: • Sub-panouri de legături în plus, la N sau G • Conexiuni greșite, cu firele N și G comutate • Echipament de protecție cu Dispozitive Solid State (SSD) interne care au scurtcircuit de la firele de fază (L) sau neutru (N) la ground (G), sau care nu sunt de fapt scurtcircuite, dar au curent de scurgere normal, datorită capacităților în paralel, intenționate (din filtre EMI) sau neintenționate (izolarea între semiconductoare și radiatoare ce sunt conectate la ground sau capacitatea parazită între primar-secundar la transformatoarele de izolare din sursele de alimentare. Curent de scurgere se consideră un curent care trece prin conductorul de protecție la pământ. În absența unei conexiuni de împământare, acesta este curentul care ar putea rezulta

24

4. Interferența de Radio Frecvență (RFI) Când se fac măsurători, zgomotul se distinge de obicei de interferențe (de exemplu, cross-talk, bruierea deliberată sau alte interferențe electromagnetice nedorite datorită emițătoarelor specifice), prin (a) raportul semnal-zgomot (SNR), (b) raportul semnal-interferență (SIR ) și (c) raportul semnal-zgomot plus interferențe (SNIR).

Zgomotul se distinge de obicei și de distorsiune, care reprezintă o modificare nedorită a formei de undă de semnal, de exemplu în raportul semnal-zgomot și distorsiune (SINAD).

Interferențele de radio frecvență variază în gama zeci de kHz până la zeci, chiar sute de MHz. La aceste frecvențe, traseele din circuite se comportă ca antene de emisie și/sau de recepție.

Circuitul perturbator acționează ca un emițător, iar circuitul afectat este ca o antenă de recepție. RFI poate fi limitată prin diverse strategii, deoarece, ca și celelalte mecanisme de cuplare, există real în jurul nostru.

Reducerea zgomotului electric Zgomotul apare adeseori fără voia noastră pe lângă un semnal util, la realizarea unui circuit. Există mai multe tehnici diferite de reducere a zgomotului, pentru a obține un semnal de ieșire util, apropiat de cel teoretic.

- Cușca Faraday - este o incintă metalică care poate bloca total zgomotul electromagnetic (electrostatic și magnetic) într-un circuit electric, fiindcă separă circuitul complet față de influențele câmpurilor perturbative exterioare și de orice alt semnal care poate modifica semnalul util.

- Reducerea cuplajului capacitiv două rezistențe sau orice alte tipuri de conductoare, apropiate într-un circuit, pot avea un cuplaj capacitiv nedorit și astfel un semnal de curent alternativ de la o parte a circuitului poate fi transferat accidental într-o altă parte. Pot exista motive pentru care un cuplaj capacitiv între semnale este chiar dorit, dar atunci nu trebuie asociat cu zgomotul electric. Cuplajul capacitiv trebuie redus prin proiectare, la dispunerea spațială a componentelor și alegerea materialelor izolatoare.

- Buclele de masă - când se realizează un circuit de împământare, este important să se evite buclele când se face conectarea la nivelul de zero volți (0V).

Bucle de împământare, zise și bucle de masă, apar atunci când există o cădere de tensiune între două puncte de masă. Deoarece referința considerată ca masă (sau ground) este 0V, prezența unei tensiuni este de nedorit în orice punct al unui traseu de masă sau ground, fiindcă nu ar mai fi o referință adevărată.

Toate traseele de masă ce adună curenții de alimentare și respectiv de semnale, se vor conecta radial, ca o stea, într-un singur punct, la masa sau ground-ul sursei de alimentare ce constituie referința de 0V, față de care s-a proiectat schema.

- Ecranarea cablurilor – folosirea de cabluri ecranate, pentru a proteja firele cu semnale contra zgomotului și perturbațiilor nedorite de diferite frecvențe, într-un circuit sensibil, este o practică bună. Un cablu ecranat poate fi considerat ca o mică cușcă Faraday peste izolația din plastic sau cauciuc a unui conductor, ce reprezintă firul cu semnal util. Ecranul de metal este un conductor care interceptează orice semnal de zgomot perturbator și îl conectează direct la masă înainte de a ajunge la firul cu semnal.

Este important să se pună ecranarea cu un singur capăt la pământ, pentru ECAS ELECTRO este distribuitor autorizat al produselor EPCOS: Capacitoare aluminiu, Capacitoare film, Capacitoare de putere, Ferite, Filtre absorbante de curenţi mari, Inductoare, Supresoare ceramice pentru tensiuni tranzitorii, Termistoare NTC, Termistoare PTC, Transformatoare, Varistoare. www.epcos.com

a evita o buclă de masă.

- Cabluri torsadate – prin răsucirea firelor foarte strâns împreună într-un circuit, se va reduce dramatic influența zgomotului electromagnetic. Răsucirea firelor reduce dimensiunea suprafeței buclei prin care un câmp electromagnetic poate varia producând un curent între fire. Chiar dacă firele sunt răsucite foarte strâns, pot exista încă bucle mici, dar în fiecare două bucle adiacente se induc curenți care curg în sensuri opuse pentru fiecare fir și, astfel se vor anula.

- Filtre rejecție bandă - sunt esențiale atunci când trebuie eliminată o frecvență specifică de zgomot. În majoritatea cazurilor, rețeaua electrică la 50Hz radiază acest zgomot prin intermediul firelor, ce se manifestă ca antene nedorite. Un filtru rejector la 50Hz va lăsa doar semnalul util, blocând zgomotul de 50Hz.

MCVA este o combinație de fitrare EMI și protecție ESD prin aria de varistoare și capacitoare împerecheate (ΔC= 1% ... 3%) pentru a evita disturbări prin cross-talk-ul între liniile de date, care acționează ca filtru fără a necesita alte componente.

Măsurarea și înregistrarea Perturbațiile tranzitorii pot fi capturate și afișate prin osciloscoape sau analizoare digitale cu memorie. Evenimentele sunt etichetate cu data și ora exactă. Observând fenomenele se pot lua măsurile adecvate în fiecare caz.

Firma EPCOS (www.epcos.com) oferă supresoare ceramice pentru tensiuni tranzitorii CTVS (Ceramic Transient Voltage Suppressors) pentru bus-uri de sisteme, ce reduc vulnerabilitatea la EMI (Electromagnetic Interference) și ESD (Electrostatic Discharge). n Autor: Ing. Emil Floroiu emil.floroiu@ecas.ro

ECAS ELECTRO www.ecas.ro

www.ecas.ro Electronica Azi ⏐ Mai 2013

EMC Echipamente

Cuptoare Reflow de înaltă calitate

IEMME, pionier în tehnologie & inovare pe piaţa de asamblare electronică Neo Flow 20 respectiv Plus 24 N2 sunt ultima generaţie de cuptoare reflow lansate pe piaţă de către IEMME care îmbină productivitatea şi calitatea într-un proces unic într-o configuraţie cu 20, respectiv 24 zone de încălzire prin convecţie cu aer forţat. Tehnologia implementată în noile cuptoare fac din acestea un instrument deosebit de eficient ce permit un transfer optim de căldură atingând astfel cele mai înalte nivele de calitate.

Uniformitatea, repetabilitatea şi stabilitatea reprezintă performanţe ridicate ce sunt atinse în mod sistematic, indiferent de pasta de lipit şi componentele SMT utilizate.

Pentru a obţine cele mai bune rezultate de lipire este absolut necesar ca în procesul de reflow să avem asigurată uniformitatea temperaturii la nivelul PCB-ului fapt care este realizat de Neo Flow 20 şi Plus 24 N2 astfel încât variaţiile de temperatură înregistrate sunt cuprinse întotdeauna în limitele standardelor.

Un controler PID pentru ajustarea continuă a nivelului de temperatură, 26

un encoder pentru reglarea vitezei de avansare a conveiorului şi 4 şuruburi de ghidare ce asigură paralelismul benzii transportoare asigură împreună o repetabilitate perfectă a procesului de lipire independent de cantitatea de PCB-uri procesate.

Neo Flow 20 respectiv Plus 24 N2 pot fi echipate cu conveior de tip mesh ce poate transporta PCB-uri cu lăţimea maximă de 412mm şi înălţime componentă de maxim

50mm şi chain sau mesh/chain pentru a fi capabile să proceseze plăci de maxim 412mm cu circuite pe una sau ambele feţe în timp ce viteza conveiorului poate fi reglată de la 0 la 150cm/min în concordanţă cu diferitele procese.

Comunicaţia operator-maşină este asigurată prin intermediul unui PC, iar procesul este în întregime vizualizat pe un monitor LCD de 17” în timp ce schimbul de date şi interfaţa de operare pot fi execu-

tate în mai multe limbaje.

Software-ul de comandă defineşte două tipuri de utilizator: Operator şi Supervisor, cu parolă de acces, primul putând executa toate procedurile normale precum pornit, oprit, proces şi setări, iar cel de-al doilea operează asupra sistemului prin generarea de diferite profile termice.

Design-ul nou al ramei noilor cuptoare,pe lângă faptul că au un “look” deosebit asigură un nivel ridicat de izolare reducând astfel pierderile de caldură şi implicit consumul de energie electrică.

Starea dispozitivelor de încălzire, temperatura setată şi cea reală, puterea pe fiecare zonă și viteza benzii transportoare precum și starea ventilatoarelor sunt în mod continuu afişate pe monitorul LCD prin intermediul unei interfeţe grafice simple. În Zona de răcire, linia descendentă a temperaturii în procesul de reflow asigură rate de temperatură optimizate pentru a atinge nivelul necesar de răcire fără a provoca şocuri termice în punctele de lipire sau la nivelul Electronica Azi ⏐ Mai 2013

componentelor. Analizorul de profil integrat în software oferă atât operatorului cât și supraveghetorului un instrument ușor de trasare a curbelor de analiză a profilelor.

Orice date stocate în memoria PC-ului pot fi tipărite sau salvate pe un suport cu conectare USB.

asigurarea contorului de numărare a PCB-ului, cu unitate internă cu lichid de răcire (înlocuieşte ventilatoarele de răcire) în combinaţie cu unitatea de răcire exterioară (chiller), interfaţă internet pentru conectarea la un computer extern. n

De asemenea, software-ul permite şi controlul de la distanţă astfel încât este posibilă afişarea parametrilor pe un calculator extern prin intermediul conexiuniii LAN. Opţional, noile cuptoare pot fi echipate cu o sursă UPS pentru

Contact: Adrian Iliescu Interelectronic Romania SRL +36 30 402-1987 +40 74 898-7270 adrian.iliescu@interelectronic.net www.interelectronic.net

De peste 20 ani, SMT este desemnat ca fiind specialistul în procesele termice cu peste 5000 de echipamente vândute.

SMT este producătorul celor mai economice și ușor de întreţinut sisteme de lipire reflow din Germania, sisteme în care transferul de căldură se face exclusiv prin convecţie.

Portofoliul SMT constă în sisteme extrem de reduse ca dimensiuni pentru laboratoare și cercetare, până la sisteme medii și de mari dimensiuni pentru producţia industrială a modulelor electronice. Cerinţele clienţilor sunt întotdeauna luate în considerare, rezultând un proces de continuă îmbunătăţire a sistemelor de lipire.

Toate sistemele SMT garantează siguranţa procesului mulţumită tehnologiei inovatoare: sistem special al duzelor ce asigură un transfer de căldură optim. concept sofisticat de control pentru un consum de energie și azot foarte redus datorită tehnologiei de măsurare de ultimă generație. filtre multi­nivel în zona de răcire pentru o curățare eficientă. touch-screen de 15 inch cu interfață ușor de folosit. camera de proces realizată din oțel inoxidabil. adecvat pentru procesele de călire și curing. design modular ce oferă flexibilitate și o viață mai lungă a sistemelor de lipire.

Toate modelele sunt disponibile în variantele cu aer sau azot și sunt adecvate pentru loturi mici sau pentru operare în 3 schimburi. Noul sistem de analizare a oxigenului din echipament folosește o sondă și este primul și singurul sistem ce asigură o precizie și fiabilitate foarte ridicată, rezultând consumuri foarte reduse de azot.

Gazele sunt analizate unde are loc procesul de lipire la nivelul PCB –ului și nu la intrarea azotului în sistemul de lipire.

“Vacuum Plus” este noul sistem ce îmbunătățeşte calitatea lipirii. Astfel, spațiile goale din pasta de lipit sunt eliminate într­o cameră vidată, sporind calitatea lipiturilor la produs. Acest modul vacuum poate fi integrat în orice sistem de lipire SMT și poate fi activat în funcție de necesități.

®

28

Electronica Azi ⏐ Mai 2013

Premium Quality ....

LTHD CORPORATION, vă stă la dispoziție, cu toate informațiile de care aveți nevoie ca profesionist implicat în procesul de identificare.

Capabilitățile noastre proprii de producție 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 producție, datorită unui timp foarte scurt de pregătire şi procesare a producției.

Soluţii de identificare, etichete, tag-uri.

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

PCB Rework şi trasabilitate - Uneori, în procesul de asamblare al plăcilor electronice veți avea nevoie să protejați anumite zone ale acestora pentru a evidenția 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 producție capabilă de a veni în întâmpinarea cerințelor specifice în industria auto. În Octombrie 2008 am fost certificați în sistemul de management al calității 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 aplicații industriale şi care asigură o identificare a produsului lizibilă pe timp îndelungat.

Etichete pentru inspecţia şi service-ul echipamentelor - Pentru aplicații de control şi mentenanță, LTHD Corporation oferă etichete preprintate sau care pot fi inscripționate sau printate.

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

Aplicaţii speciale Pentru aplicații speciale furnizăm produse în strictă conformitate cu specificațiile de material, dimensiuni şi alți parametri solicitați de client.

Security Labels ­ toată gama de etichete distructibile, capabile de a evidenția 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 într­o gamă largă de dimensiuni cum ar fi: grosime ­ 1mm, 2mm, 3mm şi lățime 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 producție.

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

RFID Systems ­ vă punem la dispoziție 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 protecție şi siguranță a muncii incluzând signalistica standard, de înaltă performanță şi hardware şi software utilizat pentru producția 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 să­și 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 Nr. 4 [ 174 ] www.electronica-azi.ro

29

High Quality Die Cut Utilizând o gamă largă de materiale combinate cu tehnologii digitale, LTHD Corporation, transformă materialele speciale în repere customizate asigurând rezultatul potrivit pentru necesitățile clientului. Experiența acumulată în cei peste 15 ani de către personalul implicat în proiectarea şi producția die­cut­urilor asigură un nivel de asistență ridicat în selectarea materialelor şi a adezivilor potriviți, optarea pentru o tehnologie prin care să se realizeze reperul solicitat de client precum şi: • Asistenţă la proiectarea reperului • Realizarea de mostre ­ se pot produce într­un timp scurt mostre ale produsului dorit pentru a fi testat de client • Controlul calităţii ­ LTHD Corporation este certificată ISO 9001:2008 şi ISO/TS 16949/2009.

Avantajele tehnologiilor digitale folosite asigură atât calitatea superioară a produselor obținute printr­o calitate şi precizie constantă a tăieturilor cât şi, în acelaşi timp, reducerea la minim a costurilor rezultate din pregătirea producției (nu se utilizează matrițe sau dispozitive dedicate). Datorită flexibilității tehnologiilor utilizate nu există nicio limitare din punct de vedere al complexității produselor realizate:garnituri, kit­uri de etanşare, panouri de control, plăcuțe de identificare, folii de protecție.

Diferitele tehnologii folosite în realizarea die­cut­urilor ­ printare, asamblare, decupare ­ fac ca produsele oferite de către LTHD Corporation să satisfacă cele mai diferite cerințe ale clienților. Apariția unui nou proiect, a unei noi solicitări din partea clienților este pentru echipa LTHD Corporation, o nouă provocare pe care cu ajutorul experienței acumulate, a tehnologiilor utilizate şi a unei varietăți mari de materiale speciale folosite, o finalizează cu succes, asigurând o calitate ridicată şi o livrare “Just in Time!” a produselor dorite de către clienți.

Viteza de răspuns ridicată asigurată de tehnologiile digitale, se reflectă atât în realizarea cu uşurință şi fără costuri suplimentare a modificărilor produsului inițial cât şi în timpul de pregătire al producției, astfel orice modificare apărută în proiectul inițial este realizată şi trimisă într­un timp extrem de scurt clientului pentru testare şi omologare.

Gama de produse oferite de LTHD Corporation, cuprinde: ­ garnituri ­ panouri de control printate ­ elemente de montare şi asamblare din materiale dublu adezive ­ spume de filtrare ­ kit­uri de etanşare ­ repere izolatoare ­ distanțiere ­ amortizoare de vibrații ®

30

Electronica Azi ⏐ Mai 2013

EMC

PRODUSE ESD

Consumabile

LTHD Corporation, bazându­se pe flexibilitatea tehnologică de care dispune vine în întâmpinarea clienților din industria electronică oferindu­le produse speciale pentru ambalare şi depozitare.

Pungile protectoare ESD oferă un mediu sigur de ambalare pentru componentele şi subansamblele electronice sensibile la descărcări electrostatice.

Datorită flexibilității de care dispunem, pungile antistatice nu au dimensiuni standard, acestea fiind produse în funcție de cerințele și necesitățile clienților noștri.

LTHD Corporation satisface cerințele clienților săi indiferent de volumele cerute.

Pungile antistatice Moisture sunt pungi care pe lângă proprietatea de a proteja produsele împotriva descărcărilor electrostatice, mai protejează și împotriva umidității. Datorită rigidității materialului din care sunt făcute, aceste pungi se videază, iar produsele aflate în pungă nu au niciun contact cu mediul înconjurător ceea ce duce la lungirea duratei de viață a produsului.

LTHD produce aceste pungi antistatice utilizând materii prime de calitate superioară 3M, compatibile cu cerințele RoHS și care corespund standardului IEC61340­5­1.

Din gama foarte diversificată de produse, LTHD Corporation mai produce și cutii din polipropilenă celulară cu proprietăți antistatice. Aceste cutii se pot utiliza pentru transportarea sau depozitarea produselor care necesită protecție împotriva descărcărilor electrostatice. Materia primă folosită este conformă cu cerințele RoHS. Această polipropilenă antistatică poate fi de mai multe grosimi, iar cutiile sunt produse în funcție de cerințele clientului. Grosimea materialului din care se face cutia se alege în funcție de greutatea pe care trebuie să o susțină aceasta.

Dimensiunile cutiei sunt customizabile.

Din această polipropilenă se mai realizează și separatoare pentru a compartimenta o cutie și pentru a folosi tot spațiul de care se dispune.

Treptat, aceste cutii din polipropilenă antistatică vor înlocui cutiile de carton aflate la ora actuală pe piață deoarece acestea păstrează mediul de depozitare mult mai curat și lipsit de particulele de praf.

La livrare, clientul poate alege dacă produsul va fi asamblat sau desfășurat.

Materia primă pentru aceste produse este existentă tot timpul pe stoc în depozitul nostru din Timișoara. ®

Electronica Azi Nr. 4 [ 174 ] www.electronica-azi.ro

31

CONTROL INDUSTRIAL Conectoare carduri

Migraţi la un nou tip de conectoare de carduri SIM Attend Noua versiune de conectoare Attend pentru cardurile SIM o înlocuieşte pe cea actuală. Pentru a veni în ajutorul dumneavoastră, com păstra pentru un timp în stoc ambele tipuri.

Attend - loc de muncă fiabil pentru cardurile de memorie şi SIM Dacă sunteţi în căutarea unor conectoare fiabile şi la un preţ convenabil pentru cardurile de memorie şi cardurile SIM, avem soluţia pentru dumneavoastră.

32

Electronica Azi ⏐ Mai 2013

Programare genial de simplă şi rapidă a ecranelor 4D Systems Mediul de programare grafică 4D ViSi-Genie permite o programare incredibil de simplă, fără a fi nevoie să scrieţi nici măcar un rând de cod!

Electronica Azi Nr. 4 [ 174 ] www.electronica-azi.ro

33

CONTROL INDUSTRIAL Senzori

MPA – senzori de poziţionare cu ieşire analogică Sistemele automatizate din mediile industriale şi nu numai beneficiază de prezenţa cilindrilor pneumatici pentru controlul permanent al diferitelor tipuri de mişcare.

Problema monitorizării poziţiei pistoanelor cilindrilor pneumatici a fost dintotdeauna de actualitate în domeniul automatizărilor, pe piaţă fiind consacraţi senzori magnetici cu montare pe canelura cilindrilor, senzori ce indică una, maxim două poziţii ale pistonului, de obicei poziţia de start şi poziţia de stop a pistonului. Posibilitatea monitorizării permanente a poziţiei pistoanelor din cilindri pneumatici prin intermediul noii serii de senzori magnetici MPA de la SICK oferă oportunitatea dezvoltării unor noi aplicaţii cu un grad de interactivitate mai ridicat în ceea ce priveşte controlul mişcării.

Principiu inovator de detecţie a poziţiei, fără contact Senzorul de poziţionare MPA foloseşte o serie de senzori Hall pentru a detecta poziţia fără contact a diferitelor tipuri de materiale magnetice.

Foloseşte un algoritm inteligent pentru a ajusta dinamic nivelul de detecţie al magneţilor pe durata operării, astfel încât semnalul de la ieşire să fie liniar şi reproductibil. Beneficiul major este acela că se face o corecţie dinamică asupra influenţei exercitate atât de variaţiile termice ambientale cât şi a celor determinate de fenomenul de îmbătrânire a magneţilor. Informaţia de poziţie este furnizată la o rezoluţie optimă prin intermediul ieşirilor analogice în curent sau tensiune sau IO Link. Senzorul de poziţionare MPA este extrem de pretabil pentru detecţia continuă a mişcărilor pistoanelor din cilindri pneumatici. De asemenea, senzorii din gama MPA sunt ideali pentru realizarea măsurătorilor de poziţionare folosind magneţi.

Game mari de măsurare pentru aplicaţii multiple Există câte un senzor de poziţionare MPA cu lungimea corectă pentru fiecare aplicaţie, de la 107mm la 1007mm, în paşi incrementali de câte 36mm. Acest lucru îl face ideal pentru sistemele de acţionare şi poziţionare pneumatică folosite la măsurări, alimentări benzi de transport sau grippere. MPA face posibilă optimizarea proceselor industriale şi facilitează implementarea cu succes a standardelor de calitate a producţiei. De asemenea, MPA este extrem de pretabil pentru detectarea poziţiei componentelor în mişcare ale utilajelor industriale precum monitorizarea preselor pneumatice.

Detecţia poziţiei cu rată mare de eşantionare Semnalele de ieşire sunt precis definite şi au un grad mare de repetabilitate, aceste caracteristici fiind impetuos necesare proceselor de poziţionare de precizie. În plus, MPA furnizează aceste semnale cu o rată foarte bună de eşantionare, de 1,15ms.

Zonele inactive determină o flexibilitate ridicată în utilizare Deoarece un senzor de poziţionare MPA este doar puţin mai lung decât zona sa de detecţie, acesta asigură flexibilitate ridicată pentru o gamă largă de aplicaţii. Zonele inactive minime de la capetele senzorilor (zonele cu conexiuni electrice prin cablu) permit instalări chiar şi în cazul aplicaţiilor cu spaţiu restrâns de montare.

Tehnologie IO Link integrată Senzorul de poziţionare MPA asigură un curent de ieşire între 4 şi 20mA, o tensiune de ieşire între 0 şi 10V şi o interfaţă IO-Link, toate încorporate într-un singur dispozitiv. Acest lucru înseamnă un nivel înalt de flexibilitate în selectarea semnalului de ieşire precum şi un grad mare de integrare la un controller dedicat.

34

Electronica Azi ⏐ Mai 2013

IO-Link reprezintă un standard global şi universal de comunicaţie pentru setarea parametrilor şi realizarea configuraţiei pentru comutarea simplă a senzorilor analogici şi a diferitelor elemente de acţionare. IO-Link asigură oricărui sistem de automatizare acces uşor la stările analogice şi digitale complet integrate.

Instalare şi operare extrem de facilă Instalarea senzorului magnetic de poziţionare MPA poate fi realizată rapid şi fără timp de integrare îndelungat. Configurarea cu ajutorul unui teach-pad, LED-uri de indicare vizibile precum şi gama extinsă de accesorii de montare, toate acestea facilitează instalarea şi configurarea senzorilor.

Zonă tactilă capacitivă pentru operare facilă MPA posedă o zonă capacitivă pentru a permite instalarea rapidă precum şi ajustarea flexibilă a sarcinilor prevăzute de aplicaţie. O simplă apăsare cu degetul este tot ceea ce este nevoie pentru selectarea între o ieşire în curent 4-20mA şi respectiv o tensiune în plaja 0-10V sau o ieşire IO-Link pentru setarea opţională a gamei de măsurare şi pentru revenirea la setările din fabrică. De asemenea, este o interfaţă sigură la schimbări neintenţionate ale setărilor senzorilor.

Diagnostic facil şi rapid cu două LED-uri bicolore Cu un LED galben pentru indicarea că obiectul detectat este prezent în zona de detecţie, un LED verde şi un LED albastru pentru indicarea tipului de ieşire analogică selectată (în tensiune sau în curent) şi cu un LED roşu pentru indicarea prezenţei defectelor, senzorul analogic de poziţionare MPA oferă mijloace de indicare optică a stării de funcţionare. De asemenea, LED-urile asigură indicarea dacă puterea câmpului magnetic este insuficientă.

Soluţii de montare pentru orice tip de aplicaţie În ceea ce priveşte accesoriile de montare, pentru seria MPA de senzori magnetici există o gamă extinsă de astfel de soluţii. Astfel, sunt disponibile adaptoare dedicate pentru montarea pe cilindri cu corp rotund, cilindri cu tijă, cilindri cu caneluri tip T, precum şi alte tipuri de cilindri. Suporturile de montare şi magneţii exteriori sunt de asemenea disponibile şi pentru alte aplicaţii de măsurare liniară a poziţiei. În toate cazurile, senzorul poate fi montat uşor şi sigur şi dotat cu tehnologii adecvate de conectare.

O combinaţie perfectă de performanţe tehnice: tehnologie laser pentru detecţia şi a celor mai mici şi transparente obiecte încorporată într-o carcasă din oţel inoxidabil în versiuni “wash-down” şi respectiv igienice.

Senzorii W4S-3 Inox şi respectiv W4S-3 Inox Hygiene reprezintă senzori fotoelectrici m.

Carcasa rigidă din aluminiu, rezistentă la acţiunea agenţilor chimici precum şi manşoanele de protecţie ale cablurilor electrice asigură protecţia senzorului de poziţionare MPA asupra stresului mecanic.

Carcasa din aluminiu are o zonă tactilă capacitivă pentru a asigura un nivel ridicat de impermeabilitate şi protecţie generală la acţiunea umidităţii, stând la baza clasei de protecţie oferite, IP67. Şi nu în cele din urmă, senzorul magnetic analogic de poziţionare MPA oferă detecţie fără contact şi, din acest motiv, nu se uzează prematur, asigurând în consecinţă durată de viaţă extrem de ridicată.

Distribuitor autorizat SICK: AUROCON COMPEC srl www.compec.ro Electronica Azi Nr. 4 [ 174 ] www.electronica-azi.ro

35

AUTOMATIZĂRI Dincolo de standard SENZOR CU BANDĂ PENTRU EFICIENTIZAREA COSTURILOR APLICAŢIILOR Specialiştii ASM Sensor lansează noul senzor cu bandă WB61 care oferă o lungime de măsurare de până la 4000mm într-o carcasă compactă. Toţi senzorii cu bandă ASM au fost proiectaţi pentru funcţionarea în condiţii dure ceea ce îi face o alegere perfectă atât pentru piaţa utilajelor mobile de lucru, cât şi pentru alte aplicaţii solicitante.

Datorită design-ului senzorului şi a solidităţii inerente a benzii de oţel inoxidabil ei pot fi găsiţi în medii şi zone în care alţi senzori luptă pentru supravieţuire, cum ar fi zonele în care accesul este foarte dificil, unde scripeţii de schimbare a sensului sunt utilizaţi în mod curent, sau unde temperaturile extreme cauzează probleme ca pojghiţa de gheaţă.

Durata de viaţă a gamei noastre de senzori cu bandă nu este afectată în niciun fel de utilizarea scripeţilor, ceea ce o face alegerea perfectă pentru zonele critice de siguranţă întâlnite adesea în operarea unei macarale sau pe piaţa utilajelor mobile de lucru în general.

Noul model WB61 este fabricat cu o carcasă turnată de calitate ce permite costuri constructive scăzute pentru un senzor robust care îndeplineşte un nivel ridicat de etanşare IP67/69K (operaţional), ceea ce îl face alegerea accesibilă pentru pieţele exigente de astăzi. WB61 este disponibil în trei variante analogice şi trei ieşiri digitale (SSI, CANopen sau CAN J1939), o linaritate de ± 0,1%, opţional cu ieşiri redundante.

WB61 este perfect potrivit pentru instalarea pe macarale, excavatoare, motostivuitoare, elevatoare şi platforme de acces.

36

Senzorii Contrinex din familia “Extra Distance” (seria 500) au distanţe de operare extrem de lungi ce ajută la minimizarea timpilor morţi şi a costurilor de reparaţie a maşinilor. Ei asigură rezultate excelente în aplicaţii dificile ce presupun detecţia.

Contrinex a pus bazele tehnologiei îmbunătăţite de sesizare cu mulţi ani în urmă cu familia Extra Distance (seria 500). Datorită oscilatorului patentat Condist®, aceşti senzori inductivi oferă distanţe de operare excepţionale, de până la 4 ori mai mari decât limita normală. Comparativ cu circuitele oscilator convenţionale, oscilatorul Condist® are o stabilitate semnificativ mai mare împotriva influenţelor, în special a temperaturii.

Prin urmare, punctul de comutare poate fi mutat pentru a permite distanţe mai lungi de operare.

Prin integrarea tehnologiei ASIC (Application Specific Integrated Circuit) Contrinex a obţinut din nou o îmbunătăţire semnificativă a performanţei senzorului. Reducerea numărului de componente minimizează de asemenea riscul de defectare a lor. În plus, sunt îmbunătăţite stabilitatea EMC şi rezistenţa la vibraţii.

Senzorii din familia Extra Distance pot detecta cu usurinţă chiar şi fibra de carbon.

Aceasta este o cerinţă de bază pentru un proces automat, astfel încât atingerea ei reprezintă un prim pas spre utilizarea în scopuri comerciale a acestui material de viitor.

60 până la 80% din toate defecţiunile senzorilor inductivi sunt rezultatul distrugerii mecanice.

Cel mai simplu şi mai eficient mod de a reduce această rată de cădere potenţială este creşterea distanţei dintre senzor şi sursa oricărui pericol.

Prin utilizarea familiei de senzori Extra Distance, timpii morţi pot fi reduşi cu până la 60%.

Toate aceste caracteristici remarcabile au convins

Senzorii familiei Extra Distance pot detecta de asemenea obiecte lungi și subţiri, ca sârma, fără dificultate.

Distrugerea mecanică implică 60-80% din căderile tuturor senzorilor inductivi. Creşterea distanţei între senzor şi orice sursă de pericol e o cale eficientă de reducere a timpilor morţi.

Cu ajutorul acestei tehnologii, sesizarea este practic independentă de marimea țintei pentru familia de senzori Extra Distance. Obiecte lungi și subțiri, ca tije sau sârme, pot fi detectate foarte bine.

Metalele ne-feromagnetice pot fi de asemenea detectate la distanţe mari, ceea ce este un mare avantaj în aplicaţii cu obiecte de sesizat diferite.

deja mulţi utilizatori de senzori într-o gamă largă de domenii, cum ar fi ingineria mecanică, logistica internă sau operarea turbinelor eoliene.

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

Electronica Azi ⏐ Mai 2013

DISPOZITIVE ELECTRONICE Transformatoare – tendinţe şi abordări actuale!

Platforma-convertor de transformatoare pentru surse în comutare de la HAHN! Firma HAHN oferă soluţii pentru producătorii de surse de alimentare în comutare. Ca răspuns la varietatea mare de modele disponibile pe piaţă, HAHN combină cererile şi dorinţele producătorilor pentru a oferi soluţii rapide.

Platforma-convertor oferă transformatoare pentru surse de alimentare în comutare până la 50 W în conformitate cu cerinţele standardului IEC/EN 61558-2-16:2009 cu izolaţie dublă/întărită.

Leuze n n n

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

Contrinex n n

Senzori optici Senzori inductivi

Cu sugestii constructive şi componente disponibile din stoc pentru distanţă de conturnare > 5,5 mm, platformaconvertor oferă soluţii pentru dezvoltarea surselor dumneavoastră, indiferent de topologia regulatorului de comutare pe care îl folosiţi.

Platforma accelerează şi pregătirea documentaţiei pentru oferte, proiectare şi producţie. Dispozitivele de măsurare dezvoltate de către HAHN oferă posibilitatea de a vă tipiza convertoarele perfect.

Utilizarea unor componente şi structuri identice (acoperite de către standardul de izolaţie UL 1446 pentru clasele de izolaţie B şi F) atât în proiectare cât şi în producţie garantează soluţii econome şi rapide.

Implementarea testării componentelor şi cerinţele suplimentare pentru materialele de izolaţie vă oferă economie de timp şi costuri pentru certificarea aplicaţiei dvs.

Cu proiectul dumneavoastră sau cu simulările şi programele de calculare disponibile de la Hahn, departamentul de Cercetare-Dezvoltare realizează şi livrează soluţii rapide.

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

ASM n n n

Senzori de deplasare liniară Senzori unghiulari Senzori de înclinaţie

Selec n n n

Automate programabile Controlere de temperatură Timere

Diverse n 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

Conectoare industriale Conectoare pentru transmisie de date şi forţă Cutii de distribuţie din aluminiu

Conectoare circulare M8; M12;M23 Cabluri şi conectoare pentru senzori Conectoare pentru valve Blocuri de distribuţie

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

Intertec n n

Electromagneţi liniari Electromagneţi permanenţi

AUTOMATIZĂRI Electronica Azi Nr. 4 [ 174 ] www.electronica-azi.ro

37

ANALIZĂ

PowerLED nu mai arde!

Moda soluţiilor de economisire a energiei şi prietenoase cu mediul a cuprins întreaga lume. Atenţia pieţei este atrasă în permanenţă de dezvoltarea dinamică a tehnologiei LED. Nu e greu de observat că cele mai noi soluţii oferite de producătorii de elemente LED reprezintă un pas uriaş spre viitorul “luminos” al acestei branşe, care are deja de pe acum un efect pozitiv perceptibil asupra calităţii vieţii fiecăruia dintre noi.

Tehnologia modernă LED reprezintă pentru producătorii de echipamente de iluminat cea mai simplă cale pentru crearea unui enorm avantaj concurenţial. Cererea de echipamente LED de înaltă putere este mare şi creşte în permanenţă, deşi problemele nu lipsesc în totalitate. de Cezary Kalinowski Constructorii de la Sunon au observat de mult această tendinţă şi noile provocări legate de aceasta, impuse de utilizarea unor diode LED de mare putere tot mai avansate şi mai eficiente. Una dintre provocările care necesită răspuns o constituie disiparea căldurii.

Uşurinţa de a atinge puteri ridicate şi randamentul, care caracterizează diodele LED moderne, se traduc printr-o cantitate relativ mare de căldură degajată.

Aplicaţiile cu aceste elemente necesită utilizarea unor soluţii suplimentare de protecţie împotriva efectului distructiv al temperaturii excesive. Cu randamentele luminoase deja evidente în prezent, de ordinul a 120lm/W, nu ne putem imagina diode LED cu puterea de 30W (3600lm), cu atât mai puţin unele cu puterea de 60W (7200lm) fără o răcire suplimentară.

Tehnologiile moderne construiesc un avantaj concurenţial De mai mulţi ani Sunon a dovedit că nu este doar un producător renumit de ventilatoare de înaltă calitate, dar şi un furnizor de module de răcire complete, şi mai eficiente. Fiecare al treilea notebook foloseşte soluţiile Sunon pentru evacuarea căldurii. Produsele acestui fabricant taiwanez, cunoscute în întreaga lume, îşi găsesc utilizarea în PC-uri, servere, echipamente de telecomunicaţii, aparate electrocasnice şi radio-TV, maşini de sudat, surse de alimentare, precum şi în

aplicaţii dificile legate de industria grea şi auto.

Experienţa de peste 30 de ani şi abordarea inovativă a cerinţelor industriei echipamentelor de iluminat au condus la apariţia unei noi familii de produse.

Ieşind în întâmpinarea cerinţelor constructorilor de echipamente de iluminat, Sunon a creat şi a introdus pe piaţă module compacte speciale pentru evacuarea cantităţii excesive de căldură generată de diodele LED de înaltă putere (Figura 1). Firma a asigurat astfel sprijinul pentru proiectarea şi fabricarea de echipamente de iluminat foarte avansate tehnologic şi a eliminat bariera din calea continuării dezvoltării tehnicii LED. Răcirea activă, asigurată de un circuit complex alcătuit din radiator şi ventilator, permite o evacuare a căldurii de patru ori mai eficientă decât alte dispozitive omoloage.

De asemenea, permite reducerea considerabilă a dimensiunilor şi greutăţii structurii de iluminat şi economisirea unei mari cantităţi de material, astfel încât costurile de producţie ale întregii lămpi scad foarte mult. Paleta de modele de module de răcire asigură susţinerea aplicaţiilor care folosesc diode cu puteri între 10W şi chiar 180W (Figura 2), de la structuri mici de tipul MR16 sau A19, trecând prin proiectoare şi echipamente de iluminat de tipul downlight, până la puternicele high bay sau chiar iluminatul stradal. În practică, acest lucru înseamnă funcţionarea

împreună cu structuri cu un flux luminos cuprins între câteva sute şi chiar 17000 lumeni. Modulele sunt compatibile cu produse ale unor fabricanţi de diode LED de nivel mondial, cum sunt: Philips, Osram, Vossloh, Bridgelux, Citizen, GE, Xicato sau Tridonic.

Structură simplă şi efect fulminant Puterea diodei folosite condiţionează mărimea modulului şi eficienţa acestuia. Gama largă de modele permite alegerea celui mai potrivit pentru o anumită aplicaţie. În continuare, este deja mai uşor; modul de montare şi adaptare la carcasele chiar şi cu cele mai ingenioase forme nu este complicat, datorită dimensiunilor compacte ale modulelor (Figura 3).

Cerinţele impuse proiectanţilor de către producător sunt minime şi privesc doar asigurarea unei evacuări corespunzătoare a fluxului de aer (Figurile 4a şi 4b).

Tocmai datorită fluxului de aer forţat, căldura este atât de eficient degajată din circuit.

Asigurarea unei temperaturi constante, joase a diodei este condiţia cheie de menţinere a unui randament ridicat pe întreaga perioadă a utilizării acesteia. Durata de viaţă, adesea menţionată, a LED-urilor, de ordinul a 50000h face necesară utilizarea unui sistem de răcire cu o durată de viaţă similară sau mai mare, pentru ca întreaga aplicaţie să funcţioneze fără defecţiuni pe durata de exploatare preconizată.

Figura 2: O parte din oferta de module Sunon ordonată în funcţie de puterea diodei LED care necesită răcire. (Desen propriu pe baza materialelor Sunon).

Figura 1: Exemplu de construcţie a modulului de răcire LA004-001A99 adaptat funcţionării cu diode cu puteri cuprinse între 40 şi 50W, alimentat cu tensiune 5VDC. (Desen propriu pe baza materialelor Sunon).

38

Figura 3: Exemplu de structură a unei carcase de iluminat cu răcire activă Sunon.

(Desen propriu pe baza materialelor Sunon).

Electronica Azi ⏐ Mai 2013

disiparea căldurii Sunt de înţeles temerile privind durabilitatea elementelor mecanice cum este ventilatorul, dar aici apare avantajul tehnologiei Sunon. Ventilatorul este elementul cheie, atât din punct de vedere al funcţiei îndeplinite, cât şi al duratei de viaţă a întregii aplicaţii.

ducerea frecării şi prelungirea duratei de viaţă a întregului element. Mai mult, nivelul de zgomot şi vibraţii generate este foarte redus. Lagărele VAPO şi-au câştigat de mult recunoaşterea din partea inginerilor din alte domenii, îmbinând cele mai importante avantaje ale rulmenţilor cu bile şi lagărelor de alunecare tradiţionale. O mare importanţă pentru înalta fiabilitate o au două inovaţii de construcţie: S&C Design (Seal & Clip) – îmbinarea unor cleme şi garnituri speciale şi B&S Technology (Blanked & Seamless) – o structură care limitează fantele şi îmbinările şi asigură etanşeitatea (Figura 7). Noua tehnologie a permis minimalizarea

Figura 4a: Fluxul de aer în carcasă cu modul de răcire Sunon.

(Material Sunon).

Figura 7: Secţiune în structura motorului MAGLev cu lagăr VAPO care foloseşte tehnologia modernă S&C Design şi B&S Technology. (Material Sunon).

Figura 4b: Grafic care redă influenţa structurii carcasei asupra eficienţei de răcire. (Material Sunon).

Structura unică permite atingerea unei durate de viaţă de până la 70000h (MTTF) la o temperatură de 60°C (Figura 5). Mai mult, producătorul îşi asumă responsabilitatea pentru parametrii prezentaţi, oferind clienţilor opţiunea unei garanţii extinse la 5 ani.

Figura 8: Exemplu de set SSL. Modul Sunon TA004-10003 cu Philips Fortimo SLM 3000. (Material Sunon).

Figura 5: Test privind efectul prafului. Durată 72h / Cantitate de praf în cele mai dificile condiţii industriale (2g/m2) / durată de viaţă estimată 1908 zile (5 ani şi 3 luni).

(Desen propriu pe baza materialelor Sunon).

Acest rezultat revelator este datorat câtorva soluţii inovatoare. În primul rând, ventilatoarele folosite în modulele descrise utilizează lagărul unicat, brevetat, VAPO, cunoscut şi din alte serii de ventilatoare, cu denumirea generală DR MAGLev (Figura 6).

Figura 6: Tehnologia brevetată MAGLev cu lagăr VAPO. Logo cunoscut de la alte produse marca Sunon (Material Sunon).

Structura VAPO foloseşte fenomenul de levitaţie magnetică pentru menţinerea axului rotorului într-o poziţie stabilă. Astfel, locul de contact al elementelor interne este limitat la minimum, fapt care permite reElectronica Azi Nr. 4 [ 174 ] www.electronica-azi.ro

lari cum sunt Philips sau Osram, care oferă alimentatoare cu diferite ieşiri de alimentare. Nu mai este deja o problemă disponibilitatea pe piaţă a altor structuri de alimentatoare cu diverşi parametri şi ieşire dublă – de curent continuu pentru diodă şi de tensiune continuă pentru ventilator. Setul celor patru elemente: diodă LED, modul Sunon, alimentator şi carcasă oferă deja o lampă de iluminat completă, configurabilă după preferinţe (Figura 8). Datorită ventilatorului ultrasilenţios, o lampă completă nu emite practic niciun sunet. Nivelul de intensitate a zgomotului măsurat la distanţa de 1m de modul este de numai 16dBA, care corespunde unei intensităţi acustice de ordinul a 20 foni. Este greu să ne imaginăm că în interiorul carcasei lămpii funcţionează un ventilator eficient, cu atât mai puţin că nu emite practic nicio vibraţie.

Sunon asigură compatibilitatea modulelor sale cu multe modele de diode oferite de diverşi producători, nu doar sub aspectul adaptării orificiilor de montare la dimensiunile diodelor produse de liderii din branşă, dar şi în ceea ce priveşte adaptarea la standardele Zhaga. Acest lucru oferă practic posibilitatea nelimitată de utilizare a răcirii active Sunon cu multe modele de module LED, inclusiv diodele moderne de tip COB (Figura 9). Totodată, Sunon este membru al Zhaga Consortium, în cadrul căruia care se întâlneşte cu alţi producători, pentru a crea împreună viitorul tehnologiei LED. Cele mai importante avantaje ale modulelor sunt: • un randament de patru ori mai mare decât în cazul răcirii pasive, • dimensiunile compacte, • greutatea redusă, • nivel de zgomot imperceptibil, • rezistenţă ridicată la praf, • randament crescut cu consum redus de putere, • fiabilitate înaltă şi durată lungă de viaţă, • posibilitatea utilizării cu mai multe modele de diode LED, • opţiune de garanţie de 5 ani.

Figura 9: Cele mai noi produse Sunon: seria LA006 pregătită pentru a funcţiona cu diode cu puteri de ordinul a 70W (de ex. Philips Fortimo SLM 5000) şi modulul LM310 realizat pentru cea mai puternică serie CLL050 - diode de tip COB produse de Citizen, cu putere de până la 180W. (Material Sunon).

numărului de elemente folosite pentru producţie şi protejarea ventilatorului împotriva acţiunii dăunătoare a prafului. O asemenea protecţie reduce în mod eficient probabilitatea unei defecţiuni timpurii a produsului şi face mai uşoară funcţionarea în condiţii dificile.

Succesul eforturilor pentru construirea modulelor se traduce şi printr-un înalt confort de utilizare a produselor Sunon. Randamentul ridicat nu atrage după sine un consum mare de putere. Alimentarea modulelor necesită furnizarea unei puteri de doar 0,4W. Modulele sunt disponibile în versiuni alimentate cu tensiuni de 12VDC şi 5VDC. Acest lucru permite adaptarea lor la standardele impuse de producători popu-

Revoluţia a venit repede Produsele Sunon sunt realizate pentru a facilita munca proiectanţilor şi fabricanţilor şi pentru a asigura utilizatorilor finali fiabilitatea şi eficienţa aplicaţiilor. Utilizarea modulelor de răcire finite, profesionale marca Sunon aduce, pe lângă avantajele enumerate mai sus, încă unul, deosebit de important, reprezentat de timpul scurt de obţinere a produsului finit. Pe o piaţă puternic concurenţială, rapiditatea procesului, de la conceptul de proiect şi complicatele teste de verificare până la producţia de masă oferă superioritate şi şansa de a fi primul şi de a inova. n www.tme.ro

39

Iluminare cu semiconductoare pentru inginerii proiectanţi Aurocon COMPEC dispune de o gamă cu peste 550.000 de produse pentru orice proiect de natură tehnică. În cadrul ofertei COMPEC inginerii au posibilitatea de a găsi toate componentele de care au nevoie pentru a crea un sistem de iluminare complet, fie că este vorba despre iluminare în clădiri, iluminare auto, indicatoare, reclame etc. Pe lângă dispozitivele de iluminare propriu-zise, sunt puse la dispoziţie soluţiile de alimentare necesare (surse, drivere) şi accesorii precum radiatoare, socluri, cabluri etc.

Reprezentanţii companiei sunt mereu aproape de fiecare client, prezentând şi cele mai noi produse. Au fost lansate noi sisteme şi dispozitive LED de la Way Forward Technologies, Dialight, Seoul Semiconductor, Lighting Science şi JKL. Cu mai multe game de la Osram Opto Semiconductors, Cree şi Ledman, gama SSL oferă posibilitatea alegerii dispozitivelor şi suportul pentru completarea proiectelor tehnice.

Link pentru a naviga pe schema alăturată şi pentru a găsi produsele de interes: http://ro.rsdelivers.com/campaigns/solidstatelighting/solidstatelighting.aspx

LED-uri cu lumină vizibilă Gama foarte bogată de componente electronice a Aurocon COMPEC conţine inclusiv produse din categoria Display&Optoelectronice, incluzând aici monitorizare industrială, optocuploare, foto-detectoare, fotoîntrerupătoare şi LED-uri cu lumină vizibilă. COMPEC stă la dispoziţia clienţilor cu cea mai bună ofertă de LED-uri cu lumină vizibilă şi cea mai bună disponibilitate pe stoc, oferind suplimentar şi mii de componente, plus accesorii necesare aplicaţiilor cu LED-uri.

Printr-o rafinare a căutării către JKL Components, Sharp sau alte tipuri de LED-uri cu lumină vizibilă, se obţin rezultatele sortate după caracteristicile importante pentru cei interesaţi. RS distribuie produse de la peste 2.500 de furnizori de încredere pentru a garanta calitatea şi siguranţa în funcţionare, livrând rapid şi eficient produsele către clienţii din România şi peste tot în lume.

LED, LUXEON Z, galben Seria ultra-compactă LUXEON Z de LED-uri de înaltă putere de la Philips Lumileds oferă o flexibilitate excepţională în dezvoltarea de corpuri de iluminat. LED-urile necapsulate de 1,3mm × 1,7mm pot fi utilizate ca blocuri constructive pentru crearea de matrice de LED-uri specializate de o singură culoare sau multicolore. Cu posibilitatea de montare a până la 250 de LED-uri LUXEON Z într-un inch pătrat, sunt posibile configuraţii aproape nelimitate la densităţi mari de lumeni.

LED-urile LUXEON Z sunt ideale pentru iluminare scenă, iluminare arhitecturală de interior sau de exterior, iluminare vehicule pentru situaţii de urgenţă, şi o gamă largă de alte aplicaţii de iluminare speciale.

• Nr. stoc RS: 768-2371 • Marca: Philips Lumileds www.compec.ro

• Cod producător: LXZ1-PL01 • Status RoHS: Conform LED-uri cu lumină vizibilă

LED-uri albe, SMD, 1400mcd Aceste dispozitive sunt LED-uri SMT cu vedere în partea superioară de la JKL Components potrivite pentru aplicaţii noi de iluminare sau pentru înlocuirea tehnologiilor de iluminare tradiţionale. Aplicaţiile includ: iluminare LCD, panouri de iluminare.

• Nr. stoc RS: 769-2980 • Marca: JKL Components • Cod producător: ZSM-T3014-WH-01 • Status RoHS: Conform www.compec.ro

40

LED-uri cu lumină vizibilă Electronica Azi ⏐ Mai 2013

Componente pentru sisteme de iluminare cu LED-uri Aurocon COMPEC şi RS Components vă oferă o gamă extinsă de module de iluminare, drivere şi accesorii de la mărci renumite precum Dialight Lumidrives, Intelligent LED Solutions şi Philips Lighting. Printre categoriile de produse ce pot fi menţionate aici sunt: drivere LED de curent constant, de tensiune constantă, iluminare OLED, dispozitive de montare matrice de LED-uri, cabluri pentru LED-uri, accesorii pentru drivere, kit-uri de evaluare, suporturi pentru LED-uri, lentile, dispozitive de montare, dispozitive reflectante.

Driver de curent constant pentru LED-uri Driverul de curent constant pentru LED-uri TPS92550 poate comanda un curent de maximum 450mA, până la 10 LED-uri într-un singur şir (maxim 14W). Circuitul integrează toate componentele de putere, inclusiv inductorul de putere.

TPS92550 furnizează o soluţie completă şi înalt eficientă, pentru o gamă largă de aplicaţii de iluminare cu şiruri de LED-uri cu un randament energetic de până la 96%. El acceptă o tensiune de intrare în gama de la 4,5V la 36V şi furnizează un curent implicit de 350mA. Curentul pentru LED este reglabil de la 300mA la 450mA prin schimbarea unui singur rezistor extern.

Modulul operează la o frecvenţă de comutaţie constantă (400kHz) cu interferenţă electromagnetică redusă (EMI) conform standardului EN55015. Modulul are o buclă de control rapid pentru realizarea unei rezoluţii de reglare a strălucirii în 256 de paşi PWM la 240Hz pentru iluminare generală. Sistemele de protecţie includ închidere termică, blocare la subtensiune pe intrare, protecţie la scurtcircuit şi la circuit deschis cu LED. • Nr. stoc RS: 769-6324 • Marca: Texas Instruments • Cod producător: TPS92550TZ/NOPB • Status RoHS: Conform

Becuri cu LED-uri Gama de dispozitive de iluminare cu LED-uri care este pusă la dispoziţie de Aurocon COMPEC şi RS Components oferă soluţii pentru birouri, depozite şi spaţii comerciale. Aici sunt incluse becuri pentru lanterne şi faruri auto, precum şi becuri cu LED-uri pentru înlocuirea soluţiilor de iluminare mai vechi şi indicatoare de panou. De asemenea, pe stoc există şi o vastă ofertă de accesorii pentru completarea oricărei soluţii de iluminare.

Iluminarea cu LED-uri este o soluţie eficientă energetic pentru o mare varietate de aplicaţii. Astfel au fost identificate soluţii ca înlocuire directă a dispozitivelor vechi de iluminare. Întotdeauna se poate opta şi pentru gama de produse marca RS, care oferă valoare şi calitate, produse testate riguros şi cu preţuri mai mult decât rezonabile. Suplimentar, RS lucrează în parteneriat cu Megaman şi Philips pentru a dispune pe stoc de o selecţie masivă de LED-uri.

Categoriile principale care fac parte din această zonă sunt: becurile auto cu LED, becuri cu LED pentru indicatoare şi balize, becuri tip cluster, becuri LED GSL, becuri reflectorizante, tuburi luminoase cu LED-uri.

Gama de produse oferită de unicul distribuitor RS Components în România este într-o continuă creştere. În cele ce urmează sunt prezentate câteva dintre noile produse ce vin să îmbogăţească oferta.

Becuri cu LED-uri MR16 Becul reprezintă o soluţie cu LED-uri pentru înlocuirea becurilor cu halogen MR16 cu soclu GU5.3. Becul acoperă un unghi solid de 40°, permite reglarea intensităţii luminoase, asigurând o durată de funcţionare de 25.000 de ore.

Dimensiunile sale sunt date de diametrul de 50,67mm şi lungimea de 46,5mm.

• Cod producător: 0026340 • Nr. stoc RS: 765-3569 • Status RoHS: Conform • Marca: Sylvania

Curent de ieşire Tensiune de intrare Reglare strălucire Putere de ieşire maximă

300 → 450mA 4,5 → 36 Vdc PWM 14W

Putere Temperatură de culoare Ton culoare Tensiune nominală Luminozitate Putere echivalentă

www.compec.ro

Componente pentru iluminare cu LED-uri

www.compec.ro

Sursă de tensiune pentru comandă LED-uri Seria ECP30 de surse de alimentare de 30W pentru comanda LED-urilor oferă funcţie PFC şi dispune de o construcţie compactă într-o carcasă din plastic.

Dispozitivul oferă protecţie la scurtcircuit, suprasarcină şi supratemperatură.

• Nr. stoc RS: 764-7167 • Marca: RS

• Cod producător: ECP30-24VL • Status RoHS: Conform

Tensiune de ieşire Curent de ieşire Putere de ieşire maximă Tensiune de intrare Temperatura de operare

24V 1,25A 30W 240 V ac de la -20 la +45°C

www.compec.ro

Componente pentru iluminare cu LED-uri

Controler pentru LED-uri utilizând STLD40D

7,5 W 3000K Alb cald 12 V 350 lm 35W Becuri cu LED-uri

Becuri cu LED-uri GLS E27, 10,5W Becurile cu LED-uri ToLEDo GLS A60 oferă o economie energetică de până la 75% comparativ cu becurile cu incandescenţă şi necesită foarte puţină întreţinere pe durata de viaţă medie de 25.000 de ore. Aceste becuri sunt disponibile cu socluri E27 şi B22, perfecte pentru corpuri de iluminare deschise. Becurile ToLEDo GLS sunt disponibile cu puteri de 5W, 7,5W şi 10,5W şi au o lumină cu temperatura de culoare de 2700K, oferind o distribuţie uniformă a luminii, precum becurile cu incandescenţă.

5,0W furnizează 250lm – putere echivalentă ca. 25W 7,5W furnizează 470lm – putere echivalentă ca. 40W 10,5W furnizează 806lm – putere echivalentă ca. 60W • Nr. stoc RS: 769-2772 • Marca: Sylvania www.compec.ro

• Cod producător: 0026737 • Status RoHS: Conform Becuri cu LED-uri

Această placă se bazează pe STLD40D, un convertor ridicător de tensiune ce poate oferi o tensiune de ieşire de până la +37V şi poate comanda până la 10 LED-uri albe înseriate. Convertorul este tip comutator inductor PFM (modularea frecvenţei pulsurilor) şi poate lucra în mod de operare discontinuă (DCM).

• Randament ridicat pe o gamă largă de tensiuni de intrare de la +3 la +5,5V • Protecţie la supratensiune cu repornire automată • Limită reglabilă a vârfului de curent • Pin de activare cu opţiune de control PWM al strălucirii • Nr. stoc RS: 686-5339 • Marca: STMicroelectronics www.compec.ro

• Cod producător: STEVAL-TLL001V1 • Status RoHS: Conform Componente pentru iluminare cu LED-uri

Electronica Azi Nr. 4 [ 174 ] www.electronica-azi.ro

41

Pasta de lipit INDIUM 8.9 Performanţă înaltă în rezolvarea problemelor de proces Aveţi probleme în procesul de producţie cu Graping, QFN Voiding sau Head-in-pillow?

Beneficii de performanță: Pasta Indium 8.9 Rezolvă: QFN Voiding | Head-in-Pillow | Graping Ideală pentru componente miniaturizate și fine-pitch l Design special pentru componente CSP, 0201, și 01005.

Performanță robustă în reflow l Fereastră largă de proces pentru profile reflow flexibile. l Wetting optim pentru toate suprafețele.

Performanță de primă clasă în printare l Transfer la printare excelent prin aperturi mici < 0.66. l Durată de utilizare extinsă a stencil-urilor. l Capacitatea înaltă de retenție previne deplasarea componentelor.

Rezistență la voiding l Voiding scăzut (< 5%) pentru BGA-uri cu tehnologie via-in-pad.

Pentru a afla mai multe informații despre Pasta Indium 8.9, precum și gama de produse Indium Corporation, ne puteți contacta la lthd@lthd.com, www.lthd.com, www.indium.com.

ATRON® SP 400 – Un excelent agent de spălare pentru mentenanţă, perfect pentru îndepărtarea fluxului în procese spray-in-air la temperatura ambiantă!

ZESTRON, lider global în producția de medii de spălare specializate și servicii pentru industria electronică, prezintă ATRON® SP 400, primul agent de spălare pentru mentenanță special dezvoltat pentru procese spray-in-air.

ATRON SP 400® este un agent de spălare FAST®(Fast Acting Surfactant Technology) conceput pentru a îndepărta fluxul de pe paleţii de cositorire, rame și schimbătoare de căldură din cuptoarele folosite în industria electronică. În comparație cu agenții de spălare convenționali, care au nevoie de minimum 40°C, ATRON® SP 400 are performanțe de curățare excelente la temperatura ambiantă. Rezultatele foarte bune ale spălării la o temperatură de 25°C ajută și la reducerea costurilor cu energia electrică.

ATRON® SP 400 este disponibil ca soluție diluată precum și sub formă de concentrat. Procesul de spălare cu ATRON® SP 400 poate fi monitorizat cu ZESTRON®Easy Bath Control Kit. Pentru a afla mai multe informații despre ATRON® SP 400, precum și gama de produse de spălăre ZESTRON, ne puteți contacta la lthd@lthd.com, www.lthd.com, info@zestron.com, www.zestron.com. ®

42

Electronica Azi ⏐ Mai 2013

Şos Pantelimon, nr 10­12, etaj 6, Sector 2, Bucureşti Tel.: (021).252.89.90, Mobil: 0722 604 080 Fax: (021).252.77.47 email: roccas@roccas.ro web: www.roccas.ro

Imprimantă termică pentru etichete n Rezoluţie printare 300 puncte/inch (650/650SE), 203dpi (620). n Viteză printare 100mm/s (650/650SE), 70mm/s (620) comunicaţie. n USB (650/620), Serial and USB (650SE).

D I STRI B UŢI E CO M PON E N TE E L EC TRON I C E

SLP650SE

SLP650

Panouri fotovoltaice

Conectori HARTING Technology Group

Active Pasive Electromecanice

Afiæaje LCD

Baterii cu litiu TADIRAN

Programatoare Software Emulatoare

Imprimante termice

Tastaturi folie

POS complete

Carcase

Specificaţii

Model

SLP 620 Metodă printare Rezoluţie (mm/sec)

Printare

SLP 650/650SE termică

203 (8)

300 (11.81)

Lăţime hârtie

57.9

Lăţime printare (mm)

48

48.8

Viteză printare (mm/s)

70*

100*

Code39, I-2 of 5, Code128, EAN13, EAN128, Coduri de bare

UPC-A, UPC-E, Codabar, Maxi Code, PDF417, Data Matrix, QR Code

Interfaţa comunicare

USB

Alimentare (V) c.c.

Consum curent (A) Durata viaţă

650 USB / 650SE USB, RS-232C

5.7 ... 6.3

11.4 ...12.6

Normal

2.3

2.8

Maxim

2.5

3.0

6

15

Rezistenţă abraziune (km)

Temperatură operare (°C)

5 la 40

Temperatură stocare (°C)

-20 la 60

Dimensiuni (L × l × Î mm)

113.8 × 172.0 × 148.0

Masa (g)

ca. 490

Software

Windows® 2000, 2003, XP, Vista, 7 / Mac OS X ROCCAS ICCP distribuitor SEIKO Instruments GmbH pentru ROMÂNIA Şos. Pantelimon 10-12, Et. 6, Sector 2 Bucureşti, România, Telefon: 021252.89.90, Fax: 021 252.77.47 e-mail: roccas@roccas.ro, www.roccas.ro

Electronica Azi Nr. 4 [ 174 ] www.electronica-azi.ro

43