Elektroniktidningen december 2021

NR 12 DECEMBER 2021

ELEKTRONIK TIDNINGEN

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

TEMA: MEDTECH & HÄLSA Industriarbetare blev först att dra på sig handsken med inbyggd muskelstyrka.

Nu gör Bioservo ett nytt försök med sin ursprungliga målgrupp: patienter med svaga händer. /12–13

HANDSKEN GER HÄNDERNA KRAFT PILLERKAMERA:

PU SENSOR:

Fotar magen inifrån

Upptäcker risk för trycksår

/10–11

/14–15

PRENUMERERA KOSTNADSFRIT T! ETN.SE/PREN

INNEHÅLL: ETN 12/21

Utges av Elektroniktidningen Sverige AB adress: Folkungagatan 122, 4 tr, 116 30 Stockholm. telefon: 0734-17 10 99 | www.etn.se bankgiro: 5456-3127 redaktion: Anna Wennberg (ansv. utg.), Per Henricsson, Jan Tångring. grafisk formgivning och layout: Joakim Flink, TYPA jocke.flink@typa.se annonser: Anne-Charlotte Sparrvik, 0734-17 10 99 | e-post: ac@etn.se

24

28 4 16

prenumeration: webb: etn.se/pren e-post: pren@etn.se

Anna Wennberg Bevakar analogt, opto och kommuni­kation, kraft, sen­so­rer, distri­bution, medicinsk elektronik och minnen. anna@etn.se | 0734-17 13 11

Per Henricsson Bevakar test & mät, rf och kom­munikation, produktion, FPGA, EDA och passiva komponenter. per@etn.se | 0734-17 13 03

Jan Tångring Bevakar in­byggda system, mjukvara, processorer, kort och skärmar. jan@etn.se | 0734-17 13 09

Anne-Charlotte Sparrvik Ansvarar för sälj- och ­marknadsföring. ac@etn.se | 0734-17 10 99 © Elektroniktidningen 2021 upplaga: 13 000 ex.

Allt material lagras elektroniskt. issn 1102-7495 Organ för SER, Svenska Elektrooch Dataingen­jörers Riksförening, www.ser.se Tidningen trycks på miljövänligt papper av Stibo Complete. omslagsbilden: Krafthandske från svenska Bioservo. foto: Jan Tångring

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

21 18 4

Gör både GaN-skikt och transistorer En patenterad metod för att lägga galliumnitrid på vanliga kiselskivor i kombination med en egenutvecklad HEMT-transistor ska göra uppstartsföretaget Epinovatech till en fabrikslös halvledartillverkare.

16 18

Med sikte på elektrisk medicinsk behandling Textiler med inbyggd elektricitet kan i framtiden komma att ersätta vissa mediciner.

EXPERT: Tre mätsystem på ett chip Kontinuerlig distansövervakning av vitala parametrar kan komma att identifiera allvarlig sjukdom innan den har utvecklats hos en individ. Avancerade och hårt integrerade system­kretsar banar vägen, skriver Andrew Burt på Analog Devices.

21

EXPERT: Mäter blodtryck utan kalibrering Dagens wearables säger sig mäta blodtryck, men luras lite grand. Chris Elliott på LMD förklarar, och berättar om den första sensor som gör det på riktigt.

26 24 26

EXPERT: Sensor gör skillnad på tejp och tejp Rolf Horn på Digi-Key Electronics berättar om 3M:s sortiment av medicinsk tejp för att fästa sensorer på en människokropp.

EXPERT: Säker flashdisk för medicinsk utrustning Medicinsk utrustning måste vara ­extremt tillförlitlig för att inte äventyra ­patienternas hälsa och säkerhet. Inga komponenter får fallera utan att förvarna. När det gäller lagring av data har en flashdisk det lättare att uppfylla kraven i de relevanta standarderna än en klassisk hårddisk, skriver Silicon Motion.

28

Laserskrivare utan materialbegränsningar Den är nästan lika snabb som en screentryckare, den kan deponera alla typer av fl ­ ytande material och har betydligt bättre ­upplösning än jettryckare. Den laserbaserade 3D-skrivaren io300 från brittisk-israeliska Iotech ska komma i produktion nästa år.

3

STARTBLOCKET

Fyra wafers på fyra tum med både fästskikt och GaN-skikt. Insprängt en bild på en och åttatumsskiva med enbart fästskikt i alminiumnitrid.

En patenterad metod kallad NovaGaN för att lägga gallium­nitrid på vanliga åttatums kiselskivor i kombination med en egenutvecklad arkitektur för HEMT-transistorer ska göra uppstartsföretaget Epinovatech till en fabrikslös halvledartillverkare.

Den första tillämpningen för företagets krafttransistor är elbilsladdare men den ­fungerar för alla typer av spännings­omvandlare och för rf-tillämpningar.

Gör både GaN-skikt och transistorer – Med vår NovaGaN-lösning är vi 30 till 50 procent mer energi­ effektiva än kisel och kiselkarbid, säger Martin Olsson som är vd och grundare av Epinovatech.

Företagets HEMT-transistor i GaN-på-kisel är inte helt lateral – som normala HEMTtransistorer – utan till viss del tredimensionell.

– Vi får en högre genombrottsspänning i och med att den är vertikal.

Det handlar om en typ av HEMT-transistor som är ”normally off ”, så kallad enhancement mode HEMT. – Målet är att vara lika bra som kiselkarbid för batterisidan och trefastillämpningar. Vi tar sikte på en spänning över 1 200 V för våra chip som ett mer skalbart al-

4

ternativ. Standard idag för GaNtransistorer är 650 V även om det börjar komma komponenter som lovar högre spänningar på 900 V, säger Martin Olsson.

T I L LV E R K N I N G E N av de första komponenterna är planerad till nästa år och för att underlätta för kunderna att utvärdera dem håller företaget på att ta fram referenskort för växelriktare och omriktare.

– Fokus har varit att göra en lösning för elbilsladdning som är modulärt skalbar från 22 kW upp till 300 kW, säger Martin Olsson.

För växelriktarna (AC/DC) handlar det om en så kallad totem-pole PFC-topologi och för omriktarna (DC/DC) om en

LLC-topologi.

– Det finns kunskapsluckor bland konstruktörer om hur man ska driva GaN. En vanlig missuppfattning är att man ska göra det så snabbt som möjligt, på många hundra kilohertz, för att uppnå störst nytta med GaN, men då får man EMC-problem. I andra fall görs HEMT-transistorerna långsammare av konstruktörerna, vilket är som att sätta traktorhjul på en Ferrari.

Företaget siktar därför på 200 kHz vilket underlättar för konstruktörerna som är vana vid komponenter i kisel eller kiselkarbid. Just nu utvärderas både standardkapsling och en mer avancerad kapsling.

På en lite längre tidshorisont finns även chip för 6G och kom-

munikation med i planerna.

– Med vår vertikala chiparkitektur kan vi göra mer kraftfulla rf-transistorer för millimetervågor med GaN, vilket blir mer ekologiskt än kisel.

V E M S O M S K A tillverka ­chippen är inte beslutat, företaget ­ut­värderar olika foundryn. Dessutom behövs någon som testar och kapslar transistorerna innan de kan lödas in på ett kretskort.

Epinovatech har hittills tagit in 22 miljoner kronor från framförallt affärsänglar. Ambitionen är att fylla på kassan med mer pengar till våren. Det finns dessutom planer att komma med i något EU-projekt och att växa till ett tiotal anställda mot slutet av nästa år.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

STARTBLOCKET

Lägger GaN på kisel med fästlager i nanoteknik Galliumnitrid är ett lovande material som haft svårt att konkurrera med kisel och kiselkarbid vad gäller pris, volymer och i viss mån även prestanda. Det har varit för mycket defekter i materialen i kombination med att skivorna varit små och därmed dyra för att passa kraftkomponenter och rf-tillämpningar. Bara vid tillverkning av lysdioder har GaN blivit ett standardmaterial.

Det finns ett antal olika metoder för att framställa GaN men billigast är att utgå från samma typ av kiselskivor (wafers) som användas för CMOS-kretsar och belägga dem med ett tunt lager av galliumnitrid.

I och med att kisel och galliumnitrid har olika gitterkonstanter passar de inte ihop rent mekaniskt på atomnivå.

Det uppstår defekter, så kallade dislokationer, vilket försämrar prestanda och energieffektivitet.

Ytterligare ett problem är att kisel krymper mer än GaN när skivorna kyls ned under processningen. Risken är då att kislet gör så att GaN-skiktet spricker eller att diskarna blir spröda och kan gå sönder, vilket i sin tur leder till dyra produktionstopp.

– Dislokationer är det som hindrat skalbar produktion av GaN hittills, men det är något vi löst med ett fästlager i nanoteknik som vi har patent på, säger Martin Olsson.

FÄ S T L AG R E T L I G G E R mellan kiselskivan och GaN-skiktet och består av alminiumnitrid som är som är mönstrad i nanoskala.

Utvecklingen sker tillsammans med forskningsinstitutet Fraunhofer i Freiburg.

– Vi har gjort för fyra tum och

ska göra för åtta tum. Vi håller på att trimma den processen nu.

Att åttatumskivor är viktiga hänger samman med att de är en standardstorlek i hälften av alla halvledarfabriker och därmed kan hanteras av robotbladen i de automatiska tillverkningslinorna.

– Vi kan modifiera vår Nova­GaN med olika skikt som russinen på kakan för helt olika affärsområden. Även om företaget har sin bas i Lund är metoden inte utvecklad i labbskala vid högskolan som ­annars genererat flera företag inom nano-området.

– Det finns en anknytning till Skåne, men det är inte en spinoff. Jag har drivit det som ett projekt i många år innan bolagiseringen 2019, säger Martin Martin Olsson Olsson.

Han är civilingenjör i nanoteknologi och doktor i teoretisk kemi från Lunds Universitet.

Han har även arbetat med utveckling av halvledarkretsar på bland annat lysdiodsbolaget Glo och memsfoundryt Silex Microsystems.

PER HENRICSSON per@etn.se

FAKTA Galliumnitrid (GaN) har stort bandgap, tål hög spänning, har hög elektronmobilitet och klarar höga temperaturer. Egenskaperna passar både kraftelektronik och snabba rf-kretsar, faktisk även framtidsområdet optoelektronik.

Egenskaperna ökar effektiviteten i omvandlare och rf-tillämpningar vilket leder till mindre effektförluster och därmed mindre behov av kylning och mindre passiva komponenter.

För tillverkning av lysdider används ett 2 µm tunt GaN-skikt på safir-skivor. För rf-kretsar behöver kvaliteten på GaN-skiktet vara betydligt högre vilket kräver tjockare

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

ett GaN-skikt upp emot 6 µm.

De HEMT-transistorer som används i rf-kretsar är planära och slås av vid positiv gatespänning.

Det ger låg robusthet inom kraftelektronik. Denna typ av HEMT används dock i GaN-komponenter som är kaskoder.

För kraftelektronik vill man ha transistorer som i synnerhet slås på med en positiv gatespänning, så kallad ”enhancement mode”, som kan användas vid höga effekter, och som tål högre spänningar, minst 650 V men gärna 1200 V. Det ger en hög robusthet, lång hållbarhet och säkerhet.

Volvobatterierna ska utvecklas i Göteborg n BATTERIER Volvo öppnar ett utvecklings­ center tillsammans med Northvolt för den batteri­ fabrik de ska bygga åt Volvo någonstans i Europa.

Volvo Cars och Northvolt ska bygga en 50 GWh-battericells­ fabrik för 30 miljarder kronor (60 öre/Wh) för elbilar från Volvo och Polestar. För att preparera för fabriken och för att bygga kompetens hos Volvo, startar de nu ett utvecklings­ center i Göteborg.

Elbilsbatterier är idag något som biltillverkare köper in från asiatiska jättar som CATL och Panasonic. Men i likhet med Tesla, Volkswagen, Renault och Nissan är Volvo Cars inställt att på att bli sin egen batteriproducent. Batteriet är en avgörande komponent i en elbil när det gäller prestanda, pris och klimatavtryck.

C E N T R E T KO M M E R att ligga nära Volvos eget utvecklingscenter och ha mycket utbyte med Northvolts utveckling i Västerås.

Det ska tas i drift nästa år och

kommer att ge några hundra arbetstillfällen.

Volvo och Northvolt har ännu ej kommunicerat var själva batterifabriken ska hamna – bara ”någonstans i Europa”. Göteborg är en uppenbar kandidat i och med att Volvo har tillverkning där. I september läckte dessutom en bygglovsansökan med en suggestiv karta över stadsdelen Torslanda med en fabrik inritad.

50 GWh-fabriken ska börja byggas 2023 och inleda sin första volymproduktion år 2026. Till slut ska den sysselsätta tretusen personer.

I mitten av tjugotalet ska femtio procent av Volvos försäljning vara rena elbilar och år 2030 hundra procent.

Northvolts kundkrets o ­ mfattar idag BMW, Fluence, Scania, Volkswagen, Volvo Cars och Polestar.

Volvo Cars anger att 50 GWh är lagom för en halv miljon elbilar vilket betyder att Volvo kalkylerar med 100 kWh per bil.

Dagens elbilar har kapaciteter mellan 30 och 100 kWh. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Tio år till med fri roaming i EU n KOMMUNIKATION År 2017 slopades kostnaderna för roaming inom EU, nu har parlamentet, kommissionen och EU-länderna enats om att förlänga avtalet till år 2032.

Den utspruningliga överenskommelsen gällde i fem år och avskaffade alla extrakostander för att ringa, skicka SMS och surfa när abonnenterna befann sig i ett annat EU-land. EU-kommissionen förslog en förlängning av avtalet redan i februari i år och

i oktober röstade parlamentet för förslaget.

Nu ha alltså även medlemsländerna skrivit på överenskommelsen.

E N A N G R Ä N S A D E F R ÅG A som EU vill utreda är om det finns anledning att införa regler för hur mycket det får kosta att ringa från ett EU-land till ett annat.

Här finns dock ingen tidsplan spikad.

PER HENRICSSON per@etn.se

5

STARTBLOCKET SER-KRÖNIKA

Halv miljard till svensk fabrik för elmotorer n ELEKTRIFIERING Åmål i Dalsland får en av världens största fabriker för tillverkning av elmotorer till tyngre fordon. Amerikanska Dana utökar sin verksamhet på orten med en investering på 450 miljoner kronor.

F Ö R S E R H A R Å R E T I N N E B U R I T en fortsatt satsning på digitala möten och hybrid­ möten. Vi ser tillbaka på 2021 som bland annat innehöll följande.

Vi genomförde vårt höstmöte och hade möjlighet att förlägga det på LTH X-Lab, en så kallad makerspace. Där har ­studenterna möjlighet att just skapa och jobba tillsammans. Vi har också en kampanj på Lunds tekniska högskola i samarbete med näringslivssektionen på studentkåren. ­Genom samarbetet med vår partner Swedsoft har vi tillgång till digitala seminarier och föredrag.

S E R D E LTO G på Software Technlogy Exchange Workshop (STEW), Swedsofts årliga konferens för att skapa utbyte mellan näringsliv, akademi och offentlig sektor inom mjukvara. Det var spännande föredrag som understryker den starka koppling som finns till mjukvara, oavsett vilken typ av utvecklingsarbete man jobbar med, och SER:s medverkan pekar på ett annat viktigt sätt att samarbeta på.

SER har ett flerårigt digitalt bokprojekt; Svenska Telekom- och Radioteknikens historia. Boken ska berätta om teknik­ utveckling och historia runt telekommunikationens fasta och mobila nät – från telefonins början fram till idag. Innan jul kommer vi att skicka ut ett nyhetsbrev till medlemmarna med en länk till den första digitala utgåvan.

för vårens möten som blir en kombination av fysiskt/digitalt möte. De digitala mötena gör det lättare att spela in dem med högre kvalitet, och möjliggör att fler medlemmar i vårt avlånga land kan del av det ökande utbudet.

Vi hoppas att detta kan möjliggöra en tätare och rikare dialog inom SER framöver, ett viktigt komplement till aktiviteter som seminarier och företagsbesök Vi ser som sagt tillbaka på ett mycket annorlunda 2021, och blickar med tillförsikt framåt mot 2022, då vi kommer att staka ut vägen för vår fortsatta verksamhet.

V I H A R N U B Ö R J AT P L A N E R I N G E N

STAFFAN SKOGBY SER Ordförande

6

Den första produkten blir Dana TM4 Motive som används i lätta fordon, medelstora och tunga lastbilar och större lastfordon inom bygg och anläggning.

Det är det västsvenska mobilitetsklustret som lockar Dana till Åmål.

Här finns enligt företaget ­högkvalificerad kompetens och synergier att hämta. Dessutom är platsen geografiskt gynnsam för leveranser till europeiska kunder.

I koncernens befintliga fabrik i Åmål, Nordiska Kardan, tillverkas idag kardan­axlar av cirka 170 anställda. Nu får ytterligare åttio personer jobb i Åmål. Produktionen ­kommer i hög grad att vara automatiserad

och volymerna ska bli ”stora” – det här blir Danas största fabrik i sitt slag i Europa.

F Ö R S TA K VA R TA L E T år 2023 ska en ny produktionsanläggning för ”elektrodynamiska komponenter och system” vara klar att tas i drift.

Bland Danas befintliga kunder finns bland andra Volvo, Volkswagen och Daimler.

Dana har sitt huvudkontor i Ohio, USA, och är en leverantör av drivlinor och elsystem till mobilitetssektorn.

Fabriken får cirka 100 miljoner kronor i svenska investeringsstöd.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Så har Risc V upprustats i år n INBYGGDA SYSTEM 40 nya tillägg har spikats för cpuarkitekturen Risc V under året som gått.

Den är därmed bättre rustad för områden som virtualisering, numeriska beräkningar och kryptering – alla relevanta för inbyggda system.

Det berättar de 2400 medlemmarna i organisationen RISC-V International i ett pressmeddelande.

Jämförelser mellan den nya cpu-arkitekturen Risc V och konkurrenter har haltat eftersom Risc V helt enkelt ännu inte varit färdigspecificerad inom viktiga tillämpningsområden.

Inget har i och för sig hindrat vem som helst från att addera egna instruktioner – arkitekturen är fri på det viset. Men i år har flera viktiga standarder klubbats och det borde kunna skapa trygghet och därmed stärka ekosystemet.

– Man tror att många tillverkare har avvaktat med att producera chip av rädsla att specarna ska ändras senare så att deras chip blir inkompatibla, kommenterar cpu-experten Olof Kindgren.

D E F E M TO N NYA specifikationerna omfattar 40 stycken olika tillägg till arkitekturen. De tre specifikationer som organisationen framhäver mest i en pressrelease handlar om vektor­ operationer, kryptografi och hyper­visorer.

Hypervisorer är en sorts ”operativsystem för operativsystem” som används framför

allt i servar för att låta flera användare dela på samma fysiska processor, så kallad virtualisering.

Det används även för hårdvarukonsolidering i inbyggda system, exempelvis för att låta olika datorsystem i en bil dela hårdvara utan risk för friktion mellan dem. Även industriella styrsystem konsoliderar på det viset.

Många använder dessutom virtualisering på sin egen pc för att köra flera oberoende operativsystem parallellt.

K RYP T E R I N G Ä R R E L E VA N T för IoT-system som behöver kunna trygga åtkomsten till hårdvaran och skicka data säkert. Det går att köra kryptoalgoritmer utan speciella ­instruktioner, men skräddarsydda instruktioner kan sänka energikostnaden – med en magnitud enligt pressmeddelandet – och därmed bli realistisk på enklare hårdvara.

Vektoroperationer används för numeriska beräkningar i allmänhet och artificiella neuronnät i synnerhet. De är aktuella inom inbyggda system i och med trenden mot distribuerade beräkningar, så kallad edge computation.

Risc V:s hantering av vektorberäkningar är något som upphovsmakarna ofta hävdar är överlägsen konkurrerande arkitekturer som Arm, Mips och IA. Risc V använder samma kod för alla olika numeriska format.

Den ­klarar sig därmed med totalt bara drygt hundra instruktioner, som dessutom är framåtkompatibla.

JAN TÅNGRING

jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

STARTBLOCKET

PER HENRICSSON

Flexibel laguppställning i Mycronics monter Lagom till pandemin, som lamslog världen i april 2020, gick elektronikproduktionsoch maskritarbolaget Mycronic från två affärsområden till fyra divisioner. Motivet var att öka både tillväxt och lönsamhet. Elektroniktidningen tog pulsen på företagets vd Anders Lindqvist under årets Productronicamässa i München.

– Vi gjorde det för att maximera potentialen i varje ben, att få bästa fokus på marknaden.

I praktiken var det verksamheten inom elektroniktillverkning som delades upp i tre divisioner High Flex, High Volume och Global Technologies medan laserritarna förblev en egen division.

På Productronicamässan låg fokus i företagets monter på High Flex, den typ av tillverkning som dominerar i Europa med korta serier och därmed mycket omställning av produk-

tionslinorna.

I den divisionen finns allt från lagringstorn, via jettryckare och ytmonteringsmaskiner till optisk avsyning.

När det kommer till volymproduktion tog den delen av företaget fart i och med köpet av kinesiska Axxon år 2016. Det tillförde produkter för dispensering plus ett rejält brofäste på den kinesiska marknaden. I höst har det kompletterats med screentryckare och maskiner för montering av udda komponenter.

– Vi hittade ett lokalt bolag som hade en hög nivå. Nu får vi in de produkterna i säljnätverket, säger Anders Lindqvist.

D E T H A N D L A R O M Shenzhen Huan Cheng Xin Precision Manufacture som framförallt gör screentryckare för högvolymsproduktion. Om det blir nya modeller anpassade för divisionen High Flex marknad i Europa och USA

FAKTA

Mycronics fyra divisioner

1

Assembly Solutions High Flex Maskiner för flexibel produktion i framför allt Europa och USA. Inkluderar bland annat lagrings­ tornen, jetdispenseringen, ytmonteringsmaskinerna och den optiska inspektionen.

2

Assembly Solutions High Volume Högvolymmarknader i Asien, framförallt tillverkning av konsumentelektronik. Inkluderar verksamheten inom dispensering,

8

screentryckning och montering av udda komponenter.

3

Assembly Solutions Global Technologies Avancerade tillverkningslösningar som inte passar in i de andra om­ rådena men som har bra tillväxt och lönsamhet.

4

Pattern Generators Laserritare för tillverkning av masker till bildskärmar plus laserritare för masker till de övre lagren vid halvledarproduktion.

beslut att sälja något. är ännu oklart men ska Affären är inte helt man dra en parallell med klar men Singaporeförvärvet av Axxon är baserade ASM Pacific det rimligt att det sker.

Technology som köper Idag finns en dispenseAutomation Engineeringsmaskin avsedd för ring utvecklar ­maskiner just flexibel produktion i för montering av halvkorta serier.

Anders Lindqvist ­ledarkomponenter, Den tredje divisionen ett område som ligger närmare är Global Technologies som är tillverkning av kameramoduler lite av en särling i och med att än ren elektronikproduktion. den inte riktar sig till en specifik I Global Technologies ingår marknad utan sätter tillämpningäven Atg Luther & Maelzer som en i fokus. Divisionen hade länge Mycronic köpte i våras för 1,1 två produkter, en amerikansk miljarder kronor. Företaget utmaskin från dotterbolaget MRSI vecklar både nålbäddstestare och för bondning av chip – en så kal�testare av typen flying probe. lad die bonder – och maskiner – Det är ett riktigt bra bolag, för tillverkning av avancerade marknadsledare inom en nisch. kameramoduler till fordon.

Det har också en stark eftermark– Die bondern gör supernad och behöver inte fixas till. precisionsmontering ner till en och en halv mikrometer, det är produkter för fiber- och N A M N E T KO M M E R att finnas kvar datakommunikation som går och verksamheten kommer att väldigt bra. Kameramoduler blev drivas vidare utan några stora för smalt, det var en applikation i förändringar. Däremot kommer en industri. det att bli samarbeten för att dra nytta av varandras tekniska kunnande.

N Ä R M YC R O N I C hösten 2016 Som jämförelse kan man titta köpte amerikanska Automation på det franska avsyningsbolaget Engineering var prognosen att Vi Technology som Mycronic det skulle sitta tiotals avanceköpte hösten 2017 och ­numera rade kameror i varje bil vars är helt integrerat. Det står videoströmmar skulle användas Mycronic på maskinerna och av självkörningssystemen. Så mjukvaran är integrerad. har det inte blivit, idag finns det – Idén är att fortsätta så, se vad en eller två kameror av den här som kan passa in. Vi har lärt oss typen i dyrare bilar. att det är bättre att köpa bra före– Då måste man hitta andra tag som presterar bra från början, applikationer, det nådde inte vi.

ASM har liknande kundsegment säger vd Anders Lindqvist. så vi såg att verksamheten skulle passa mycket bättre hos dem än PER HENRICSSON per@etn.se hos oss. Det kändes moget att ta ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

SÄKRA ANSLUTNINGAR FÖR MEDICINTEKNIK ODU kontaktdon ger säkra anslutningar till medicinsk utrustning

ODU MINI-SNAP® Tål desinfektion, sterilisering och autoklavering Ger hög patient- och operatörssäkerhet (2 MOPP / 2 MOOP) Ström, hög ström, hög spänning, signaler, data, luft, vätskor och optik Kundspecifika speciallösningar inklusive LSR / HCR silikonövergjutning

LÖSNINGAR MED SILIKONÖVERGJUTNING

ODU-MAC® ZERO ODU MEDI-SNAP®

www.odu.se

TEMA: MEDTECH & HEALTH

F

ör oss är medtech ett superintressant område.

Nya produkter som kommer inom området har ofta någon typ av unik hård- och mjukvara, vilket gör att vi ligger helt rätt, säger Marcus Mover, teknikchef på företaget.

Shortlinks spetskompetens är att på uppdrag utveckla elektronik och mjukvara väldigt strömsnålt, oftast i kombination med trådlös kommunikation.

Företaget kan beskrivas som en teknikkonsult eftersom det säljer sin konstruktionskompetens per timme.

– Men när vi utvecklar asicar som går i volym blir vi en komponentleverantör.

Modellen gör att asicverksamheten kan bli väldigt lukrativ om slutprodukten slår på marknaden.

D E N L I L L A P I L L E R K A M E R A N är ett praktexempel. Idag säljer Shortlink100 000-tals kretsar om året, tillverkade i Italien, till det kinesiska företag som gör produkten.

Pillret är tänkt att ersätta den gastroskopislang som traditionellt används inom sjukvården för att titta in i magen på en patient. Det är mindre än två kubikcentimeter och rymmer en kameramodul med LED-blixtar, en skräddarsydd transceiver och en antenn.

Bilderna som kameran tar under sin färd genom mage och tarm förs direkt över till asicen.

Där signalbehandlas de för att sedan skicka till en väst som bärs av patienten. I västen finns en mottagare för bildsignalen, som sedan lagras lokalt.

Shortlink har konstruerat asicen, som inne­håller radio, processor och minne, men också antennen i pillret.

– Kunden har gjort mjukvaran och vi har gjort hårdvaruimplementationen som stöder ett enkelt protokoll.

Här handlar det alltså om en egenutvecklad radio och ett protokoll som är optimerat för att vara så energieffektivt som möjligt.

Valet av kommunikationsfrekvens har varit en kompromiss. Å ena sidan vill man ha hög frekvens, för att kunna konstruera en liten effektiv antenn. Å andra sidan ökar dämpningen genom kroppen i takt med att frekvens ökar.

– Vi landade på 433 MHz. Det gör att antennen kan göras tillräckligt bra och att dämpningen i kroppen inte blir alltför hög. Det är inte en kvartsvågsantenn, för det får inte plats, utan antenn är nedtryckt i storlek för att få plats i pillret.

K A M E R A N K A N TA upp till sex bilder per sekund. Rent tekniskt går det att utifrån styra när den ska ta bilder, eller att be pillret skicka en bild igen.

– Sen har kunden valt att utveckla egen mjukvara till sitt slutsystem. Där känner vi inte till

Calmarks POC-Analyser och box med testkassetter.

om den utnyttjar möjligheten att rörelse. Asicen sitter mellan piezoelement och ett uppladdningsstyra hur data skickas eller om bart batteri. Dess uppgift är att allt överförs hela tiden. bearbetar den pulsade elektriska Ett annat spännande uppenergin och att generera en drag är en ny typ av pacemaker, ström som på ett kontrollerat sätt utvecklad av ett icke namngivet kan ladda batteriet. europeiskt företag.

Utmaningen i projektet är, inte Istället för att placera den vid sidan av hjärtat, och därifrån dra oanat, att konstruera extremt strömsnålt. I aktivt läge drar asielektroder till hjärtat, ska den cen bara någon nA, medan spännya pacemakern placeras direkt ningen från skördaren är cirka i hjärtat med hjälp av titthålstek10V och ut till batteriet runt 4V. nik. Den är så liten att den kan – Energiharvesting är ju en följa med i hjärtats rörelse när förlängning på det strömsnåla, det slår, och hittills har en första och att helt och hållet slippa prototyp tagits fram. batteri i vissa sammanhang, – Vi har gjort en asic som ser konstaterar Marcus Mover. till att ett litet batteri i pacemaEtt annat intressant företag kern kan laddas med den energi är Calmark Sweden som hjärtrörelsen skapar. i Stockholm som har På så sätt går det att få utvecklat ett instrument betydligt längre tid innan i första hand anpassat för en pacemaker behöver mätning av biomarkörer bytas ut. för sjukdomstillstånd hos Själva skördaren är ett nyfödda. Huvudprodukpiezo­element som bildar elektrisk energi ur hjärtats Marcus Mover ten heter POC-Analyzer.

Minikamera Ett piller som sväljs för att sedan ta bilder inifrån magen – till det har Shortlink utvecklat en asic och antenn. Det är ett av många medtech uppdrag som Karlstadsföretaget utfört.

Några andra utvecklingsprojekt inom medtech som företaget får nämna är en asic till en europeisk pacemakerutvecklare, ett kretskort till norska Respinor och elektronikkonstruktion till svenska Calmark.

10

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

TEMA: MEDTECH & HEALTH

Det är en bärbar, batteridriven och självinstruerande läsare som används tillsammans med egenutvecklade testkassetter.

Olika tester kan utvecklas på samma plattform genom att ett filter i testkassetten behandlas med olika kemikalier. När en liten mängd blod droppas i testet sker en färgförändring om ämnet man letar efter finns i blodet.

Reaktionen omvandlas till ett kalibrerat numeriskt värde med mjukvara i instrumentet.

E T T E X E M P E L PÅ T E S T är att mäta koncentrationen av restprodukten bilirubin (ger gulsot) i blodet på nyfödda. Det går snabbt och lätt. När locket stängs aktiveras engångstestet, och resultatet visas på instrumentets skärm inom några minuter.

Idag finns det ingen plattform för patientnära analys (PNA) på marknaden som primärt är framtagen för diagnostik av nyfödda barn. Sannolikt är POCAnalyzer den första, när den nu står inför lansering.

Shortlink och Calmark började samarbeta för två år sedan, när POC-Analyzer redan var utvecklad. Numera ansvarar Shortlink för eventuella justeringar i hårdvaran – det kan handla om att förbättra prestanda eller att byta ut komponenter som är på väg att fasas ut.

– Idag ser vi oss som deras utvecklingsavdelning inom elektronik. Om det behövs modifieringar av hårdvaran är vi med

i diskussionen, säger Marcus Mover.

Ytterligare ett företag är norska Respinor.

– Inom intensivvården vill man helst undvika att koppla upp patienter i respirator. Likaså vill man koppla bort de som ligger i respirator så fort som möjligt så att de får egen andning, men det finns inget bra system för att övervaka en person som just kopplats ur en respirator.

Det vill Respinor ändra på.

Företaget håller därför på att utveckla ett system som med hjälp av ultraljud övervakar diafragman hos patienter, för att på så sätt avläsa andningen och se till att patienten kopplas bort från respiratorn vid rätt tidpunkt.

Det sker när diafragman är så starkt att patienten kan andas på egen hand. Produkten heter DXT (Diaphragm Excursion Technology).

Shortlink har utvecklat hårdvaran i systemets huvudenhet, och är nu involverat i produktifieringen av projektet.

– Här handlar det om mycket elektronik som ska in på en liten yta. Det är ett relativt avancerat kort, med mycket signalbehandling och väldigt mycket spänningsförsörjning, säger Marcus Mover, och adderar: – Även om det är ett diskret projekt utan asic så är det många funktioner och relativt avancerat.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

Medicinsk teknik dominerar Shortlink utvecklar ström­snål elektronik, ofta för små trådlösa produkter. Medicinsk teknik är företagets största segment, om man tittar på omsättning. Ett asicprojekt kan bli riktigt lönsamt, om slutprodukten lyckas.

– Vi skulle direkt – Vi har olika affärskunna anställa fem modeller. Det ena är att inom elektronik- och ta betalt för vår tid att mjukvaruutveckling, utveckla. Det andra är konstaterar Joakim att vi tar betalt för kretBoes. sar, säger Joakim Boes, Framför allt söker vd på Shortlink.

Joakim Boes företaget ingenjörer Pillerkameran, inom hårdvarunära cbeskriven intill, står idag för programmering, VHDL och en stor del av omsättningen de som kan implementera medan pace­makern kan gå digitala funktioner i asicar samma väg om den blir en eller FPGA:er. succé.

– Jag är ny på företaget Innan ett asicprojekt startar sedan augusti. Närmast komskriver Shortlink vanligen mer jag från konsultbranschen avtal om att hantera kretsflödet när en produkt går i volym. och jag kan säga att duktiga embedded­utvecklare finns det Det inkluderar bland annat en hög efterfrågan på i hela att beställa wafers, testa och Sverige, säger Joakim Boes, leverera färdiga kretsar till och adderar: kundens monteringslina.

– Vi anställer gärna både i Räknat på resurser står asic­ Karlstad och Linköping. projekten för cirka hälften av utvecklingstiden. Den andra hälften tar diskreta projekt, ANNA WENNBERG anna@etn.se vilket kan vara att utveckla ett kretskort eller en radio med antenn. Och efterfrågan är hög.

som ser magen inifrån HISTORIK

Shortlink nu och då Shortlink har sedan tio år huvudkontor i Karlstad, men rötterna finns i Säffle, knappt sex mil bort.

Som ung teknikkonsult presenterade Shortlink under mitten av 1990-talet ett egenutvecklat koncept för strömsnål trådlös kommunikation för Ericsson. Det resulterade i det första trådlösa headsetet för mobiltele­foner, och lade en av grund­stenarna till det som senare blev Bluetooth.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

Shortlink har idag drygt 20 anställda i Karlstad och fyra i Linköping. De allra flesta arbetar med utveckling. Likaså finns ett systerföretag kvar i Säffle, Shortlink Compliance, som sysslar med provning. Det är ett EMC-center som utför både interna och externa uppdrag.

11

TEMA: MEDTECH & HEALTH

BIOSERVO

Krafthandsken ryms under arbetshandsken. Den gör dig inte starkare men minskar belastningen.

Ger arbetare en extra Industriarbetare blev de första att dra på sig den slimmade muskelhandsken.

Nu gör Bioservo i Kista ett nytt försök med sin ursprungliga målgrupp patienter med nedsatt handfunktion.

M

12

Elektroniktidningens reporter inte lyckas känna dem ens efter att fått dem utpekade under sömmarna. Helt omärklig blir handsken dock inte i bruk eftersom reporterns stora händer fått en size medium. Den klämmer ihop handen på lite fel ställen när vi testar på högsta kraft.

När sensorer på fingertoppar, leder och handflata känner att handen tar ett grepp, så stramar handsken åt greppet proportio­ nellt mot greppets styrka.

Hand­sken har friktion på in- och utsida, som en golfhandske. Efter lite inlärning lär sig användaren att förstå och lita på greppet.

– Har du jobbat i tio år på en lina är du van att ta ett verktyg med en viss kraft. Det är som när du lyfter ett mjölkpaket. Du vet du hur mycket du ska ta i. Men är det tomt tar du plötsligt i för mycket.

En app i arbetarens mobil kan

D E N F Ö R S TA M U S K E L H A N D S K E N

utvecklades för medicinskt bruk.

För rehabilitering av och assi­ stans till patienter med nedsatt handfunktion.

Men intresset från industrin kom snabbt. Stora företag fanns bland de som hörde av sig. År 2015 kom genombrottet. Bakgrunden var att General Motors hade misslyckats att anpassa en astronauthandske från Nasa för industriarbetare.

– De fick inte styr på det. Det blev aldrig riktigt bra. Men så hörde de talas om Bioservo och

bad oss ta över projektet, berättar Mikael Wester.

– Det passade bra in med alla de andra förfrågningar vi fått.

Det blev startskottet för vår ­satsning på industriella kunder.

När Nasa kom in i bilden blev det ett jättestort intresse. Året efter gick vi till börsen.

Det gav en annan sorts muskler – finansiella. Bioservo kunde bedriva mer utveckling, med exempelvis även Airbus och General Electric som testbänkar.

Målgruppen är stor.

– Bara industriarbetare finns mer än hundra miljoner. Vi har försökt att räkna ihop alla, men det är svårt. Vi konstaterar att det är en vansinnigt stor mängd.

Det är många år innan vi skulle

JAN TÅNGRING

ikael Wester, marknadschef på Bioservo, blir inte rädd när jag frågar om jag får ge honom ett rejält handslag. Jag har dragit på mig Ironhand 2.0 vilket låter respektingivande. Men den gör mig egentligen inte starkare.

Poängen för industriarbetare är snarare att den låser greppet.

Arbetaren kan hålla släggan eller borrmaskinen längre tid med mindre ansträngning. Syftet är att minska risken för förslitningsskador.

Industriarbetare kan bära den smidiga krafthandsken under sina vanliga arbetshandskar.

Människofingrar har senor till muskler i armarna och på motsvarande sätt har krafthandsken tunna vajrar som löper utmed armen till motorer, batterier och styrning i ett pack på ryggen eller midjan.

Vajrarna är så diskreta att

konfigurera varje finger. Det går att anpassa graden av låsning och ställa in tröskelvärden för när låsningen ska aktiveras för att du även ska kunna arbeta med precision. Eller för att borr­ maskinistens pekfinger ska vara fristående.

Det går att koppla fingrar till varandra, så att om exempelvis tummen greppar ska även lillfinger och ringfinger göra det.

En inlärningsfunktion, Smart Assist, kan själv upptäcka och anpassa sig till att händerna arbetar mest dynamiskt eller statiskt – det vill säga om handsken förväntas låsa eller assistera.

Handsken adderar kraft när sensorer i fingrar och handflata känner att användaren griper tag om något.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

TEMA: MEDTECH & HEALTH FAKTA

Ergonomer har fått drömverktyg

hand

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

kommit in på hundra enheter, också den från Frankrike.

– Frankrike är framåt inom att titta på lösningar för att hjälpa industriarbetare till en bättre ergonomi. Så det är nog ingen slump att det blivit just Frankrike.

Konkurrenter finns inte, enligt Bioservo. Inom rygg, ben, skuldror och armar finns många aktörer.

– Men vi är unika på händer.

Det är svårt. Det har en hög tröskel. Vi har hållit på sedan 2006. Det är lätt att göra något som bara kniper tag. Men det dynamiska – att uppfatta vad operatören vill göra, och hjälpa med det – det är komplicerat.

Närmaste konkurrerande teknik är snarast avlastning via vajersystem från taket.

N U S K A B I O S E R V O fokusera mer på Carbonhand. Också här är marknaden gigantisk.

– Bara på den marknaden vi vänder oss till finns mer än 150 miljoner potentiella patienter som skulle gynnas av att använda en handske som assisterande hjälpmedel eller i rehabiliterande syfte.

Det sistnämnda är spännande.

Att en hand tappar sin funktion är delvis en neurologisk effekt.

Hjärnan kan ge upp och sluta stödja funktionalitet som kroppen egentligen klarar av.

Häpnadsväckande nog kan hjärnan återuppväcka en förlorad funktion om den luras att tro att den fungerar. Om strokepatienter får titta på sin friska hand genom en spegel kan hjärnan luras att tro att det är den sjuka handen som fungerar igen – och väcka liv i den.

Krafthandsken borde kunna göra samma trick med sin ännu mer övertygande illusion.

Efter Carbonhand och Ironhand finns fler idéer. En lättare industriversion kan vara på gång – snarare för att lyfta skrivare och arbeta med mus än att slå med slägga och använda tunga borrmaskiner.

Gamla golfare som börjar tappa greppet skulle kunna få en konsumentversion. Ytterligare en idé är en handske som är till bara för att mäta belastning.

Ingenjörsmässigt är planen nu att skapa en generell plattform för att lättare kunna ta fram och underhålla olika versioner.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

E N A D M I N I S T R ATÖ R S A P P ­håller koll på hela arbetsplatsuppsättningar av handskar, användare och arbetsstationer. Den genererar så kallade riskrapporter över krafterna enligt ergonomiska standarder Ergonomen får en rapport med kurvan som ramas in av tre zoner: en där belastningen är ofarlig, en där det krävs aktsamhet och en röd zon där arbetet är för hårt eller långvarigt. Åtgärden kan bli att arbetsplatsen ändras eller verktyget anpassas. Eller så kan arbetaren tränas att ta andra grepp, om det är vad som är problemet.

Eller så kan krafthandsken sättas in.

– Med vår handske kanske du kan göra en uppgift under två timmar per dag istället för en.

BIOSERVO

kunna mätta den marknaden.

Idag är volymerna ännu inte större än att slutmonteringen kan ske i Kista i ena änden av det kontorslandskap som ingenjörerna sitter i.

Ironhand släpptes 2019. Den viktigaste skillnaden mot den medicinska Carbonhand är robustheten.

– Den ska hålla för helt andra miljöer. När vi började använda våra handskar i industrin gick de sönder rätt omgående. Det var helt andra krafter, kemikalier, smuts och damm.

En första order på hundra handskar kom från uthyraren Loxam som i sin tur hyr ut dem till bland annat Air France. Med vind i seglen anställdes Mikael Wester år 2020 för att marknadsföra. Han rullade upp ärmarna.

– Men sedan vet vi vad som hände i mars. Man var inte välkommen nånstans.

I väntan på att pandemin ska lägga sig har Bioservo passat på att finslipa Ironhand. Det fanns gott om återkoppling från kunderna. Så i juni släpptes Ironhand 2.0.

Bioservo har också passat på att bygga ett nätverk av distributörer. Ytterligare en order har

JAN TÅNGRING

Mikael Wester anställdes för att marknadsföra handsken – då kom pandemin.

Ergonomer av idag kan titta på ansiktsuttrycket för att ”mäta” en arbetarens ansträngning. Med Ironhand får de istället hårda data – en komplett tidslogg med belastningar per finger om de så vill.

Många typer av arbeten automatiseras – men just handintensivt arbete är något som robotar haft problem med, så de finns kvar.

– Det kan vara arbeten som är repetitiva, ställer höga krafter för händerna eller innebär ogynnsamma vinklar.

Men Ironhands insats är inte bara avlastningen i sig. En mycket viktig bonus är att handsken också håller koll på den faktiska belastningen. Sensorer loggar krafterna som handen utsätts för under hela arbetspasset.

Den ger facit till arbetare och ergonomer. De är inte hänvisade till subjektiva bedömningar.

Krafthandsken skapar som bonus en logg över handens belastning – en dröm för arbetsplatsens ergonomer.

13

TEMA: MEDTECH & HEALTH

Tolv pulsklockor och en badring mäter blodflödet Trycksår är långdragna, innebär enormt lidande och i värsta fall kan de leda till döden. Dessutom medför de stora kostnader för både äldre- och sjukvården.

Ett lättanvänt mätinstrument från Linköpingsföretaget PU sensor kan på ett objektivt och snabbt sätt bedöma risken för trycksår vilket gör att det går att sätta in före-byggande åtgärder i tid.

– Om man trycker på sin hud ska kärlen streta emot, men hos ungefär 20 procent av alla män­ niskor händer det nästan inte alls, säger Johannes Walfridsson, vd på PU sensor.

Resultatet blir att blodflödet reduceras. Därmed får cellerna inget syre och ingen näring plus att restprodukterna inte transporteras bort. Till sist dör cellerna och det bildas sår som kan gå hela vägen in till benet.

Trycksår, eller liggsår som det

14

kallades förr i världen, är inte kopplat till ålder utan kan lika gärna drabba unga, men eftersom det är mest äldre som ligger eller sitter stilla länge är problemet vanligare i den gruppen.

– Det blir stora och djupa sår som är otroligt smärtsamma, man kan dö av dem om de inte hejdas eftersom det uppstår sepsis, blodförgiftning.

Att vårda personer som fått trycksår är kostsamt och tar mycket resurser så därför görs en

riskbedömning när patienterna kommer in.

– Den är helt subjektiv med bedömning av känsel, allmäntillstånd och annat.

Ungefär 20 procent av de som bedöms klassas som riskgrupp och får förebyggande åtgärder med regelbunden vändning, särskilda madrasser, extra uppsikt eller annat.

T Y VÄ R R Ä R U N G E FÄ R hälften av de personer som får trycksår inte klassade som riskgrupp.

– Vi vill tillföra ett värderingssätt som är objektivt, som mäter vad som händer, säger Johannes Walfridsson.

Företaget har tagit fram ett instrument som kan göra bedömningen på ett objektivt sätt.

– Jag har jobbat som innovationsrådgivare till startups och

FOTO: CRELLE

Vill förhindra lidande och miljardkostnader

FOTO: CRELLE

Mätningarna görs vid ryggslutet eftersom det är den plats där flest personer får trycksår.

Johannes Walfridsson

jag brukar inte rekommendera att lägga ut såna viktiga kärnverksamheter. Produkten har ett liv, man lägger till funktioner, fixar brister och lever med den.

Utvecklingen av det uppkopplade instrumentet har därför gjorts internt, det gäller både hård- och mjukvara.

Själva mätmetoden baseras på mångårig forskning vid Linköpings universitet av docent Margareta Lindgren och professor Anna-Christina Ek. – Den utrustning de använde i sin forskning var stor och klumpig, det var en dator på en vagn de rullade runt. Dessutom var stabiliteten i användningen inte perfekt.

Johannes Walfridsson träffade de två äldre forskarna för fem år sedan på Venture Arena i Linköping, ett event där företag och ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

TEMA: MEDTECH & HEALTH

Systemet består av en mindre låda för elektroniken kopplad till en kreditkortsstor platta med sensorer plus en uppblåsbar kudde som lyfter upp patienten och därmed gör det möjligt att jämföra blodflödet vid belastning och avlastat.

personer söker nya samarbeten.

Han var där för att hitta något nytt att sätta tänderna i och de letade någon som ville gör en produkt av deras forskning.

Knappt fyra år senare, i ­februari 2021, var instrumentet som döpts till PU sensor där PU står för Pressure ulcer (trycksår på engelska) klart för en kommer­ siell lansering.

– Man har forskat runt sånt här på flera ställen i världen men vad jag känner till är vi först.

PU sensor består av en mindre låda för elektroniken kopplad med sladdar till en kreditkortsstor platta där sensorerna sitter.

Dessutom finns vad som kan

liknas vid en uppblåsbar kudde som placeras runt sensorkoret för att lyfta upp patienten och därmed göra det möjligt att jämföra blodflödet vid belastning och avlastat.

– Plattan innehåller motsvarande 12 pulsklockor som lyser in och mäter det ljus som kommer tillbaka.

E N P U L S K LO C K A är dock bara intresserad av hur snabbt hjärtat slår medan PU sensor mäter amplituden på pulserna med hjälp av två ljusvåglängder. Det ger ett mått på hur mycket blod som pumpas runt.

Genom att mäta obelastat och

sedan belastat med patientens egen vikt går det att avgöra om det finns risk för trycksår.

Det handlar dock inte om absoluta värden utan skillnaden mellan belastat och obelastat vilket inte påverkas av hudtyp, hudfärg eller andra parametrar som kan skilja från en person till en annan.

Sensorplattan och den uppblåsbara kudden fästs vid ryggslutet hos patienten som ligger på rygg under mätningen.

Att man valt ryggslutet beror på att det är den plats där flest personer får trycksår.

– Därför har forskare intresserat sig för den platsen och det finns mest data att gå på.

Resultat bli ett ja eller nej plus ett graderat värde som sparas i en databas.

– Vi har ännu inte hittat någon person det inte fungerat på men skulle instrumentet inte få tillräckligt data säger det ifrån.

Sensorplattan är en förbrukningsdetalj som kan återanvändas ett antal gånger. Den fästs med dubbelhäftande tejp som

släpper igenom ljuset.

Företaget har ett godkänt patent kring mätmetoden och uppbyggnaden av instrumentet.

Det första kommersiella systemet levererades i februari till ett äldreboende i Sundbyberg.

– Nu säljer och levererar vi hela tiden, både i Sverige och utomlands.

P R O D U K T E N är CE-märkt enligt det medicintekniska direktivet som gäller i hela EES-området. I princip handlar märkningen om att den som sätter produkten på marknaden måste kunna visa att nyttan är större än den potentiella skadan.

– Varje mätning är en belastning av patienten så man måste kunna visa att produkten har en viss funktion.

Idag har företaget tio anställda även om alla inte arbetar heltid.

För att finansiera utvecklingsarbetet har företaget tagit in riskkapital vid tre tillfällen, det senaste inbringade tio miljoner kronor.

PER HENRICSSON per@etn.se

Discover Our Product Portfolio ▪ Photodiodes ▪ IR Components ▪ Laser Modules ▪ Laser Diodes

▪ Fiber Optics ▪ Laser Optics ▪ Motion Control

www.lasercomponents.se 2020_LCN_Ad-Portfolio_185x135.indd 1

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

26.10.2020 10:07:49

15

TEMA: MEDTECH & HEALTH

Siktar på elektrisk medicinsk En strumpa med inbyggda elektroder som elektriskt stimulerar underbenet för att förhindra blodpropp är vad forskare vid Smart Textiles vid Högskolan i Borås är med och utvecklar.

Resultatet är så lovande att en kommersialisering är på gång.

Prototyp av ett plagg för de nedre extremiteterna. Den består av en ­oelastisk bakre del och en elastisk sida. Tillsammans skapar de god kontakt för elektroderna som är inbyggda i plagget.

behandling av blodoperation av hälsenan – propp och har kommit ökar risken ytterligare. betydligt längre.

– När vi rör oss akti– Kring det senare har verar inte bara rörelsen ett företag precis bildats i blodflödet i benen utan Stockholm och det finns venklaffarna som puffar patentansökningar på blodet mot hjärtat gång, säger Nils-Krister aktiveras även neuroPersson, och fortsätter: Nils-Krister Persson muskulärt. Rör vi oss – Jag är ledsen att jag inte finns ingen sådan inte kan berätta mer om patentaktivering och då kan det bli så tankarna, men det visar väl att normala antikoagulerings­ ändå att det finns en ganska hög faktorer inte utlöses i blodet. mogenhet i detta, även om vi inte Risk finns för att en orörlig är färdiga. patient får en djup bentrombos, vilket är vanligast och allvarligt.

Klart allvarliga är det dock om U P P R I N N E L S E N till sock-projektet proppen börjar röra sig mot är att förebygga och behandla lungtrakten där den kan ge lungblodpropp (trombos) som embolism som är livshotande. uppstår i framför allt benen. En – Vår tanke är att göra en relativt vanlig dödsorsak idag är strumpa med inbyggda elektrolungemboli, som ofta härstamder som lurar kroppen att tro att mar från en propp i benet. den är i rörelse. En sådan strumpa Ett inaktivt liv ökar risken kan till exempel ingå som en liten att drabbas markant, och blir armering under ett gips. en person dessutom inlagd på En pulsad signal används för sjukhus för en operation som gör att simulera rörelse i underbenet. hen sängliggande – exempelvis PATRIK SVEDBERG

T

raditionellt handlar smarta textilier om sensorik – att med elektricitet mäta och känna av något. Det kan vara kläder, sänglinne eller andra textiler som förses med sensorer för att mäta exempelvis EKG (hjärtat) eller EMG (muskler).

– Det vi börjat med här är nästa steg. Det är aktuering. Vi påverkar bäraren av kläderna, förklarar Nils-Krister Persson, ansvarig för forskningen vid Smart Textiles vid Högskolan i Borås.

Tanken är att i framtiden kunna ersätta vissa läkemedel med textilier med inbyggd elektricitet. Området heter electroceutical och kan jämföras med farmaceutisk, som är kemisk medicinsk behandling.

Just nu pågår två tydliga sådana projekt vid Smart Textiles (se faktaruta). Det ena har precis startat och ska titta på smärtbehandling för äldre. Det andra, kallat Smart socka, fokuserar på

FAKTA

Två projekt som stimulerar Det treåriga projektet ”Smart socka” – beskrivet intill – startade 2019. Högskolan i Borås driver det med Karolinska Universitetssjukhuset (KS) och KTH. Målet är att på elektrisk väg förebygga och behandla blodpropp som kan uppstå i benen orsakat av stillaliggande efter, ofta till synes enkla, kirurgiska ingrepp.

Resultatet är så lyckat att en kommersialisering är på gång.

Projektet finansieras av Vinnova.

Projektet ”Lisa – vardagens närvarande äldreteknologi” är nystartat och har liknande angreppssätt som det nyss nämnda. Här ska prototyper av ett klädesplagg som kan hjälpa äldre att hantera långvarig smärta tas fram. Projektet är ett samarbete mellan Smart Textiles och Karolinska Universitetssjukhuset. Det är tvåårigt och finansieras genom Familjen Kamprads stiftelse.

16

Prototyp av en ­elektrostimulerande byxa.

Här syns ut­sidan med kontaktpunkter som tillåter att forskarna kopplar in ­signalerna.

Elektroderna som sitter på insidan är gjorda i textilt material.

Byxan är mjuk och smidig och gjord i en blandning av polyester-bomullelastan som ger god hudkontakt.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

behandling FAKTA

Inget smart i smarta textilier Nils-Krister Persson ansvarar för forskningen inom Smart Textiles Technology Lab vid Högskolan i Borås. Han menar att ordvalet ”smart” är ett buzzword ämnat att attrahera, på samma sätt som i uttrycken smarta fönster, smarta toaletter och smarta telefoner.

Begreppsförvirringen kommer från engelskan, som även använder ”smart” till något som är bra eller lite extra. Ta till exempel det engelska uttrycket ”smart restaurants”.

– Vi associerar smart till intelligent, men här är det helt förkastlig. Det finns ingen intelligens i de textilier vi gör, konstaterar Nils-Krister Persson.

Det är väsentligen tre paramet­ rar som forskarna jobbar med: strömmens amplitud, frekvens och pulslängd.

Här används ett pulståg med en grundfrekvens på ett tiotal hertz och en ström på några milliampere. Förhållandet mellan de tre parametrarna är intressant eftersom behandlingen depolariserar de yttersta cellskikten.

Sedan projektet startade för två och ett halvt år sedan har ett flertal prototyper tagits fram.

– Vi har tittat på att göra strumporna på ett rationellt sätt, så vi stickar dem i ett enda stycke där vissa partier har vanligt garn, medan ytor som sitter anatomiskt stickas som elektroder. vanliga kompressions­ strumpor som går att köpa på apoteket, och har även en viss kompression. Forskningen har nämligen visat att ett visst tryck kan vara ett sätt att minska impedansen när torra elektroder används. Även en liten gnutta fukt gör skillnad.

– Där jobbar vi med lite olika tekniker, ett är att skapa svett genom att göra vissa delar av strumpan tätare. Bara en droppe gör skillnad.

Kliniska prövningar på liggan­ de personer har visat att idén fungerar. Med hjälp av ultraljud har forskarna kunnat konstatera att den elektriska strumpan ökar blodflödet.

DE LIKNAR

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

Just nu skruvas det på flera parametrar för att optimera resultatet. Hur jämnt skickade elektroderna är, var de placeras samt deras torrhet är några av­ görande detaljer.

– Den delen är intressant, men lite för tajt kopplat mot det företag som just nu håller på att startas. Jag kan säga att vi har fått bra förståelse för vilka faktorer som spelar roll, samtidigt är det ett väldigt komplicerat system, säger Nils-Krister Persson.

Kanske den största utmaningen i projektet är att tillverka strumpan i ett stycke. Den stickas som ett litet kretskort med en mängd inbyggda ledare till elektroderna som placerar som enskilda öar.

– Textilmässigt är det en extrem utmaning. En strumpa stickas ju som en spiral, men vi vill ju ha ledare på tvärsen, längs med benet, det är knepigt. Vi är verkligen nere på enskild garntråd i stickningen, och för det krävs specialbyggda stickmaskiner.

Det enda som inte integreras är drivningen, som inte heller är fokus i detta projekt. Drivningen läggs istället i en liten box och placeras sedan i en stickad ficka på strumpan.

Den långsiktiga tanken är att en strumpa ska kunna anpassas till en individ på samma sätt som ortopediska hjälpmedel görs idag. En dator läser av storleken på en person för att sedan skapa en skräddarsydd strumpa till individen.

– Vi har andra projekt som håller på att titta på detta. I detta sammanhang låter det kanske lite lustigt, men vi talar om sömlös integration, skrattar NilsKrister Persson.

Innan projektet avslutas till sommaren finns en hel del kvar att göra. En sådan har att göra med att skapa ett användarinterface – en viktig detalj för både patient och anhörig, men också vårdpersonal.

– Kliniska prövningar har visat att idén fungerar men det är klart att det även behöver göras långtidsmonitorering och annat ovanpå detta, konstaterar NilsKrister Persson.

SG2520 SERIES

Tiny high stability crystal oscillator for networking 5G, 40G/100G/400G, router/switch, server Network infrastructure has become more essential than ever as the data traffic grows due to the implementation of 5G applications such as IoT and ADAS. This application requires small crystal oscillators with low jitter and high stability and the SG2520 series meets all these attributes.

SG2520EGN/ SG2520EHN

Modell no.

SG2520VGN/ SG2520VHN

Output freq. range

25 MHz to 500 MHz

25 MHz to 500 MHz

Size typ.

2.5 × 2.0 × 0.74 mm

2.5 × 2.0 × 0.74 mm

Operating temp.

-40 to +85°C

-40 and 105°C

Freq. tolerance 10-6

±25, ±30 ±50 / ±20

±25, ±30 ±50 / ±20

Current consumption

60 mA Max.

28 mA Max.

Phase jitter (12 kHz to 20 MHz)

70 fs Max. (156.25 MHz)* 50 fs Max. (491.52 MHz)*

60 fs Max. (156.25 MHz)* 50 fs Max. (491.52 MHz)*

Output type

LV - PECL

LVDS

*Output frequency

BENEFITS Smaller form factor (2520) that solves PCB layout constraints for QSFP-DD transceivers High freq. fundamental oscillation with our HFF-crystal enables low jitter as 19 fs Typ.

In-house IC enables total tolerance ±20 × 10-6 including 105 °C operation and 10-year aging Recommended by major DSP vendors for PAM4 / 400ZR

Tel.+46 8 505 549 00 sales_sweden(at)rutronik.com

www.rutronik.com

ANNA WENNBERG anna@etn.se

COMMITTED TO EXCELLENCE

Consult

|

Components

|

Logistics

|

17

Quality

TEMA: MEDTECH & HEALTH

IKEL

Av Andrew Burt, Analog Devices

PE R

R TA T

Ett optiskt, ett för bioimpedans och ett för EKG

EX

Tre mätsystem på ett chip Andrew Burt har titeln Executive Business Manager, Industrial & Healthcare Business Unit på Analog Devices. Han arbetar med affärsutveckling av sensorer, optiska moduler och algoritmer för sjukvårdstillämpningar. Likaså är han med och definierar nya sensorer med fokus på hälso- och sjukvård. Andrew har studerat elektroteknik på Oxford Brookes University i Storbritannien.

U

tbildad sjukvårdspersonal har länge förstått att vitalparametrar är de viktigaste indikatorerna på en patients hälsa, även om den pågående covid-19-pandemin också har ökat förståelsen för hur betydelsefulla de är hos oss andra.

De allra flesta människor som är satta under kontinuerlig övervakning av vitala funktioner är troligen tyvärr redan i en sjukhusmiljö, där de behandlas för ett akut tillstånd.

Det vill den framtida hälso- och sjukvården ändra på.

Istället för att använda vitalparametrar som en indikator på hur väl en behandling fungerar – hur snabbt en patient återhämtar sig – kommer framtidsmodellen vara att använda kontinuerlig distansövervakning av vitala parametrar för att identifiera indikatorer på begynnande sjukdomar. På så sätt får sjukvården ett verktyg som gör att den kan agera redan innan allvarlig sjukdom har utvecklats hos en individ. Det förväntas exempelvis att när allt fler sensorer med så kallad klinisk kvalitet (clinical grade) kan integreras så kommer det så småningom att driva på utvecklingen av plåster för engångsbruk som kan detektera vitala parametrar. Det blir ett hälsoplåster som kasseras och byts ut med jämna mellanrum – likt kontaktlinser.

Många hälso- och träningskläder inkluderar redan olika sätt att mäta vitala funktioner.

Trovärdigheten i avläsningen kan däremot vara tvivelaktiga av flera skäl, exempelvis på grund av att sensorerna som används inte har hög kvalitet (inte klinisk kvalitet), de är inte placerade på rätt plats och kontakten mot kroppen är inte bra.

Dessa prylar kan visserligen vara tillräckli-

18

ga för att tillfredsställa den som vill observera sig själv tillfälligt med enkla och bekväma wearables. Däremot har de inte den prestanda och noggrannhet som krävs för att utbildad medicinsk personal ska kunna bedöma hälsan hos en individ och ställa en välgrundad diagnos. De enheter som för närvarande används för att övervaka vitala tecken tillförlitligt över ett längre tidsintervall är samtidigt ofta både skrymmande och obekväma, med varierande grad av bärbarhet.

I denna artikel granskar vi betydelsen av att mäta fyra vitala parametrar: blodets syre­ mättnad (SpO2), hjärtfrekvens (HR, heart rate), elektrokardiogram (EKG) och andningsfrekvens (RR, (respiration rate). Vi överväger vilken sensortyp som är den bästa för att ge en professionell avläsning av vardera parameter. Vi pekar även på bristerna med nuvarande mätlösningar innan vi slutligen introducerar en hårt integrerad hälsosensor – en AFE (analog front end) – som kombinerar funktionerna hos tre separata biosensorer i en kapsel. Det är en lösning som har potential att föra oss mycket närmare det beskrivna konceptet med ett hälsoplåster för vitala parametrar.

Syremättnad i blodet Friska individer har typiskt mellan 95 och 100 procent syremättnad (oxygen saturation) i blodet. Om SpO2, som står för perifer kapillär syremättnad, ligger på 93 procent eller lägre kan det vara ett tecken på att en person har andningsbesvär. Det är till exempel ett vanligt symptom hos covid-19-patienter, och därför en viktig vitalparameter för medicinsk personal att övervaka regelbundet.

Fotopletysmografi (PPG) är en optisk mät-

teknik där ljus absorberas, sprids och återreflekteras i vävnad. Den använder flera LED:ar för att belysa blodkärl under hudens yta och fotodioder för att detektera den reflekterade ljussignalen. På så sätt går det att beräkna SpO2.

Metoden är vanligt förekommande i produkter som bärs runt handleden. Samtidigt har ljussignalen en benägenhet att störas av rörelser samt variationer i den omgivande belysningen, vilket i sin tur påverkar mätresultatet. Inom sjukvården mäts istället SpO2 med en fingerburen pulsoximeter (bild 2).

Vanligen är den fäst på fingret hos en patient som inte kan flytta sig. Visserligen finns det batteridrivna och bärbara versioner, men de används bara för att göra intermittenta mätningar.

Hjärtfrekvens och EKG En hjärtfrekvens (HR) på mellan 60 och 100 slag per minut anses vanligen vara hälsosam, men tidsintervallet mellan enskilda slag är inte konstant. Ofta talar man om hjärtfrekvensvariationer (HRV), vilket betyder att hjärtfrekvensen är ett medelvärde uppmätt över flera hjärtslag.

Hos en frisk person är hjärt- och pulsfrekvensen nästan identiska, eftersom blod pumpas runt i kroppen med varje sammandragning av hjärtmuskeln. Vissa allvarliga hjärtproblem kan däremot orsaka att hjärtfrekvens och pulsfrekvensen skiljer sig åt.

Ta tillexempel hjärtarytmier såsom atriell fibrillering (Afib). Då pumpar inte varje muskelkontraktion i hjärta runt blodet i kroppen. ­Istället kan blod samlas i hjärtats kamrar, vilket kan leda till ett livshotande tillstånd.

Det kan vara svårt att detektera Afib då

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

Bild 1. En sjuksköterska dokumenterar vitala funktioner hos en patient på gammaldags sätt, med papper och penna, vilket fortfarande sker på många vårdinrättningar.

Bild 2. En pulsoximeter för fingret.

Bild 3. En Holterskärm kan användas för att ­kontinuerligt visa EKG.

arytmin ibland inträffar intermittent och enbart i korta övergående intervall. Världshälsoorganisationen menar att en fjärdedel av all stroke (förr kallat slaganfall) hos personer över 40 år är orsakad av Afib. Därför är det väldigt betydelsefullt att kunna upptäcka och behandla denna typ av tillstånd.

PPG-sensorer gör optiska mätningar med antagandet att hjärtfrekvensen är identisk med pulsfrekvensen, därför kan metoden inte användas för att detektera Afib. ­Istället krävs det att den elektriska aktiviteten hos hjärtat registreras kontinuerligt över ett längre intervall; den grafiska representationen av hjärtats elektriska signal kallas ett EKG (elektrokardiogram).

Holterskärmen är den vanligaste bärbara enheten för kliniskt bruk som kan användas för att visa EKG (se bild 3). Den använder färre elektroder än avancerade stationära EKGskärmar, men kan ändå vara besvärlig och obekväm att använda särskilt när en patient ska sova.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

19

▲ ▲

Bild 4. Blockdiagram över MAX86178, ett monolitiskt chip som integrerar tre mätsystem: ett optiskt, ett EKG och ett för bioimpedans.

Andningsfrekvens Friska människor tar mellan 12 och 20 andetag varje minut. En andningsfrekvens som överstiger 30 andetag per minut kan vara en indikation på andnöd orsakad av feber eller något annat.

Vissa bärbara lösningar använder accelerometrar eller PPG-tekniker för att fastställa andningsfrekvens. När andningsfrekvensen däremot mäts kliniskt används antingen informationen i en EKG-signal eller en bioimpedanssensor (Bioz). Den senare definierar hudens elektriska impedans med hjälp av två eller fler elektroder som fästs vid patientens kropp.

20

IKEL

3-i-1-sensorlösning Ett blockdiagram över en AFE (analog front end) med medicinsk kvalitet (clinical-grade) visas i bild 4. Kretsen, MAX86178, integrerar funktionen hos tre separata sensorer: PPG, EKG och Bioz. Alla tre mätsystem kan synkroniseras.

AFE:n har två kanaler för optisk datainsamling. De stöder upp till sex lysdioder och fyra fotodioder. LED:arna styrs av två 8-bitars drivare som hanterar hög ström. Mottagaren har två lågbrusiga, högupplösta kanaler för utläsning som var och en inkluderar en oberoende 20-bitars AD-omvandlare och en krets för utsläckning av omgivande ljus, vilket undertrycker ljuset med över 90 dB vid 120 Hz. EKG-kanalen är en komplett signalkedja med alla kritiska funktioner som är nödvändiga för att samla in EKG-data av hög kvalitet, det betyder flexibel förstärkning, kritisk filtrering, lågt brus, hög ingångsimpedans och flera biaseringsalternativ. Ytterligare en mängd funktioner, exempelvis snabb återhämtning och upptäck av AC- och DC-avledning gör det möjligt att skapa robust drift i krävande tillämpningar såsom armband med torra elektroder. Den analoga signalkedjan driver en 18-bitars sigma-delta-omvandlare vars samplingshastighet kan väljas brett.

Mottagarkanal hos Biozsensorn har EMIfiltrering och omfattande kalibreringsfunktioner. Likaså har den hög ingångsimpedans, lågt brus, programmerbar förstärkning, lågoch högpassfiltrering som alternativ, samt en AD-omvandlare med hög upplösning.

Det finns flera sätt att stimulera ingången.

Det kan ske med ström som balanserad fyrkantsvåg, med sinusformad ström och med spänning som både kan vara sinus- och fyrkantvåg. Dessa stimuli finns tillgängligt i ett brett utbud av frekvenser och storlekar.

Sensorn stöder även tillämpningar såsom bioelektrisk impedansanalys (BIA), bioelektrisk impedansspektroskopi (BIS), impedanskardiografi (ICG) och galvanisk hudrespons (GSR).

Kretsen kommer kapslad i en WLP med 49 lödkulor. Den är mycket liten – bara 2,6 × 2,8 mm – vilket gör att den kan användas i ett så kallat bröstplåster av klinisk kvalitet. n

PE R

R TA T

I vissa avancerade så kallade Health and Fitness Wearables används idag FDA-godkänt EKG. Däremot används vanligen inte bioimpedans-teknik eftersom det kräver en separat sensorkrets.

Förutom att Biozsensorer kan användas för att detektera andning kan de också användas för bioelektrisk impedansanalys (BIA) och bioelektrisk impedansspektroskopi (BIS) – båda används för att se fördelningen av fett, vätska och kroppcellsmassa (huvudsakligen muskelmassa). Sensorerna kan också användas för impedanskardiografi (ICG) och för att mäta galvaniskt hudsvar (GSR), vilket kan vara en bra indikator på stress.

EX

TEMA: MEDTECH & HEALTH

Bild 5. Blockdiagrammet visar ett bröstplåster med två våta elektroder som stöder bioelektrisk impedansanalys (BIA), kontinuerlig impedanskardiografi (ICG) samt mätning av EKG och av blodets syremättnad (SpO2).

Bild 6. Blockdiagrammet illustrerar hur AFE:n kan användas i en produkt som bärs runt handleden och bland annat kan göra bioelektrisk impedansanalys och mäta EKG.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

PE R

R TA T

IKEL

Blodtrycksmätare som faktiskt mäter blodtryck

EX

TEMA: MEDTECH & HEALTH

Av Chris Elliott, LMD Chris Elliott är erfaren

teknikchef på LMD och en av företagets grundare. Han är akademiker och ingenjör och har arbetat med elektroniksystem under drygt 30 år.

Han är dessutom verksam som rätte­ gångsadvokat med regleringar som specialområde.

Den enda blodtrycksmätare som inte behöver kalibreras.

G

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

Så innan du investerar i ”manschettfri” blodtrycksutrustning, fråga leverantören hur ofta du måste ge den facit från riktig blodtrycksmätare.

D E T T R A D I T I O N E L L A S ÄT T E T för läkare att mäta blodtryck är med manschett och tryckmätare, så kallad manometer. Stetoskop används för att upptäcka ljudet från blodflödet.

Manschetten placeras runt överarmen och blåses upp. Artären kläms ihop, eller ockluderas, och blodflödet stoppas.

Trycket släpps sedan gradvis tills blodet börjar flöda igen. Vid den tidpunkten läses det så kallade systoliska trycket av. Trycket i manschetten balanserar bara trycket i artären när hjärtat dras samman (slår). Ett annat värde, det diastoliska värdet, läses av när blodflödet inte längre begränsas. Det anger trycket mellan hjärtslagen.

Båda värdena avläses antingen via kvicksilverpelare eller tryckmätare. Det resulterande trycket uttrycks i det systoliska eller diastoliska värdet. Ett hälsosamt blodtryck för vuxna ligger runt 120/80 mm Hg men varierar med många faktorer som ålder, kondition, tid på dygnet och koffeinintag.

Många automatiska blodtrycksmanschetter bygger på samma princip som den manuella tekniken, men mäter istället små förändringar kring artärerna när hjärtat slår.

Dessa orsakar en ökning av trycket i manschetten, vilket trycksensorn känner av.

De flesta har numera en smarttelefon.

Dessutom blir smarta klockor och andra wearables (kroppsburen teknik) allt vanli-

gare. Många appar har lanserats och sagts kunna uppskatta bärarens blodtryck med hjälp av kretsar eller sensorer. Lösningarna sägs bygga på att blodtrycket uppskattas utan behov av trycksensor. De detekterar istället ett värde som är relaterat till pulsens hastighet genom artärerna.

När hjärtat slår pressas en puls av blod in i artärerna. Denna puls bildar en våg som färdas cirka 10 meter per sekund, vilket gör att den når kroppens extremiteter på cirka 1/4 sekund. Delar av vågen reflekteras vid artärens förgreningar. Tryckets mönster blir därmed i varje punkt en komplex funktion av vågens hastighet och individens fysiologi.

Det är väl känt att vågens hastighet beror av artärernas styvhet och inre tryck, vilket i princip betyder att man kan härleda trycket från hastigheten. Och så fungerar de flesta av de senaste lösningarna för blodtrycksmätning. Men samtliga lider av en grundläggande begränsning: att de måste kalibreras och ofta även omkalibreras med blodtrycksmanschett.

Man måste först mäta sitt blodtryck på det vanliga sättet och ange uppmätt värde till apparatem. Denna kommer sedan att tala om hur mycket värdet har förändrats och efter några dagar eller veckor måste man mäta igen med blodtrycksmanschett.

Det är ingen överraskning att det behövs en första kalibrering. Artärerna hos alla människor har olika mönster och ser olika ut i detalj, och det gör även den tryckvåg som skapas av hjärtat samt fördelningen av styvheter i olika typer av artärer.

21

▲ ▲

år det att mäta sitt blodtryck med medicinsk noggrannhet utan att sätta en manschett runt armen?

Många som läser tidningarna ­skulle nog helt enkelt svara ”ja” och tro att det säkert finns otaliga lösningar för vem som helst när behovet faller på. Men det stämmer inte riktigt.

Det finns flera olika typer av lösningar i smarttelefoner och wearables för att mäta blodtryck. Men alla – utom en – kräver upprepade kalibreringar mot en riktig blodtrycksmanschett. De kan egentligen inte mäta blodtrycket utan bara hur blodtrycket förändrats sedan senaste kalibrering.

Högt blodtryck dödar ungefär 10 m ­ iljoner människor årligen, nära tre gånger fler i månaden än Covid-19 i år. Det är den enskilt största orsaken till tidig död. Det är vanligen enkelt att behandla – men då vill det förstås till att man vet att man har det.

Den första mätningen är den viktigaste.

När man gjort den vet man om man behöver konsultera läkare. Teknik som fungerar först efter att man har gjort första mätningen med annan teknik är inte mycket till hjälp.

Den enda blodtrycksmätning som är värd namnet är den som ger ett medicinskt korrekt absolutvärde. Det finns bara en produkt, LMD V-Sensor, som kan reproducera den klassiska manschetten som läkare känner till, förstår och har litat på under de senaste 100 åren. LMD V-Sensor använder det nydanande greppet att mäta på fingertoppen istället för via manschett. Användaren ombeds att variera trycket.

PE R

R TA T

EX

TEMA: MEDTECH & HEALTH

IKEL

V-Sensor använder samma princip som den klassiska manschetten.

Upprepad omkalibrering är nödvändig eftersom fysiologin förändras. Hur styva artärerna är beror på hur styv den omgivande vävnaden är, vilket i sin tur beror på dess fukthalt, muskeltonus, mängden fett och många andra fysiologiska och till och med psykologiska parametrar.

Låt oss titta på hur de alternativa lösningarna fungerar. De kan delas in i fyra grupper.

Det gemensamma är att de uppskattar förändringar av blodtrycket utan att använda trycksensor.

• Vissa använder telefonkameran • Vissa använder en optisk sensor • Vissa använder en optisk sensor plus en annan sensor • Vissa använder indirekta data Via telefonkameran Det finns appar som försöker uppskatta blodtrycket genom att avläsa pulsen på ett finger (vanligtvis pekfingret) som hålls mot telefonkamerans lins eller skärm samtidigt som ficklampan lyser på fingret. 10–15 sekunder senare kommer en avläsning.

Kameran används för att detektera artärernas ljusabsorption. När artärerna expanderar absorberas mer rött ljus. Signalen står därför i relation till vävnaden kring artärerna.

När trycket stiger utvidgas artärerna enligt ett komplicerat beteende som uppstår ur en mängd reflekterade vågor.

Det är möjligt att använda en teknik kallad pulsvågsanalys för att upptäcka egenskaper hos vågformens utseende som kan relateras till blodtrycket. Detta görs vanligtvis genom maskininlärning eller artificiell intelligens (AI) som utnyttjar data från signaler som registrerats från många olika personer som avläser sitt blodtryck. Maskininlärningen

22

hittar ett sätt att relatera vågformen till blodtrycket.

Denna redan i sig svåra analys blir ännu svårare av att vågformen beror av hur hårt fingret pressas mot kameran. Trycket i fingrets vävnad ökar när fingret pressas mot kameran, så artärernas område (som beror på skillnaden mellan trycket inne i och utanför artären) ändras. Förändringen är inte konstant – den beror på det momentana trycket – så vågformen förändras.

Vissa appar går ännu längre och hävdar att de kan använda AI för att analysera en videobild av ansiktet taget med selfiekameran, en teknik som kallas ”Transdermal Optical Imaging”.

Tekniken är kontaktlös och är därför oberoende av hur hårt man trycker. Viss publicerad forskning har visat att denna teknik kan förutsäga blodtrycket lika exakt som ett finger på kameran. Men den enda utrustning av denna typ som godkänts av amerikanska läkemedelsmyndigheten FDA gör faktiskt inte anspråk på att mäta blodtrycket alls. Och den är endast avsedd att användas under noggrant kontrollerade förhållanden på sjukhus.

Via optisk sensor De flesta aktivitetsarmband och smartklockor har en diod som belyser handledens hud och optiska sensorer som gör mätningar av det reflekterade ljuset. Detta används för att mäta pulsen. Om två ljusfärger används kan även blodets syremättnad uppskattas. Dessa sensorer kan användas på samma sätt som kameran på en telefon med fördelen att de är optimerade för att upptäcka arteriellt blod och kan ge kontinuerlig övervakning.

Problemet med dem är att trycket som de applicerar på hudens yta påverkar vågformen och det kan ändras när användaren rör

sig (rörelseartefakter). Återigen är det nödvändigt att kalibrera och omkalibrera ofta. Några av de ledande produkterna levereras med automatisk manschett.

Via optisk sensor och ytterligare en sensor Det finns lösningar som uppskattar pulsvågshastigheten direkt, snarare än att härleda den från vågformen i en perifer artär.

Dessa kan i sin tur indelas i två grupper: • De som utnyttjar EKG för att detektera den elektriska signal som får hjärtat att pumpa eller som använder en accelerometer för att upptäcka vibration när hjärtat pumpar.

• De som utnyttjar två optiska sensorer för övervakning av olika platser på samma ­artär och detekterar tidsfördröjningen av pulsen som färdas mellan dem.

EKG kan detekteras med hjälp av två elektroder, ofta ett finger på varje hand. Smarttelefoner inkluderar rutinmässigt en accelerometer så att vibrationen kan detekteras genom att telefonen hålls mot bröstet.

Tekniken har två begränsningar Spikpulsen i ett EKG (det så kallade QRSkomplexet som härstammar från olika positiva och negativa rörelser i hjärtat och dess ventiler) sammanfaller inte i tiden med det ögonblick då blodpulsen matas ut. Det finns en fördröjning (PEP, Pre Ejection Period) som varierar från person till person, så tidsintervallet mellan spik och detektering i periferin är summan av PEP och propageringstiden.

Hastigheten kan bara bestämmas om effektivt avstånd mellan hjärta och periferi är känt. I praktiken görs detta med hjälp av en empirisk regel, från till exempel hur lång användaren är.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

TEMA: MEDTECH & HEALTH

V-Sensor finns i kommande telefoner och wearables.

V-sensorn hittar många olika parametrar från ­signalen som användaren sveper genom tryckområdet. Programvaran e-Checkups analyserar dessa för att hitta det optimala måttet på systoliskt och diastoliskt tryck. Diagrammet visar några av dessa parametrar, referens­värden som mäts med en traditionell manschett- och kvicksilverpelare, samt resultaten av analysen.

Problemet med två sensorer är noggrannheten. Pulsen i artären hoppar inte upp direkt, utan stiger under en period av cirka 50 ms. Den varierar med träning och även mellan pulser. Det är svårt att mäta tidpunkten noggrannare än 10 ms, och vågen färdas 100 mm under den tiden. Två sensorer måste vara ganska långt ifrån varandra för att ge en exakt uppskattning av våghastigheten. Även om den kan fastställas kvarstår problemet att den varierar med alla de fysiologiska förändringar som kräver upprepad omkalibrering.

Via indirekta data En på sistone uppmärksammad lösning är att använda pulsvågsanalys av pulsvågshastigheten tillsammans med omfattande indirekta data – exempelvis användarens ålder, längd, kön och vikt. Uppskattningen baseras på maskinlärning på dessa data, insamlade från många människor. Det sägs att lösningen kan göra en absolut uppskattning av blodtrycket utan behov av manschett­ kalibrering.

Det råder osäkerhet om hur effektivt detta tillvägagångssätt är. En av dess ledande representanter har nyligen anslutit sig till det läger som förespråkar rena pulsvågsanalyslösningar genom att erbjuda sin lösning tillsammans med manschett. Även om metoden fungerar väcker det djupare och mer bekymmersamma frågeställningar.

Indirekta data kan redan i sig ge en bra uppskattning av blodtrycket. Data som an­ ges är det normala blodtrycket för en person som har en viss ålder, längd, kön och vikt.

Eftersom (per definition) de flesta av oss är normala ger detta en bra uppskattning i de flesta fall. Men därmed missas de människor

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

som är ”onormala”, och det är just för dem som en korrekt tidig upptäckt är avgörande.

Internationell standard för blodtrycksmätare bygger på genomsnittlig noggrannhet, så en skattning som egentligen bara anger vårt förväntade blodtryck kan slippa igenom eftersom det lilla fåtalet avvikelser kan ­drunkna i det stora flertalet ”normala”.

V-Sensor – beprövad vetenskap i kombination med ny teknik Det finns bara en känd teknik att mäta blodtryck noggrant och icke-invasivt: klassisk så kallad ocklusion, där tryck appliceras på vävnaden som omger artären för att balansera dess inre tryck.

En automatisk manschett mäter det fallande trycket och detekterar tryckförändringen på varje hjärtslag. Förändringen är noll när artären alltid är ockluderad (över systoliskt tryck, SBP), liten när artären aldrig är ockluderad (under diastoliskt tryck, DBP) och toppar däremellan. En processor i lösningen slår upp värden för systoliskt och dia­ stoliskt tryck som matchar den uppmätta kurvan.

Det schweiziska företaget LMD använder ocklusionstekniken i en produkt ungefär i storlek som en jordnöt. Den har utvecklats under det senaste decenniet och integreras just nu i smarttelefoner och Bluetooth-aktiverade wearables.

LMD:s V-sensor har en asic som gör beräkningarna i telefonen. En MEMS-trycksensor inbäddad i flexibel harts överför trycket från pekfingret till asicen.

En nyckelskillnad mot konkurrerande lösningar är att den mäter blodtrycket med en trycksensor. De flesta vet inte att det finns artärer i pekfingret som ligger nära hudens yta.

Tryck på dessa artärer orsakar att de kollapsar eller ockluderar på samma sätt som när en tryckmanschett sätts på överarmen.

Ett spelliknande gränssnitt i appen ser till att användaren håller rätt fingertryck i cirka 45 sekunder.

V - S E N S O R N H A R D E S S U TO M en optisk sensor bestående av två lysdioder och en fotodiod.

Den optiska sensorn genomlyser huden och kan se blodflödet och mäta både blodets syre­mättnad (från blodets färg – hemoglobin reflekterar ljus) och puls.

Dessutom har den en infraröd termometer som ger medicinskt exakta temperaturavläsningar från skanning av pannan.

Andningsfrekvensen ges av hur andningen påverkar pulsen. Asicen kan också detektera EKG mellan användarens båda händer.

LMD är den enda tillverkaren av enheter av detta slag. Efter att LMD utvecklat och patenterat tekniken togs en prototyp fram baserad på samma vetenskapliga principer av oberoende forskare vid University of Michigan, som också bekräftat att metoden mäter blodtrycket exakt och tillförlitligt utan manschett. n

23

TEMA: MEDTECH & HEALTH

EX

Tejper som fäster sensorer på kroppen I

R TA T

PE R

IKEL

oT-utvecklingen har gjort det allt vanligare med biometriska sensorer som fästs vid huden. De kopplas upp för att övervaka medicinska tillstånd, förbättra prestationerna för professionella idrottare, logga personliga träningsprogram och annat.

Det finns ingen universell tejplösning för medicinsk fixering av sensorer. Valet kan vara komplicerat. Hänsyn tas till bland annat bekvämlighet, luftgenomsläpplighet, fuktgenomsläpplighet och vätskebeständighet.

Ibland måste sensorn och tejpen i en nödsituation snabbt kunna avlägsnas och fästas på nytt.

3M har en uppsättning medicinska tejper som fästs på huden på olika sätt. Nedan presenteras några av dem.

KO N S U M E N T P R O D U K T E R som smarta klockor med pulsmätare kan lätt fästas på handleden. Hjärtmätare för konsumenter kan spännas fast runt bröstet för ännu bättre noggrannhet som inte bara beror på en mer exakt sensor utan också på att hjärtmonitorn placeras på ett säkert sätt över hjärtat.

Sensorernas exakthet är direkt relaterad till både typen av givare och en korrekt placering på huden.

Många biometriska sensorer för medicinskt bruk måste fästas på ställen där det inte fungerar att använda rem. De kan dessutom behöva sitta tätare och fästa bättre mot hudytan för att få en tillförlitlig avläsning. Här krävs medicinsk fixeringstejp för att hålla sensorn på plats.

De flesta medicinska fixeringstejper består av en skrivbar baksida som utgör själva tejpen, ett häftämne för att fästa tejpen på huden och en avtagbar skyddsremsa som dras av för att exponera häftämnet. Ergonomiska faktorer avgör hur tejpens baksida konstrueras och vilket häftämne som används.

Ergonomi för medicinsk fixeringstejp En viktig aspekt är vätskebeständighet. Vid långvarig användning kan tejpen bli blöt om man ofta tvättar eller duschar området, vilket leder till bristande vidhäftning och otillförlitliga sensoravläsningar. Vätskebeständighet medför ofta att tejpen tillverkas av polyeten med ett akrylbaserat medicinskt häftämne. Konstruktionen är inte bara vätskebeständig utan förhindrar även att vattenånga tränger igenom vid till exempel varmdusch eller i hög luftfuktighet.

24

Av Rolf Horn, Digi-Key Electronics

Rolf Horn, applikationsingenjör på Digi-Key Electronics arbetar med teknisk support inom EMEA sedan 2014. Han är aktiv som skribent och redaktör på Digi-Keys TechForum och maker.io. Rolf Horn har ett förflutet på flera företag inom FPGA, mikrostyr­kretsar och processor­systen för industri och fordon. Han läste till elektroingenjör på University of Applied Sciences i München och kan ses susa runt på motorvägarna i en BMW GS 100 av årsmodell 1988.

Ett kompletterande krav från en enda leverantör, förär ånggenomtränglighet enklar lagerhanteringen och (MVTR) som anges i gram fukt ger konsekvent dokumenper kvadratmeter som matetationen mellan produkter, rialet släpper igenom under vilket kan förenkla inköp och en 24-timmarsperiod. minska felfrekvensen.

I vissa situationer får inte För appliceringar med vätska eller vattenånga paslångvarig användning tillsera tejpen alls (MVTR ≈ 0), verkar 3M tejpen 3M-4077 men i andra situationer kan av fiberduk (bild 1) med vit det vara nödvändigt att låta baksida av 0,16 mm tjock fukt, som till exempel svett, poly­uretan. Den använder ett passera igenom. Då används häftämne av akryl vilket gör Bild 1. Den medicinska en baksida av fiberduk som den mycket bekväm. Dess fixeringstejpen 3M 4077 gör att huden kan andas och rekommenderas för långvarig MVTR är specificerad till ~185 användning i upp till 14 dagar. gm/m² och den är en aning låter svetten avdunsta.

Den levereras i en praktisk Det finns vissa fall där en vätskebeständig och låter hurulle som är mindre än 8 tum tejp måste vara lätt att flytta den andas i upp till 14 dagar. i diameter.

BILDKÄLLA: 3M MEDICAL MATERIALS så att sensorn snabbt kan flytDen går inte att placera om tas eller användas ett begränoch rekommenderas endast sat antal gånger på samma patient. Det finns för engångsbruk, vilket gör att tejpen kan en mängd olika häftämnen för engångs- användas för biometriska sensorer med lång tejper, men med silikonbaserade medicinska livslängd som kasseras efter en applicering. häftämnen kan sensorn lätt tas bort och fäsPÅ S A M M A S ÄT T som övriga tejper som distas på ett säkert sätt igen.

Tejpens bekvämlighet är alltid viktig, i kuteras här, levereras 4077 i rulle för att unsynnerhet när det gäller tejper som används derlätta användningen. Rullen är mindre än under lång tid. Tejper av fiberduk med åt- 8 tum i diameter och kan lätt förvaras på en minstone en måttlig MVTR är vanligtvis de medicinsk avdelning eller i ett akutrum.

För appliceringar av medicinsk fixeringsmest bekväma, även om polyetentejp kan vara ganska bekväm beroende på konstruk- tejp där huden måste få andas, måste tejpen tion och placering. Bekvämligheten beror ha en hög MVTR. För dessa tillämpningar eräven på baksidans tjocklek och den tidspe- bjuds tejpen 1530 4” X 10YD med baksida av riod som en tejp används. Tejp för långvarig 0,14 mm vit fiberduk av acetat. Den levereras användning måste vara bekväm i upp till en med ett medicinskt häftämne av akrylat av vecka utan att orsaka obehag för patienten, kirurgisk klass.

Konstruktionen medför en mycket hög och en tunnare baksida kan ge mer flexibiliMVTR på 4 200 gm/m². Den går inte att platet och komfort. cera om och har ingen vätskebeständighet, Medicinska fixeringstejper från 3M vilket gör den olämplig för de flesta biome3M Medical Materials tillverkar medicinska triska konsumenttillämpningar.

Med hög MVTR och god bekvämlighet fixeringstejper som tar hänsyn till de ergoär tejpen specificerad för kirurgiska tillämpnomiska faktorer som diskuteras ovan.

Att standardisera på tejper tillgängliga ningar och utökad övervakning av patienter

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

TEMA: MEDTECH & HEALTH mat för att försiktigt tas bort, flyttas och åter fästas på huden för att fästa en biometrisk sensor. På baksidan av TPE-underlaget finns ett akrylbaserat häftämne (lager D). Det and­ ra häftämnet kan fästas på en medicinsk biometrisk sensorenhet i miniatyrformat.

Bild 2. Medicinsk fixeringstejp som vanligtvis ­består av en baksida (överst) och ett häftämne (mitten). En skyddsremsa (botten) skyddar ­häftämnet och dras av när tejpen ska användas.

Bild 3. Skikten på den dubbelhäftande ­medicinska fixeringstejpen 3M 2477P 4 x 10 YD innehåller ett häftämne av silikonakrylat på ena sidan (lager B) och ett akrylbaserat häftämne (lager D) på den BILDKÄLLA: 3M MEDICAL MATERIALS andra.

BILDKÄLLA: 3M MEDICAL MATERIALS

inom sluten vård. Den är enkel att riva av för hand, vilket är en fördel i akuta medicinska situationer där händelserna förlöper snabbt.

tejpen måste tåla en viss vridning – vilket är extra viktigt för en patient som kanske inte kan ge en effektiv verbal feedback om hur bekväm sensorns fastsättning är.

F Ö R T I L L Ä M P N I N G A R där det krävs hög bekvämlighet och flexibilitet erbjuder 3M den kirurgiska tejpen 9836 4” X 10YD av poly­ uretanfilm med ett medicinskt häftämne av akryl. Baksidan är tillverkad av en polyuretanfilm med en tjocklek på endast 0,03 mm och är den tunnaste tejpen här, vilket ger flexibilitet och komfort. Den är vattenbeständig och andas någorlunda med ~450 gm/m², vilket ger en bra kompromiss mellan andningsförmåga och vattenbeständighet.

Tejpens tunna, bekväma baksida, flexibilitet, rimliga andningsförmåga och vattenbeständighet kan göra den användbar vid applicering av sensorer på barn där sensorn och

F Ö R V I S S A övervakningstillämpningar med sensorer måste sensorn kunna flyttas om för flera användningsområden och även kunna fästa ett medicinskt instrument mot patientens hud. I dessa tillämpningar är dubbelhäftande tejp som 3M 2477P 4” X 10YD användbar (bild 3). Tejpen har en mycket tunn baksida på 0,04 mm av termoplastisk elastomer (TPE) med häftämne på båda sidor (lager C). TPE är genomskinlig, vilket gör det möjligt att se sensorn och huden för att underlätta korrekt placering.

På ena sidan finns ett medicinskt häft­ ämne av silikonakrylat (lager B) som är utfor-

D E N N A U N I K A medicinska fixeringstejp kan tjäna två syften. För det första kan den fungera som fixering både för sensorn och den medicinska biometriska registreringsenheten. Det ger ett kompakt biometriskt registreringssystem utan långa kablar. Den biometriska sensorenheten kan vara en mycket lätt inbäddad dator som drivs av ett CR2032batteri. Den kan registrera sensoravläsningen i ett flashminne eller skicka sensoravläsningen via Bluetooth eller WiFi till en dator eller mobil enhet. Detta är även användbart för att ta fram prototyper av kommersiella biometriska sensorer som baseras på en frimärksstor enkortsdator.

För det andra kan denna tejp användas som en fristående medicinsk tejp. Sidan med häftämnet av silikon kan användas för omplaceringsbara eller återanvändbara biometriska sensorer. Det gör att biometriska sensorer för idrottare kan användas och återanvändas varje dag. Tejpen har måttlig vätskebeständighet med en MVTR på 400 g/m² – vilket är bra för kortvarig användning. n

TROR DU ATT ALLT STÅR PÅ WEBBEN?

Läs Elektroniktidningen!

ETLIDEKNTINROGNEIKN

SVER IGES ENDA IKELEK TRON MAGA SIN FS FÖR PROF

NR 11 NOVE MBER 2021

NR 7–8 AUGUSTI 2021

NR 9 SEPTEMBER 2021

ELEKTRONIK TIDNINGEN

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

NR 10 OKTOBER 2021

ELEKTRONIK TIDNINGEN

EN KAMERA SOM MÄTERER ELEKTRON ER VIA FOTON

BOARD

/8–9

PRE NUM ERE

TEMA: EMS , PRO DUKTION

UTVECKLINGSNAV I KISTA MÅLAR OM KISELKARBIDEN

ARCHITECT:

Förenklar design av kretskort

ETN .SE/ PRE DSF RIT T!

N 8/3/21

10:15 AM

d 1

SVENSK HALVLEDARINDUSTRI:

ENERGILAGRING:

ELENA DUBROVA:

PROJEKTHÄLSA:

90 företag 2 000 anställda 5 miljarder kr

Ett urval laddade projekt

AI kan avvärja AI-attack

Hur mår dina öppenkodare?

/8

/12–19

/14

PRENUMERERA KOSTNADSFRIT T! ETN.SE/PREN 210806_9-8-Mill_ELEKTID_SE_Snipe.indd 1

Är tio meter bred

TEMA: INBYGGDA SYSTEM

DE SKA RÄDDA LIV OCH HITTA LIV

_Snipe.ind

EKTID_SE

-8-Mill_EL

210806_9

& BYG GSÄTT

Göteborg material sföretaget SHT Sma som kyle Nu expa r avancerad rt High-Tech tillve nderar föret elektron rkar ett grafe aget på hem ik bättre nförstärkt än alla orten och TRANS ISTOR i Kina. /12–1alternativen. : 3

Med köpet av Ascatron tar amerikanska II-VI upp kampen om den växande kiselkarbidmarknaden.

I Kista bygger företaget upp ett starkt utvecklingsteam, som blir en vital pusselbit i tillväxtstrategin. /10–11

/4–5

RA KOS TNA

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

COOLT SVENSK T MATERIAL KYLER UTAN KONKURRENS

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK

ar kameradel utvecklar avbildning. är med och Entangly oskop för medicinsk skyddar k platta 1 till ett mikr rhög fiberoptis ålar. /10–1 En centimetemot röntgenstr rn bildsenso

Ogräsets värsta mardröm

SVER IGES ENDA ELEK TRON MAGA SIN IKFÖR PROF FS

Forskare vid Luleå tekniska universitet simulerar uppdrag där robothunden Spot samarbetar med en autonom drönare för att rädda liv i ett bergrum.

Inom fem år tros autonoma robotar leta liv på Mars. /10–11

T T & MÄ TEMA: TES

EKOBOT:

ELEKTRONIK

TIDNIN GEN

BENELI:

/14–15

PRE NUM ERE

RA KOS TNA

Trycker elektronik åt andra

/16–17

DSF RIT T!

ETN .SE/ PRE

N

211001_1

0-1_Mill_E

LEKTID_S

E_Snipe.i

ndd 1 9/28/21

4:38 PM

/15

PRENUMERERA KOSTNADSFRIT T! ETN.SE/PREN 8/3/21 10:15 AM

211001_10-1_Mill_ELEKTID_SE_Snipe.indd 1

9/28/21 4:38 PM

PRENUMERERA GRATIS Du får det snygga månads­magasinet genom att fylla i talongen på www.etn.se/pren

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

25

TEMA: MEDTECH & HEALTH

PE R

R TA T

EX

En åldrande befolkning i kombination med kroniska sjukdomar gör att allt fler behöver vård. Det här återspeglas inte minst i att marknaden för medicinteknisk utrustning växer. Många av dessa apparater byggs kring en industri­dator eller ett moderkort från Taiwan.

Landet har ett gott rykte för den här typen av produkter.

IKEL

M

SÄKER FLASHDISK FÖR

edicinsk utrustning måste vara extremt tillförlitlig för att inte äventyra patienternas hälsa och säkerhet. Inga komponenter får fallera utan att förvarna. Det leder till samma krav på moderkort och andra komponenter som för produkter till industrin.

När det gäller lagring av data har en flash­ disk (SSD, Solid State Drive) det lättare att uppfylla kraven i de relevanta standarderna än en klassisk hårddisk.

Samtidigt finns det olika typer av flash­ diskar, men enkrets-SSD:er är bättre på att möta konfigurationskraven än SSD-moduler.

FerriSSD från Silicon Motion är exempel på en enkrets-SSD, och passar bra i denna typ av tillämpningar.

Så varför är enkrets-SSD:er bättre?

Det handlar framförallt om att NAND-minnet och styrkretsen finns i samma kapsel, vilket innebär liten storlek plus att man slipper externa anslutningar. Resultatet blir ett mindre och lättare moderkort.

Avbildande utrustningar som ultraljudsskannrar och röntgenutrustningar, liksom

26

Kompakta flashdiskar i form av enkretslösningar passar bra för medicintekniska produkter.

CT- och MRI-skannrar, har relativt begränsat utrymme för elektroniken, så ju mindre moderkortet är desto bättre.

En annan fördel med enkrets SSD:er är att man slipper verifieringskostnaden vid uppgraderingar.

Värt att notera är att Silicon Motion har nära kontakter med flashtillverkarna. Dessutom görs en rigorös testning för att verifiera att styrkretsarna är kompatibla med varje ny generation av minnen.

När FerriSSD lanserades 2009 lödde de flesta kunderna fast disken på moderkortet.

NAND-minnen var dyra på den tiden, vilket innebar att kunderna hade höga krav på tillförlitligheten. Moduler däremot kan lätt bytas om en av komponenterna går sönder men för diskreta komponenter är det inte alltid möjligt så om en går sönder måste hela kortet kasseras.

För att det inte ska hända testas alla Ferri­ SSD enligt en hård kravspecifikation. Bland annat genomgår de industriklassade modellerna termisk cykling från –40 °C till +85 °C. För andra modeller av Ferri-familjen är intervallet 0 °C till 70 °C.

Som jämförelse är det ovanligt att minnesmoduler testas vid +85 °C eller ens vid +70 °C eftersom kortens kontakter påverkas vilket leder till att testerna blir otillförlitliga.

Den rigorösa testningen av FerriSSD har lett till att minnet har ett lågt dPPM (defective Parts per Million).

När minnena är konfigurerade som SLC, en bit per cell, har de en tillförlitlighet som är nästa lika bra som flashminnen som designats med enbart en bit per cell trots att de är mer kostnadseffektiva.

F E R R I S S D H A R D E S S U TO M ett antal andra funktioner för att öka tillförlitligheten och därmed fungera i medicintekniska produkter. Det handlar om:

(1) Felkorrigeringstekniken NANDXtend I FerriSSD kombineras felrättning med hjälp av en metod kallad LDPC som är patenterad av Silicon Motion med RAID-teknik vilket ger flera fördelar. För det första ökar den produktens tillförlitlighet och för det andra förbättrar den cykelvärdet, Program/Erase eller P/E, vilket förlänger livet på minnet.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

De flesta medicintekniska utrustningar har moderkort som är klassade för medtek.

FerriSSD har liten fysisk storlek vilket är ett viktigt krav vid utveckling av avancerad medicinteknisk utrustning.

MEDICINSK UTRUSTNING Den ökar dessutom kapaciteten och re­ ducerar felen som uppstår vid höga temperaturer.

(2) IntelligentScan & DataRefresh Att skriva och läsa en NAND -cell är i princip detsamma som att ladda upp och ladda ur den. Låt oss anta att den rymmer 100 elektroner när den är ny. Över tid kommer upprepade läs- och skrivoperationer att påverka cellen så att den rymmer allt färre elektroner.

När laddningen passerar en kritisk nivå kommer logiken inte längre att kunna avgöra om det är en etta eller nolla som lagrats i den.

En funktion kallad IntelligentScan har ansvar för att kontrollera om förmågan att rymma laddning har minskat så pass mycket att den passerat gränsvärdet. När det inträffar läser den ut databiten och skriver tillbaka den via flera korrigeringsmekanismen samtidigt som DataRefresh återställer cellens spänning till korrekt nivå.

(3) E2E (End-to-End) Data Path När data skrivs till SSD:n går det normalt först via ett DRAM och ett SRAM. Det omvända

gäller när data läses ut. I varje steg finns risken att data förändras, antingen av själva komponenten eller av andra faktorer som värme, EMC-störningar eller strålning.

Oberoende av orsaken till felet upptäcks det direkt av E2E Data Path Protection. Det beror på att det genereras paritetsbitar när data skrivs. Innan data läses ut beräknar Ferri­SSD dessa igen. Om de två uppsättningarna är olika startar flashdisken genast en återställning. Om det inte fungerar kommer den att omedelbart meddela det överordnade systemet att data inte går att lita på.

Det här kommandot, ”Command Abort”, förhindrar att korrupt data används och därmed även att det leder till felaktiga beslut.

För sjukhus och andra vårdinrättningar är det viktigt att skydda patientdata så att obehöriga inte kommer åt dem. FerriSSD stödjer därför kryptering med TCG Opal 2.0 och 256-bitars AES-kryptering. Dessutom har det ökande antalet IoT-applikationer lett till att många användare även vill skydda firm­ ware. Det hänger samman med det faktum att om firmware kontrolleras av en hackare kan SSD:n göra onormala saker, som att av-

kryptera data vartefter den stjäls eller hålls som gisslan.

För att möta hotet använder Silicon Motion en elektronisk säkring, så kallad eFuse, vilken adderar en digital signatur till både firmware och mjukvaran. Därmed får de ett skydd som inte angriparen har tillgång till.

Det innehåller en unik uppsättning med lösenord som gör att angriparen inte kan manipulera innehållet i minnet.

Det går dessutom att skapa skräddarsydd handskakning för att ytterligare höja skyddet, särskilt mot statsstödda hackargrupper.

I många sjukvårdsmiljöer finns det höga halter av radioaktiv strålning eller utstrålade radiostörningar som kan påverka den medicintekniska utrustningen. Lösningen är ofta att skräddarsy elektroniken så att den klarar detta, en uppgift där Silicon Motion kan bistå.

Minnena finns idag i storlekar från 4 ­Gbyte upp till 480 Gbyte. På sikt kommer även 1 Tbyte.

Det går att få dem konfigurerade som SLC, MLC och TLC. Bussgränssnitten är PCIe, SATA och PATA. n

Medicalline Kontaktdon för potentialutjämning.

Petsäkra kontakter Ø1,5 mm, Ø2 mm och Ø6 mm.

Vi levererar kontakter för såväl rumsinstallation som för inbyggnad i medicinska apparater.

Polerna är märkta med symbol enl IEC 60417-5021 eller med gul/grön märkning. Kontakterna är testade av TÜV.

08-97 00 70 info@elproman.se www.elproman.se

182x66_medical_2021.indd 1

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

2021-10-28 10:26:51

27

NYA PRODUKTER

Laserskrivare utan materialbegränsningar n PRODUKTION Den är nästan lika snabb som en screentryckare, kräver inga speciella lodpastor och har betydligt bättre upplösning än Mycronics jettryckare.

Dessutom kan den deponera alla typer av flytande material.

Den laserbaserade 3D-skrivaren io300 från brittiskisraeliska Iotech ska komma i produktion nästa år.

– Det är en fysisk process som uppfanns för ungefär 30 år sedan men ingen har lyckats utveckla en 3D-printer av det förrän nu, säger Hervé Javice, vd för Iotech och fortsätter: – Jag träffade Michael Zenou för sex år sedan och övertygade honom om att ta fram en maskin som kunde deponera allt som är flytande.

Michael Zenou är teknikchef och den som utvecklat Clad, Continuous Laser Assisted Deposition, till en kommersiell produkt.

Clad baseras på energirika laserpulser som i snabb takt slår loss små droppar av det material som ska deponeras. Rent prak-

tiskt sker det genom att materialet, som måste vara i flytande form och kan vara lodpasta, kopparpasta, silverpasta, epoxi, lödmask, färg eller något annat breds ut på en plastfilm i vad som liknar en rulle-till-rullprocess.

Filmen vänds upp-och-ned så att lasern kan skjuta igenom den och frigöra droppar som landar på substratet som befinner sig rakt under.

Lasern skannar i sidled medan substratet som vanligtvis består av plast, metall eller glas förflyttas framåt för att dropparna ska nå hela ytan.

P R OTOT YP M A S K I N E N som visades upp på produktionsmässan Productronica i München kan hantera substrat upp till 10 × 10 cm och har plats för två ämnen, men under nästa år kommer en kommersiell modell som kan skjuta fem ämnen. Därmed blir det möjligt att skapa mönsterkort med flera lager utan att behöva rengöra och ladda om maskinen.

Beroende på egenskaperna hos materialet som ska deponeras blir storleken på droppen mellan 20 µm och 500 µm.

Materialet som ska deponeras breds ut på en plastfilm som därefter vänds upp-och-ned så att lasern kan skjuta korta, energirika pulser igenom den vilket frigör droppar som landar på substratet.

– Du behöver inte modifiera materialet även om det har hög viskositet. Vi behöver bara några timmar för att justera maskinen beroende på hur stora droppar och vilken noggrannhet du vill ha.

Exempelvis kräver epoxi så mycket energi att bäraren påver-

kas, det blir en liten deformation. Är effekten lägre går det att köra bärarmaterialet fram och tillbaka vilket gör att större delen av materialet hamnar på substratet.

– För lodpasta kanske det blir 10 till 15 procent spill, säger Michael Zenou. Även i screentryckare och

Det går att deponera bland annat lodpasta, kopparpasta, silverpasta, epoxi, lödmask och färg för att tillverka allt från kompletta mönsterkort i flera lager till att utföra

28

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

NYA PRODUKTER

Planet Debug:

Hårdvara-som-en-tjänst

På Productronicamässan fanns en prototyp som kunde laddas med två material.

dispenseringslöningar blir det spill av samma storleksordning eller mer.

– Ingen når vår hastighet. Vi skulle kunna ersätta fem till tio MY700 [Mycronics jettryckare] och få samma produktivitet men med bättre noggrannhet.

Dessutom behöver de lodpasta av typ sju medan vi använder billigare lodpasta av typ fyra. Trots det kan vi skjuta ner till 120 µm medan de når 180 till 200 µm.

Har vi en bättre lodpasta kan vi gå ändå längre ned mot 50 µm, säger Hervé Javice och fortsätter: – Dispensering gör de med 50 000 droppar per timme, vi har 2 000 per sekund. Det är 7 miljo­ ner per timme. Vi har samma hastighet som en screentryckare.

D E N K A N D Ä R M E D hålla ­ungefär samma takt som övriga ­maskiner i en ytmonteringslina. ­Maskinen passar särskilt bra för prototyp­ serier och för produktion i korta serier eftersom man slipper stencilen som behövs i screentryckaren. Den kan också användas som komplement till screentryckaren för att lägga på mer lodpasta där stencilen missat.

enstaka processteg, som att lägga på lodpasta.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

Men maskinen kan också användas för att skapa mindre serier av kompletta mönsterkort inklusive lodpasta och lödmask i och med att den kan deponera flera material. Dessutom kan lasern användas för att avverka material och för att sintra det material som deponerats så att exempelvis en kopparpasta omvandlas till ett ledande skikt innan nästa steg tar vid. Lagren är dock tunna, runt 10 µm.

I J Ä M F Ö R E L S E med etsprocesser där man skapar mönstret genom att ta bort material från ett homogent lager blir ledningsförmågan sämre, den ligger runt 30 procent av homogent koppar. Å andra sidan behövs bara en enda maskin för all steg där en etsprocess har många plus att den är snabbare.

– Som ett ungt företag gäller det att inte hoppa för högt. Vi startar med enkla tillämpningar som bara behöver delar av funktionen, säger Hervé Zenou.

PER HENRICSSON per@etn.se

n INBYGGDA SYSTEM Precis som i en serverhall ­sitter inbyggnadskorten i Planet Debug i stora rack. De kan laddas med mjukvara och avlusas från vilken plats som helst i världen. Lösningen kommer från serbiska Mikroe och kostar fyra dollar per dag.

Den som startar ett nytt projekt och ska välja inbyggnadskort tvingas köpa korten för att kunna utvärdera dem.

– Man kan prova kläder och man kan prova en bil innan man köper den. Men inte kort. Det finns inget sådant, det är en sak vi vill adressera, säger Nebojsa Matic som är vd på Mikroe.

Det serbiska företaget är nog mest känt för sina inbyggnadskort inklusive de små så kallade click-korten som finns i över tusen varianter.

Under pandemin har vi också vant oss vid att arbeta på distans, det gäller även för dem som utvecklar mjukvara för inbyggda system. Men när flera personer – som inte sitter på samma ställe – ska arbeta tillsammans blir det knöligt.

Lösningen på bägge pro­ blemen, att utvärdera kort och arbeta på distans, har döpts till Planet Debug och består av rack med olika inbyggnadskort. För varje kort finns en kamera som kan zooma och panorera plus att företagets wifi-uppkopplade debugger – kallad Codegrip – är inkopplad till kortet. Använda­ ren behöver installera en programvara kallad Necto som ska göra det enkelt att komma igång, det behövs exempelvis ingen konfigurering av korten, och Necto innehåller kodexempel.

Dessutom går det att ladda in kod från externa utvecklingsverktyg.

– Du ser vad som händer i realtid, det är ingen simulering.

Vid lanseringen finns 74 olika kort i Mikroes Fusionfamilj som kan bestyckas med processorer från Microchip, NXP, ST och TI via moduler i Sibrain-familjen.

– Vi har nästan alla processo­ rer och Risc V kommer i feb­ ruari, liksom Renesas.

D E S S U TO M K A N KO R T E N bestyckas med displayer och företagets så kallade Click-kort, små kort som adderar allt från trådlös kommunikation och sensorer till skärmstyrning, motorstyrning och lagring.

Om den kombination man vill ha inte finns som standard tar det en dag att få den konfigurerad.

Racken med korten finns på fyra olika platser varav två är i Europa, på Mikroe:s kontor och i det närbelägna ­universitet i Novisad, liksom i USA och i Mexiko.

Asien står på tur härnäst.

Det går att testa korten utan kostnad, det är bara att registrera sig, ladda ned klienten och köra igång. Enda haken är att kortet kan vara upptaget av någon annan när du kommer tillbaka från lunchen.

Om det är vettigt att använda Planet Debug eller köpa ett kort beror såklart på hur långvarigt projektet är och hur många personer som är inblandade. Och var de befinner sig.

Ett typiskt inbyggnadskort från Mikroe kostar runt 400 dollar inklusive processormodul så på hundra dagar blir kostnaden ungefär densamma.

Samtidigt slipper man allt arbete med att hålla ­drivrutiner, operativsystem och annan mjukvara uppdaterad, det ingår i priset.

PER HENRICSSON

per@etn.se

29

NYA PRODUKTER

Cosel höjer ribban ytterligare n POWER Japanska Cosel lanserar en serie 1000 W-aggregat med öppen ram, redo att hantera oväntade laster. Siktet är ställt på medicinska och industriella tillämpningar.

Inom både industriella och medicinska tillämpningar måste kraftaggregat vara beredda på att kunna hantera oväntade laster, exempelvis orsakade av att en motor startar. Det innebär att det måste ha hög dynamisk styrning och ett effektsteg som klarar upprepade effekttoppar.

Nytillskottet från Cosel är en serie kraftaggregat konstruerad med just detta i åtanke, kallad AEA1000F. Den kan leverera 330 procent av sin toppeffekt i upp till 3 000 millisekunder (alltså tre sekunder) enbart konvektionskylt.

Serien siktar på en global marknad och kommer således

Sensibel sensor för 3D-position med ett mycket brett inspänningsområde, från 85 Vac till 264 Vac. Tre utspänningar finns att välja mellan: 24 V, 36 V och 48 V med respektive nominell ström om 42 A, 28 A och 21 A. Utspänningen kan justeras med en inbyggd potentiometer.

F Ö R AT T M ÖTA de högt ställda kravet på säkerhet inom både industri och medicin är serien certifierad enligt industri­ normen EN62477-1 (OVC III).

Det innebär att den matade utrustningen direkt kan anslutas till överordnat system utan extra isolation.

Serien är även godkänd enligt ANSI/AAMI ES60601-1 och EN60601-1 3rd Edition för medicinska tillämpningar. Kraftaggregaten uppfyller patientskydd enligt 2MOPP för isolation mellan in- och utgång, 1MOPP mellan ingång och jord samt 1MOPP utgång till jord. Därmed

är den lämpad för så kallade ”Body Floating”-tillämpningar.

AEA1000F har aktiv effektfaktorkorrigering (PFC) och en LLC-topologi, vilket bäddar för en verkningsgrad på typiskt upp till 95 procent. Optimerad för konvektionskylning kan serien arbeta i en omgivningstemperatur från −20 °C till +70 °C. U P P T I L L S E X E N H E T E R kan parallellkopplas för att leverera högre effekt. Om spänningen justeras på masterenheten vid parallell­ koppling, justerar slaveenheterna sina utspänningar till samma värde.

Serien kommer med en mängd skydd, certifieringar och optioner. Enheterna har dimensionerna 50 × 127 × 228,6 mm, väger som mest 1,5 kg och levereras med fem års garanti.

n VINKELSENSOR Japanska TDK har lanserat en vinkelsensor med redundans för säkerhetskritiska tillämpningar. Sensorn ger enligt företaget mycket hög noggrannhet i mätningen av både rotation och linjär position. Siktet är ställt på bilindustrin, men även industritillämpningar.

Det handlar om en hallsensor med proprietär 3D-teknik som ger en direkt mätning av magnetfältet i tre riktningar: x, y och z. Den kan både användas för att detektera rotationsvinklar i exempelvis elektroniska gasreglage och roterande växelreglage, men också för att känna av linjär position.

Nykomligen, kallad HAR­ 3927, ger full redundans genom att den består av två

ANNA WENNBERG anna@etn.se

Flexibel laddkrets från Japan n LADDNING Japanska Rohm har utvecklat en ny typ av krets för laddning av batterier i wearables och IoT-prylar. Den stöder ett mycket brett spänningsområde och kan därmed både hantera litiumjonbatterier och nyare typer av uppladdningsbara batterier, anger företaget.

Det ökade behovet av säkra uppladdningsbara batterier med än högre densitet har lett till att olika batterityper utvecklats för bärbart de senaste åren. Här ingår både så kallade solida och semisolida modeller, det vill säga litiumjonbatterier med flytande elektrolyt men också varianter med fast elektrolyt.

R E S U LTAT E T är en mängd små, tunna batterier som ska laddas på olika sätt med olika spänningar – de flesta mellan 2 V och 3 V. Tills nu har det enligt Rohm inte funnits någon krets för batteriladdare som kan hantera ett så pass brett spänningsområde.

Rohms nytillskott BD71631­ QWZ tar fasta på just detta.

Istället för att som andra ladd­ kretsar vara konstruerad för en fast spänning, kan laddnings­ spänningen enkelt ställas in genom byte av ett externt motstånd. Därmed går det att skapa en flexibel laddpänning från 2,0 V till 4,7 V. Till detta kommer att kretsen levereras i en kapsel som är 1,8 × 2,4 × 0,4 mm.

Här poängterar Rohm framför allt hur tunn kretsen är, bara 0,4 mm, vilket företaget hävdar är 60 procent mindre än konventionella produkter.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

30

staplade chip som ­fungerar oberoende av varandra. ­Chipen är minimalt förskjutna gentemot varandra, och påverkas därmed av samma fältlinjer.

HAR3927 kan enligt TDK känna av betydligt mindre magnetfält jämfört med konkurrerande lösningar där chipen ligger sida vid sida.

Den reagerar på magnetfält med amplituder i intervallet 20 mT till 130 mT, men fungerar ända ner till 5 mT med reducerad noggrannhet. Den har dessutom ett vinkelfel på låga ± 1,0° vid 30 mT. Sensorn stöder fordonssäkerhetsstandarden ISO26262. Den kommer kapslad i en SOIC8 och finns att få i provexemplar.

Produktionsstart är planerad till första kvartalet 2022.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

DC 04-20.001.L1

Anslut med ett snäpp Spakmanövrerade kretskortskontakter Phoenix Contact ger ledaranslutningar en ny dimension av bekvämlighet.

Kretskortsplintar och kontakter från LPT- och LPC-serien kombinerar enkelheten av spakmanövrering med tillförlitligheten hos Push-in anslutning. På så sätt kan man ansluta ledare med ledararea på upp till 16 mm2 snabbare och mer intuitivt än någonsin tidigare.

För mer information, besök: phoenixcontact.com/SNAP

NYA PRODUKTER

Rubidium ger signalen stabilitet n SIGNALGENERATOR Extremt bra renhet och stabilitet i signalen, så presenterar Anritsu de nya signalgeneratorerna med rubidiumreferens som går upp till 43,5 GHz.

Test av radarsystem liksom ADoch DA-omvandlare är några tillämpningar som kan dra nytta av de nya signalgeneratorerna i Rubidiumfamiljen. Jämfört med instrument som använder ugnsstabiliserade kristaller (OCXO) är rubidium en tiopotens bättre, enligt Anritsu.

R U B I D I U M ger ett sidbandsbrus (SSB) på –136 dBc/Hz (typiskt) och –140 dBc/Hz mätt vid 10 GHz och en offset på 10 kHz.

Dessutom är signalen extremt ren vad gäller spurioser och harmoniska övertoner vilket gör mätresultaten pålitligare, enligt Anritsu.

Det går att amplitud-, frekvens- och fasmodulera signalen men också modulera den med pulser. Vidare finns en intern, lågfrekvent signalkälla som kan skapa sju olika typer av vågformer som modulerar signalen.

F Ö R AT T U N D E R L ÄT TA användningen kommer instrumentet med inbyggd kalibrering för både amplitud och frekvens.

Dock behövs en extern effektprob som ansluts via USB.

PER HENRICSSON per@etn.se

Raspberry-kopia på Risc V n KORT Kinesiska Starfive utvecklar en Raspberry Pi-kopia på sin egen systemkrets JH7100.

Den heter VisionFive V1 och ska kosta 149 dollar.

Kortet är mycket likt ett annat kort som Starfive ­annonserade i januari men som nu ­can­cel­leras, Beagle V. Det utveck­lades tillsammans med stiftelsen Beagleboard, och skulle faktiskt ha använt Raspberry Pi:s 40 stifts-kontakt för GPIO. Kortens layouter är helt olika men gränssnitten är desamma: micro SD, HDMI 1.4, gigabit Ethernet och 3,5 mm audio. Här finns fyra USB 3.0 type A-portar, en type-C och

två MIPI. Trådlöst stöds ­Wi-Fi 4 och Bluetooth 4.2. Och minnet är på upp till 8 Gbyte LPDDR4. ÄV E N H J Ä R TAT i VisionFive V1 är detsamma som Beagle V: Star­fives systemkrets JH7100.

Hjärtat i den är i sin tur en Risc V-dubbelkärna på 1,5 GHz kallad U74 från kaliforniska Sifive.

V1 mäter 3,9 × 2,8 tum och är därmed lite större än en Raspberry Pi 4. Kortet ska stödja Fedora Linux.

Visionfive V1 följs av V2 som kommer att ha GPU, fyr­ kärnig processor och stöd för HDMI 2.0 och PCIe 2.0 x2.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Starfive 7100 är en processor för datorseende på en Sifive U74-dubbelkärna i 28 nm och 1,5 GHz.

32

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

NYA PRODUKTER och att slå larm om en förare ser sömnig ut i kupékameran. AIutvecklingsmiljön heter EIQ. NPU:n exekverar 260 MAC (multiplicera och ­addera produkten till en summa) per klockcykel. MAC är den grundläggande operationen i ett neuronnät.

C P U - K LU S T R E T använder en eller två Cortex-A55-appkärnor på 1,7 GHz, och en Cortex M33styrkärna på 250 MHz för realtidsuppgifter. M33:an har egen åtkomst till alla periferienheter, inklusive NPU:n.

Processorn har en arkitektur kallad Energy Flex för att exempelvis gå ner i ett lågeffektsläge där den kan vara kontinuerligt aktiv med sensorfusion och enklare AI-beräkningar.

För cybersäkerhet finns ett block kallat Edgelock med en funktion kallad Microsoft Pluton som används för att säkra installation och autentisering i samarbete med Microsofts moln Azure Sphere. Lösningen kommer att fortsätta att hållas uppdaterad i minst tio år med hjälp av partnern Microsoft.

Den stöder CSI, DSI, LVDS, dubbla Gbit/s Ethernet och dubbla USB 2.0.

Mobilprocessorer på Arm, men för inbyggda system – det är nischen för IMX.

IMX i ny serie för smart och säker kant n PROCESSORER IMX9 är en ny serie i NXP:s familj av approcessorer. Den första medlemmen heter IMX93 och siktar på smarta hem, hus och fabriker, och andra kantberäkningar.

Stöd för artificiell intelligens (AI) måste kunna bockas för numera, och IMX93 har pusslat in Arms kärna Ethos U65 på chipet.

Det är en ”microNPU”, där NPU står för ”neural ­processing unit” – AI för mönsterigenkän-

ning implementeras i datastrukturer kallade artificiella neuronnät som konfigureras med hjälp av algoritmer kallade maskininlärning (ML).

IMX93 klarar på egen hand AI-uppgifter som röststyrning

I M X (i.MX) är en processorfamilj för den som är på jakt efter en batterdriven processor med kraftfullhet på ­smarttelefonnivå – de använder samma Arm ­Cortex A-kärnor – men skräd­ dar­­sydd för inbyggda system och med löften om lång support.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Under rubriken High Efficiency NPU döljer sig Arms neuronaccelerator Ethos U65.

Moduler med Wi-Fi Du får en optimal integration Kostnadseffektiv lösning Referenscertifierade Multipla kombinationer

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

i.MX RT1064

i.MX RT1176

i.MX 7ULP

i.MX 8M Mini

i.MX 8M Nano

Vill du veta mer? www.embeddedartists.com/ucom-boards-with-wireless/

33

NYA PRODUKTER

Renesas första FPGA n LOGIK Japanska Renesas ger sig in på FPGA-marknaden med extremt billiga och energisnåla produkter. Det handlar om enkla logikkretsar med några tusen block utvecklade i USA av före detta Silego, som följde med i köpet av Dialog.

– Det här en del av marknaden som är minst uppmärksammad, standardlogik med väldigt resonabla priser, säger Nathan John på Renesas.

Den nya familjen ForgeFPGA kommer till en början med två modeller, med 1 000 eller 2 000 grindar. På sikt ska den utökas med modeller upp till 5 000 grindar. Dessutom finns runt två dussin enkla in- och utgångar men inga hårda block för kommunikation, processorkärnor eller andra funktioner som blivit allt vanligare som komplement

till logiken.

FPGA:er tillverkas normalt i en SRAM- eller flash-process, men ForgeFPGA är OTP:er precis som de existerande produkterna i Greenpak-familjen från Dialog (ex Silego). De går bara att programmera en gång, vilket gör dem extremt strömsnåla med en viloström ner till 20 µA och billiga. Renesas uppger att priset för större volymer landar under en halv dollar.

– Det vi sett när vi träffat kunder är att de först är frågande, men när de funderat en vecka är det inget problem. En sak man ska komma ihåg är att OTP bara fungerar när det är låg komplexitet, säger Nathan John.

Tillämpningarna kan vara konvertering av ett protokoll, exempelvis en kommunikationsbuss, eller att koppla in ett antal sensorer till en styrkrets som inte har tillräckligt många ingångar.

Ytterligare en är att skanna skräddarsydda knappsatser för vissa kombinationer av knapptryckningar.

För den som vill ha större flexibilitet kommer det också lite dyrare modeller som kan programmera flera gånger. Då är det inte en flashprocess.

Logikblocken är inte klassiska fyrvägs uppslagstabellerna utan de har antingen sex ingångar och två utgångar eller är två fembitars.

Precis som för Greenpak finns ett kostnadsfritt verktyg som ger tillgång till HDL-modellerna för den som vill gå på djupet, men också gör det möjligt att programmera på en högre nivå med schemaritning.

ForgeFPGA finns i prover, medan volymer är planerad till andra kvartalet nästa år.

PER HENRICSSON per@etn.se

Industrikraft från Powerbox n POWER Kraftspecialisten Powerbox i Hägersten lanserar ett kraftaggregat för industrin. Det levererar 700 W och är optimerat för konduktionskylning.

Kraftaggregatet OFI700A från Powerbox är konstruerat för til�lämpningar där forcerad kylning inte är möjlig, eller ens tillåten.

Det betyder att stor vikt har lagts på att utforma aggregatet så att värmen från värmeavgivande komponenter förs över till basplattan på ett optimalt sätt. att aggregatet ger full prestanda utan kylande fläkt vid temperaturer på basplattan mellan –40 °C och +95 °C. OFI700A har ett inspänningsområde som sträcker sig från 85 till 264 Vac. Det kommer i tre versioner med enkel DC-utgång som ger 12V/58,4A, 28V/25A och 48V/14,6A. Med en inbyggd potentiometer går det att justera utspänningen. Aggregaten har även en extra utgång med 12V/0,1A. Nykomlingarna har effekt­ R E S U LTAT E T Ä R

34

Kvasers Canbrygga klipper sladdarna n KABELFRITT I marina tillämpningar och andra mer extrema miljöer kan trådbunden Can-kommu­ nikation vara knöligt.

Göteborgsföretaget Kvaser har tagit fram en liten trådlös enhet som gör att man slipper kablarna.

Modulerna passar bland annat i tillämpningar där man har rörliga delar som är kopplade till samma Can-nät.

Den lilla modulen kallad Air Bridge Light HS har M12-kontakt och behöver inte konfigureras för att ersätta Can-kabeln. De är både damm- och vattentäta och kommer förkonfigurerade två och två.

Sedan tidigare finns en modell med niopolig D-SUB. Modulerna använder Kvasers egenutvecklade radiolösning på 2,4 GHz plus frekvenshopp. Det går att ställa datatakt, format på datapaketen, uteffekt och metod för att para ihop två enheter utan att fördröjningarna blir för stora eller räckvidden för kort.

Det går att nå upp till 70 m med en maximal datatakt på 1200 meddelanden per sekund och en fördröjning på 4,8 ms.

PER HENRICSSON per@etn.se

faktorkorrigering (PFC) med koefficienten 0,95/0,92 (110Vac/230Vac).

Krävs redundans kan två enheter enkelt parallellkopplas med en extra diod som skydd.

Det är en enkel lösning som dock ger effektförluster. Vid redundanskoppling utan effekt­ förluster finns en option med aktiv Oring-krets, som ger en effektförlust till under 1,5W. Kraftaggregatet har överströmsskydd med ­automatisk återställning, och överspännings- och övertemperaturskydd.

Det har genomgått stöt- och vibrationstest enligt MIL-STD810H. Likaså uppfyller de säkerhetsnormerna UL62368-1 och C-UL EN62368-1, och de europeiska RoHS, REACH och lågspänningsdirektiven.

V E R S I O N E R med öppen ram har måttet 126 × 38 × 250 mm och väger mindre än 950 gram. Som option finns ett metallhölje som ökar höjden med 2 mm och vikten med 150 gram (Option N).

ANNA WENNBERG anna@etn.se

Skräddarsydd mekanik för elektronikprodukter.

www.blomdahls.com

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/21

Svensk Elektronik, i världsklass, först in i framtiden!

Se till att bli medlem och ta del av våra förmåner – tillsammans skapar vi förutsättningar!

Höstmöte 25 november Höstmötet avlöpte som planerat i formen av hybridmöte. Verksamhetsplan, budget och medlemsavgi er fastställdes i acklamation. Våra gästföreläsare Lena Hagman, Teknikföretagen, och Fredrik Sidahl, FKG, höll två mycket intressanta presentationer.

En pinfärsk konjunkturanalys och hur vår bransch verkligen är i fokus, inte minst i hela transportsektorn. De skapade en aktiv frågestund som spände över hela världsekonomin till specifikt vår bransch i Sverige.

Min slutsats är att vår roll i värdekedjan från halvledarkomponenter till färdiga produkter måste stärkas för att Sverige som industrination skall bibehålla sin position i ljuset av elektrifieringen av fordon, transport och övrig industri.

Elektronikmässan Elektronik i Stockholm 6–7 april 2022 Du har väl inte missat att du som medlem i Svensk Elektronik har 15% på monterkostnaden på Elektronikmässan 2022? Äntligen kan vi träffas igen, som vi har längtat! Och vi är inte ensamma, hela branschen längtar e er fysiska möten och hallkartan fylls upp snabbt. Passa på och boka din monter på Elektronikmässan med vårt exklusiva erbjudande till medlemmar i Svenska Elektronik.

KALENDARIUM Kurser i Smartare elektronikhandboken 2.0 Vem har nytta av denna kurs?

Denna kurs passar dig som o a kommer i kontakt med elektronik. Din roll kan t.ex. vara; utvecklare, tillverkare, kvalitetsansvarig, inköpare, produktledning etc. Oavsett om du har lång eller kort erfarenhet av branschen, så har du mycket att hämta här.

På kursen går vi igenom Elektronikhandboken 2.0 med sina mallar, checklistor och bilagor. Kursen leds av Mats Andersson och Maria Månsson, Svensk Elektronik och är kostnadsfri för föreningens medlemmar.

Anmäl gärna intresse till: info@svenskelektronik.se vid stort intresse kan vi ordna kurstillfälle i närheten till er arbetsplats.

20 januari 2022 Smart Power to Reduce ICT Energy Costs, kl 09.00–12.05.

8 februari 2022 Kra elektronikdagen, seminariedag anordnat av Smartare Elektroniksystem.

6–7 april 2022 Elektronik i Stockholm, Kistamässan.

2 juni 2022 Svensk Elektroniks Årsmöte. svenskelektronik.se/ kalendarium

Smart Power to Reduce ICT Energy Costs – digitalt seminarium Den 20 januari kl. 09.00–12.00 bjuder Svensk Elektroniks sektion ICT Energy in till ett digitalt seminarium. Är du intresserad av energioch kra försörjning inom ICT och speciellt de utmaningar som 5G ställer, då är detta seminarium perfekt för att hålla dig informerad om utvecklingen i framkant.

SCIP – Nya utbildningstillfällen Elektronikmässan är årets händelse inom elektronikbranschen. Dessutom sker det parallellt med Advanced Engineering, detta vill ni inte missa!

17 januari – 15 mars 2022 Utlysning för forskning och innovationsprojekt – Smartare Elektroniksystem finansierat av Vinnova.

Vårens succé-utbildningar i SCIP – Substances of Concern In articles as such or in complex objects fortsätter under 2022.

Framtida utbildningstillfällen kommer att publiceras på vår hemsida samt informeras till medlemmar i Svensk Elektronik.

Tillsammans skapar vi branschens framtid.

Ditt företag är väl med? Ett medlemskap i Svensk Elektronik stärker dig och ditt företag. www.svenskelektronik.se info@svenskelektronik.se

Vi på Svensk Elektronik önskar er en fröjdefull jul och nyår!

Peter Björkholm Svensk Elektronik

POSTTIDNING B Returadress: Elektroniktidningen Folkungagatan 122, 4 tr 116 30 Stockholm

INSTANT INSIGHT MEETS IN-DEPTH INFORMATION The ¸RTO6 series oscilloscopes deliver a new user interface,state-of-the-art specifications together with a big touchscreen and an ergonomic front panel design, all with a single purpose – to offer reliable results, solve your measurement problems quickly and keep you on schedule. Oscilloscope innovation. Measurement confidence.

More information at www.rohde-schwarz.com/product/RTO6