Mundo Electronico - 430

Optrónica.

mundo Nº 430 • JULIO-AGOSTO 11

DISEÑO. Medio puente con control complementario para iluminación con LED Depuración de energía para optimizar el software del microcontrolador Avances en el rendimiento de PCI Express OPINIÓN. Modificaciones a RoHS

España: 19€ 19 - Extranjero: 27€ 27€ - CETISA EDITORES

Premio Excelencia a la Comunicación 2006 Col.legi d’EnginyersTècnics deTelecomunicacions (COETTC)

EDITORIAL

mundo

El recorte de consumo nunca es suficiente

www.mundo-electronico.com EDITOR ÁREA ELECTRÓNICA: Eugenio Rey [rey@cetisa.com] DIRECTOR: Sergio Lorenzi [lorenzi@cetisa.com] COLABORADOR: Juan José Salgado MAQUETACIÓN: Rafael Cardona [cardona@cetisa.com] PUBLICIDAD Enric Carbó [ecarbo@cetisa.com] Miquel Cabo [mcabo@cetisa.com] Publicidad Internacional Sergio Lorenzi [lorenzi@cetisa.com] Módulos Susana Al Bitar [susana.albitar@tecnipublicaciones.com] Coordinadora Publicidad Isabel Palomar [ipalomar@cicinformacion.com] SUSCRIPCIONES Ingrid Torné e Elisabeth Díez [suscripciones@tecnipublicaciones.com] CONSEJO ASESOR JOSÉ LUIS ADANERO, JOSÉ CABALLERO ARTIGAS, ANDRÉS CAMPOS, ERNESTO CRUSELLES, EDMUNDO FERNÁNDEZ, PERE FITER, JESÚS GARCÍA TOMÁS, FRANCISCO J. HERRERA GÁLVEZ, GABRIEL JUNYENT, EMILIO LERA, FRANCISCO J.LÓPEZ HERRERO, MANUEL LÓPEZ-AMO SAINZ, JOSE MIGUEL LÓPEZ-HIGUERA, EDELMIRO LÓPEZ PÉREZ, CARLES MARTÍN BADELL, SALVADOR MARTÍNEZ, JOSÉ A. MARTÍN-PEREDA, MIGUEL DE OYARZÁBAL, RAMÓN PALLÀS, JUAN JOSÉ PERÉZ, RAFAEL PINDADO, JAVIER DE PRADA, VALENTÍN RODRÍGUEZ, SERGIO RUIZ-MORENO, JOSÉ M.SÁNCHEZ PENA, FRANCISCO SERRA, JOSÉ LUIS TEJERINA, PEDRO VICENTE DEL FRAILE, CARLOS VIVAS, JOSEBA ZUBIA. Edita:

Director General: Antonio Piqué Morató Directora Delegación de Cataluña: María Cruz Álvarez Editora Jefe: Patricia Rial OFICINAS: Administración: Avda Manoteras, 44 - 28050 MADRID Tel 91 297 20 00 - Fax 91 297 21 52 Redacción: Enric Granados, 7 - 08007 BARCELONA Tel 93 243 10 40 - Fax 93 349 23 50 CORRESPONSALES Valencia: J. ESPÍ, [José.Espi@un.es] Dpto. Ingeniería Electrónica. - Escuela Técnica Superior de Ingenieria.

- Universitat de Valencia, Campus de Burjassot. C/ Dr. Moliner, 50. - 46100 Burjassot Argentina: ERNESTO FEDERICO TREO [etreo@herrera.unt.edu.ar] NATALIA M. LÓPEZ CELANI [nlopez@gateme.unsj.edu.ar]

L

os esfuerzos de la industria electrónica por reducir el consumo de energía llegan a todos los aspectos del diseño, tanto del hardware como del software. Desde este último punto de vista, un interesante planteamiento como el presentado en uno de los artículos publicados en este número (“Depuración de energía para optimizar el software del microcontrolador”, página 26) se basa en la optimización del software haciendo uso de los recursos en el microcontrolador únicamente cuando se necesitan, desactivando al mismo tiempo los restantes bloques.

La obsesión por disminuir el consumo viene a representar uno de los rasgos más característicos del negocio de la Electrónica y es un síntoma de su plena vigencia. Mientras se demuestra que otros sectores están llegando a los límites de su capacidad o de su rendimiento, o bien se ven puestos en entredicho por la presión social hacia un entorno más respetuoso con el medio ambiente, lo cierto es que los mayores avances para la conservación del planeta llegan de la mano de los ingenieros electrónicos.

El respeto por el medio ambiente se demuestra también con cambios legislativos de tanta relevancia como la Directiva RoHS, que vive actualmente una segunda fase de implantación a base de cambios como nos explica un mes más todo un experto en la materia (“Guía sobre las modificaciones a RoHS: consejos consistentes para los clientes”, pagina 16). La letra pequeña de RoHS indica que algunas sustancias aparentemente prohibidas sí se pueden utilizar en los productos electrónicos, si bien en concentraciones muy pequeñas del orden del 0,01% al 0,1% y con otras condiciones. Se introduce asimismo una nueva categoría de productos (la número 11) y se añaden nuevas exigencias en cuanto a revisiones, exclusiones y excepciones.

En su conjunto, el sector electrónico puede darse por satisfecho ya que está respondiendo con solvencia a los retos de un mundo en el que el ahorro (tanto económico como energético) y la ecología (que en el fondo está relacionada con lo anterior) son ingredientes imprescindibles para que este complejo entramado que constituye la vida en la Tierra sea viable.

Los colaboradores de Mundo Electrónico pueden desarrollar libremente sus temas, sin que ello implique la solidaridad de la revista con su contenido. Los autores son los únicos responsablesde sus artículos. Los anunciantes son los únicos responsables de sus anuncios. Se prohíbe la reproducción total o parcial de ningún artículo de Mundo Electrónico, ni el almacenamiento en un sistema de informática ni transmisión en cualquier forma o por cualquier medio, electrónico, mecánico, fotográfico, registro u otros métodos, sin el permiso previo y por escrito de los editores. Reservados todos los derechos de reproducción, publicación, préstamo, alquiler o cualquier otra forma de cesión del uso delejemplar para todos los países e idiomas. © Grupo Tecnipublicaciones, S.L. Impreso en España Dep. Legal: B. 24928-71 - ISSN-0300-3787

Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

sumario

La portada

Nº 430 / JULIO-AGOSTO 11

FADISEL

www.fadisel.com

03 Editorial

El recorte de consumo nunca es suficiente

06 Actualidad

Más de 400 dólares de productos electrónicos en cada automóvil - Los contadores inteligentes se extienden por el mundo - Aparcamiento avanzado con sensores - Analog Devices crea un sensor con 10 grados de libertad - Sistema inteligente PLC de Maxim basado en OFDM - IEEE empieza a definir el futuro de Ethernet a muy alta velocidad

16 Opinión 16

Guía sobre las modificaciones a RoHS: consejos consistentes para los clientes por Gary Nevison

Tendencias 20 Diseño.

■ Medio puente con control complementario para iluminación con LED por M. Arias, D.G. Lamar, A. Vázquez, D. Balocco, A. Diallo y J. Sebastián

26 Diseño.

26

■ Depuración de energía para optimizar el software del microcontrolador por Øyvind Janbu

30 Diseño.

■ Avances en el rendimiento de PCI Express por Rick Eads

34 Telecomunicaciones.

■ Sistema de compra automatizada mediante WiFi o 3G por J. Torres, V. Benlloch, R. García, G. Martínez y P. Martínez

40

Optrónica 40 Actualidad.

AMOLED apunta hacia pantallas de grandes dimensiones - Los sistemas de infrarrojos se afianzan en el ámbito comercial - TDK inicia la producción de pantallas EL de matriz pasiva - Un LED de Cree alcanza una eficiencia de 231 lm/W

44 Productos y servicios

La solución: Generación y análisis de última generación de Rohde & Schwarz

44

50 Índices y avance

Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

actualidad 6

EMPRESAS Y MERCADOS

El mercado de módulos DRAM aumenta un 11% ■ Está previsto que el mercado mundial de módulos DRAM aumente hasta 812,8 millones de unidades en 2011, lo que supone un crecimiento de casi un 11% partiendo de los 733,2 millones de unidades de 2010, según la analista de mercados iSuppli IHS que, sin embargo, ha sido un crecimiento por debajo de la expansión del mercado que en el 2010 fue del 14,6%.

Durante los próximos años el mercado seguirá creciendo por lo menos otros cuatro años, según las previsiones, pero con unos porcentajes inferiores entre el 8% y el 4% dependiendo del año, según ha indicado iSuppli.

En 2011 el 63% de los módulos de memoria DRAM, equivalentes a 510,4 millones de unidades, corresponderá a los fabricantes de equipos originales, como Samsung, que no sólo hacen los módulos para su propio uso, sino que también venden módulos a otros ensambladores.

El segundo grupo más importante, con un 19%, equivalente a 155 millones de unidades, es el de módulos DRAM procedentes de terceros proveedores que venden a empresas de informática y que, a su vez, incluyen paquetes de memoria en sus ordenadores.

La demanda de baterías de película fina gana terreno ■ La firma analista NanoMarkets señala que el mercado de baterías de película fina podría generar un negocio de unos 900 millones de dólares en 2016.

Esta empresa sigue el mercado de baterías de película delgada y baterías impresas desde sus inicios en 2006, por lo que cuenta con amplia experiencia en este tipo de dispositivos. Pero la cifra anterior sólo es parte de un negocio que podría alcanzar los 14.000 millones de dólares en 2016 contabilizando todos los productos alimentados por este tipo de baterías.

El objetivo de las baterías de película delgada es que en los dispositivos o sensores remotos que requieran una fuente de alimentación ésta no tenga que ser reemplazada durante la vida útil del dispositivo. De esta forma, las previsiones son que las baterías de película fina que alimentan sensores alcancen los 400 millones de dólares en 2016, ya sean sensores para redes inteligentes, militares o redes de sensores inalámbricos.

JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

Por término medio en 2015

Más de 400 dólares de productos electrónicos en cada automóvil ■ Los avanzados sistemas electrónicos, que desde hace unos años son un dominio exclusivo de los vehículos de gama alta, se han vuelto más comunes en los automóviles de gama media y baja. Durante el año pasado, este efecto de filtración fue más pronunciado de lo previsto en el anterior estudio realizado sobre el mercado de semiconductores en automoción por IC Insights.

De esta forma, el último informe de IC Insights eleva sus previsiones y ha indicado que la cifra media por vehículo supone unos 350 dólares de semiconductores en 2011, lo que representa un incremento del 15% respecto a la cifra de 2010, incluso con la caída de precios de los componentes, una cifra que ha venido incrementándose año a año y seguirá haciéndolo durante el próximo lustro (con excepción del año 2009, cuando el volumen de negocio descendió un 4% debido a la crisis del sector).

Las previsiones son que se incremente alrededor del 9% anual la inclusión de semiconductores en los automóviles para alcanzar una cifra media en el año 2014 de 425 dólares por vehículo.

El informe, además, prevé una con-

vergencia de las tecnologías de comunicaciones y entretenimiento, seguridad y telemática.

SEGURIDAD GENERALIZADA Las características de seguridad tales como airbags, sistemas de cortina de contención, sensores de presión de los neumáticos o sistemas de vigilancia ya son prácticamente un estándar en todos los vehículos nuevos vendidos en EE.UU., Europa y Japón.

En Europa, los sensores de presión de los neumáticos será un requisito obligatorio en todos los coches nuevos que se vendan a partir de noviembre.

Conectividad y la telemática a bordo están creciendo como elementos esenciales para los compradores de coches nuevos. Incluyen tecnología Bluetooth ya convertida en algo habitual, pero empiezan a incluir sistemas de consola central que permita leer los teléfonos inteligentes.

El mercado seguirá impulsándose, asimismo, con la presión por mejorar el consumo de los automóviles que implican un mayor uso de electrónica para gestionar el motor, o con los elementos de control de tracción.

Micros para móviles inteligentes: las ventas se duplican en un año ■ Los ingresos totales de los procesadores para aplicaciones de teléfonos inteligentes han alcanzado 1.680 millones de dólares en el primer trimestre del año según un estudio realizado por Strategy Analytics que supone un incremento del 108% respecto a las ventas del mismo trimestre del año 2010, pese a que las ventas totales de terminales móviles cayeron un 20% en ese mismo periodo de tiempo.

Qualcomm, Texas Instruments, Samsung Electronics, Marvell Technology y Nvidia son los principales proveedores de procesadores para aplicaciones de teléfonos móviles, que sigue siendo un mercado muy dominado por la competencia entre los fabricantes OEM y el desarrollo de los sistemas operativos.

En este marco, Texas Instruments ha caído a la segunda posición entre los fabricantes en beneficio de Qualcomm, una tendencia iniciada en el último trimestre de 2010 y que se ha seguido manteniendo este año. Los procesadores Snapdragon representaron el 22% del total de los comercializados por Qualcomm.

Del mismo modo Qualcomm domina el mercado de los procesadores de banda base (con un mercado de 3.500 millones de dólares en el primer trimestre del año), gracias a su domino en los segmentos CDMA, W-CDMA y LTE. En este mismo segmento se encuentran empresas como Broadcom, Intel y Speadtrum, así como MediaTek y ST-Ericsson, estas últimas con una tendencia a la baja.

7

Electrónica en el automóvil

Robert Bosch invertirá 400 millones en I+D ■ Robert Bosch es uno de los principales proveedores de electrónica para el automóvil, que se encuentra en plena expansión. Esta compañía alemana ha anunciado que superará los 32.000 millones de euros en ventas de electrónica para el automóvil este mismo año y prevé un crecimiento por encima del 10%.

Con una inversión anual de más de 400 millones de euros en I+D, la importancia de la electrónica para el automóvil es fundamental y las previsiones indican que este segmento siga incrementándose considerablemente los próximos años con un reto principal como es la conducción autónoma de los coches, a la par que se reduce el consumo de combustible. Las previsiones de la alemana consisten en reducir el consumo en alrededor del 30% durante los próximos años, tanto en diésel, como en gasolina.

Bosch espera que las ayudas a la conducción y los sistemas de ajuste de consumo de combustible sigan incrementando las ventas durante los próximos años, de hecho, ha señalado que espera vender este mismo año 2,6 millones de unidades de su sistema ‘Star-Stop’ que permite reducir el consumo de combustible en torno a un 4%.

En cualquier caso, el siguiente gran salto en el segmento de los proveedores de automoción son los vehículos eléctricos, por esta misma razón se ha creado una empresa conjunta entre Bosch y Samsung SDI bautizada como SB LiMotive y que se dedica a la producción de baterías de litio. Además, Bosch también está en conversaciones con Daimler para montar otra empresa conjunta destinada a la fabricación de vehículos eléctricos.

El mercado de sistemas domóticos sigue al alza ■ La demanda de sistemas de automatización del hogar, también conocidos como sistemas domóticos, alcanzarán un total de 1,8 millones de unidades este año, cifra importante que según la consultora ABI Research crecerá considerablemente los próximos años para alcanzar más de 12 millones de sistemas vendidos en todo el mundo en 2016.

El gran potencial de crecimiento se sostiene en los nuevos sistemas domóticos que no requieren cables de interconexión como ZigBee o las líneas eléctricas como soporte.

El mercado también está encontrando otros impulsos como, por ejemplo, el reciente sistema ofrecido por Google conocido como Android@Home Framework, que presenta una capa intermedia para que pueda trabajar con dispositivos basándose en el sistema operativo Android y que proporciona los API necesarios para ayudar a la interconexión y domotización del hogar controlados a través de teléfonos inteligentes.

La presentación del sistema de Google, que sostiene su integración en base a redes 3G o sistemas WiFi podría ser una dura competencia para los sistemas basados en ZigBee que hasta hace poco eran los dominadores del mercado.

Otros fabricantes como Motorola con 4Home, iControl con iControl+uControl, Cisco con Control4, Honeywell o incluso AT&T con Xanboo están empezando a entrar en un mercado prometedor con sus propias soluciones.

Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

actualidad

Empresas y Mercados

8

48.000 millones de dólares en aplicaciones para móviles en 2015 ■ El mercado de aplicaciones móviles ha experimentado un fuerte crecimiento en los últimos años como resultado del desarrollo de nuevos productos, usuarios y otros modelos de negocio. Este crecimiento continuará, impulsado principalmente por el incremento de teléfonos inteligentes aumentó, así como por el crecimiento en las bibliotecas de los consumidores de aplicaciones móviles. Según estas tendencias, el último informe de In-Stat señala un mercado de 48.000 millones de dólares en 2015.

En el mercado actual de teléfonos móviles inteligentes, la pantalla táctil ha tomado una gran relevancia de hecho suponen el 90% de los teléfonos que se comercializarán a lo largo de 2011 que subirá a prácticamente el 100% de los terminales en un par de años. Además, la cuota de mercado de los teléfonos inteligentes pasará del 23% en el año 2010 al 45% en 2015.

En paralelo, las aplicaciones para este tipo de teléfonos también se han multiplicado, el pasado año existían 350.000 aplicaciones dentro del App Store de Apple, a las que había que sumar otras 80.000 del Android Market.

La recarga inalámbrica multiplica su volumen de negocio ■ Según la firma consultora iSuppli IHS el mercado de dispositivos inalámbricos crecerá durante este año considerablemente; de hecho, la cifra podría superar el 600% respecto al año anterior. La justificación de la consultora es el cansancio de los consumidores con los dispositivos electrónicos portátiles con cables.

Se espera que el segmento de recarga inalámbrica de teléfonos pase de 124 millones de dólares a 886 millones este mismo año. Los consumidores han respondido muy bien a la oferta presentada, incluso teniendo en cuenta la dificultad para ofrecer una solución única de recarga que puede entorpecer la utilización masiva en el mercado de la solución de recarga inalámbrica. El siguiente paso pasaría por que los fabricantes de terminales móviles integren esta tecnología en los terminales.

JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

Planes de instalación en varios continentes

Los contadores inteligentes se extienden por el mundo ■ La industria mundial de contadores eléctricos inteligentes sigue ganando terreno con unas cifras consolidadas en el primer trimestre del año de 5 millones de medidores en todo el mundo, lo que supone un incremento de casi el 23% respecto al mismo trimestre del año anterior.

La marca supone el segundo mayor trimestre de la historia, sólo superado por los 5,1 millones de contadores comercializados en el segundo trimestre del año 2010 pero que, si la evolución sigue siendo similar a la experimentada durante los últimos meses, podrá superarse a lo largo del segundo trimestre de este año.

Las previsiones de IDC en su división de energía muestran una evolución continua al alza con una cifra que podría superar 71 millones de contadores en el año 2015, lo que marca un crecimiento medio interanual por encima del 25%, algo muy relacionado con la reglamentación de los países desarrollados en cuanto a la instalación de contadores inteligentes para mejorar la distribución y el consumo eléctrico.

INSTALACIÓN A ESCALA GLOBAL Mientras que el mercado de contadores inteligentes ha sido impulsado por Norteamérica y Europa, IDC también ha remarcado que espera un progreso a medio plazo también en otras zonas como es el caso de la región Asia/ Pacífico, donde la demanda se está desarrollando rápidamente, encabezado por países como China, Japón, Australia y Corea del Sur. Finalmente, en el otro extremo del planeta Brasil y México lideran la instalación de contadores inteligentes en Sudamérica.

Europa, Oriente Medio y África (EMEA) han logrado avances significativos en términos de unidades vendidas con un crecimiento de casi el 44% en el último trimestre en el mercado español donde Endesa ha avanzado con su plan de despliegue e Iberdrola ha procedido a la fase final de prueba piloto inicial. En Francia el despliegue masivo está a punto de producirse, algo que también sucede en el Reino Unido cuyo crecimiento el trimestre pasado superó el 17%.

Boom de los servicios LTE ■ A partir de las aplicaciones para móviles, transmisión de datos, reproducción de vídeo en línea, y sin contar los servicios de voz, el uso del ancho de banda de los servicios de telefonía móvil se ha multiplicado por 10 desde 2008 y, según todos los analistas, la evolución seguirá, por lo menos, al mismo ritmo.

En la actualidad muchos de los dispositivos llevan servicios de conexión a redes de comunicaciones y no se espera que eso se detenga, sino, todo lo contrario, siga evolucionando al alza.

Así lo muestra un estudio de In-Stat que señala en su último informe que el número de abonados LTE crecerán un 3.400% entre 2011 y 2015.

El despliegue de LTE se ha venido retrasando, y de hecho debería haber sido la evolución natural del 3G, pero debido a diferentes problemas y costes asociados se ha pasado por una evolución intermedia conocida como 3,5G, pero 4G ya es una realidad y, si bien los abonados 3G seguirán dominando el mercado, la adopción de servicios 4G irá en paralelo a la necesidad

de servicios avanzados de valor añadido que requieran un mayor ancho de banda, ya sea en entorno profesional como lúdico.

AVANCES EN AMÉRICA Y ASIA Por regiones, y según In-Stat, Norteamérica experimentará un crecimiento del 2.100% entre 2011 y 2015 con la tecnología FDD-LTE. Entre ellos, según el estudio, el 26% procederán del paso de abonados 3G y el resto pueden proceder de abonados de servicios 2G pero la gran mayoría correspondería abonados nuevos.

La evolución en Europa será similar, si bien con un cierto retardo que viene provocado por el retraso que está teniendo la implantación de las redes LTE en algunos países del viejo continente. En el resto del mundo, la zona asiática, incluyendo Japón y China mostrarán un incremento muy importante de abonados, Japón por tener avanzada la implantación de la red LTE y China porque tiene una capacidad de crecimiento muy importante.

9

Forma parte de un proyecto en Cantabria

Aparcamiento avanzado con sensores ■ La tecnología de aparcamiento inteligente de Libelium permite a las ciudades a hacer un uso eficiente de sus recursos de aparcamiento. La nueva plataforma permite a los consultores e integradores de sistemas personalizar e planificar la solución en un área local.

El desarrollador de sensores inalámbricos Libelium ha presentado Waspmote, que se basa en la plataforma de estacionamiento Smart Parking. El nuevo sistema se dirige a aparcamientos cerrados y permite detectar la llegada y salida de vehículos; ahora se puede ampliar al exterior.

La plataforma Smart Parking permitirá a los integradores de sistemas ofrecer soluciones integrales de gestión del aparcamiento a los ayuntamientos. Al proporcionar información precisa sobre plazas de aparcamiento disponibles, los automovilistas ahorrar tiempo y combustible y las ciudades pueden reducir su contaminación y congestión. La información indica dónde encontrar plazas libres y ayuda a mejorar el tráfico.

Los sensores de aparcamiento inteligente pueden enterrarse en las plazas de aparcamiento y comunicarse con el resto de la red de sensores de radio Waspmote mediante tecnología ZigBee. Este sistema ha contado con la ayuda de la Universidad de Cantabria para sus pruebas en la mejora del rendimiento del sensor y su sistema de alimentación, de forma que una vez instalado sea del todo autónomo durante varios años (cinco años según las pruebas).

Los sensores inteligentes de aparcamiento se comunican a través de señales radio de 2,4 GHz (ZigBee) o mediante redes de 868/900 MHz. Además son dispositivos lo suficientemente robustos como para incorporarlos a las plazas de aparcamiento; por tanto se suministran en un encapsulado de PVC con un grado de protección IP67.

PROYECTO SMART SANTANDER Smart Santander es un proyecto encabezado por Telefónica I+D y la Universidad de Cantabria, con el apoyo del Go-

bierno regional y el Ayuntamiento de la capital cántabra. Este es uno de los cinco grandes proyectos aprobados por la Comisión Europea en el VII Programa Marco de investigación, dentro del ámbito de las infraestructuras para la investigación experimental de la Internet del Futuro (FIRE, Future Internet Research and Experimentation).

En su conjunto, la iniciativa supondrá el diseño, despliegue y validación de una plataforma constituida por 20.000 dispositivos (sensores, captadores, actuadores, cámaras, terminales móviles) integrados bajo el paraguas del concepto "Internet de las Cosas", donde cualquier dispositivo dispone de capacidad de comunicación para poder transmitir información útil para los usuarios (temperatura, presión atmosférica, niveles de ruido, presencia de CO2).

Con un presupuesto total de 8,67 millones de euros, el proyecto cuenta con 15 socios entre instituciones y empresas europeas, además de una australiana.

Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

actualidad

Tecnología

10

Mentor desarrolla software para automoción ■ Como reconocimiento a la importancia del cableado como elemento fundamental en los vehículos actuales y en las aeronaves, Mentor Graphics ha introducido importantes mejoras en su herramienta principal de software para cubrir todo el ciclo de vida del producto. Los tradicionales talleres mecánicos se están convirtiendo en centros computerizados que deben tener en cuenta la electrónica incorporada y, por tanto, se deben utilizar herramientas de análisis electrónico.

Esta medida de Mentor refleja la creciente importancia del cableado en los vehículos actuales: El arnés de cable no es sólo el componente más pesado el los coches, es también el eje de la individualización y la diferenciación de los actuales vehículos, clave para la estrategia de mercado de muchos fabricantes teniendo en cuenta la mayor complejidad y opciones que incluyen en los vehículos.

Mentor ha presentado dos nuevas herramientas para esta función. La primera, Capital Level Manager, que ayuda a los diseñadores reducir al mínimo los costes ocasionados por la complejidad de las configuraciones.

Se basa en un paradigma de diseño orientado hacia la propiedad y produce una retroalimentación numérica de la complejidad y los costes derivados. Se utiliza habitualmente en las primeras etapas de la definición de la plataforma, pero también puede ayudar a conocer mejor el impacto de las nuevas funciones dentro de la complejidad de la configuración durante la fase de producción del producto.

La segunda herramienta se conoce como Capital Modular XC y se centra más en los procesos modulares, permitiendo a los diseñadores generar varias opciones de configuración basada en fragmentos del arnés. La herramienta generalmente se utiliza en la fase de producción. Mentor también ha anunciado nuevos instrumentos de software con el objetivo puesto en la fase del ciclo de vida del producto.

Finalmente, Capital Publisher es una herramienta que permite acelerar la documentación de los sistemas eléctricos, así como la reparación y servicio. Se agregan datos sobre el diseño eléctrico, tales como esquemas de circuitos, listas de cables etc., que completa documentación electrónica con formato.

JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

Unidad de medida inercial

Analog Devices crea un sensor con 10 grados de libertad ■ Analog Devices ha desarrollado el sensor IMU ADIS16407 iSensor (unidad de medida inercial), que integra un giroscopio de tres ejes, acelerómetro también de tres ejes, magnetómetro de tres ejes y un sensor de presión en un solo dispositivo, lo cual proporciona 10 grados de libertad al dispositivo de medida. Cada dispositivo viene calibrado de fábrica en sus características de sensibilidad, sesgo, alineación y temperatura. Como resultado, cada sensor tiene sus propias fórmulas de compensación de margen dinámico, maximizando la precisión de las medidas realizadas por el sensor.

La tecnología de navegación utilizada en primer nivel de respuesta o en vehículos no tripulados no sólo requiere de múltiples ejes de detección alineados con precisión, sino que también requieren una medida transversal integrada para comprobar el seguimiento/ubicación en entornos dinámicos.

Para soluciones en las que un único sensor no puede proporcionar la

precisión requerida se necesitan diferentes tipos de sensores integrados para poder proporcionar una respuesta adecuada a cualquier entorno dinámico del sistema. El dispositivo ADIS16407 aborda una parte importante de este esfuerzo de integración mediante la combinación de todos los sensores necesarios en un solo dispositivo con un interface sencillo y una calibración de fábrica completa.

Plessey muestra una nueva tecnología de sensores ■ Plessey Semiconductors ha desarrollado una tecnología de sensores que permite medir los cambios de un campo eléctrico de una forma similar a un magnetómetro así como detector de campos magnéticos. Con la denominación de EPIC (circuito integrado de potencial eléctrico), este sensor no requiere contacto físico para realizar las medidas, por lo que se adecua perfectamente a las aplicaciones médicas para por ejemplo, realizar electrocardiogramas sin contacto.

Además, la ventaja de la integración de sensores es que también se pueden integrar funciones adicionales en el mismo dispositivo de forma que se pueden incluir convertidores de datos, procesadores digitales de señal o capacidad de comunicación inalámbrica sin incrementar considerablemente las dimensiones del mismo.

La nueva tecnología funciona a temperatura ambiente y trabaja como un sensor de muy alta impedancia de entrada que actúa como una gran estabilidad permitiendo realizar me-

didas de cambios eléctricos en el margen de los milivoltios. La teoría de funcionamiento se basa en que la mayoría de los lugares en la Tierra tiene un campo eléctrico vertical cercano a los 100 V/m. El cuerpo humano es en su mayoría de agua y ésta interactúa con el campo eléctrico de la Tierra. Los sensores EPIC son tan sensibles que puede detectar estos cambios a distancia, incluso a través de una pared sólida. Así, por ejemplo, en un incendio, se podría determinar si hay alguna persona en una habitación sin tener que abrir la puerta.

El primer modelo, PS25150, es un dispositivo de estado sólido de ultra alta impedancia destinado a aplicaciones ECG (electrocardiograma) para monitorización de pacientes no críticos, diagnóstico de respuesta a emergencias, aplicación deportiva y dispositivos de salud para consumo general.

No requieren contacto directo, por lo que no hay electrodos y tienen una resolución superior a los sistemas tradicionales con electrodos húmedos.

11

Con un modelo basado en Intel Atom

Los ordenadores de tableta llegan al mercado médico ■ BVM ha presentado Icefire, una tableta PC de 10,4 pulgadas optimizada para el entorno médico. El sistema se ha optimizado con dos baterías de ión de litio de 1.880 mAh que tienen la característica de poderse intercambiar en caliente por lo que se asegura un funcionamiento 24/7.

La unidad funciona con Windows 7 Professional, se ejecuta en el juego de circuitos Intel ICH8M en un procesador Intel Atom de doble núcleo D525 de 1,8 GHz con hasta 4 GB de memoria SDRAM 1.333 MHz SDRAM y hasta 128 GB memoria de estado sólido.

En el entorno médico, esta tableta permitiría introducir los datos del paciente inmediatamente, capturar datos de los posibles sensores y almacenarlos, al mismo tiempo que se da acceso instantáneo al historial médico lo que permite ayudar a realizar un diagnóstico en tiempo real.

El modelo Icefire soporta conexión inalámbrica tipo 802.11 a/b/g/n, tiene un puerto Ethernet y, para seguir con las comunicaciones remotas, incluye un módem 3,75G para conectividad WAN. ENTRADA MEDIANTE ESCÁNER DE CÓDIGO DE BARRAS La entrada de datos se realiza a través de un escáner de código de ba-

rras incorporado 1D/2D, un lector RFID y un digitalizador Wacom. Incorpora una entrada táctil resistiva con autodetección y cambio automático.

Asimismo incluye conexión Bluetooth, la cual proporciona un método seguro de conectarse con teléfonos móviles, auriculares manos libres, impresora o productos sanitarios.

Una cámara con una resolución de 3 megapuntos permite a la unidad de captura de imágenes o datos para el almacenamiento local o en adelante, la transmisión a un servidor remoto. La unidad también se suministra con diferentes opciones de montaje para permitir su adaptación a cualquier necesidad dentro del entorno sanitario.

Sensores para seguridad certificados por Z-Wave ■ Vision es una empresa con sede en Taiwán que se ha unido a la asociación Z-Wave, que proporciona certificaciones para productos de seguridad que permite asegurar la interoperatividad de los productos con la certificación Z-Wave. Vision tiene un gran catálogo de detectores de movimiento y sensores de contacto de puertas y ventanas que ya cuentan con dicha certificación.

La gama actual de esta empresa taiwanesa incluye sensores de vibración, sensores de movimiento, detectores de humo, contactos de puertas y ventanas, las sirenas con luces LED de advertencia y las cerraduras con

control electrónico. Interruptores de luz y reguladores también estarán en breve en su catálogo de productos de seguridad.

La gran ventaja de los componentes certificados radica precisamente en su interoperatividad de forma que se puede asegurar la integración de todos los sensores en un mismo sistema de seguridad.

Dependiendo de la configuración, los diferentes sensores tienen un alcance de tres a ocho metros y son capaces de alcanzar un ángulo de detección de 70 grados. Además, toda la oferta de seguridad incluye funciones antisabotaje.

Colaboración entre Synopsys y TSMC ■ Synopsys y TSMC han firmado un acuerdo de colaboración para ofrecer solución de diseño personalizado destinado a circuitos analógicos y de señal mixta con tecnología de 28 nm.

Esta nueva colaboración ya ha permitido validad los primeros dispositivos asegurando el cumplimiento de elevados criterios de calidad en diseño y en línea de producción.

Los componentes clave de la nueva solución son Galaxy, una aplicación de diseño personalizado a medida, la simulación de circuito tipo HSpice, así como simulación tipo CustomSim mediante FastSpice, el analizador de forma de onda Custom WaveView, junto con el validación de verificación física y la extracción de elementos parásitos personalizado mediante StarRC. El hecho de poder analizar las señales parásitas permite reducir el número de iteracciones en el ciclo de diseño y mejorar el diseño final del circuito.

Además, las limitaciones de interconexión debidas a parásitos también se pueden especificar en el esquema y a continuación verificar automáticamente el diseño con funciones tipo "¿Qué pasaría si…".

Proyecto para reducir del consumo energético ■ El proyecto LEEDR (Low Effort Energy Demand Reduction) tiene por objeto reducir la factura del consumo energético. En este proyecto están involucrados los investigadores de la Universidad de Loughborough (Reino Unido) que, colaborando con la empresa de comunicaciones O2, la compañía energética EON y la empresa de vigilancia AlertMe están investigando cómo y por qué se consume energía en el hogar para poder ofrecer alternativas para reducir el consumo energético doméstico.

El proyecto LEEDR tiene una vigencia de un año y una dotación de casi 3 millones de euros que incluye a investigadores en ciencias sociales, ingeniería civil y construcción, informática y otros expertos con el fin común de reducir el consumo energético de los hogares.

El objetivo final del proyecto es cumplir las restricciones en cuanto a emisiones de CO2 en 2050, así como descubrir soluciones innovadoras basadas en la tecnología que permita ajustar el consumo energético mientras se mantienen el nivel de vida actual.

Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

actualidad

Tecnología

12

Ultrasonidos para envío de información ■ La firma Naratte ha desarrollado una técnica para envío de información a través de ultrasonidos mediante los altavoces y los micrófonos que se encuentran en dispositivos como los teléfonos inteligentes. Esta tecnología podría utilizarse para diferentes servicios de valor añadido como, por ejemplo, el pago con teléfono móvil.

La tecnología, denominada Zoosh, puede ser una alternativa a las comunicaciones de campo cercano; además esta tecnología tiene la ventaja de permitir para utilizar aplicaciones en sistemas que no sean compatibles con formato NFC. Esta tecnología ya está siendo utilizada por la empresa SparkBase para una aplicación de monedero denominada PayCloud. También existen otras aplicaciones de pago similares compatibles con esta misma tecnología.

Desde el punto de vista tecnológico, el sistema utiliza las frecuencias de audio inaudibles para los humanos, creadas mediante transformadas propietarias y algoritmos específicos desarrollados por.

El audio se reproduce como un archivo MP3 estándar a una distancia limitada con un ID (identificador) de transacción única y temporal.

Desde un punto de vista de mercado, la tecnología puede tener potencial, sin embargo debe convencer a posibles proveedores, así como a los bancos y las empresas de tarjetas de crédito o los operadores de telefonía móvil que en estos momentos empiezan a apostar por la tecnología NFC.

ARM se hace con el control de Obsidian Software ■ La compañía de verificación y validación Obsidian Sofware, especializada en el diseño de procesadores complejos, ya forma parte de ARM tras la compra realizada por la compañía americana para mejorar sus estrategias de verificación y el diseño de componentes IP para dispositivos tipo SoC. La relación entre la compradora y la comprada data de hace años con los primeros trabajos del núcleo procesador Cortex-A8. Ahora se ha convertido en parte integrante de las diferentes áreas de negocio de la firma ARM. JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

Con un circuito de prueba SRAM

IMEC da por buena a la tecnología FinFET respecto a la planar ■ El instituto de investigación IMEC ha realizado un análisis comparativo con diferentes tecnologías, por un lado una tecnología planar actual y, por otro, dos tecnologías de tipo FinFET con el fin de descubrir cuál de todas aporta una mayor ventaja en término de escalado y variabilidad de proceso.

El circuito de prueba se componía de seis transistores formando células SRAM y matrices SRAM y, el análisis realizado por IMEC ha concluido que la tecnología FinFET supera a la tradicional tecnología CMOS planar tanto en escalabilidad como en variabilidad. Tanto la tecnología FinFET sobre sustrato como la FinFET sobre silicio sobre aislante (SOIFF) han sido muy superiores a la tecnología CMOS con circuitos de medio y gran tamaño. La geometría concreta de las muestras no se ha desvelado, pero han trabajado con procesos tecnológicos de entre 28 y 22 nm.

A me medida que las dimensiones de los dispositivos se reducen, las variaciones de los parámetros eléctricos de los transistores CMOS se incrementan. Esto se produce debido a fluctuaciones aleatorias en la densidad de los dopantes en el canal, la fuente o el drenador. Por tanto, dos transistores colocados cerca y que, supuestamente, tienen idénticos componentes, pueden

mostrar un comportamiento completamente distinto. El resultado son células de memoria SRAM menos predecibles y controlables para cada nuevo nodo.

MENOR DERIVA DE CORRIENTE Dado que reducir las dimensiones de las células SRAM planas por debajo de 22 nm supone muchos retos, IMEC considera que los dispositivos FinFET proporcionan unas derivas de corriente más reducidas y una variabilidad inferior y además permiten la fabricación de células de memoria más compactas.

Ambas tecnologías FinFET son superiores en prestaciones a las SRAM planas en matrices de más de 128 KB. Son menos sensibles a los desajustes, lo que permite un escalado más agresivo de la fuente de alimentación y una Vcc inferior en comparación con las memorias planas.

Para dopar el silicio sobre aislante FinFET (SOIFF), la fuente de alimentación se puede reducir en unos 200 mV adicionales en comparación con las memorias plana; de esta forma se logra un rendimiento del 95% para una memoria de 32 Mb alimentada a una tensión de 0,7 V. Para mayor capacidad de memoria se requiere elevar la tensión de alimentación.

actualidad

Tecnología

14

Monitorización cardíaca mediante Bluetooth ■ Dayton Industrial, firma especializada en monitores inalámbricos para el deporte, así como dispositivos de consumo en general, ahora ha presentado el primer monitor de frecuencia cardiaca que incorpora conexión Bluetooth. Este dispositivo permite a cualquier persona que posee un teléfono inteligente con Bluetooth 4.0 sea capaz de configurar el cinturón de monitorización cardíaca en unos minutos.

Este cinturón cardíaco aporta un nivel de consumo muy reducido y permite adaptarse a cualquier uso, ya sea como monitorización médica o en la práctica del deporte. El dispositivo permite la adquisición de datos que se pueden enviar mediante conexión Bluetooth al teléfono inteligente, que los puede enviar de forma remota a otra localización distante.

El monitor utiliza los circuitos µBlue nRF8001 de Nordic Semiconductor, que ofrece un elevado rendimiento con un muy bajo consumo de energía. Según Dayton, su monitor puede funcionar durante un máximo de 1,5 años.

Almacenamiento SSD de alto nivel para el segmento industrial ■ La tecnología de almacenamiento está cambiando rápidamente y una de estas tendencias es que el segmento de consumo empieza a utilizar masivamente el almacenamiento en la ‘nube’ mientras que las empresas suministradoras alternativas de almacenamiento representan un menor consumo de energía junto con un acceso más rápido a la memoria. Para responder a estas necesidades del mercado Micron Technology ha desarrollado una solución PCI Express de almacenamiento.

Micron Technology ha segmentado el mercado en tres áreas: alto rendimiento, mercado tradicional y mercado básico. El primero producto para los distintos segmentos es precisamente de alto rendimiento con el módulo P320h, con una capacidad máxima de 700 GB. El P320h, al igual que el resto de productos SSD Micron, utiliza células de memoria NAND de un solo nivel (SLC), frente a las alternativas de otros fabricantes con módulos de memoria MLC. Los módulos SLC tienen muchas ventajas sobre el MLC en términos de velocidad y resistencia.

JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

Para la red eléctrica inteligente

Sistema inteligente PLC de Maxim basado en OFDM ■ Maxim Integrated Products ha presentado el MAX2992, un módem de comunicaciones basado en OFDM junto con el frontal analógico MAX2991 que permite ofrecer un completo conjunto de circuitos PLC para comunicaciones de red inteligente. El sistema cumple los requisitos IEEE del estándar P1901.2 para comunicaciones basadas en OFDM a través de líneas de red eléctricas.

La familia G3 Maxim-PLC incluye tecnología que proporciona la velocidad, robustez y el margen exigido por las redes de línea eléctrica a gran escala.

G3-PLC emplea técnicas avanzadas de comunicación de banda ancha para alcanzar velocidades de hasta 300 kbps en entornos de red eléctrica ruidosos. Utiliza la tecnología OFDM para transmitir datos a través de múltiples operadores, evitando interferencias en frecuencias específicas. Además, G3-PLC cuenta con un modo operativo robusto, codificación de canal eficiente y mecanismos de corrección de errores para garantizar una

transmisión fiable, incluso cuando el ruido es más fuerte que la señal.

ALCANCE SUPERIOR A 10 KM La robustez reduce los costes de despliegue de los servicios públicos. A diferencia de otros protocolos, G3PLC puede comunicarse a través de transformadores, lo que permite una mayor concentración de usuarios conectados al concentrador de datos, reduciendo el número de concentradores de datos. Es un sistema que ha demostrado su eficacia a distancias superiores a los 10 km.

La especificación G3-PLC es compatible con el estándar de Internet IPv6, que aumenta el número de direcciones disponibles para dispositivos conectados a la red, asegurando que los servicios públicos puedan soportar nuevas aplicaciones como electrodomésticos inteligentes y vehículos de carga eléctrica. De funcionamiento en un amplio margen de frecuencias entre 10 y 490 kHz, G3-PLC cumple con las normas internacionales de señalización eléctrica,

Alumbrado inteligente con NXP ■ NXP Semiconductors ha presentado su solución GreenChip, destinada al mercado de iluminación inteligente y que permite lograr un alumbrado energéticamente eficiente, no sólo en empresas, sino también entre los usuarios domésticos. GreenChip reduce la electrónica necesaria para el tamaño, así como ahorro de coste y en consumo de energía, todo ello dentro de un foco de luz. La solución brinda conectividad inalámbrica IP, iluminación eficiente y de bajo consumo en espera (hasta 50 mW) en una solución compacta que permite nuevas formas de control de luces y de administración del consumo de energía.

Se encuentra disponible en dos versiones, por un lado GreenChip iCFL para fluorescentes compactos y la se-

gunda opción GreenChip ISSL para iluminación LED. Cuenta con un controlador de muy bajo consumo, 10 mW sin carga. Además utiliza un sistema inalámbrico basado en IEEE 802.15.4 de 2,4 GHz compatible con un Tx/Rx de corriente por debajo de 17 mA. Esta solución utiliza la red Jennet IP, que es de tipo 6LoWPAN y ofrece un alto nivel de seguridad.

15

Constituye un nuevo grupo de trabajo

IEEE empieza a definir el futuro de Ethernet a muy alta velocidad ■ El IEEE ha puesto en marcha un nuevo grupo de trabajo para explorar lo que vendrá después de las redes Ethernet de 40 y 10 Gbps. El Grupo Especial de Evaluación Ethernet 802.3 es el encargado de recoger los datos desde este momento y hasta que presente el informe previsto para junio de 2012. El estudio se hace ineludible puesto que hay dos alternativas diametralmente opuestas para el futuro.

Por un lado, compañías como Google y Facebook que trabajan con inmensos centros de datos han pedido ya la puesta en marcha de Terabit Ethernet para el año 2013 de forma que les permita manejar el crecimiento en el manejo de datos y de vídeo. La visión más realista la han puesto los fabricantes de componentes que reclaman un paso intermedio antes de llegar a los terabits por segundo en lo que sería una red Ethernet trabajando a 400 Gbps.

PLATAFORMAS COMPETIDORAS Las dos alternativas representan una competición entre proveedores de componentes y las crecientes demandas de velocidad y ancho de banda por parte de los clientes. Los fabricantes indican que es muy poco realista acelerar una tecnología que

todavía dista mucho de llevarse a la práctica. De hecho, los fabricantes están trabajando en estos momentos en plataformas con velocidades serie entre 10 y 25 Gbps por canal para sistemas de 16 canales y, según estos fabricantes, incluir más de 16 canales por sistema no es factible, de ahí lo de la red intermedia de 400 Gbps.

Este debate se ha abierto cuando el estándar Ethernet 802.3ba se acaba de ratificar, oficialmente en mayo 2010, dando las definiciones para los sistemas Ethernet tanto de 40 como de 100 Gbps. Teniendo en cuenta lo complicado que ha sido poner de acuerdo a todas las partes para este estándar, saltar al siguiente va a resultar mucho más difícil, tanto de una manera formal como práctica.

Mientras unos ingenieros siguen discutiendo con los estándares, otros están intentando adoptar sistemas basados en canales de 25 Gbps (los actuales) a trabajar en sistemas de 100 Gbps por canal como saltó básico para poder acometer la siguiente generación de redes Ethernet. La red Ethernet empieza a llegar a su límite tecnológico y, no es descartable, que se empiecen a plantear alternativas que permitan una mayor velocidad a medio plazo.

Femto Forum publica una guía para la arquitectura LTE ■ La asociación industrial independiente Femto Forum ha publicado un guía para ayudar a la puesta en marcha de las arquitecturas de femtocélulas de comunicaciones con tecnología LTE (Long Term Evolution) dentro del estándar 3GPP. En esta guía se señala que se puede reaprovechar la infraestructura existente para dar mayor velocidad a la puesta en marcha de la nueva tecnología.

Las femtocélulas son importantes para las redes LTE puesto que permiten mejorar el negocio del operador de comunicaciones al mismo tiempo que proporciona un mayor nivel de servicios específicos al abonado.

El informe muestra las tres opciones de esta arquitectura que existen integradas en la norma LTE que permite

soportar los diferentes escenarios de despliegue de la red. Además la guía muestra los condicionamientos que deben tener en cuenta los operadores para decidirse por la arquitectura que más se adapte a sus necesidades en base de su modelo de negocio y las circunstancias específicas de su zona.

Además, el informe también indica las ventajas principales que aporta esta tecnología en cuanto a rendimiento, garantizando que más usuarios reciban picos de velocidad de datos muchas más veces, tanto el interior de edificios, donde se consumen la gran mayoría de los datos de banda ancha móvil, como en el exterior a través de modelos metropolitanos y rurales.

Hidrógeno como fuente de energía a partir de etanol y luz solar ■ Un equipo de investigadores de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), la Universidad de Aberdeen (Escocia) y la Universidad de Auckland (Nueva Zelanda) ha conseguido producir hidrógeno, como fuente de energía, a partir de etanol y luz solar. En el marco de la investigación, se ha desarrollado un fotocatalizador en polvo que facilita y abarata el proceso de producción de hidrógeno, puesto que se hace a temperatura y presión ambiente, totalmente escalable. Esta investigación constituye un gran paso para utilizar el hidrógeno como alternativa a los combustibles fósiles.

El fotocatalizador sólido se inserta en un recipiente con etanol y se expone a luz ultravioleta con agitación, simulando la parte más energética del espectro solar. Este dispositivo contiene un semiconductor de dióxido de titanio (TiO2) que, en contacto con la luz del sol, genera electrones que son capturados por nanopartículas metálicas de oro. Estas nanopartículas reaccionan con las moléculas de alcohol para producir el hidrógeno.

La cantidad de hidrógeno que se puede producir y de energía que se puede generar depende de la cantidad de catalizador que se utiliza y del área expuesta a la radiación solar. Los investigadores han obtenido hasta 5 l de hidrógeno por kilogramo de catalizador en un minuto.

Hasta ahora, la obtención de hidrógeno a partir de la luz solar se había basado, en la mayoría de los casos, en la utilización de agua. Pero, a pesar de la abundancia y el bajo precio del agua, los rendimientos generados hasta el momento con esta técnica son muy bajos y el precio de los materiales necesarios en el proceso de producción demasiado elevado. En cambio, los investigadores proponen usar el etanol, que es un recurso renovable y económico. Se obtiene fácilmente a partir de residuos forestales y desechos agrícolas.

En el transcurso de este proceso que se basa en la energía solar, el equipo también ha descubierto que la medida de las nanopartículas de oro no tiene ninguna influencia en la producción de hidrógeno, a diferencia de lo que pasa en los procesos más comunes, en los cuales el polvo catalizador, para su funcionamiento, tiene que ser calentado a la temperatura de reacción (normalmente más de 500°C) y, por lo tanto, tiene un coste energético.

Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

OPINIÓN 16

Gary Nevison Responsable del Área de Legislación Farnell Europa

Guía sobre las modificaciones a RoHS: consejos consistentes para los clientes LAS MODIFICACIONES A ROHS GENERAN MUCHAS PREGUNTAS Y SON QUIZÁ LAS QUE TIENEN MAYOR IMPACTO ACTUALMENTE SOBRE LAS LEGISLACIONES. Los efectos principales de la directiva RoHS de 2006 incluían restricciones en el uso del plomo, mercurio, cadmio, cromo hexavalente, y los éteres de bifenilo y difenilo polibromado en los aparatos eléctricos y electrónicos comercializados a partir del 1 de julio de 2006.

Muchos documentos acerca de RoHS consideran incorrectamente estas sustancias como sustancias prohibidas. Estas sustancias se pueden utilizar, pero sólo en pequeñas concentraciones del 0,1% (0,01% en el caso del cadmio) por peso en materiales homogéneos que no puedan dividirse mecánicamente en otros materiales. Sin embargo, se puede usar en concentraciones más altas como parte de las excepciones específicas, o para actualizar, mantener o reparar aparatos eléctricos y electrónicos comercializados antes del 1 de julio de 2006.

Otro elemento importante de RoHS es que la responsabilidad del cumplimiento recaía firmemente en los productores. Esto incluye a los fabricantes que venden aparatos eléctricos y electrónicos bajo su propia marca, a cualquier persona que venda productos producidos por otros bajo su propia marca, y a cualquier persona que importe o exporte aparatos eléctricos y electrónicos a un estado miembro de la Unión Europea. Las modificaciones pretenden ofrecer claridad acerca de las definiciones un poco ambiguas de la directiva original, así como estipular fechas específicas para la entrada en vigor de las categorías 8 y 9.

¿Qué incluye el ámbito de RoHS?

La nueva categoría 11 incluirá todos los productos que no abarcan las categorías 1 a 10, a menos que estén específicamente excluidos JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

¿Además de la legislación RoHS original, qué cambios introducen las modificaciones? Quizás el cambio más impactante sea la introducción de un ámbito abierto ocho años después de que se publiquen las modificaciones en el Diario Oficial de la Unión Europea (2019). La nueva categoría 11 incluirá todos los productos que no abarcan las categorías 1 a 10, a menos que estén específicamente excluidos. Pese a que no fue una decisión unánime entre los estados comunitarios, el ámbito abierto fue uno de los muchos compromisos a los que se llegó para garantizar la aprobación inicial.

Anteriormente, la Directiva se aplicaba a todos los aparatos eléctricos y electrónicos que dependen de campos eléctricos o electromagnéticos para funcionar adecuadamente. Ahora las modificaciones incluyen los equipos electrónicos que dependen de campos eléctricos y electromagnéticos para cumplir al menos una de sus funciones. Por ejemplo, una estufa de gas que tiene

17

un reloj eléctrico ahora entraría en el ámbito, aunque antes no lo estaba. Este leve cambio puede multiplicar la cantidad de equipos que ahora entran en el ámbito.

La Comisión Europea realizará dos revisiones en tres años, principalmente para contemplar el ámbito como tal y también para analizar las restricciones de sustancias adicionales.

Sustancias restringidas Las sustancias restringidas también desempeñan un papel importante en las modificaciones, y se han identificado cuatro para análisis prioritario (en un plazo de tres años): tres sustancias plastificadoras (BBP, DBP, DEHP) y un pirorretardante (HBCDD). Además se revisará la metodología para la identificación de sustancias para restricciones futuras. La restricción puede basarse en el enfoque del reglamento REACH de una evaluación prolongada de los riesgos y los peligros para la salud humana y el medio ambiente. Esto reemplazará la metodología de RoHS que se basa en identificar las sustancias peligrosas y el uso potencial de alternativas disponibles.

« Las modificaciones pretenden ofrecer claridad acerca de las definiciones un poco ambiguas de la directiva original, así como estipular fechas específicas para la entrada en vigor de las categorías 8 y 9 »

Exclusiones y excepciones Inevitablemente la cantidad de exclusiones y excepciones aplicables aumenta a medida que se amplía el ámbito de la legislación. La lista completa está disponible en element14. En cuanto a las excepciones de las modificaciones a RoHS, se ha creado un nuevo anexo IV que incluye 39 excepciones específicas para las categorías 8 y 9. Asimismo, se ha cancelado el período de revisión de cuatro años para las excepciones, y se ha reemplazado por la expiración automática de las excepciones a menos que sean renovadas. Las categorías 1 a 7 y 10 serán válidas por un máximo de cinco años, mientras que las categorías 8, 9 y 11 serán válidas por siete años, y las solicitudes de renovación deberán realizarse al menos 18 meses antes de la fecha de expiración. Sin embargo, parece que las decisiones finales relativas a los procesos están aún por tomarse, ya que la Comisión tiene un mandato para establecer las reglas detalladas necesarias para nuevas solicitudes.

También es importante recordar que muchas de estas excepciones pueden ser incorporadas en la revisión del ámbito en 2019.

Equipos de I+D Un cambio que tendrá un gran impacto en la industria electrónica será la definición de los equipos de investigación y desarrollo (I+D). Existen preocupaciones acerca de la situación de los kits de desarrollo, en particular de los kits económicos de evaluación de placas abiertas. Anteriormente, el reglamento especificaba que los equipos de I+D entrarían en el ámbito si transferían datos (en cuyo caso formarían parte de la categoría 3). No obstante, después de largas protestas de parte de los fabricantes, las modificaciones indican que los equipos no entrarán en el ámbito si se usan únicamente para propósitos de I+D. Así, aunque un kit de placa no entra en el ámbito, un programador encapsulado para producción en cantidad sí está en el ámbito. Como ha sucedido anteriormente, hay incertidumbre acerca de la revisión de ámbito abierto de 2019, lo que sugiere que existe la posibilidad de que I+D entre de nuevo en el ámbito.

Requisitos CE Los fabricantes, importadores y distribuidores se verán afectados por los cambios al marcado CE debido a las modificaciones de RoHS. Las obligaciones relativas al marcado CE se aplicarán de inmediato a los productos que están actualmente dentro del ámbito, una vez entren en vigor las modificaciones de RoHS. También se aplicarán a productos que actualmente están excluidos una vez entren en el ámbito, por ejemplo con la expiración de las excepciones. Las obligaciones imponen que los equipos y cables con marcado CE se deben vender por separado; las declaraciones de conformidad deben cumplir la legislación; los archivos técnicos son necesarios y se deben guardar durante diez años; y esa información no debe eliminarse de los sitios web durante ese mismo tiempo.

Los requisitos típicos de CE solicitados como parte de las modificaciones a RoHS están diseñados para verificar que los productos lleven el marcado CE y se entreguen con la documentación necesaria. Las modificaciones establecen que los fabricantes serán auditados, si es necesario, para revisar que realicen las Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

OPINIÓN 18

« En los próximos dos años es bastante probable que entren más sustancias en el ámbito de los reglamentos »

pruebas necesarias, y mantengan un registro de las quejas, los detalles de los equipos no conformes y los productos que se retiren del mercado. Las auditorías se deben realizar en muestras de productos, aunque los productos nuevos pueden revisarse al ser recibidos. Otras responsabilidades incluyen revisar que los productos tengan las etiquetas correctas (si se fabrican por fuera de Europa, el importador es responsable de las etiquetas); los distribuidores no deben depender únicamente en las declaraciones de sus fabricantes; se deben guardar los ficheros técnicos por diez años (incluyendo los obsoletos) y se deben incluir las declaraciones de conformidad de los fabricantes, la información suministrada por los fabricantes/importadores y los resultados de las evaluaciones de los distribuidores. Finalmente, los distribuidores deben informar a las autoridades relevantes si algún equipo no conforme “presenta un riesgo”, tomar las medidas correctivas y realizar todas las evaluaciones y documentarlas.

¿Qué pasará en el futuro?

En los próximos dos años es bastante probable que entren más sustancias en el ámbito de los reglamentos, se incluyan muchas más sustancias altamente preocupantes en el reglamento REACH, se revisen más exenciones, se solicite más información a toda la cadena de suministro (en particular con reglamentos ad hoc), haya un mayor enfoque en el contenido y la calidad de las hojas técnicas, en particular la información de seguridad, y probablemente una mayor frustración junto con problemas de costes y recursos para la industria.

Veremos avances legislativos en China y Corea y algunas legislaciones estatales en EE.UU. Los minerales de conflicto del Congo pueden generar otro ejercicio de recogida de datos para la industria, y los requisitos de eficiencia energética evolucionarán. Las modificaciones a RAEE serán aprobadas en la Unión Europea y habrá presiones continuas para prohibir el envío de desechos tóxicos a los países en desarrollo.

JUN 11 | Mundo Electrónico

tendencias

Diseño

20

Minimización de la corriente magnetizante media del transformador

Medio puente con control complementario para iluminación con LED En este artículo se presenta el medio puente con control complementario (o medio puente asimétrico) con un diseño optimizado para su empleo en iluminación basada en LED. El diseño se centra en la minimización de la corriente magnetizante media del transformador, que en este caso no es necesariamente nula. Como resultado, el transformador resultante tendrá devanados secundarios asimétricos. Otro aspecto importante es que, a diferencia de otras opciones para el mismo tipo de aplicación, ésta trabaja a frecuencia constante.

M. Arias (*), D.G. Lamar, A. Vázquez, D. Balocco, A. Diallo, J. Sebastián Universidad de Oviedo (*) ariasmanuel@uniovi.es

E

l empleo de LED en el mundo de la iluminación está cada vez más extendido [1]. Los motivos son diversos, ya que a su elevada eficacia en la conversión de energía eléctrica a luz hay que sumar su alta fiabilidad, la variedad cromática y la fácil regulación de la cantidad de luz emitida sin merma en la calidad de la misma. No obstante, la implantación de este sistema de iluminación exige el desarrollo de nuevos convertidores y técnicas [24], distintos de los usados con otros sistemas como lámparas de descarga o incandescencia, que permitan regular la corriente suministrada a los LED (es decir, la intensidad de la luz emitida).

Es más, estos convertidores deben tener las mismas ventajas que presentan los LED para que no se pierda ninguna de ellas cuando se evalúa el conjunto convertidor-LED. Es decir, estos nuevos convertidores deben tener un alto rendimiento, una elevada fiabilidad y una capacidad de regulación acorde a las necesidades de los LED. En la actualidad, estos requisitos se traducen en convertidores con rendimientos en torno al 90% y sin condensadores electrolíticos [5] para elevar su fiabilidad y vida útil. Respecto a la regulación de la luz emitida (atenuación), actualmente existen dos técnicas ampliamente utilizadas [1]. Una de ellas suministra una co-

Figura 1. a) Topología tradicional de tres etapas; b) topología propuesta de dos etapas.

JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

rriente continua a los LED, mientras que la otra les suministra una corriente con un patrón PWM de una frecuencia superior a la perceptible por el ojo humano.

Una de las opciones más ampliamente utilizada para la iluminación basada en LED se trata de una topología de tres etapas (figura 1a) [6]. La primera consiste en un convertidor elevador trabajando en modo crítico para realizar la corrección del factor de potencia [7] [8]. La segunda, un convertidor resonante LLC [9] con estructura de medio puente que proporciona el aislamiento galvánico, y la tercera un convertidor reductor. Las dos primeras etapas son comunes a todos los

21

Figura 2. Esquema del medio puente asimétrico.

strings o cadenas de LED conectados a la topología, mientras que la tercera, el reductor, es particular de cada cadena conectada.

La finalidad de las terceras etapas es, por tanto, regular la corriente suministrada a las cadenas de LED de manera independiente. Esta topología carece de condensadores electrolíticos, por lo que su fiabilidad es muy alta, y tiene un rendimiento del 88%. No obstante, presenta el inconveniente de que las dos primeras etapas funcionan a frecuencia variable.

Si bien esto no es un problema en el mundo de la iluminación en sí, su implementación a una distancia próxima de sistemas susceptibles al EMI (por ejemplo, sistemas de telecomunicaciones) puede verse comprometida.

Además, existen otros problemas derivados de la implementación de sistemas que funcionen a frecuencia variable, como puede ser el cálculo del filtro EMI de entrada. Para este tipo de situaciones e inconvenientes, una topología que funcione a frecuencia constante manteniendo elevados niveles de rendimiento y fiabilidad resulta deseable.

En este artículo se presenta una topología de dos etapas a frecuencia constante para el control de varias cadenas de LED de forma independiente (figura 1b). La primera etapa consiste en un corrector de factor de potencia a frecuencia constante con el que es posible obtener rendimientos similares a los presentados por la primera etapa de la topología anteriormente expuesta [10]. Se trata de una topología ampliamente estudiada y, por tanto, el presente artículo se centra en el estudio y análisis del converti-

dor empleado para la segunda etapa.

Esta segunda etapa es particular de cada cadena, de forma que se pueda regular su corriente de forma independiente. La topología empleada es la de un medio puente asimétrico [11] (también conocido como medio puente con control complementario), la cual permite obtener rendimientos elevados y una alta fiabilidad, ya que puede ser implementada sin la necesidad de emplear condensadores electrolíticos. El elevado rendimiento es producto de un diseño optimizado en el que se minimiza la corriente magnetizante media del transformador y se trata de obtener Conmutaciones a Tensión Cero (CTC) en los interruptores primarios.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO El MPA tiene un esquema similar al mostrado en la figura 2. Como se puede ver, se trata de un medio puente tradicional en el que las señales de control de los interruptores primarios son complementarias [11-14]. Es decir, despreciando los tiempos muertos, siempre hay uno de los interruptores primarios (MOSFET) cerrado. Ésta es la principal diferencia con un medio puente con un control clásico, donde existen periodos de tiempo donde ambos interruptores están abiertos.

La principal consecuencia del control complementario es que los tiempos que permanecen cerrados los MOSFET durante cada ciclo de conmutación no tienen por qué ser igual. Como resultado, y dado que debe mantenerse el balance voltios·segundos del transformador, las tensiones de los condensadores de entrada no son

iguales y dependen del ciclo de trabajo aplicado a los MOSFET: (1)

VC1 = D·Vg

(2)

V C 2 = (1- D )·V g donde D es el ciclo de trabajo del MOSFET M2 y Vg la tensión de entrada.

Por otro lado, la corriente que entra en el transformador real (Ipt) proviene de condensadores, con lo que su valor medio es nulo. Esto implica que la corriente media por la bobina magnetizante (Imag) es igual, pero de signo contrario, que la corriente media por el transformador ideal (Ipt’). Por lo tanto: (3)

I pt ¢ = -I m ag = I o ·[D ·( n1 + n2 ) - n2 ] donde n1 y n2 son las relaciones de transformación del transformador de dos salidas e Io la corriente de salida del MPA. El principal inconveniente de que corriente magnetizante tenga un valor medio distinto de cero es que eleva las pérdidas en el transformador y las pérdidas de conducción en los MOSFET sin ningún tipo de contrapartida positiva. Por lo tanto, en el diseño de este tipo de convertidores se debe tratar de reducir el valor de esta corriente a un valor lo más próximo posible a cero. Esto se explicará en el siguiente apartado.

El segundo aspecto que resulta vital Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

tendencias

Diseño

22

de donde despejando se obtiene: (7)

DIm 0 =

n2 ( n1 + n2 )

Las ecuaciones (5) y (7) permiten obtener la expresión que debe cumplir un MPA si se quiere que su corriente magnetizante media sea mínima en el rango de ciclos de trabajo posibles para la aplicación particular para la que se diseña: (8)

DIm 0 =

Figura 3. Corriente magnetizante media para dos posibles diseños. Línea roja considerando (8) y línea azul no considerándola.

para elevar el rendimiento de este tipo de convertidores es la CTC de los interruptores primarios. Este proceso en el MPA se encuentra perfectamente explicado en [15]. No obstante, en esta referencia se tiene en cuenta la energía almacenada en las capacidades parásitas de los transistores del secundario ya que se usa rectificación síncrona.

En el caso que nos ocupa, esa técnica no se usa y, por tanto, la CTC se basa únicamente en la resonancia entre las capacidades de salida de los MOSFET primarios y la inductancia de dispersión del primario del transformador.

También en el caso que nos ocupa, cada MPA suministra la corriente demandada por una cadena de LED, lo que implica que la corriente que debe suministrar es igual a la corriente nominal de uno de los LED al estar todos conectados en serie. Es decir, se trata de un convertidor con un bajo nivel de corriente de salida. Esto hace que la corriente por el primario del transformador sea también muy pequeña (se trata de un medio puente con una tensión de salida menor que la de entrada) y, por tanto, que la energía almacenada en la bobina de dispersión del transformador no sea la suficiente para alcanzar CTC. Como se explicará más adelante, esto se logrará aumentando el rizado de la corriente magnetizante, lo cual se logra reduciendo el valor de la inductancia magnetizante.

CORRIENTE MAGNETIZANTE MEDIA La expresión (3) define la corriente magnetizante media en función del ciclo de trabajo, la relación de transformación del transformador y la corrienJUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

te de salida. Para un valor dado de ésta última, existe una relación lineal entre la corriente magnetizante media y el ciclo de trabajo (n1 y n2 son constantes para un transformador dado).

Por lo tanto, existen dos corrientes magnetizantes medias límite, una para el ciclo de trabajo máximo (Dmax) y otra para el ciclo de trabajo mínimo (Dmin). Ambos ciclos de trabajo vendrán definidos por la aplicación y el diseño particular que se realice del MPA, no pudiendo ser menores de 0 ni mayores de 0,5. Para minimizar globalmente el valor de ambas corrientes, éstas deben cumplir la condición de tener distinto signo y, además, de ser iguales en valor absoluto, lo que necesariamente implica que: (4)

I m ag _ max = -I m ag _ min ® -I o ·[D min ·( n1 + n2 ) - n2 ] = = I o ·[D max ·( n1 + n2 ) - n2 ] y despejando se puede llegar a: (5)

D max + D min = 2·

n2 ( n1 + n2 )

Al ser una relación lineal y cumplirse la ecuación anterior, necesariamente también existe un ciclo de trabajo (DIm0), comprendido entre Dmin y Dmax, para el cual la corriente magnetizante es cero: (6)

0 = I o ·[DIm 0 ·( n1 + n2 ) - n2 ] D ® n2 = n1· Im 0 1- DIm 0

D min + D max 2

La figura 3 plantea una explicación gráfica. Las líneas azul y roja muestran dos MPA que tienen un rango de ciclos de trabajo posibles entre 0,2 y 0,3. El MPA caracterizado por la línea roja se ha diseñado atendiendo a la ecuación (8), para lo cual se ha escogido adecuadamente la relación entre n1 y n2 según la ecuación (7). Por otro lado, el MPA de la línea azul no cumple dicha ecuación a causa del valor n2 escogido.

Como se puede ver, el MPA rojo tiene valores extremos de corriente magnetizante media iguales en valor absoluto (Imag_min_1 e Imag_max_1), mientras que el MPA azul presenta un desequilibrio (Imag_min_2 e Imag_max_2).

Debido a este desequilibrio, las corrientes magnetizantes medias del MPA azul desde D=0,2 hasta D=0,26 tienen un valor superior a Imag_max_1.

Como consecuencia, dentro del rango de funcionamiento normal, el MPA correspondiente al diseño no optimizado (azul) tendrá pérdidas en el transformador y pérdidas de conducción en los MOSFET mayores que el MPA con un diseño optimizado (rojo).

PROCESO DE DISEÑO El proceso de diseño se centra en la reducción de la corriente magnetizante media como una medida para reducir las pérdidas y aumentar el rendimiento. No obstante, la selección de los componentes y la consecución de la CTC resultan también vitales para obtener un buen rendimiento.

Debido a la restricción que implica el no uso de condensadores electrolíticos, la primera etapa se caracteriza por tener un rizado de baja frecuencia nada despreciable en su tensión de salida. Su valor puede llegar a ser del 10%-15% sobre el valor nominal. Por lo tanto, en el diseño del MPA se debe tener en cuenta este factor. Como la

23

tensión de salida (Vo) del MPA es: (9)

V o = V g ·D ·(1- D )·( n1 + n2 ) y dado que la máxima tensión de salida (Vo_max) del MPA debe asignarse al máximo ciclo de trabajo considerando la mínima tensión de entrada posible (Vg_min), se puede plantear: (10)

V o _ max = V g _ min ·D max · (1- D max )·( n1 + n2 ) donde Vg_min viene definida por el rizado en la tensión de salida de la primera etapa. De la ecuación (10) se puede deducir que: (11)

( n1 + n2 ) =

V o _ max V g _ min

·

1 (1- D max )

Planteando el mismo razonamiento para la mínima tensión de salida (siendo la asignada al mínimo ciclo de trabajo cuando la tensión de entrada es máxima) se tiene: (12)

V o _ min = V g _ max ·D min · (1- D min )·( n1 + n2 ) Sustituyendo la expresión obtenida en (11) y despejando: (13)

D min ·(1- D min ) = V o _ min ·V g _ min V o _ max ·V g _ max

·

D max ·(1- D max ) Esta ecuación permite obtener el valor de Dmin ya que se trata de la única incógnita en la ecuación. Con el valor de Dmin y Dmax es posible emplear la ecuación (8) para obtener el valor de DIm0. Una vez se llega a este punto, es posible definir n1 y n2. La ecuación (7) permite obtener n2 a partir de DIm0 y n1+n2, que fue definido en (11). Por último, conocido n2, n1 es inmediato.

En este punto es posible construir la bobina de salida del MPA, ya que con los valores de n1 y n2 es posible conocer los valores de las tensiones que se aplicarán a la entrada del filtro en función del ciclo de trabajo y, con ellos, calcular el rizado de la corriente. El proceso de diseño es el habitual y, por lo tanto, es necesario fijar el valor máximo del rizado de corriente. En la figura 4 puede verse la representación del rizado de corriente por

Figura 4. Rizado de corriente en la bobina en función del ciclo de trabajo y para tres tensiones de entrada.

una bobina de 1,6 mH en función el ciclo de trabajo y para tres tensiones de entrada (mínima, máxima y nominal). Como se puede comprobar, el valor máximo de rizado no tiene lugar cuando el ciclo de trabajo es máximo o mínimo, sino para un valor intermedio (D=0,266 en el caso mostrado).

Es preciso, por tanto, hallar siempre el peor punto de funcionamiento para asegurar un correcto diseño de la bobina.

En el diseño del transformador también se sigue la metodología habitual.

No obstante, hay que tener en cuenta que existe una corriente magnetizante media, habitualmente no presente en transformadores, que debe ser incluida en el proceso de diseño.

En relación a la CTC de los MOSFET, el diseño del transformador también juega un papel fundamental. Como ya se comentó, y como se verá en los resultados experimentales obtenidos, la CTC se logra aumentando el valor del rizado de la corriente magnetizante. De este modo, la cantidad de energía almacenada en la bobina de dispersión en el momento de la conmutación aumenta y es posible lograr la CTC con un tiempo muerto adecuado.

El primer aspecto relevante es que ese incremento de energía se logra con una disminución de la inductancia magnetizante, pero ésta sólo afecta al rizado y no al valor medio de la corriente magnetizante,

Figura 5. Fotografía del prototipo desarrollado para alimentar a una cadena de LED de 50 W. Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

tendencias

Diseño

24

Figura 7. Rendimientos para distintas tensiones de entrada y potencias.

Figura 6. a) Tensión y corriente de salida; b) Conmutación a tensión cero en uno de los MOSFET del primario; c) corriente magnetizante del transformador (obtenida dejando el secundario en vacío).

como se deduce de la ecuación (3).

Por lo tanto, el proceso de minimización de la corriente media sigue siendo válido tras la inclusión de un entrehierro en el transformador. El segundo aspecto a considerar es que la presencia de un valor medio de corriente no favorece el proceso JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

global de CTC de los MOSFET. Este valor medio de corriente lógicamente favorece la conmutación de uno de los MOSFET pero dificulta la del otro.

Se puede plantear un ejemplo a partir de los sentidos de corrientes fijados en la figura 2. Una corriente magnetizante media positiva favorece la CTC del MOSFET M2, ya que tiende a descargar a su capacidad de salida, pero dificulta la de M1 al tender a la carga de su condensador. Por lo tanto, la presencia de un valor medio en la corriente magnetizante obliga a aumentar su rizado para compensar su influencia en la conmutación del MOSFET afectado negativamente y, por consiguiente, aumenta las pérdidas de conducción de los MOSFET y el transformador, al aumenta el valor eficaz de las corrientes que los atraviesan. Por último, resulta necesario analizar si el incremento en el rizado para reducir las pérdidas de conmutación en los MOSFET provoca un incremento mayor en las pérdidas de conducción del transformador y los MOSFET. El análisis de este balance se realiza en el siguiente apartado.

RESULTADOS EXPERIMENTALES Se ha desarrollado un prototipo (figura 7) de 50 W para el suministro a una cadena estándar de LED (36 LED conectados en serie). La corriente nominal de salida es la corriente nominal de uno de los LED (0,350 A), la tensión nominal de salida es de 140 V y la tensión nominal de entrada de 400 V. Los MOSFET son 06N60C3 de montaje superficial (D2PAK) y los

diodos C3D1C060. El transformador se ha diseñado con unas relaciones de transformación (n1 y n2) de 0,989 y 0,462 y se ha implementado en un núcleo E30. Se ha añadido un entrehierro (0,6 mm) para asegurar la CTC de los MOSFET. La bobina de salida es de 1,60 mH y se ha implementado en un E20.

La figura 6a muestra la tensión y corriente de salida. Como se puede apreciar, el rizado de la corriente de salida es despreciable, ya que se trata de un rizado de alta frecuencia que no es percibido por el ojo humano tras su conversión a luz por parte de los diodos LED. La figura 6b muestra la CTC de los MOSFET del primario. Dada la baja potencia para la que se diseñan este tipo de convertidores, resulta vital reducir todas las pérdidas asociadas para mantener un rendimiento elevado. Por lo tanto, lograr la CTC en los interruptores primarios es un objetivo primordial.

Dado el bajo nivel de corriente de salida, la energía almacenada en la bobina de dispersión del transformador resulta insuficiente. Incrementar el valor de dicha energía puede realizarse mediante un incremento en el valor de la bobina. No obstante, en la práctica esta solución implica el empleo de una bobina externa de un tamaño excesivamente elevado para esta aplicación. Por ello, como ya se ha explicado, la solución se centra en incrementar el nivel de corriente por la bobina de dispersión en el momento de realizar la conmutación.

Esto puede realizarse disminuyendo el valor de la bobina magnetizante y

25

“Esta topología carece de condensadores electrolíticos, por lo que su fiabilidad es muy alta, y tiene un rendimiento del 88%” “Los resultados experimentales obtenidos para un prototipo de 50 W han permitido obtener rendimientos de hasta el 94% mediante el empleo de diodos de SiC” aumentando por tanto el rizado de su corriente (figura 6c). De esta forma, no es preciso añadir ningún elemento adicional que incremente el coste y tamaño de la solución.

Llegado este punto, resulta interesante analizar el hecho de que, si bien el incremento del rizado de la corriente magnetizante disminuye las pérdidas de conmutación de los MOSFET, aumenta las pérdidas de conducción de los mismos, así como del transformador. Para decidir si en este caso particular son más relevantes las pérdidas de conmutación en los MOSFET o las pérdidas de conducción en el transformador y los MOSFET, se analizó el rendimiento máximo que se podía llegar a conseguir en condiciones nominales para ambos planteamientos.

El rendimiento máximo conseguido cuando se alcanza la CTC a costa de tener más rizado en la corriente magnetizante fue 2 puntos superior al conseguido cuando se reduce dicho rizado pero los MOSFET no alcanzan la mencionada CTC (los tiempos muertos, en este caso, se ajustaron para que se encontraran lo más próximo posible a dicha situación).

En relación al rendimiento, resulta importante resaltar que los diodos empleados son C3D10060, diodos Schottky de carburo de silicio (SiC). Los rendimientos obtenidos para diversas tensiones de entrada pueden verse en figura 7. Como se puede comprobar, el máximo rendimiento ronda el 94%. La misma prueba se realizó para diodos ultrarrápidos de silicio (STTH810G). Los rendimientos se situaron, en general, 2 puntos por debajo de los obtenidos por el SiC. Si bien esto prueba que el SiC es la tecnología idónea para este tipo de aplicaciones, también es importante resaltar que esta otra implementación resulta mucho más barata y los rendimientos obtenidos son similares a los obtenidos por otras topologías propuestas para el mismo tipo de aplicación.

CONCLUSIONES Los diodos LED de alta eficiencia

se han convertido en una de las opciones más interesantes en muchas aplicaciones del mundo de la iluminación. A su elevado rendimiento hay que añadir su alta fiabilidad y su gran variedad cromática. Esto hace que el desarrollo de nuevas topologías para los convertidores que los alimentan sea necesario si se quiere aprovechar al máximo dichas ventajas.

En este artículo se propone una topología de dos etapas operando a frecuencia de conmutación constante para lograr abastecer a cadenas de LED. Esta operación a frecuencia constante permite su integración junto a sistemas sensibles a las interferencias electromagnéticas. La segunda etapa, en la que se centra este artículo, consiste en un medio puente con control complementario. Esta topología ha resultado ser una buena opción para su implementación en el ámbito de la iluminación basada en LED. En su diseño para esta aplicación, resulta fundamental reducir al máximo las pérdidas en el transformador debido a la corriente media magnetizante y las pérdidas de conmutación de los MOSFET. Todo el proceso de diseño propuesto se centra en esos dos objetivos y, como resultado, un devanado asimétrico de los secundarios del transformador resulta ser la mejor opción.

Los resultados experimentales obtenidos para un prototipo de 50 W han permitido obtener rendimientos de hasta el 94% mediante el empleo de diodos de SiC. Los rendimientos para diodos de Si, aunque inferiores (92%), siguen siendo satisfactorios para este tipo de aplicación, sobre todo teniendo en cuenta que la primera etapa puede llegar a tener rendimientos de hasta un 97%.

Agradecimientos Este trabajo ha sido subvencionado por la empresa AEG Power Solutions B.V. y el Ministerio de Ciencia y Tecnología (FUO-EM-002-10 y MICINN10-CSD2009-00046). ●

Bibliografía [1] T. Siew-Chong, "Level Driving Approach for Improving Electrical-to-Optical Energy-Conversion Efficiency of Fast-Response Saturable Lighting Devices," Industrial Electronics, IEEE Transactions on, vol. 57, pp. 1342-1353.

[2] C. Jamerson, T. Long y C. Mullett, "Seven ways to parallel a magamp," presented at Applied Power Electronics Conference and Exposition, 1993.

APEC '93. Conference Proceedings 1993., Eighth Annual, 1993.

[3] M. A. D. Costa, G. H. Costa, A. S. dos Santos, L. Schuch y J. R. Pinheiro, "A high efficiency autonomous street lighting system based on solar energy and LEDs," presentado en la Power Electronics Conference, 2009. COBEP '09. Brazilian, 2009.

[4] L. Xingming y Z. Jing, "An intelligent driver for Light Emitting Diode Street Lighting," presentada en el Automation Congress, 2008. WAC 2008.

World, 2008.

[5] Epcos, "Film Capacitors. Metallized Polypropylene Capacitors (MKP). AC filtering.," Epcos, 2009.

[6] ST, "AN3105 Application Note," ST, 2010.

[7] T. Jiun-Ren, W. Tsai-Fu, W. Chang-Yu, C. YaowMing y L. Ming-Chuan, "Interleaving Phase Shifters for Critical-Mode Boost PFC," Power Electronics, IEEE Transactions on, vol. 23, pp. 1348-1357, 2008.

[8] X. Xiaojun, L. Wei y A. Q. Huang, "Two-Phase Interleaved Critical Mode PFC Boost Converter With Closed Loop Interleaving Strategy," Power Electronics, IEEE Transactions on, vol. 24, pp. 3003-3013, 2009.

[9] H.-S. Choi, "AN4151. Half-bridge LLC resonant converter design using Fairchild Power Switch (FPS)," Fairchild semiconductor, 2007.

[10] M. M. Hernando, A. Fernández, J. García, D. G. Lamar y M. Rascon, "Comparing Si and SiC diode performance in commercial AC-to-DC rectifiers with power-factor correction," Industrial Electronics, IEEE Transactions on, vol. 53, pp. 705-707, 2006.

[11] J. Sebastián, J. A. Cobos, O. García y J. Uceda, "An overall study of the half-bridge complementary-control DC-to-DC converter," presented at Power Electronics Specialists Conference, 1995. PESC '95 Record., 26th Annual IEEE, 1995.

[12] R. Oruganti, H. Phua Chee, J. T. K. Guan y C. Liew Ah, "Soft-switched DC/DC converter with PWM control," Power Electronics, IEEE Transactions on, vol. 13, pp. 102-114, 1998.

[13] W. Eberle, H. Yongtao, L. Yan-Fei e Y. Sheng, "An overall study of the asymmetrical half-bridge with unbalanced transformer turns under current mode control," presented at Applied Power Electronics Conference and Exposition, 2004. APEC '04.

Nineteenth Annual IEEE, 2004.

[14] R. Miftakhutdinov, A. Nemchinov, V. Meleshin y S. Fraidlin, "Modified asymmetrical ZVS half-bridge DC-DC converter," presented at Applied Power Electronics Conference and Exposition, 1999.

APEC '99. Fourteenth Annual, 1999.

[15] O. García, J. A. Cobos, J. Uceda y J. Sebastián, "Zero voltage switching in the PWM half bridge topology with complementary control and synchronous rectification," presented at Power Electronics Specialists Conference, 1995. PESC '95 Record., 26th Annual IEEE, 1995.

Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

tendencias

Diseño

26

Análisis de recursos y de su consumo

Depuración de energía para optimizar el software del microcontrolador Casi todas las aplicaciones ejecutadas actualmente sobre microcontroladores necesitan conocer mucho mejor cómo consumen los valiosos recursos de los que disponen en cuanto a memoria, ciclos de reloj y, quizá el más importante, la energía. Y mientras los ingenieros puedan saber de manera instintiva cuánta energía consumirá una aplicación, sólo un minucioso examen avalará este instinto. El examen se realiza generalmente en forma de una sencilla medida de la corriente promediada a lo largo de un tiempo determinado y luego extrapolada para deducir una previsión del tiempo de vida operativa, por ejemplo para una célula de batería. Øyvind Janbu Director General de Tecnología Energy Micro

C

on un énfasis que ahora es mucho mayor en soluciones configurables y programables, con mucha frecuencia en forma de microcontrolador, una mayor proporción de la energía consumida se puede atribuir a la actividad del núcleo de proceso en sus numerosos periféricos, que es la principal razón por la cual la industria de semiconductores experimenta actualmente un notable incremento de la disponibilidad de soluciones basadas en un microcontrolador de consumo ultrabajo.

Los dispositivos de 8 bit o 16 bit se han venido utilizando generalmente en la mayoría de aplicaciones sensibles al consumo de energía porque sus núcleos son de pequeño tamaño, tienen un número de puertas relativamente reducido y generan bajos niveles de la corriente de fuga. Sin embargo, las aplicaciones actuales exigen una capacidad de proceso mucho mayor de la que pueden ofrecer los núcleos de 8 o 16 bit.

De forma general se ha afirmado que la corriente consumida por un núcleo de 32 bit en modo de apagado debe ser sencillamente demasiado elevada para aplicaciones sensibles al consumo de energía. Ésta es una afirmación equivocada hasta el día de hoy.

Gracias a todo el conjunto de técnicas de diseño de bajo consumo disponibles en la actualidad, se pueden implementar núcleos de 32 bit que ofrezcan modos de bajo consumo tan

JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

buenos o mejores que las alternativas de 8 bit.

“Gracias a todo el conjunto de técnicas de diseño de bajo consumo disponibles en la actualidad, se pueden implementar núcleos de 32 bit que ofrezcan modos de bajo consumo tan buenos o mejores que las alternativas de 8 bit”

NUEVA GENERACIÓN DE MUY BAJO CONSUMO El microcontrolador EFM32 Gecko de Energy Micro constituye una nueva generación de dispositivos que respetan el consumo de energía y especialmente desarrollados para minimizar el producto de corriente y tiempo (es decir, la energía real) para todas las fases del funcionamiento del microcontrolador. Tal como se muestra en la figura 1, en comparación con los núcleos de procesador de menor tamaño, como un dispositivo basado en ARM Cortex-M3, finalizará antes una tarea, permitiendo así que ocupe más tiempo en modos de bajo consumo, disminuyendo así aún más el consumo medio de energía.

Tal como ilustra la figura 2, el Gecko ha demostrado su capacidad de consumir una cuarta parte de la energía que necesitan otras soluciones alternativas de 8 bit, 16 bit o 32 bit. Estas prestaciones se logran gracias a la combinación de un conjunto de periféricos de bajo consumo, un sistema reflejo de periféricos (que permite el funcionamiento autónomo de los periféricos respecto al núcleo), cinco modos diferentes y en escala de bajo consumo de energía, así como tiempos de activación muy rápidos.

Al conseguir el menor consumo po-

27

Figura 1. Un núcleo de microcontrolador con un bajo consumo de energía ahorra este consumo en diferentes áreas de funcionamiento para un ciclo completo de activación/operación/retorno a modo dormido. El área azul indica la energía que ahorra un núcleo de 32 bit más potente para completar una tarea en menos ciclos de los que necesitaría un núcleo de 8 bit y con un menor consumo de corriente en modos activo y dormido.

sible de energía en una aplicación, lo que no se puede pasar por alto es la misión fundamental que desempeña el código fuente de la aplicación. Es preciso desarrollar un código fuente para utilizar de la mejor forma los periféricos de bajo consumo de energía con el fin de maximizar la vida operativa de la célula de la batería.

A medida que crecen las bases del có-

digo fuente su identificación se hace más difícil, por ejemplo, los bucles de espera que deberían ser reemplazados por una rutina de interrupción: con un simple descuido del código podría provocar que el procesador permanezca totalmente activo mientras espera un evento externo en lugar de pasar al modo dormido para ahorrar energía.

Esta clase de evento pseudoaleatorio puede confundirse fácilmente al examinar el código o realizar pruebas bajo condiciones ideales, y es difícil de detectar en plena fase de prueba.

De la misma manera, la identificación de secciones de código que consuman una cantidad desproporcionada de energía podría resultar imposible de partir tan sólo del listado de código, incluso para el ingeniero más experimentado.

Mientras que la lectura de un multímetro o la traza de un osciloscopio puedan ofrecer el nivel medio del consumo de energía a lo largo de un cierto tiempo, no pueden identificar la corriente consumida en eventos de carácter específico. Del mismo modo, un analizador lógico puede mostrar cuándo y cuántas veces se ejecuta una determinada rutina pero no puede establecer su relación con los aumentos del consumo de energía.

Gracias al empleo de una innovadora tecnología, Energy Micro ha superado estos límites mediante el desarrollo de una solución que ofrece no sólo el nivel de energía instantánea que se está empleando sino que también establece una relación entre esta información y el código ejecutado en ese momento.

Figura 2. Arquitectura del chip para el microcontrolador EFM32 Gecko basado en ARM Cortex-M3 de Energy Micro.

Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

tendencias

Diseño

28

Figura 3. Kit de desarrollo para el microcontrolador de bajo consumo EFM32 Gecko con Monitorización Avanzada de Energía (Advanced Energy Monitoring).

HERRAMIENTA PARA DEPURACIÓN DE ENERGÍA El energyAware Profiler es una herramienta de ‘depuración de energía’ para el PC que aprovecha el sistema dedicado de Monitorización Avanzada de Energía (Advanced Energy Monitoring, AEM) presente en los kits de desarrollo existentes para EFM32 Gecko. Mientras que la AEM es capaz de ofrecer el consumo de corriente de la aplicación en tiempo real en el visualizador LCD incorporada en los kits de desarrollo, tal como muestra la figura 3, la depuración real del consumo de energía se lleva a cabo cuando se utiliza el software Profiler.

El software se ejecuta en Windows y se conecta al kit de desarrollo por medio de su interface USB. Los datos básicos que se transfieren desde el kit de desarrollo permiten que el PC visualice un perfil del consumo de energía en tiempo real del código de la aplicación ejecutado en el microcontrolador de destino.

Una configuración por defecto muestra los niveles de consumo de energía a lo largo del tiempo, permitiendo así que el ingeniero identifique aspectos concretos relativos al uso de la energía cuando éste es quizás más elevado de lo previsto. La extrapolación a lo largo del tiempo también JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

puede ofrecer una orientación más precisa sobre la vida operativa prevista para una aplicación alimentada de batería que las estimaciones basadas en las cifras de mejor y peor caso de la hoja de datos.

Cuando se utiliza con el energyAware Profiler, el sistema AEM emplea una serie de interface basado en ARM para recoger información adicional procedente de la aplicación. Los datos recogidos se decodifican por medio del hardware del sistema AEM y pasan luego al PC. La naturaleza no intrusiva de esta actividad significa que el perfil del consumo de energía no se ve alterado en modo alguno.

Entre los datos adicionales se incluye una importante información de depuración, incluyendo el Contador

“Energía y potencia no son lo mismo; muchos dispositivos de baja potencia utilizan más energía porque están en activo durante un largo período de tiempo”

de Programa (Program Counter), que permite al energyAware Profiler identificar el código fuente ejecutado en un momento determinado y a lo largo del tiempo según muestra el gráfico del consumo de energía. Esto proporciona de manera instantánea al ingeniero un indicio de cualquier parte del programa que provoque un alto consumo de energía, permitiendo la optimización del código para disminuir el uso total de energía.

Así se ilustra en la figura 4, en la cual el gráfico representa el uso de la energía por medio de la anchura y la altura de la traza; la magnitud respecto al tiempo. Se observa que los picos aislados – que podrían identificarse fácilmente mediante un osciloscopio para monitorizar la corriente de la fuente de alimentación – en realidad no merecerían un análisis más profundo, mientras que los largos períodos de actividad relativamente reducida podrían representar en la práctica bucles de inactividad fácilmente sustituibles por eventos controlador mediante interrupciones que permitirían llevar al dispositivo a un modo dormido que le permitiera ahorrar energía.

Al ver esta información representada gráficamente y establecer al instante su relación con el código fuente, el ingeniero está en condiciones de identificar, desestimar rápidamente, así como fijar prioridades como rutinas específicas en un programa que podría representar el uso innecesario de energía. Esto se puede traducir fácilmente en un consumo de energía más bajo en un orden de magnitud y por tanto una aplicación mucho más eficiente.

POTENCIA Y ENERGÍA Es habitual que los equipos de ingeniería consulten las hojas de datos para conocer el consumo de energía nominal de un dispositivo o una aplicación. Tal como se ha apuntado antes, energía y potencia no son lo mismo; muchos dispositivos de baja potencia utilizan más energía porque están en activo durante un largo período de tiempo. Por este motivo, el eje temporal para la gestión de potencia no se puede ignorar pero raramente resulta accesible de manera fiable.

En este contexto, está claro que el perfil del software es primordial. Por desgracia, muchos ingenieros de software no son conscientes de hasta qué punto el código puede ser ‘eficiente desde el punto de vista de la energía’. Esto no es una crítica, sino

29

Figura 4. energyAware Profiler proporciona tres vistas simultáneas: un gráfico del consumo de corriente de la aplicación en tiempo real, un listado de código objeto y un perfil de energía de las funciones individuales de la aplicación.

una observación; no se considera que el software consuma muchos recursos de manera inherente, más allá de los términos convencionales de los ciclos de reloj y la memoria.

Sin embargo, todo ciclo de reloj utilizado es energía consumida y minimizarla es un reto fundamental para los ingenieros que desarrollen aplicaciones con un consumo ultrabajo de energía.

Si bien la minimización de los ciclos de reloj está directamente relacionada con un menor uso de energía, la optimización exacta de la utilización de los ciclos de reloj también ofrece un mejor perfil general del consumo de energía. Por tanto, está claro que un programa correcto desde un punto de vista funcional no está necesariamente optimizado para la eficiencia en el consumo de energía por su diseño.

La tecnología energyAware Profiler desarrollada por el microcontrolador EFM32 Gecko tiene un rango dinámico de 0,1 µA a 100 mA, y debería realizarse un ajuste fino de la aplicación al mismo tiempo que la depuración funcional para maximizar los resultados del tiempo de desarrollo.

La depuración de la energía y la ela-

boración del perfil de software están ganando relevancia en aplicaciones y tecnología de consumo ultrabajo.

Si bien el microcontrolador EFM32 Gecko es una tecnología de bajo consumo de forma inherente, mantener un menor uso de energía está ligado intrínsecamente a las prestaciones de la aplicación a lo largo del tiempo. Esto hace que sea transitoria y sujeta a condiciones específicas de la aplicación y por tanto difíciles de simular. Si bien una hoja de datos podría ofrecer a un ingeniero una buena orientación sobre la cantidad de energía que utiliza un dispositivo bajo unas condiciones determinadas, hasta que la aplicación no está en pleno funcionamiento no se comprueban realmente las cifras de la hoja de datos.

Con experiencia y tiempo suficiente, los ingenieros estarían en condiciones de desarrollar código correcto desde un punto de vista funcional y optimizado para el consumo de energía, pero con la ayuda de energyAware Profiler este tiempo y este esfuerzo se verían notablemente reducidos, haciendo que fuera accesible para todos los equipos de ingeniería sea cual sea su presión en cuanto a plazos de

“Si bien una hoja de datos podría ofrecer a un ingeniero una buena orientación sobre la cantidad de energía que utiliza un dispositivo bajo unas condiciones determinadas, hasta que la aplicación no está en pleno funcionamiento no se comprueban realmente”

entrega. El uso de tecnología de bajo consumo, junto con una solución para el desarrollo del perfil de la energía, significa que los equipos de ingeniería ahora están mejor equipados para afrontar el reto de diseñar soluciones con un consumo realmente bajo de energía. ● Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

tendencias

Diseño

30

Diseñar con los ojos bien abiertos

Avances en el rendimiento de PCI Express PCI Express es una tecnología incorporada a numerosos sistemas informáticos y ha ido ganando prestaciones a medida que evolucionaba. La reciente introducción de PCI Express 3.0 puede alcanzar el objetivo de duplicar el rendimiento de PCI Express 2.0 y, al mismo tiempo, incrementar la velocidad de datos real en un 60%.

L

as macrotendencias en tecnología de la información exigen aumentar el rendimiento en todos los aspectos de las tecnologías empleadas. Desde los gráficos hasta el almacenamiento y las redes, las mejoras en las capacidades informáticas de los ordenadores impulsan la innovación en un amplio abanico de aplicaciones. No resulta sencillo duplicar el rendimiento en tecnologías de circuitos integrados (CI) y de interfaces de entrada/salida (E/S). Mientras que las velocidades de E/S tratan de superar los límites actuales de rendimiento, la abrumadora diversidad de restricciones derivadas de las propiedades físicas de las trazas de cobre y los conectores pasantes frenan los avances. Cuanto mayor es la velocidad de las señales eléctricas en una línea de transmisión de cobre, más difícil resulta resolver el jitter, la interferencia entre símbolos (ISI), las pérdidas de dispersión y otros efectos.

La tecnología PCI Express ha pasado a ser omnipresente en numerosos sistemas informáticos, desde ordenadores de sobremesa y estaciones de trabajo hasta servidores e incluso sistemas integrados. La primera generación de tecnología PCI Express funcionaba a 2,5 gigatransferencias por segundo (GT/s), lo que suponía una mejora considerable en el ancho de banda de E/S, que era muy superior al ofrecido por las tecnologías PCI o PCI/X. La segunda generación de dispositivos PCI Express duplicó tanto la velocidad como el rendimiento de PCI Express 1.0a y aumentó la velocidad de datos hasta 5,0 GT/s. No hace tantos años que PCI-SIG comenzó a

JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

Figura 1.

Rick Eads Agilent Technologies

trabajar en la tercera generación de la tecnología PCI Express y enseguida se dio cuenta de que duplicar la velocidad de datos de la segunda generación no iba a ser tan sencillo.

En el caso de la tecnología PCI Express 3.0, PCI-SIG determinó que existían varios aspectos que hacían que el funcionamiento del interface a 10 GT/s no fuera viable. Al utilizar dispositivos PCI Express 3.0 a 10 GT/s, SIG llegó a la conclusión de que era muy probable que los costes adicionales que tendrían que asumir los miembros fueran muy grandes y dificultaran la adopción de la tecnología. Esos costes podrían atribuirse a la necesidad de recurrir en las placas de circuitos impresos a conectores de mayor calidad, longitudes de tra-

za permisibles más cortas e incluso materiales especiales de baja pérdida.

No obstante, PCI-SIG tenía un as en la manga con el que podría alcanzar el objetivo de duplicar el rendimiento de la tecnología PCI Express en comparación con el de PCI Express 2.0. La naturaleza del esquema de codificación utilizado en las dos primeras generaciones de PCI Express fue lo que lo hizo posible. Cuando se introdujo PCI Express, utilizaba la codificación 8B/10B. Esta codificación proporcionaba dos ventajas importantes a los dispositivos que incluían la tecnología PCI Express.

Con la codificación 8B/10B se garantiza una densidad de transición mínima en los receptores, lo que contribuye a

POR QUÉ ES OBLIGATORIA LA ECUALIZACIÓN Con velocidades de datos de 8 GT/s, la ISI puede provocar un considerable cierre adicional del ojo. Si se utiliza ecualización, parte del jitter derivado de la ISI y ocasionado por el canal se puede compensar aplicando

ecualización de señales en el receptor. Lo idóneo sería que la ecualización coincidiera con la inversa de la respuesta de impulso del canal. En ese caso, la ecualización puede atenuar algunas frecuencias y amplificar otras con el fin de lograr una respuesta de frecuencia plana al final del canal.

A medida que el canal aumenta su longitud, incorpora conectores y obliga a las señales a pasar por conexiones, la señal que se observará al final del canal será más distorsionada. En el caso de la tecnología PCI Express 3.0, al final de un canal de seridor de 48 cm con dos conectores el ojo estará completamente cerrado (figura 1).

No obstante, es posible que la ecualización no logre por sí sola mantener un ojo abierto. Lo que presenta toda-

vía un desafío mayor en el desarrollo de 8 GT/s es crear una prueba de esfuerzo de receptores que sea capaz de duplicar la condición de la señal que se obtendría en la peor situación posible. Además, debe conseguir un ojo cerrado, aunque el nivel de cierre no debe impedir que un receptor compatible pueda abrirlo.

Otra herramienta que tiene a su disposición, además de la ecualización en el receptor, es aplicar ecualización basada en el transmisor. Esta técnica, llamada también de-énfasis, enfatiza los bits de transición de una señal de datos para intentar superar la respuesta de impulso del canal en el que se transmiten los datos. Con el de-énfasis, se aplica una mayor amplitud de tensión a transiciones de bits 0-1 o 1-0, lo que contribuye a superar la

Figura 3.

mantener los circuitos de captura de reloj basados en PLL sincronizados con el flujo de datos que se transmite. En segundo lugar, la codificación 8B/10B garantiza que el equilibrio de DC medio de la señal transmitida siga siendo cero. El principal inconveniente de la codificación 8B/10B es una sobrecarga de un 20%. Para transmitir 8 bit de información real, la codificación 8B/10B necesita que se transmitan 10 bits por el enlace.

Por ese motivo, PCI-SIG decidió cambiar el esquema de codificación que usaría su tercera generación de la tecnología PCI Express y adoptó un esquema de codificación de 128/130 bits codificados. De esta forma, la tecnología PCI Express 3.0 puede alcanzar el objetivo de duplicar el rendimiento de PCI Express 2.0 y, al mismo tiempo, incrementar la velocidad de datos real en solo un 60%. La utilización de los enlaces de interface de PCI Express 3.0 a tan solo 8 GT/s (en lugar de a 10 GT/s) presenta unas ventajas significativas en materia de costes. Esta velocidad de datos inferior no debería exigir cambio alguno en la arquitectura típica de las implementaciones actuales de PCI Express en los sistemas (puede seguir usando los mismos conectores que utilizaba con la segunda generación). Asimismo, el espacio de las soluciones para la adopción de la tecnología PCI Express debería ser suficiente para que tanto los sistemas clientes de canal corto (25 cm) como los sistemas de clase de servidor más largos (48 cm) desplieguen correctamente la tecnología.

Y lo que es más, incluso a 8 GT/s, podría decirse que la tecnología PCI Express 3.0 es el interface de E/S informático estandarizado más sofisticado que se ha desarrollado hasta la fecha en sistemas informáticos con arquitecturas de PC tradicionales. Con una temporización de intervalos de unidades de 125 ps, es decir, 75 ps menos que en la segunda generación, apenas le queda margen para gestionar su tolerancia de jitter. Asimismo, cabe destacar que, cuando las velocidades de datos superan las 5 GT/s, es obligatorio contar con ecualización en el receptor.

Figura 2.

31

Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

tendencias

Diseño

32

Figura 4.

constante de tiempo de un canal determinado.

Si se utiliza junto con la ecualización en el receptor, dispone de dos herramientas para superar tanto la pérdida de canal como las discontinuidades capacitivas e inductivas en su canal y para poder alcanzar su rendimiento de tasa de error objetivo a 8 GT/s.

Los ecualizadores utilizados en los receptores pueden ser lineales y no lineales. El tipo más sencillo y asequible de ecualizador que puede utilizar en un receptor es un ecualizador lineal de tiempo continuo (CTLE) que actúa como un filtro de paso alto que atenúa más los componentes armónicos de menor frecuencia de una señal que los armónicos de niveles superiores. Que un CTLE pueda tener ganancia depende del diseño. La ganancia puede resultar útil, pero también puede amplificar el ruido de baja frecuencia, lo que provocaría una reducción considerable en la relación señal-ruido de su receptor.

No obstante, combinado con un deénfasis basado en el transmisor, un CTLE colocado en el receptor puede proporcionar el rendimiento adecuado para muchas clases de sistemas de 8 GT/s, en especial los que cuentan con canales de menor longitud (25 cm o menos). En el caso de canales más largos, quizá necesite una ecualización lineal más compleja, como la ecualización con alimentación hacia adelante (FFE) o la ecualización de decisión retroalimentada (DFE). En una implementación típica de canal largo, el esquema de ecualización que elija utilizar quizá deba incluir un CTLE/FFE seguido de un DFE. JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

REQUISITOS DE ANCHO DE BANDA DE LOS OSCILOSCOPIOS A 8 GT/S Una de las preguntas que suelen formular los desarrolladores de interconexiones de alto rendimiento está relacionada con los requisitos mínimos de ancho de banda a la hora de elegir un osciloscopio para medir estas transiciones de varios gigabits. A 5 GT/s, PCI-SIG exigía que el ancho de banda mínimo de los osciloscopios fuera de 12,5 GHz. Se creía que se obtendría una mayor precisión capturando el 5º armónico de la señal medida.

Tanto PCI Express 2.0 como 3.0 permiten desintegrar señales al nivel de la clavija del dispositivo medido. Un entorno de medición típico para la validación de CI incorpora algún tipo de fijación personalizada que convierte las entradas y las salidas de los transmisores y los receptores en conectores de alta frecuencia (como SMA o SMP). En todos los casos, este tipo de fijación ocasionará una pérdida adicional de la señal en comparación con la medida al nivel de la clavija del paquete. La desintegración del canal puede

“Uno de los supuestos clave para decidir cuál es el ancho de banda necesario para medir señales de ancho de banda elevado es la velocidad de flanco de señal que espera observar”

contribuir a recuperar parte de esa pérdida. Este artículo no cubre el proceso de desintegración.

No obstante, recurrir a la desintegración como técnica para recuperar algo de margen en un diseño es muy pertinente a la hora de determinar cuál es el ancho de banda necesario para la tecnología PCI Express 3.0.

Al desintegrar un canal, primero se deben calcular las pérdidas de inserción de dicho canal. Para ello, suelen utilizarse parámetros de dispersión, también llamados parámetros S, que describen las pérdidas de un canal que dependen de la frecuencia (figura 2). Con el fin de desintegrar un canal, basta con crear la inversa matemática de la respuesta en el paso de canal y aplicar esa transformada a la señal medida. No obstante, todo tiene su lado negativo.

Aunque es posible capturar parámetros S para un canal a partir de 20 GHz, la desintegración de dicho canal suele verse limitada por el nivel de ruido de los instrumentos utilizados. En el caso de la señal de clase PCI Express 3.0 a 8 GT/s, apenas hay contenido de frecuencia significativo por encima de los 8 GHz, lo que limita el valor de la desintegración a alrededor de 12 GHz. Como dato positivo, las herramientas que usted usaba para sus tareas con PCI Express 2.0 siguen siendo valiosas para las medidas de cumplimiento de PCI Express 3.0 (figura 3). ¿SE OBTIENEN MEJORES RESULTADOS CON MÁS ANCHO DE BANDA? Las tecnologías PCI Express y los requisitos para medirlas comparándolas con criterios de cumplimiento vienen determinados, en cierta medida, por el lugar en el que se encuentra el mercado desde el punto de vista de la tecnología. Uno de los supuestos clave para decidir cuál es el ancho de banda necesario para medir señales de ancho de banda elevado es la velocidad de flanco de señal que espera observar. En el caso de la tecnología PCI Express 3.0, los nodos de proceso asumidos para chips que utilizan este estándar a 8 GT/s son de 45 a 65 nm. Las velocidades de flanco de señal observadas para chips con esta geometría suelen ser de entre 40 ps y 65 ps (medidas al umbral del 80% y el 20%). Si observa el contenido armónico de una señal de 8 GT/s a esas velocidades de flanco de señal, podrá ver que los armónicos de nivel superior están muy por debajo del nivel de ruido de la instrumentación actual y no se pueden resolver de forma adecuada para mejorar la precisión de las medidas (figura 4).

Figura 5.

33

Cuando la geometría del nodo de proceso es inferior a 28 nm se producen incrementos considerables en las velocidades de flanco de señal. A medida que van aumentando las velocidades de flanco de señal, se incrementa también la amplitud de los armónicos

que se generan, lo que se traduce en unas formas de onda cuyos flancos tienen un aspecto mucho más cuadrado que las generadas por chips basados en geometrías más amplias. Por consiguiente, cuanto más cuadrada es la señal, menos sensible es al jit-

ter provocado por el ruido del canal y más tensión pico a pico podrá conseguir. Si en algún caso tuviera que trabajar con flancos de 12,5 ps (80-20), la utilización de mayor ancho de banda con una instrumentación de bajo nivel de ruido le permitirá obtener medidas más precisas y hará que su dispositivo disponga de un margen mayor. La figura 5 muestra una comparación de diagramas de ojo medidos a 32 GHz y a 20 GHz en señales de 8 GT/s con una velocidad de flanco de señal de 12,5 ps. En este caso es preferible utilizar el instrumento de ancho de banda más rápido, ya que le permitirá recuperar más margen de tensión y jitter en las mediciones.

Por suerte, ya tiene a su disposición las herramientas que proporcionan el rendimiento y las capacidades que necesita para obtener diseños fiables que funcionen a 8 GT/s y en canales que van hasta los 48 cm. Los osciloscopios que incorporan desintegración y ecualización pueden mostrarle qué aspecto tendrá su señal en la placa del circuito de su receptor, un dato fundamental para saber cuáles son sus márgenes de funcionamiento reales. ●

Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

tendencias

Telecomunicaciones

34

A través de un dispositivo móvil y lector de código de barras con Bluetooth

Sistema de compra automatizada mediante WiFi o 3G Este artículo describe el diseño e implementación de un sistema de compra automatizada basado en un dispositivo móvil con Bluetooth. El sistema permite utilizar un lector de códigos de barras o introducir manualmente la referencia de los productos y, a petición del usuario, estos datos son transmitidos por medio de la conexión WiFi o 3G hasta el servidor del proveedor de destino, que procederá a su envío. El sistema mostrará en todo momento el estado del pedido, mantendrá una lista de todos los productos pedidos anteriormente e incluso será capaz de, para un producto determinado, decidir cuál es el proveedor más económico, con la posibilidad de dividir la lista de la compra entre varios proveedores con el fin de conseguir el máximo ahorro.

J. Torres, V. Benlloch, R. García, G. Martínez y P. Martínez Departamento de Ingeniería Electrónica, Universidad de Valencia (*) Jose.Torres@uv.es

C

ada día se utilizan más los teléfonos móviles, hasta el punto de que hoy en día la mayor parte de la gente posee al menos uno de estos dispositivos.

A pesar de que su principal utilidad es realizar llamadas telefónicas, cada vez somos más los que los utilizamos para muchas otras funciones, como por ejemplo para conectarse a Internet o para diversas aplicaciones multimedia, entre otros usos, con lo que estos dispositivos adoptan un papel importante en nuestra vida diaria. Por otro lado el ritmo de vida actual crea la necesidad de optimizar al máximo el tiempo de que se dispone, aprovechando para ello las herramientas que nos proveen las nuevas tecnologías.

Una de las tareas habituales y periódicas en un hogar es la compra de consumibles, que se suele realizar en pequeñas tiendas o en supermercados.

Esta tarea es bastante repetitiva debido a que los productos que se compran suelen ser, en su mayoría, los mismos que se han consumido anteriormente.

En la actualidad se puede agilizar este proceso mediante compras a través de Internet, accediendo al portal web de varios proveedores que disponen de este servicio de compra on-line. En estos portales el cliente ha de buscar cada producto en una lista que ofrece el proveedor, tarea algo abstracta y pesada. Por lo tanto, sería de gran interés

JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

Figura 1. Esquema del sistema de compra automatizada.

poder desarrollar un sistema capaz de automatizar dicho proceso periódico, que se repite con bastante frecuencia salvo por el hecho de pequeñas variaciones ocasionales, además de convertirlo en algo más ágil y menos pesado.

El objetivo principal de este proyecto es integrar en un dispositivo de uso tan cotidiano como el teléfono móvil una aplicación para automatizar parte del proceso de compra que se realiza habitualmente en cualquier hogar. Con

dicha automatización es posible adquirir productos de cualquier comercio que nos ofrezca este servicio tan sólo disponiendo del correspondiente código de barras. Este código se podrá leer del propio producto si se dispone de algún envase (por ejemplo un cartón de leche almacenado o uno vacío justo antes de desecharlo) o de un catálogo de productos que especifique los códigos de barras. Para realizar la lectura se dispondrá de un módulo lector que almacenará los códigos leídos para su

35

posterior envío al módulo instalado en el dispositivo móvil cuando este los solicite.

La aplicación desarrollada ofrece la realización de listas de compra y permite ver los productos que van a solicitarse incluyendo su descripción, precio individual y precio total, seleccionando la cantidad de cada producto que se quiere solicitar. Además antes de tener que confirmar un pedido el sistema informará sobre su disponibilidad, variación del precio o cualquier otro detalle destacable del producto.

El usuario por su parte, una vez confirmado un pedido, podrá seleccionar de entre varios el reparto que prefiera.

La automatización de parte del proceso habitual de compra es especialmente favorable para el usuario puesto que se encuentra con un proceso sencillo, intuitivo, claro y accesible mejorando las compras que se realizan mediante páginas web, ahorrándole aún más tiempo y todo con un coste del servicio muy bajo, y cada vez menor.

El sistema tendrá tres partes bien diferenciadas: • El sistema lector (en adelante SL), es el encargado de posibilitar al usuario para realizar las lecturas de los códigos de barras, almacenarlas y transmitirlas vía Bluetooth (ver recuadro).

• El sistema móvil (en adelante SM), es el eje central del sistema, es el software que se incorporará al dispositivo móvil y que permitirá al usuario realizar la compra de los productos leídos por el SL. • El sistema servidor (en adelante SW), es la parte del sistema que se alojará en la empresa que suministre los productos y que al tener acceso a los sistemas de dicha empresa podrá atender las peticiones del SM de solicitud

Bluetooth, una red segura y de bajo coste Bluetooth es una tecnología de conectividad inalámbrica que elimina los cables usados para conectar los dispositivos digitales manteniendo altos niveles de seguridad. Basada en un enlace de radio de corto alcance y bajo costo, esta tecnología puede conectar varios tipos de dispositivos sin necesidad de cables manejando simultáneamente tanto las transmisiones de voz como de datos, proporcionando una mayor libertad de movimiento. Sus principales características son la robustez, bajo consumo y bajo coste. La especificación Bluetooth define una estructura uniforme para una amplia variedad de dispositivos para comunicarse entre ellos.

Esta tecnología está apoyada por los principales fabricantes de dispositivos y aplicaciones no sólo móviles (Ericsson, IBM, Intel, Microsoft, Motorola, Nokia y Toshiba) y ampliamente aceptada por el resto de fabricantes de dispositivos móviles, por lo que no hay problemas en su utilización en la mayoría de los dispositivos móviles y cada vez más en los ordenadores actuales.

A diferencia de otros estándares inalámbricos, la especificación Bluetooth pone a disposición de los desarrolladores tanto la definición de la capa de enlace como la capa de aplicación, las cuales soportan aplicaciones de voz y datos.

La tecnología Bluetooth trabaja en la banda de 2,4 a 2,485 GHz, donde no es necesaria ninguna licencia para poder usarla y está disponible en la mayoría de países. Utiliza espectro ampliado, saltos de frecuencia y señal dúplex total a 1.600 saltos por segundo. Esta tecnología adaptativa de saltos de frecuencia fue diseñada para reducir las interferencias entre tecnologías inalámbricas que comparten el espectro de 2,4 GHz y evitar las frecuencias que utilizan otros dispositivos que son detectados. Así se consigue una mayor eficiencia en la transmisión. Estos saltos se realizan entre 79 frecuencias a intervalos de 1 MHz para otorgar una alta inmunidad a las interferencias.

Hay definidas tres clases para clasificar a los dispositivos en función de la tecnología Bluetooth: - Clase 3; hasta 1 m de distancia y 1 mW. - Clase 2; hasta 10 m de distancia y 2,5 mW. - Clase 1; hasta 100 m de distancia y 100 mW. La mayoría de dispositivos móviles implementa la clase 2 con una relación distancia/potencia consumida bastante interesante, que mejora al permitir el apagado cuando la conexión está inactiva.

Las velocidades de transmisión son de 1 Mbps para la versión 1.2 y hasta 3 Mbps en la versión 2.0.

Para establecer una conexión, basta colocar dos dispositivos equipados con Bluetooth a una distancia de hasta 100 m (según la clase) uno del otro. Cada dispositivo puede comunicarse con otros siete dispositivos simultáneamente formando redes de área personal (PAN).

Figura 2. Comunicación móvil vía WAP. Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

tendencias

Telecomunicaciones

36

de datos, confección de listas de compra, confirmación de pedidos, etc.

En la figura 1 se muestra un esquema del sistema a implementar.

Estos tres módulos conforman el sistema de compra automatizada, que deberá realizar las siguientes funciones: • Permitir al usuario la introducción de la identificación de un producto según estos se vayan agotando (o incluso cuando el usuario lo desee), o de cualquier otro producto aunque no se haya adquirido nunca, mediante su código de barras.

• Almacenar una lista con todos los productos introducidos previamente.

• Transmitir a un dispositivo móvil dicha lista de códigos en el instante que el usuario lo solicite generando una lista de compra con las cantidades de cada producto especificadas por el usuario.

• Mostrar en el dispositivo móvil la lista de compra con todos los productos que contiene de una forma inteligible para el usuario (previa comunicación con el servidor del proveedor), así como permitir su modificación.

• El usuario podrá confirmar un pedido en base a una lista de compra previamente creada y enviar al proveedor la lista de códigos de los productos para que este los provea al usuario.

TECNOLOGÍAS EMPLEADAS El sistema de compra automatizada, al estar compuesto por tres módulos diferenciados tal y como se ha comentado anteriormente, el Sistema Lector (SL), el Sistema Móvil (SM) y el Sistema Servidor (SW), utilizará distintas tecnologías para cada uno según convenga en cada caso. En esta sección se va a explicar las tecnologías escogidas en cada caso y los motivos de esta elección.

Sistema Servidor (SW) El SM y el SW actuarán como cliente/ servidor puesto que el SW estará alojado en los sistemas de la empresa que son los que tienen acceso a la información de productos y compras necesarios para el SM. Así el SW será el encargado de atender las peticiones que le lleguen por Internet del SM devolviéndole la información necesaria. Para el SW se puede optar entre un servidor web y un servidor de aplicación. Ambos tipos de servidores pueden liberar al cliente de la mayor parte de la lógica de negocio, cosa muy interesante para este sistema debido a que los dispositivos móviles donde estará alojado el SM son muy limitados en cuanto a recursos y capacidad de procesamiento se refiere.

Dado que el usuario no debe acceder JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

a ningún contenido visual con el SW sino que la interacción con el sistema se realiza por medio del SM, y dado que SM no es un cliente web sino una aplicación en un dispositivo móvil, se ha optado por la implementación de un servidor de aplicación.

En el desarrollo del servidor es posible utilizar diferentes lenguajes de programación, pero el lenguaje que más interesa utilizar es Java (ver recuadro) y la persistencia de los objetos se va a realizar en XML. La parte principal del sistema es el SM ya que el SW y el SL variarán en función de la empresa que adquiriese el proyecto debido a que esta puede tener su propio servidor web que tan sólo habría que adaptar para que atendiese a las peticiones del SM o, en caso de utilizar el SW desarrollado, puede necesitar instalarlo en servidores de los que ya disponen. En este último caso el hecho de que Java nos proporcione una muy buena independencia de la plataforma es algo necesario. Si por ejemplo se utilizara C++ puede que algunas de las instrucciones que se ejecuten estén adaptadas a un hardware o un sistema operativo determinado, con lo cual no funcionarían como cabría esperar y sería necesario adaptar el sistema para cada caso. Así mismo la biblioteca estándar de Java es mucho mayor y más rica que la de otros lenguajes como C++, siendo de especial interés los componentes referentes a redes debido al uso de conexiones a través de sockets y conexiones Bluetooth que serán necesarias en este sistema.

Como contrapartida, Java es un lenguaje compilado en byte-codes que luego deberán ser interpretados por la máquina virtual. Esto puede generar mayor carga en el hardware que una aplicación compilada en código máquina como sería el caso de C++, pero con la potencia que se alcanza mediante las máquinas actuales esto deja de ser un verdadero problema para pasar a un segundo plano, por lo que no resulta decisivo a la hora de elegir el lenguaje que será utilizado en el SW. Para la persistencia de objetos y el acceso a bases de datos también existen diversas herramientas que permiten la abstracción de esta capa como es el caso del XML. La elección del XML se basa en que aunque es posible utilizar bases de datos muy potentes como Oracle, u otras más sencillas y de software libre como MySQL, no es el objetivo principal de nuestro sistema puesto que a la hora de ser implantado en una empresa ésta poseerá ya sus propias bases de datos a las que tan sólo se tendrá que acceder y a

las que se tendrá que adaptar el sistema. Por lo tanto con la persistencia en XML se resuelven de manera más que suficiente las nuestras necesidades en este sentido.

Sistema Móvil (SM) El SM es el núcleo del sistema de compra automatizada, dado que se comunica tanto con el SW vía Internet como con el SL vía Bluetooth.

La mayoría de los terminales móviles actuales funcionan con tecnología UMTS (Sistema Universal de Telecomunicaciones móviles), que es una tecnología de tercera generación que viene a mejorar las capacidades de GSM y GPRS. UMTS está diseñado para trabajar sobre las redes GSM con los mínimos cambios posibles. En cuanto a las aplicaciones móviles y en concreto a la aplicación de compra automatizada el hecho de que el dispositivo móvil se conecte a Internet mediante UMTS en lugar de GPRS sólo influye en que se mejoren las condiciones de acceso. De hecho UMTS permite introducir muchos más usuarios a la red global del sistema, y además permite incrementar la velocidad a 2 Mbps por usuario móvil desde los menos de 100 Kbps que permitía GPRS. En cualquier caso, ambos anchos de banda son más que suficientes para el volumen de datos que se transfiere en esta aplicación, por lo que incluso los móviles más antiguos que no dispongan de tecnología UMTS podrán ser utilizados.

La transmisión de datos se llevará a cabo mediante WPA (Wireless Application Protocol), que es una especificación global y abierta que da la posibilidad a usuarios de aplicaciones móviles de acceder fácilmente con información y servicios instantáneamente, e interaccionando con otros dispositivos o servidores. Es utilizado por los dispositivos móviles para realizar las conexiones a Internet, y será mediante ella que el SM se conectará al SW. La arquitectura WAP implementada por estos dispositivos es la encargada de adaptar la información que se necesita transmitir y recibir entre el terminal móvil y el nodo del proveedor de telecomunicaciones. La seguridad en WAP viene de la mano de la capa WTLS (Wireless Transport Layer Security) que proporciona un entorno seguro para las transacciones y datos sensibles.

Como se puede observar en la figura 2 en el Gateway WAP del operador de telefonía es donde se transforman los datos ya sea para introducirlos desde el operador a Internet o desde Internet al operador. En este proceso se adaptan los datos de WTLS a otro protoco-

37

Java, un versátil lenguaje adaptable a diferentes plataformas El lenguaje de programación Java es un lenguaje orientado a objetos desarrollado por Sun Microsystems en los años 90 a raíz de la búsqueda de un código bien estructurado y una independencia de las aplicaciones respecto a las diferentes plataformas de hardware existentes con anterioridad. Java dota al programador de una abstracción del hardware donde se ejecuta; de esta manera las aplicaciones programadas en Java podían ser ejecutadas en diferentes plataformas sin necesidad de adaptarlas. La compilación de las aplicaciones se realiza en bytecodes para que posteriormente sean interpretados en tiempo de ejecución por la máquina virtual de Java.

La tecnología Java se compone del lenguaje de programación, del entorno de ejecución (JRE) que es el que contiene la máquina virtual (JVM) y de un conjunto de paquetes necesarios para la realización de las aplicaciones (API).

Posee una amplia y rica biblioteca estándar que aporta una valiosa ayuda a la hora de gestionar ciertas tareas incluyendo componentes para el manejo de redes, interfaces de usuario, procesamiento XML, acceso a bases de datos y criptografía.

Sun ofrece la posibilidad de utilizar el lenguaje Java en tres ediciones diferentes, a saber: - Enterprise Edition (J2EE). Es la edición más profesional de Java,

lo de seguridad como SSL y viceversa. Gracias a esta seguridad los datos transmitidos entre el usuario y el servidor viajan por el aire o por cable siempre codificados impidiendo cualquier intromisión de un tercero con todos los riesgos que esto podría conllevar.

Para el SM no se va a utilizar un cliente HTML ni WML por varias razones.

En primer lugar muchos de los dispositivos móviles no tienen un navegador web capaz de interpretar y presentar correctamente páginas HTML o WML, y es fundamental que esta aplicación sea capaz de ejecutarse en el mayor número posible de dispositivos móviles. Además, es mucho más versátil poder programar una aplicación que se comunique con el SW enviándole peticiones y recogiendo las respuestas del procesamiento de dichas peticiones y que independientemente el usuario interactúe con la aplicación conforme más convenga a esta, además de ser mejor para la comunicación con el SL. Para conectarse con el SL se utilizará una conexión Bluetooth. Como solamente se recibirá una serie de códigos de barras esta conexión no necesita de un protocolo de encriptación para aumentar la seguridad de la comunicación.

En cuanto al software del SM existe la posibilidad de seleccionar diversos lenguajes de programación pero se ha decidido utilizar J2ME. Hay varios len-

especialmente diseñada para grandes desarrollos y aplicaciones distribuidas.

- Standard Edition (J2SE). Es la edición base de Java con la cual se desarrollan aplicaciones de escritorio, applets y en general aplicaciones no distribuidas.

- Micro Edition (J2ME). Es la edición para dispositivos con recursos limitados generalmente dispositivos móviles. Se caracteriza por disponer de una máquina virtual más reducida que consume menos recursos (KVM).

Algunas características de este lenguaje como la gestión de memoria automática con el recolector de basura, facilita la tarea al programador. En Java todos son objetos por lo que el código tiene que estar siempre dentro de las clases, permitiendo y haciendo más fácil la herencia, encapsulación, polimorfismo, ejecución de diferentes hilos.

Las diferentes API para acceso a bases de datos (JDBC) para la búsqueda y descubrimiento (JNDI), para el desarrollo de aplicaciones distribuidas (RMI, CORBA), bibliotecas de interfaces de usuario, bibliotecas para procesamiento de XML, módulos (plug-ins) para navegadores, etc., convierten a Java en una muy buena opción para el desarrollo de aplicaciones y principalmente servidores y servicios web.

guajes propietarios, la mayoría basados en C, de los fabricantes de dispositivos móviles, también existen otros más genéricos como .Net y C++ que se podrían utilizar, pero una de las grandes ventajas que interesa tener es la de que el SM pueda ejecutarse en la mayoría de dispositivos móviles que hay en el mercado. Para esto el único lenguaje soportado por casi todos estos dispositivos y que no necesita de su adaptación es Java en su edición J2ME. Además Java provee de un robusto pero flexible entorno para ser ejecutado en diversos dispositivos. J2ME ofrece interfaces de usuario flexibles, con un buen modelo de seguridad, amplio rango de protocolos de comunicación y un buen soporte tanto para aplicaciones que trabajen con la red como para las que no, pudiendo todas ellas ser descargadas dinámicamente. Las especificaciones de las aplicaciones basadas en esta tecnología son las mismas para cualquier dispositivo aun explotando las capacidades propias de cada uno.

Por estas razones se va a utilizar J2ME para el desarrollo del SM. En lo que respecta al almacenamiento de la información que se utiliza en el SM se realizará en el SW. Una de las características de los dispositivos móviles es la limitación en cuanto a recursos, y entre ellos la limitación de me-

moria física donde almacenar los datos. Por esto y debido a que realmente no es muy necesario mantener los datos en el SM, el encargado de este almacenamiento será el SW, donde sólo habrá que añadir la información que refiere a las listas de la compra de cada usuario, y que en muchos casos las empresas que actualmente realicen la venta online de sus productos ya disponen de estructuras para guardar dichos datos.

Sistema Lector (SL) El SL es básicamente un dispositivo hardware con la capacidad de leer códigos de barras y almacenarlos para su posterior envío mediante una conexión Bluetooth. La mayoría de estos dispositivos se programan mediante el lenguaje C o algún otro lenguaje propietario o software gráfico.

La mayoría de los lectores de códigos de barras Bluetooth que ofrece el mercado y que serían de interés para el sistema de compra automatizada presentan unos precios de alrededor de los 200/300 euros y tienen las siguientes características: - Transmiten los códigos por medio de protocolo Bluetooth en tiempo real o con opción de memoria.

- Lector láser sin cables.

- Disparo automático o manual.

- Estación para recarga de batería.

Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

tendencias

Telecomunicaciones

38

- Rango de trabajo entre 10 y 100 m (en la mayoría es de 10).

- Fácil programación mediante menú de códigos de barras, software para Windows o lenguaje de programación C. - Memoria para capturar datos cuando está fuera de alcance.

El hecho de que estos dispositivos tengan un precio tan elevado se debe principalmente a la característica de disponer de una conexión Bluetooth, pues comparados con los lectores de códigos de barras sin Bluetooth la diferencia de precio es de unos 150 euros.

IMPLEMENTACIÓN El SL se encargará de ir leyendo y almacenando, a petición del usuario, los códigos de barras que este le vaya solicitando. También dispondrá de la opción de borrado de los artículos que tenga almacenados. A través del SM el usuario podrá crear tantas listas de la compra como desee y añadir a ellas los productos almacenados en el SL, con la posibilidad de eliminar posteriormente de la lista aquellos productos importados que no se deseen. Para poder añadir estos productos primero se tendrá que pedir los códigos almacenados al SL y enviarlos al SW solicitando un presupuesto para que este le devuelva toda la información relevante para el usuario como son la marca, el nombre y el precio.

A la lista de compra también le podrá añadir productos de los que no se haya leído el código. Para ello el usuario deberá introducir manualmente el código de dicho producto, agregándose a la lista como si se hubiera leído un producto más en el SL. En las listas de compra se podrá tanto eliminar como añadir productos, la modificación se reserva sólo para la cantidad a comprar de un producto. Una vez confeccionada la lista, el usuario podrá confirmarla para convertirla en un pedido y así solicitar su envío.

Los códigos de barras intercambiados serán códigos EAN-13 (códigos de 13 dígitos del 0 al 9).

El SM necesitará de unos requisitos mínimos en el dispositivo móvil donde se tiene que ejecutar. La arquitectura J2ME está compuesta por configuraciones y perfiles como elementos básicos para desarrollar aplicaciones para dispositivos móviles. Esto se debe a que es un subconjunto de J2SE con algunos paquetes más debido a las limitaciones de estos dispositivos. El desarrollo se realizará para una configuración Java CLDC (Connected Limited Device Configuration) que también es subconjunto de la configuración CDC JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

Figura 3. Pantalla de validación.

Figura 4. Menú principal.

(Connected Device Configuration) y por lo tanto está soportada por un mayor número de dispositivos. CLDC está diseñada para dispositivos con conexiones de red intermitentes, un procesador lento y memoria limitada, CPU de 16 o 32 bit y de 128 a 256 KB de memoria disponible para la implementación de Java y las aplicaciones.

El perfil (el API de alto nivel que incor-

pora) que exigiremos para que nuestra aplicación en el SM se pueda ejecutar es como mínimo MIDP 2.0 (Mobile Information Device Profile) aunque hay otros como Foundation Profile, Personal Profile, Personal Basis Profile, PDA Profile y Game Profile, el MIDP 2.0 permitirá, entre otras, utilizar la especificación JSR82 para las conexiones Bluetooth.

Figura 5. Gestión de listas de pedidos.

Figura 6. Confirmación de pedido.

39

VALIDACIÓN Una vez programado, se testeó el sistema para comprobar su correcta funcionalidad. En la figura 3 se muestra la pantalla de validación, dado que el usuario deberá estar validado en el sistema para poder utilizar el servicio de compra automatizada. En la figura 4 se muestra el menú principal, que permite crear una nueva lista (con el lector o tecleando los códigos), buscar una anterior (por nombre o por fecha) o cargar la última lista pendiente, es decir, que no haya sido todavía enviada al proveedor.

En la figura 5 se muestra como se gestionan las listas de pedidos. La pantalla muestra los productos que componen la lista, junto con su precio individual y el precio total. Permite eliminar y añadir productos, bien manualmente o por el lector de códigos vía Bluetooth, así como pedir presupuesto y, por supuesto, conformar el pedido.

Finalmente, en la figura 6 se muestra la pantalla de confirmación de pedido, en la que también se escoge el horario de reparto a domicilio que mejor se adapte al horario del cliente.

CONCLUSIONES En la actualidad existen al alcance de los ingenieros de desarrollo multitud de herramientas, tanto hardware como software, que hacen posible el desarrollo e implementación de aplicaciones y sistemas con un claro enfoque comercial. Además, estos desarrollos suelen tener un coste económico relativamente moderado, al menos en las versiones iniciales, por lo que el único límite para el desarrollo de estos sistemas es la habilidad y, sobretodo, la imaginación e inventiva del ingeniero a la hora de buscar soluciones eficientes a las necesidades actuales.

En este trabajo se ha demostrado que haciendo uso de herramientas como la tecnología Bluetooth, Java, el J2ME y WAP, fundamentalmente, se ha conseguido implementar una solución novedosa a la realización de listas de la compra de manera automatizada y cómoda.

Este tipo de soluciones imaginativas pueden significar una salida profesional para ingenieros de desarrollo de sistemas, especialmente en momentos en los que la incorporación de estos profesionales a las empresas del sector atraviesa momentos complicados.

REFERENCIAS Y RECURSOS ON-LINE [1] “Java a tope: J2ME(Java 2 Micro Edition)”, Sergio Gálvez Rojas, Lucas Ortega Díaz. Universidad de Málaga.

[2] “JSR 82 Bluetooth API and OBEX API”, http://java.sun.com/javame/reference/apis/jsr082 [3] Bluetooth, http://www.bluetooth. com/Bluetooth/Technology/ [4] “El W3C de la A a la Z”, http://www. w3c.es/divulgacion/a-z/ [5] “Java”, http://www.forum.nokia. com/Resources_and_Information/Documentation/Java/ [6] “Java y J2ME”, http://blogs.sun. com [7] “Mobile Information Device Profile (MIDP); JSR 118”, http://jcp.org/aboutJava/communityprocess/final/jsr118/ index.html [8] “WAP”, http://www.wapforum.org [9] “Apuntes de la asignatura Ingeniería del Software 2”,Marcos Fernandez Marín, 2008.

[10] “J2ME, CLDC, MIDP”, Universidad de Granada, http://leo.ugr.es/ J2ME/

Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

optrónica 40

ACTUALIDAD

Se duplican las ventas de televisores 3D ■ Según el último informe sobre comercialización de dispositivos LCD de gran superficie, el primer trimestre ha marcado un incremento superior al 104% para las ventas de televisiones LCD 3D, que han totalizado la cifra de 1,9 millones. De este modo, la tasa de penetración en el mercado de este tipo de sistemas alcanza casi el 4% sobre el total de pantallas LCD para TV. Los fabricantes de pantallas de televisión están empujando con mucha fuerza para poder seguir incrementando la tasa de crecimiento de los televisores en 3D de tal manera que pueda alcanzar el 12% en la cifra total del año 2011. La tecnología 3D podría suponer una verdadera arma para actualizar el mercado televisivo y poder incrementar sus ventas totales. Por el momento, para seguir creciendo hay que solventar algunos problemas como es el caso de la falta de contenidos adecuados, la presencia de parpadeo o interferencia que puede causar mareos, el coste de los dispositivos y la incomodidad de tener que utilizar gafas para la visualización en 3D. El parpadeo implica que todos los televisores 3D deban utilizar un refresco por encima de los 240 Hz y lo mejor sería utilizar gafas polarizadas, por lo que en muchos casos se recurre a la retroiluminación CCFL en lugar de la retroiluminación LED. En todo caso, en estos momentos se buscan alternativas de visualización para solucionar los problemas.

Al mismo tiempo, los fabricantes han mejorado las s 3D, incluyendo el desarrollo de lentes más baratas, más fáciles de usar, elegante y confortable. Otros fabricantes han desarrollado gafas universales para lograr la compatibilidad con todos los sistemas de visualización.

3D, PERO NO A COSTA DE 2D Teniendo en cuenta que la cantidad de tiempo que pasarán los consumidores viendo contenido 2D será de largo superior al tiempo viendo contenido 3D, es importante no sacrificar la calidad en 2D, incluyendo la calidad de imagen Full HD y el alto brillo. Algunos fabricantes de paneles han desarrollado una tecnología de alta apertura de punto para mejorar la calidad de imagen Full HD, así como la tecnología de alto contraste para mejorar la visualización del negro incluso en bajas escalas de grises.

JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

Su demanda se multiplicará por 15 en 7 años

AMOLED apunta hacia pantallas de grandes dimensiones ■ Las pantallas basadas en LED orgánicos de matriz activa (AMOLED) son cada día más brillantes y sus dimensiones están creciendo considerablemente. Además estas pantallas pueden ser flexibles, otra característica que les proporciona grandes posibilidades de aplicación.

La consultora DisplaySearch ha realizado unas previsiones de crecimiento para las pantallas AMOLED según las cuales sus ventas pasan de 1.000 millones de dólares en 2010 a 15.000 millones de dólares en 2017, cifra que indica un índice de crecimiento porcentual de dos dígitos durante casi toda la década.

En la actualidad, las ventas de pantallas AMOLED se restringen a los teléfonos móviles y otros dispositivos portátiles de pequeñas dimensiones. El reto de esta tecnología es lograr sustituir a las pantallas LCD que se integran en los televisores, un mercado muy goloso para toda tecnología de visualización. Como la tecnología OLED de matriz activa requiere un sistema electrónico para encender o apagar el punto, eso implica que a medida que se incrementan las dimensiones de la pantalla se multiplique su complejidad.

Otro reto es que los puntos azules presentan una vida media que, hoy por hoy, es la mitad que la vida útil de los puntos en tecnología LCD u otras tecnologías actuales. En un mercado de vida corta como la telefonía móvil no resulta llamativo pero en otros mercados como el de TV suele exigir una vida operativa muy superior. Técnicamente, además, la tecnología OLED se basa en corriente, no en tensión, por lo que la tecnología electrónica es completamente diferente en ese sentido a las tecnologías tradicionales.

En el lado positivo, la tecnología AMOLED es emisiva y por tanto no requieren una luz de fondo, a diferencia de las pantallas LCD. También ofrecen una conmutación más rápida que la tecnología LCD, lo cual supone una gran ventaja en aplicaciones como las 3D que serán de uso común en un futuro cercano.

En la actualidad el mercado está copado por Samsung, que prácticamente monopoliza el mercado pero sigue apostando por una tecnología muy avanzadas tras haber presentado una tecnología táctil sobre pantallas AMOLED. La apuesta de esta compañía por

esta tecnología queda a las claras con la inversión de 2.100 millones que ha realizado en la mejora de la planta de producción de pantallas AMOLED. Pese al casi monopolio, otras empresas empiezan a interesarse por la potencialidad de este mercado y los próximos años se verá una competencia real en este mercado como es el caso de AU Optronics.

PROGRAMA FLAME Esta tipo de tecnología flexible, ligera y portátil es el objetivo de un programa europeo de investigación multiinstitucional llamado FLAME (FLexible organic Active Matrix OLED) que se destinaría a las aplicaciones portátiles. El primer prototipo estará formado por una pila de transistores orgánicos, materiales OLED y encapsulación de protección, emplazado sobre un sustrato flexible de 100 micras o más delgada.

También empresas químicas como DuPont, que produce pequeñas moléculas materiales para OLED, lleva años intentando encontrar la solución más adecuada para este tipo de dispositivos, el año pasado anunció un dispositivo comercial con 16 boquillas que serviría de patrón de puntos en un sustrato, dejando cinco grupos de conjuntos de RGB de tres colores a la vez hasta que se cubre el sustrato. Con este sistema se podría imprimir una pantalla de 730x920 mm en sólo dos minutos tal como han indicado fuentes de la com-

41

Jusung presenta paneles de iluminación OLED de 4ª generación de 730x920 mm

La oferta se concentra y consolida

Los sistemas de infrarrojos se afianzan en el ámbito comercial ■ El mercado de dispositivos infrarrojos (IR) siempre se ha visto dominado por las aplicaciones militares y por las investigaciones relacionadas con defensa. Sin embargo, el panorama del mercado de infrarrojos ha cambiado bastante en los últimos 20 años debido a la expansión en términos de aplicabilidad comercial, el número de componentes disponibles, la adopción generalizada y el crecimiento extremo en el valor global del mercado.

En 2008, un informe de Maxtech International y Flir Systems señaló que el mercado mundial de dispositivos infrarrojos está cerca de 6.600 millones de dólares, de los que más de un tercio correspondía en concreto al segmento de los sistemas de imágenes de infrarrojos.

Estimaciones conservadoras consideran que el mercado crecerá un 15% hasta 2012 y seguirá creciendo después a un ritmo del 25% hasta 2015. Pero mantendrá su principal negocio como el comercial en un 80% según las estimaciones de Maxtech.

Las previsiones, no obstante, indican que el mercado militar, aun manteniendo su fuerte protagonismo, poco a poco se verá desplazado por el mercado comercial a medida que surjan nuevas aplicaciones. Probablemente el espaldarazo final lo dé el mercado del automóvil con toda una serie de nuevas aplicaciones de seguridad basadas en sistemas por infrarrojos. Sin dejar de lado el mercado de sensores y medida que incrementará sus ventas a medida que los dispositivos individuales reduzcan su precio.

CATALIZADORES El segmento de automoción está llamado a dar un impulso a este segmento, sobre todo teniendo en cuenta que la regulación europea marca el año 2015 como fecha límite para que todos los coches en la UE se comercialicen con sistemas de reconocimiento de peatones. En cualquier caso, para lograr el objetivo de 2015 se requieren nuevos materiales y que los dispositivos infrarrojos tengan un precio más ajustado, lo que supone diferentes retos tecnológicos.

En estos momentos el mercado se encuentra en una etapa de transición con absorción y compras de empresas, redimensionamiento del mercado en función del cambio de las aplicaciones de militares a comerciales y un nuevo modelo de negocio basado en criterios más de economía de escala que de grandes prestaciones.

El mercado de sensores infrarrojos también tienen un gran recorrido en el segmento industrial para mantenimiento predictivo o en sistemas de vigilancia mediante imágenes térmicas, sin dejar de lado otro importante segmento de alta potencialidad como son las aplicaciones médicas que, en este caso, serían más similares a las militares en cuanto a ciclo de comercialización lento y muy altas prestaciones.

El mercado de infrarrojos en todo el mundo está preparado para experimentar un crecimiento significativo durante los próximos años. Los proveedores de componentes, diseñadores de sistemas, integradores de sistemas y fabricantes se están preparando para este auge tecnológico.

■ La compañía coreana Jusung Engineering ha decidido entrar en la producción de pantallas OLED (basadas en diodos LED orgánicos) y lo ha hecho por la puerta grande con el desarrollo de sistemas OLED de 4ª generación y unos paneles de iluminación con una dimensiones de 730x920 mm, la mayor pantalla OLED del mundo en estos momentos.

La empresa también ha puesto en marcha una planta destinada a la producción de sistemas OLED a medida. Así, apuesta por un sistema de iluminación que puede responder mejor a las necesidades de diferentes segmentos como, por ejemplo, en el caso de hospitales que requieren una iluminación de alta eficiencia.

Optilux anuncia lentes con tecnología líquida para teléfonos móviles ■ Optilux ha mejorado la tecnología de lente líquida que desarrolló inicialmente Varioptic y que consiste en una tecnología para mejorar la visualización en teléfonos móviles.

Optilux es una compañía estadounidense constituida tras la venta de Varioptic a Parrot.

Esta última sigue comercializando la tecnología de actuador de lente líquida para aplicaciones en el ámbito del consumo, la industria y la medicina.

El primer producto desarrollado por Optilux se denomina Optilux 617 y actualmente se encuentra en fase de muestreo. Se trata de una lente con ningún tipo de pieza móvil, foco del dispositivo variable y objetivo de inclinación variable totalmente desarrollado con tecnología de lente líquida con enfoque automático y estabilizador de imagen óptico (OIS).

Este nuevo producto es compatible con enfoque automático y OIS, tanto para toma de imágenes como para vídeo, y se ha desarrollado para compensar las vibraciones de las manos en el margen de frecuencias de 0,1 a 10 Hz. La escala de enfoque se sitúa entre 3 cm y el infinito.

Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

optrónica

Actualidad

42

Sharp encabeza un nuevo consorcio en iluminación solar ■ Sharp Electronics es una de las cuatro empresas fundadoras de un consorcio que tiene por objetivo mejorar en el mercado de las tecnologías de iluminación mediante alimentación fotovoltaica. Estas cuatro compañías que han creado el consorcio para la iluminación solar (CSL) son Sharp, Carmanah, Inovus y SolarOne, si bien se ha invitado a otras compañías a unirse a la iniciativa.

La misión de este consorcio es acelerar la adopción de la tecnología fiable para iluminación fotovoltaica a través de la elaboración de especificaciones universales destinadas a apoyar la evaluación de las necesidades de los clientes, así como los sistemas de iluminación globales existentes en la actualidad. De las cuatro empresas de la iniciativa, sólo la japonesa Sharp tiene nombre en todo el mundo como fabricante de células solares y componentes LED. Carmanah es una empresa canadiense e Inovus Solar es estadounidense, y en ambos casos son empresas especializadas en iluminación LED con alimentación fotovoltaica.

La intención del consorcio es abogar por un cambio de tendencia para ofrecer productos más comerciales y fiables que permitan sustituir de manera efectiva los sistemas de iluminación actuales alimentados a la red.

Dirigidas en un principio a teléfonos móviles

TDK inicia la producción de pantallas EL de matriz pasiva ■ TDK ha iniciado la producción masiva de pantallas electroluminiscentes (EL) de matriz pasiva en formato QVGA. El primer modelo tiene la denominación UEL476 y se fabrica mediante técnicas de capa fina con material orgánico que emite luz en respuesta a una corriente eléctrica.

Entre las principales características de las nuevas pantallas EL se encuentran su alto brillo, gran ángulo de visión y otras características que hace que este tipo de pantalla sea muy agradable a la vista, además de su rápida respuesta. Todas las pantallas EL de TDK utilizan el principio de matriz pasiva debido a que su función principal de uso será en terminales de telefonía móvil.

En este tipo de aplicaciones tiene un ángulo de campo de 2,4 pulgadas, una transmisión del 40% y un brillo de 150 cd/m². La pantalla se utiliza para ver a través de ella, pero se ha diseña-

do de tal modo que no se pueda visualizar fácilmente desde el otro lado para mantener la privacidad del usuario.

TDK comenzó a desarrollar los materiales orgánicos electroluminiscentes en 1991, creando para ello una unidad de I+D que cubre todo el proceso, desde el diseño de la estructura molecular a la composición química y la evaluación del dispositivo. Como resultado, ha logrado un material patentado de larga duración y con una configuración de película fina que permite su fabricación en volumen optimizada. El primer prototipo vio la luz en 1995 y su producción se inició en 2000.

Utilizando un principio de filtros de color permite que la vida útil de cada uno de los colores (rojo, verde y azul) de los elementos RGB sea idéntica y no se produzca envejecimiento apreciable. La temperatura de funcionamien-

Guía de onda de silicio a escala nanométrica

Nace la Embedded Vision Alliance

■ La primera guía de onda de silicio a nanoescala destinada a comunicaciones ópticas se ha desarrollado en el Departamento de Energía del Lawrence Berkeley National Laboratory. Basándose en un nuevo tipo de cuasipartícula denominada polaritón de plasmón híbrido, los investigadores han logrado crear una guía de onda sobre tecnología de silicio mediante un confinamiento cuántico elevado que proporciona muy bajas pérdidas de señal y, por tanto, abren la puerta a la integración de láser a nivel nanométrico, computación cuántica y conmutadores ópticos de fotones individuales.

Las cuasipartículas llamadas polaritones de plasmones superficiales (SPP) ya eran conocidas por crearse por la dirección de las ondas de la luz a través de una superficie metálica para generar ondas electrónicas en la superficie llamadas plasmones, que luego interactúan con los fotones.

■ Más de una docena de empresas se han unido a un grupo industrial para la promoción del segmento de visión por computador en los sistemas embebidos. La Embedded Vision Alliance tiene como objetivo proporcionar experiencia sobre la tecnología y ayudar al desarrollo de un mercado emergente, y para ello los primeros miembros de la nueva asociación son Analog Devices, Avnet Electronics Marketing, Ceva, Freescale Semiconductor, The MathWorks, National Instruments, Nvidia y Texas Instruments.

El grupo comparte el punto de vista de que la tecnología de visión por ordenador ya está madura y se podrá incluir en todo tipo de sistemas desde juguetes hasta televisores, sistemas de navegación para automóviles, sistemas médicos, etc.

El grupo tiene como objetivo proporcionar conocimientos acerca de

JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

la tecnología y sus mercados a través de su página de Internet. Pero también se está considerando tener una función más técnica de ayuda a la promoción activa del mercado.

AUMENTO DE PRESTACIONES Para que la tecnología se haga realidad todavía tiene que evolucionar la capacidad de los circuitos puesto que el tratamiento de imagen consume muchos recursos de cálculo, así como diferentes sistemas de hardware en paralelo o DSP especializados para poder proporcionar una tecnología real y adecuada a las necesidades.

La asociación ha marcado una cuota de socio baja de forma que se puedan ir sumando incluso las pequeñas empresas y, de esta forma, buscar nichos de mercado todavía más reducidos para ayudar a crecer una tecnología con un amplio abanico de aplicaciones.

43

Para luz blanca

Un LED de Cree alcanza una eficiencia de 231 lm/W ■ Cree, fabricante estadounidense de LED, ha establecido un nuevo punto de referencia para la eficiencia de la producción de luz blanca en formato LED mediante una demostración en laboratorio de un dispositivo, con un brillo de 231 lm/W; una mejora del 10% sobre el valor anterior.

El resultado, logrado en condiciones normales con un solo componente que trabaja a temperatura ambiente y con una corriente de funcionamiento de 350 mA, supone superar los 208 lm/W que se lograron hace poco más de un año, tras haber superado ahora a 231 lm/W con una temperatura de color de unos 4500 K. El fabricante trabajará para convertir este dispositivo de laboratorio en un dispositivo de iluminación comercial por regla general la migración del prototipo de laboratorio a dispositivo comercializable puede suponer otros dos años adicionales de trabajo. Además, la nueva tecnología también permite reducir el calor generado por el circuito, por lo que se resuelven problemas de gestión térmica en la luminaria.

Cree cuenta, de forma comercial, con dispositivos de alta eficiencia con luz blanca fría (6500 K) como la XLamp XM-L LED, que se utilizan en aplicacio-

nes de alto flujo luminoso como farolas o iluminación industrial. Esta familia proporciona una eficiencia máxima de 160 lm/W a 350 mA, que corresponde a 150 lm/W con 700 mA. También ofrece la familia XM-L LED de luz blanca cálida neutra (4000 K), que proporciona hasta 138 lm/W a 350 mA y reduce su eficienciacia a 84 lm/W con una corriente de 3 A. En blanco cálido (3000 K), los emisores XM-L proporcionar 117 lm/W a 350 mA. La mejora en el rendimiento de los LED de luz blanca fría en la última década ha logrado la posibilidad de sustituir a las lámparas incandescentes convencionales. Para sustituir a la iluminación convencional, las lámparas de estado sólido (SSL) tienen que proporcionar 10.000 lm con una eficiencia de conversión de 150 a 200 lm/W.

Philips mejora resultados gracias a los LED ■ Las ventas de LED encapsulados y otros productos de iluminación de estado sólido han demostrado ser una fuente de ingresos importante para que Philips haya vuelto a la senda de crecimiento durante el último trimestre. Philips ha publicado las ventas de su primer trimestre fiscal, en el transcurso del cual totalizó unos 5.260 millones de euros, lo que representa un 6% de crecimiento respecto al mismo período de 2010. Dentro de esta cifra, 1.900 millones de euros corresponden a su división de iluminación.

Philips ha señalado que los LED encapsulados ocuparon el 7% del total de ingresos para la división de iluminación, porcentaje equivalente a unos 530 millones de euros tras experimentar un incremento del 50% respecto al ejercicio anterior. Esto pone de manifiesto la importancia del sec-

tor y el éxito que ha tenido la filial Philips Lumileds que ya se encuentra entre los seis mayores fabricantes de LED del mundo.

Las lámparas LED y las luminarias representaron otros 600 millones de euros durante 2010, con lo que la cifra total para dispositivos LED superó los 1.100 millones de euros en el ejercicio 2010. El primer trimestre de 2011 muestra un incremento del 27% para estos productos respecto a 2010, lo cual representa el triple del año 2009.

El mercado global de iluminación superó los 50.000 millones durante el año 2010, pero el crecimiento podría superar el 8% durante el próximo lustro hasta alcanzar los 80.000 millones de euros en 2015, en gran medida gracias al crecimiento que se espera que tenga el mercado de iluminación de estado sólido.

Láser vivo, el siguiente paso en la tecnología ■ Desde el desarrollo inicial del láser hace más de 50 años se han venido utilizando materiales sintéticos como cristales, tintes y gases purificados como medio de ganancia óptica. En estos materiales los pulsos de fotones se amplifican a medida que rebotan entre dos espejos; ése es el principio del láser.

Por otro lado, los materiales orgánicos están entrando de lleno en la electrónica desde hace unos pocos años.

Ahora se han unidos ambos aspectos y como si se tratase de una película de ciencia-ficción, investigadores del Hospital General de Massachusetts han publicado en la revista Nature Photonics que han desarrollado un láser que se amplifica mediante una proteína fluorescente verde y la amplificación se realiza en nanosegundos.

La investigación, en un principio tiene un objetivo teórico y su utilización práctica se considerará más adelante. La primera proteína procede de un tipo de medusa y puede inducirse a emitir luz sin utilizar otras enzimas.

El dispositivo se ha llevado a la práctica realizando un cilindro relleno con la proteína y con espejos en cada extremo. Los investigadores han demostrado que con una concentración adecuada se puede generar efecto láser.

El siguiente paso fue el desarrollo de láser celular mediante la colocación de una célula con la proteína y un diámetro de 15 a 20 millonésimas de metro en una microcavidad con dos espejos altamente reflectantes y separados 20 millonésimas de metro. La investigación ha demostrado que la propia forma esférica de la célula actúa como lente enfocando la luz e induciendo la emisión de luz láser a niveles de energía inferiores a los requeridos con otras soluciones. Las células utilizadas sobreviven al proceso y pueden volverse a reutilizar cientos de veces.

Este tipo de sistemas orgánicos pueden ser extremadamente útiles en medicina para determinar propiedades de células de forma instantánea o para una nueva generación de medicinas en las que las drogas se activan mediante la aplicación de luz, sistema conocido como terapia fotodinámica.

El paso final de la investigación sería lograr integrar estos sistemas en los sistemas de comunicaciones ópticas y la informática, de forma que se podría construir un interface real entre la electrónica y los organismos biológicos.

Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

productos y servicios

la solución

44

Análisis de señales para RF

Generación y análisis de última generación de Rohde & Schwarz El nuevo generador de señales R&S SGS100A de Rohde & Schwarz, aunque más compacto que las anteriores fuentes de RF, ofrece las prestaciones de equipos avanzados convencionales. El R&S ZNB y el R&S ZNC, por su parte, inauguran una nueva generación de analizadores de redes vectoriales. Con un margen dinámico de hasta 140 dB, un tiempo de barrido de 4 ms con 401 puntos y elevada estabilidad, han sido diseñados para las exigentes aplicaciones en el área de producción y desarrollo de componentes de RF, en particular en el sector de telefonía móvil y electrónica. Los analizadores de redes cubren los márgenes de frecuencia desde 9 kHz hasta 3 GHz, 4,5 GHz o 8,5 GHz. El generador de señales R&S SGS100A cubre frecuencias de hasta 12,75 GHz y se ha optimizado para su empleo en los sistemas automáticos de medida. La fuente de señal es considerablemente compacta. Ocupa la mitad del ancho de un bastidor de 19 pulgadas y una sola unidad de altura. Su tamaño reducido hace que las cuatro fuentes de RF estén instaladas en el mismo espacio hasta ahora necesario para una sola fuente. El generador está disponible en dos modelos y la versión CW genera frecuencias hasta 12,75 GHz. Puede ser utilizado bien como oscilador local o bien para medidas de interferencias en los estándares de telefonía móvil.

La versión vectorial con modulador I/Q integrado ofrece una frecuencia máxima de 6 GHz y cubre las bandas de frecuencia más importantes en los estándares de comunicación digitales.

De manera opcional, señales de RF de múltiples R&S SGS100A se pueden enlazar en fase para aplicaciones de generación de haz en la industria aeroespacial y defensa.

El R&S ZNB, el analizador vectorial más potente de los dos y ofrece a los laboratorios de desarrollo y cadenas de

CARACTERISTICAS TÉCNICAS ■ R&S SGS100A suministra un valor típico de salida de 22 dBm. ■ Su reducido nivel de no armónicos de –76 dBc hasta 1,5 GHz le convierten en la fuente de señal ideal para medidas en convertidores.

■ Consumo inferior a 70 W. ■ R&S ZNB especialmente indicado para medidas en filtros de alta supresión y amplificadores.

■ R&S ZNC tiene dos puertos de medida hasta 3 GHz. ■ R&S ZNB tiene dos puertos de medida, hasta 4,5 GHz y 8,5 GHz. ■ Los puertos de medida ubicados debajo de la pantalla táctil están suficientemente distanciados.

■ Avanzado concepto de refrigeración que reduce el ruido operativo y la disipación de calor.

JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

producción unas prestaciones antes disponibles sólo en analizadores muy avanzados. El R&S ZNB cubre el margen de frecuencia de 9 kHz a 4,5 GHz o 8,5 GHz y está disponible en modelos de dos y cuatro puertos. Se caracteriza por un amplio margen dinámico de 140 dB, ruido de traza reducido de 0,004 dB (RMS) y alta potencia de salida de hasta 13 dBm, que se puede ajustar electrónicamente en una escala de 90 dB. El R&S ZNC, por su parte, con una escala de frecuencia desde 9 kHz hasta 3 GHz, es una alternativa adecuada para los usuarios que no presentan requisitos tan estrictos de margen dinámico y alcance funcional. El R&S ZNC está disponible con dos puertos de medida y ofrece un tiempo de barrido de 11 ms con 401 puntos y un margen dinámico de hasta 130 dB. Su principal aplicación es la medida de componentes de RF pasivos como filtros o cables.

La amplia pantalla táctil de ambos analizadores vectoriales facilita la configuración, medida y análisis. En lugar de emplear menús y submenús, todos los elementos de control están directamente disponibles en el panel frontal. Como consecuencia, todas las funciones del equipo son accesibles en tres o menos pasos. Simplemente tocando la pantalla, el usuario puede crear ventanas de medida, modificar trazas, configurar marcadores, ajustar escalas y entrar en el detalle de determinadas medidas para un mayor análisis. Es posible definir una configuración distinta del equipo en cada pestaña y acceder a ellas de forma instantánea, permitiendo caracterizar los DUT, como amplificadores o módulos de RF, de forma aún más eficiente. El interface de usuario y la ayuda on-line están disponibles en varios idiomas.

45

MEDIDA

Módulos PCI Express para adquisición y análisis Este fabricante ha completado su oferta de productos en formato PCI Express de tarjetas embebidas con el modelo U1084A, un digitalizador que combina la rapidez de un sistema de conversión A/D y una FPGA de altas prestaciones para mejorar la adquisición de alta velocidad y el análisis de los datos.

La gama incluye ahora tres versiones mejoradas como la -001 con una velocidad de muestreo de hasta 4 GS/s y un completo frontal con ancho de banda de hasta 1,5 GHz, la versión -002 y la -003 se distinguen de la anterior en que ofrecen velocidades de muestreo de 2 y 1 GS/s, respectivamente. Todos los módulos son de doble canal y tienen un entrelazado de canal único para lograr el máximo muestreo. Además, las unidades incorporan funciones avanzadas de disparo, incluyendo un interpolador de los tiempos de activación 15PS (TTI) para medidas de alta precisión de reloj.

La arquitectura U1084A puede realizar el procesamiento específico de las tareas posteriores gracias a la inclusión de la tarea dentro de las FPGA que además le permite redefinir la forma de adquisición de ofreciendo una fácil flexibilidad y la reconfiguración.

■ Fabrica y comercializa: Agilent Technologies

PROTECCIÓN

Aisladores digitales magnéticos La familia LMCa 74x0-LITE-ON de aisladores digital se basa en la tecnología patentada de acoplamiento magnético que permite un bajo consumo de energía en altas velocidades de datos de hasta 100 Mbps. Incluye un sistema de aislamiento robusto que permite soportar hasta 5,6 kV durante 1 minuto. Durante la transmisión de datos, los dispositivos envían pulsos de corriente lentos a través de la barrera de forma que las interferencias EMI se mantiene en un nivel reducido. El circuito tiene un consumo de 13 mA por canal de forma típica y permite la transmisión de datos en un margen de temperaturas entre -40 y +105ºC. Permite trabajar con un retardo de propagación máximo de 32 ns y una distorsión de ancho de pulso máximo de 2 ns. Además es compatible con una doble tensión de alimentación de 3,3 y 5 V y ofrece una configuración bidireccional de 3.1 canales para el modelo 7410 y bidireccional de 2.2 canales para el modelo 7420, en ambos casos disponible en un formato de encapsulado SOIC de 16 patillas.

■ Fabrica y comercializa: Avago Technologies

MEDIDA

Osciloscopios modulares de hasta 45 GHz La línea de osciloscopios modulares LabMaster 9 Zi-A proporciona un ancho de banda de hasta 45 GHz, frecuencia de muestreo de 120 GS/s y hasta 20 canales como máximo, con una profundidad de memoria de 768 Mpuntos por canal. Los diferentes componentes contienen módulos de adquisición, control y un módulo de adquisición único para registros especiales. Cada dispositivo maestro o esclavo está disponible con capacidades de ancho de banda de 13, 16, 20, 30 y 45 GHz con hasta 256 Mpuntos por canal.

La modularidad del sistema le permite adaptarse a todo tipo de aplicaciones.

Un potente servidor con procesadores Intel X5660 Xeon (2,8 GHz por núcleo, seis núcleos por procesador y dos procesadores por CPU o 33,6 GHz de velocidad de reloj efectiva total) con 24 GB de memoria RAM (192 MB opcionales) proporciona la capacidad de cálculo necesaria para cualquier tipo de aplicación.

El módulo maestro permite la sincronización de todos los diferentes módulos esclavos para organizar un sistema de medida completo.

■ Fabrica y comercializa: LeCroy

SEGURIDAD

Dispositivo de almacenamiento seguro El dispositivo ATAES132 ofrece almacenamiento de datos seguros utilizando el algoritmo AES de autenticación para aplicaciones industriales, de consumo o informáticas. AES es un estándar de cifrado de clave simétrica adoptada por los gobiernos y expertos en criptografía de todo el mundo. Estas características de seguridad están disponibles en dos dispositivos compatibles con el estándar de EEPROM serie, uno con soporte I2C y el otro el para formato SPI. Esto permite a los desarrolladores de sistemas aumentar la seguridad de los sistemas existentes sin reajuste circuito impreso. Este reemplazo directo puede extender la vida de la arquitectura de un sistema mediante la inclusión de características de seguridad en el hardware para hacer el sistema más seguro que mediante los métodos por software. Los dispositivos de seguridad de nuevo se extienden también con la autenticación AESCCM. El propio fabricante proporciona kits de desarrollo para sus EEPROM seguras y en todos los casos se alimentan a tensiones entre 2,5 y 5,5 V y tienen un consumo inferior a 250 nA en espera.

■ Fabrica y comercializa: Atmel

Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

-

productos y servicios 46

COMUNICACIONES

Amplificadores de bajo ruido CONMUTACIÓN

Convertidor de medio puente de 100 V El LM5113 es un conmutador de 100 V desarrollado en tecnología propia de nitruro de galio (GaN). El dispositivo regula el lado alto de tensión en el condensador de arranque flotante de aproximadamente 5,25 V para conducir de manera óptima en modo de enriquecimiento del FET de potencia de GaN sin exceder el máximo de la tensión de puerta-fuente. El LM5113 cuenta con un sistema integrado conectado a un diodo de arranque, minimizando aún más el área necesaria en la placa. El LM5113 también proporciona entradas lógicas independientes para los conductores del lado de alta tensión y de baja tensión, lo que permite flexibilidad para el uso en una gran variedad de fuentes de alimentación, tanto en topologías aisladas como no aisladas.

Se ha encapsulado en un LLP de 4x4 mm.

■ Fabrica y comercializa: National Semiconductor

POTENCIA

Módulos IGBT optimizados para alta tensión La serie IHV de módulos IGBT utiliza circuitos IGB3/EC3 optimizados para su utilización en unidades de tracción y alta tensión de transmisión continua (HVDC), una tecnología que destaca por su alta eficiencia. Gracias a la gran densidad de corriente de los nuevos módulos se logra una capacidad de 4,5 kV que complementan los modelos de 3,3 y 5,6 kV del mismo fabricante, siempre utilizando la estructura FieldSTOP y TrechSTOP que permiten garantizar la reducción de pérdidas de conmutación debido a la baja tensión de saturación. El nuevo módulo de 4,5 kV se suministra en dos versiones de encapsulado, por un lado el IHM-B que permite una temperatura de almacenamiento de hasta -55ºC y de funcionamiento de hasta +150ºC y un aislamiento de la carcasa de hasta 6,5 kV. La segunda versión incrementa la tensión de aislamiento hasta 10,2 kV. ■ Fabrica y comercializa: Infineon Technologies

Los dispositivos MGA-63xP8 y módulos ALM-11x36 permiten completar la oferta de productos LNA para aplicaciones de estaciones base aprovechando la tecnología GaAs de 0,25 de este fabricante utilizando una tecnología pHEMT de bajo ruido y alta linealidad. La serie MGA-63xP8 de amplificadores de bajo ruido integra circuitería de polarización activa y una función de desconexión, lo que simplifica el diseño, eliminando la necesidad de componentes externos discretos para realizar las mismas funciones.

La serie ofrece una elevada ganancia en todo el ancho de banda entre 700 y 2600 MHz, con el dispositivo de MGA-636P8 de 450 a 1500 MHz, mientras que los modelos MGA-637P8 y 638P8 trabajan en anchos de banda de 1500 a 2500 MHz y de 2500 a 4000 MHz, respectivamente. La serie, por tanto, ofrece soporte a todas las bandas móviles como GSM, CDMA y UMTS, así como las bandas LTE de próxima generación. El LNA se encuentran en un encapsulado con una huella de 2,0x2,0x0,75 mm que permite adaptarse a cualquier tipo de diseño.

■ Fabrica y comercializa: Avago Technologies

COMUNICACIONES

Software para desarrollo de redes El entorno de desarrollo MiWi proporciona un ecosistema completo para el diseño de productos inalámbricos en estrella y de malla. El MiWi DE incluye las pilas de protocolo gratuitas de Microchip MiWi P2P, MiWi y MiWi PRO para redes de estrella y de malla; el Wireless Development Kit (WDK) de 8 bit y los adaptadores inalámbricos ZENA de 2,4 GHz, 868 MHz y 915 MHz; así como el Wireless Development Studio (WDS) multifunción compatible con varias plataformas bajo los sistemas operativos Linux, Mac OS y Windows.

El MiWi DE simplifica el desarrollo de aplicaciones para redes inalámbricas en banda ISM en domótica y automatización industrial, monitorización y control de sensores inalámbricos y suministro inteligente de energía eléctrica.

■ Fabrica y comercializa: Microchip Technology

ALIMENTACIÓN

Regulador de tensión negativa El LT3015 es un regulador de tensión negativo con una capacidad de carga de 1,5 A que tiene una respuesta transitoria rápida, bajo ruido y una limitación de corriente de precisión. Admite tensiones de entrada negativas en el margen de -30 a -1,8 V para proporcionar unas tensiones de salida en la escala entre -29,5 y -1,220 V incluyendo un NPN de emisor común en el transistor de potencia que permite que la caída de tensión a plena carga se limite a 310 mV. Con un ruido en la tensión de salida de 60 µVrms sobre un ancho de banda de 10 kHz a 100 Hz es adecuado para los proporcionar de lógica negativa, para aplicaciones de instrumentación de bajo ruido, industriales y de post-regulación en conmutación.

El LT3015 está disponible en un encapsulado SOIC de perfil bajo con unas dimensiones de 3x3x0,75 mm y 8 contactos. También puede suministrarse en formatos TO-220 y DD-Pak, siempre con un margen de temperaturas de funcionamiento entre -40 y +125°C. ■ Fabrica y comercializa: Linear Technology

JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

47

POTENCIA

Condensadores de alta tensión para automoción

AUTOMOCIÓN

MOSFET con una mayor corriente La familia de dispositivos MOSFET para automoción WideLead TO-262 de este fabricante se caracteriza por un encapsulado que permite reducir la resistencia de carga en un 50% y ofrecer un 30% más de corriente que los tradicionales dispositivos. Estos MOSFET específicos para el mercado de interruptores de baterías, dirección o combustión eléctrica, entre otras aplicaciones de automoción. Soportan corrientes continuas de 40 A o incluso 60 A manteniendo un dispositivo más frío que en MOSFET equivalentes, y se ha comprobado mediante pruebas de la parte dinámica y estática dentro del proceso de fabricación por lo que han logrado la homologación siguiendo la normativa de automoción AEC-Q101 y siendo totalmente compatibles con la directiva RoHS. ■ Fabrica y comercializa: International Rectifier

POTENCIA

Los condensadores de alta tensión AEC-Q200 X7R y C0G se han fabricado siguiendo los rigurosos criterios de calidad del mercado de automoción y de acuerdo con el estándar AECQ200 con dieléctricos X7R y C0G para soportar tensiones de entre 500 y 3000 VCC. Estos productos se han sometido a estrictos protocolos de pruebas y criterios de inspección para garantizar la fiabilidad en las condiciones ambientales potencialmente severas. Los condensadores han de cumplir con todos los requisitos de calificación AEC-Q200 y se fabrican siguiendo la regulación en instalaciones certificadas tipo ISO/TS 16949:2002.

El modelo AEC-Q200 X7R también está disponible con una opción de sistema de terminación flexible Kemet (FT-CAP).

Diseñado para reducir los fallos de los dispositivos cerámicos, esta tecnología dirige la tensión de circuito del cuerpo cerámico y en el área de terminal, por lo que reduce el riesgo de daños mecánicos en el componente que pueda provocar fallos.

■ Fabrica y comercializa: Kemet

Transistor de RF de alta resistencia La familia XR de transistores LDMOS de potencia para RF permite soportar condiciones de fallo severo que se producen a menudo en aplicaciones tales como el láser industrial, grabado en metal y perforación de hormigón.

Las perturbaciones de carga repentinas y severas son comunes en ciertas aplicaciones de la energía RF. El transistor de potencia RF debe sobrevivir a estos fenómenos, sin fallo o degradación, a través de años de vida activa. Aunque la mayoría de las aplicaciones de estación de base y de difusión requieren robustos transistores de potencia RF para sobrevivir a una relación de onda estática de tensión (WSWR) de 10:1 en todas las fases, el transistor BLF578XR sobrevive fácilmente a las pruebas de VSWR de 125:1, el nivel más alto medido por la unidad de prueba. El nuevo BLF578XR pretende ser una versión extremadamente resistente de NXP BLF578, un punto clave en los transistores RF de potencia para aplicaciones de comunicaciones.

MICROS

Microcontroladores para entretenimiento y redes de automoción Los seis componentes de la 6ª generación de microcontroladores de la serie S dentro de la familia V850 han sido especialmente diseñados para sistemas de información y entretenimiento, así como en las redes del segmento de automoción.

Los nuevos productos incluyen dos micros del grupo V850E2/SG4-H con 100 patillas, dos micros del grupo V850E2/SJ4-H con 144 patillas y dos micros del grupo de V850E2/SK4-H con 176 patillas. La evolución en los sistemas de información y entretenimiento de coches y de redes dentro del coche requiere la introducción de protocolos como Ethernet y el MOST (Media Oriented System Transport) en apoyo de alto ancho de banda y transferencia de datos confiable. Esto se suma a las redes de automoción bien establecida como la CAN y IEBus. Los nuevos micros también ofrecen soporte al direccionamiento de datos del sistema, como diagnóstico de canal Ethernet al bus MOST, así como el enrutamiento de señales de audio a través del MAS y hasta ocho interfaces de bus I2S. ■ Fabrica y comercializa: Renesas Electronics

■ Fabrica y comercializa: NXP Semiconductors Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

productos y servicios 48

CONEXIONES

Conectores circulares miniatura CONEXIÓN

Conector multifuncional para aplicaciones basadas en LED El DF59 es un conector multifuncional que se puede utilizar en conexiones de cable con la fuente de alimentación integrada y dispone asimismo de versión conectable. Con un paso de 2,0 o 4,0 mm, el sistema de conexión se puede utilizar combinado con un cable AWG 22 de 1,26 mm de diámetro que permite una alimentación de 100 o 230 V dependiendo del tamaño del pasador utilizado.

Es un conector de baja altura con unas dimensiones totales de 8x9x2,5 mm. El conector incluye asimismo un sistema de bloqueo de cierre fácil de utilizar que amplía la fuerza de retención.

La junta de conector de 'puente' se acopla mediante un "cierre de fricción" al sistema. Además incluye una estructura flotante para permitir una tolerancia de ±0,5 mm, en las tres direcciones lo que le permite una mayor flexibilidad durante la instalación de aplicaciones que, de forma típica son la iluminación LED, conexiones de baterías, pequeñas unidades de motor de CC o fuentes de alimentación.

■ Fabrica y comercializa: Hirose

INTERFACES

Tecnología de corrección de imagen La tecnología de corrección de imagen de ojo de pez desarrollada por este fabricante permite trabajar en tiempo real para la corrección de la distorsión de imágenes de vídeo generados con una lente con un muy amplio campo de visión y permite ofrecer imágenes corregidas dentro de una salida rectangular normalizada. El sistema se integra junto con un procesador de señal tipo ISP que proporciona una resolución de salida de vídeo de alta definición o bien hasta cuatro salidas de vídeo de definición estándar. La tecnología de corrección de imagen es compatible con todo tipo de lentes de ojo de pez y permite sustituir a 4 cámaras de forma simultánea.

Tiene su aplicación en el entorno del automóvil puesto que permite un amplio ángulo de visión, proporciona panorámicas de hasta 180º, pero también son de utilizad en el campo de la seguridad y vigilancia incluyendo detectores de movimiento en formato digital y otras funcionalidades que permiten eliminar los sistemas mecánico de desplazamiento de la cámara. Además, la tecnología se ha desarrollado específicamente para trabajar con cámaras IP.

La serie micro38999 se compone de conectores circulares miniatura con protección de níquel que se caracteriza por ser muy compactos y especialmente destinados a conexiones en ambientes agresivos. El cinc niquelado también tiene la ventaja de estar respaldado por una norma reconocida (ASTM B841 para este tipo de materiales). Toda la familia de conectores MIL-DTL-38999 (series I, II y III) junto con la familia MIC-C26482 de la serie I (851) incluye una protección de cinc niquelado que se aplica mediante un proceso electrolítico establecido que permite el control de la homogeneidad del recubrimiento y su calidad mientras se está aplicando.

El recubrimiento de cinc niquelado es 100% metálico y no contiene sustancias fluoradas que podrían prohibirse en virtud de las restricciones aplicadas por los organismos de protección del medio ambiente, como parte de su campaña para reducir los niveles futuros de uso de sustancias cancerígenas de plástico en productos y procesos industriales.

■ Fabrica y comercializa: Souriau

MEMORIAS

EEPROM de 2 Mb La memoria EEPROM de este fabricante aporta una capacidad de almacenamiento de 2 Mb y se destina a sustituir EEPROM múltiples con un único dispositivo.

El modelo M95M02 ofrece una densidad muy alta de almacenamiento con un formato de encapsulado SO8N, por lo que puede sustituir a otras memorias de menor densidad y el mismo formato. También tiene las mismas conexiones y un estándar de interface SPI de alta velocidad, lo que permite su uso como un sustituto directo o la mejora en los diseños de los sistemas actuales. Trabaja con tensiones de hasta 1,8 V y tiene un modo de espera que le permite consumir por debajo de 5 µA por lo que se puede utilizar en dispositivos alimentados con baterías. El interface SPI permite realizar comunicaciones a frecuencias de hasta 5 MHz con una tensión de 2,5 V. Un segundo modelo, el M24M02, se comunica a través del estándar serie I2C que puede trabajar a una frecuencia de hasta 1 MHz. Ambos dispositivos ofrecen una página adicional, llamada la página de identificación (256 bytes), que puede ser escrita y, después, permanecer en modo de sólo lectura. Esta página de identificación ofrece una gran flexibilidad en las aplicaciones ya que puede utilizarse para almacenar los parámetros de identificación únicos, y/o parámetros específicos para el proceso de producción.

■ Fabrica y comercializa: STMicroelectronics Iberia

MEDIDA

Kit de muestra de termistores El kit de muestra de termistores contiene componentes de tamaños 0402, 0603 y 0805 en todo el margen de temperatura de 75 a 145°C. Todos los termistores están certificados para AEC-Q200 y son adecuados para soldadura por reflujo y por ola. El kit de muestra de termistores integrados para alta corriente contiene componentes para aplicaciones de protección contra sobretensiones. Se utilizan como restaurador de funciones de autofusibles y para el control de los límites en caso de sobrecarga o cortocircuito. Estos termistores están disponibles en tamaños 0603, 1210, 3225 y 4032. También hay otros kits de muestra como el de termistores para limitadores de corriente de arranque.

■ Fabrica y comercializa: Intersil Techwell ■ Fabrica y comercializa: Epcos JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

49

CONEXIONES

Conectores para LED de TV

La nueva serie de dispositivos MOSFET de este fabricante se han diseñado para las aplicaciones de conmutación de alta velocidad en circuitos de corrección de potencia en fuentes de alimentación y circuitos de potencia. Se encuentran disponible con encapsulados para montaje superficial tipo CPT/D-PAK, LPT/ D2-PAK y para placas de agujeros con configuración A-3PF. La nueva serie PrestoMOS se caracteriza por su elevada eficiencia y bajas pérdidas. La serie PrestoMOS de baja resistencia, una Qg reducida y alta velocidad mientras reduce el número de componentes utilizados. En comparación con los productos tradicionales de 600 V/8 V, esta nueva tecnología logra unas características mejoradas en todo tipo de aplicaciones y con menos componentes. Además, permite reducir las pérdidas térmicas y por tanto el tamaño de los diseños al no requerir disipadores.

El sistema de conectores Flexi-Mate se ha diseñado para atender las necesidades de retroiluminación de los televisores LED, así como las aplicaciones de iluminación de la habitación. El sistema de conector de 3,70 mm de paso permite la colocación segura de LED en los paneles de interconexión en todo el ancho de una pantalla de TV o equipo de iluminación.

El sistema Flexi-Mate ofrece un perfil de 25% más bajo que otros productos LED del conector en el mercado, afirma la compañía. Incluye coplanares placa a bordo de conectores que se utilizan para romper juntos pequeños paneles que contienen las luces LED. El sistema incluye una opción de cable a placa para conectar los tableros del LED en la placa de alimentación principal. Un conector de terminación de utilizar como dispositivo de cortocircuito completa una señal de circuito abierto.

Actualmente disponible en un estándar de dos circuitos de diseño.

■ Fabrica y comercializa: Rohm Semiconductor

■ Fabrica y comercializa: Molex

POTENCIA

MOSFET para conmutación en alta velocidad

SUSCRIPCIÓN Sí, deseo suscribirme a la revista Mundo Electrónico acogiéndome para ello a una de las siguientes modalidades: � BÁSICA > Mundo Electrónico (11 ediciones/año) - 97,00 € (Extranjero: 110,00 €) � PLUS > Mundo Electrónico (11 ediciones/año) + Ruta de Compras del Sector Electrónico (edición anual) - 205,00 € (Extranjero: 238,00 €) � PREMIUM > Mundo Electrónico (11 ediciones/año) + Ruta de Compras del Sector Electrónico + Productrónica (6 ediciones/año) 238,00 € (Extranjero: 297,00 €)

Forma de pago

Remitente

Contra reembolso (sólo para España)

Nombre Empresa Dirección

Cheque a nombre de GRUPO TECNIPUBLICACIONES S.L.

Población Provincia Teléfono E-Mail Web

CP País Fax

Transferencia bancaria: BSCH 0049 1805 44 2110265958 Transferencia bancaria: La Caixa 2100 2709 67 0200064686 Domiciliación bancaria Banco / Caja: Codigo cuenta cliente

NIF**/CIF

ENTIDAD OFICINA DC

Día de pago:

Plazo:

**imprescindible para cursar pedidos tanto para empresas como particulares SERVICIO DE ATENCIÓN AL SUSCRIPTOR

902 999 829 suscripciones@tecnipublicaciones.com Fax. 93 349 23 50 Grupo Tecnipublicaciones S.L. C/Enric Granados 7, 08007 Barcelona www.grupotecnipublicaciones.com

Nº CUENTA

Cargo a mi tarjeta Nº Caduca el VISA

Firma

(titular de la tarjeta)

MASTER CARD

Declaración de Privacidad La información facilitada se guardará en un fichero confidencial propiedad de Grupo TecniPublicaciones S.L. En virtud de la Ley Orgánica 15/1999 de 13 de diciembre, sobre Protección de Datos de carácter personal, puede ejerecer el derecho a acceder a dicha información para modificarla o cancelarla, así como negarse a que sea usada con fines publicitarios, solicitándolo por escrito a: Grupo TecniPublicaciones S.L. – Avda. Manoteras, 44 – 28050 Madrid. España

Cargo o Función 01 Director 02 Jefe de Departamento o Producto 03 Ingeniero / Cuadro / Jefe de proyecto 04 Técnico 05 Otros: Departamento 01 Administración / Gestión 02 Comercial / Márketing 03 Compras 04 Dirección General 05 Mantenimiento 06 Documentación 07 Enseñanza 08 Informática

09 10 11 12 13 14 15 16 21

Estudios Métodos Producción I+D Técnico Técnico Comercial Automatización Control de Calidad Instrumentación

Actividad Principal 01 Fabricación / Producción 02 Representación / Distribución 03 Almacenista 04 Detallista 05 Estudios Número de trabajadores de su empresa 01 1 a 5 05 100 a 499 02 6 a 9 06 500 a 999 03 10 a 49 07 1.000 a 4.999 04 50 a 99 08 Más de 5.000 Sector de actividad de su empresa

Mundo Electrónico | JUL-AGO 11

índices y avances 50

Índice de anunciantes Mundo Electrónico - Julio-Agosto 430

Adler Instrumentos .............................33

Próximo número - 431 Mundo Electrónico dedica buena parte de su próximo número a los sensores, con artículos acerca del sensado resistivo y los sensores magnetorresistivos, además de una sección dedicada a la subcontratación.

Agilent Technologies ............................2 Fadisel ................................. Portada, 52 LAB Circuits ..........................................9 RC Microelectrónica .......................4, 51 Rutronik .................................................7

■ Tendencias

Sensado resistivo de corriente para una monitorización precisa Darren Wenn Microchip Technology Sensores magnetorresistivos (I) J. Sánchez, D. Ramírez, S. Casans y A.E. Navarro Universidad de Valencia

■ Dossier

Subcontratación electrónica

Índice de Empresas citadas Agilent Technologies..................................................... 30,45 Analog Devices .................................................................. 10 ARM .................................................................................. 12 Atmel ................................................................................. 45 Avago Technologies ...................................................... 45,46 BVM .................................................................................. 11 Cree ................................................................................... 43 Dayton Industrial ................................................................ 14 Energy Micro ..................................................................... 26 Epcos................................................................................. 48 Farnell ................................................................................ 16 Hirose ................................................................................ 48 Infineon Technologies ........................................................ 46 International Rectifier ........................................................ 47 Intersil Techwell ................................................................. 48 Jusung Engineering ........................................................... 41 Kemet ................................................................................ 47 LeCroy ............................................................................... 45 Linear Technology .............................................................. 46 Maxim ............................................................................... 14 Mentor Graphics ................................................................ 10 Microchip Technology ........................................................ 46

JUL-AGO 11 | Mundo Electrónico

Micron Technology ............................................................ 14 Molex ................................................................................ 49 Naratte............................................................................... 12 National Semiconductor .................................................... 46 NXP Semiconductors.................................................... 14,47 Optilux ............................................................................... 41 Philips ................................................................................ 43 Plessey Semiconductors ................................................... 10 Renesas Electronics .......................................................... 47 Robert Bosch ....................................................................... 7 Rohde & Schwarz .............................................................. 44 Rohm Semiconductor ........................................................ 49 Sharp ................................................................................. 42 Souriau .............................................................................. 48 STMicroelectronics ........................................................... 48 Synopsys ........................................................................... 11 TDK .................................................................................... 42 Telefónica ............................................................................ 9 TSMC ................................................................................ 11 Vision ................................................................................. 11