MundoElectronico-417

Sensórica.

- Midiendo movimientos - Captación de energía del entorno - SAS 2010

mundo Nº 417 • ABRIL 10

DOSSIER. Electrónica de Potencia DISEÑO. Diseño básico de la cadena de señal (I) ELECTRÓNICA DE POTENCIA. Procedimiento de modelado de máquinas eléctricas AGENDA. CeBIT anuncia cambios para el año próximo OPINIÓN. La nueva propuesta de RoHS se discutirá en 2010

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

EDITORIAL

mundo

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En busca de la dirección correcta

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E

l sector de la Electrónica de Potencia (EP) atravesó hasta el año pasado una época caracterizada por un rápido e interesante crecimiento, pero tal y como se temían los especialistas en este mercado el último ejercicio se puede calificar como difícil y complejo. Según indican los expertos, no sólo se han notado los efectos de la crisis económica, sino también el hecho de que determinados sectores clave en los últimos años, como el fotovoltaico, han visto paralizado su desarrollo debido a cambios en la legislación vigente.

Si bien desde la asociación AETIC advierten que no se puede hacer una valoración exacta del volumen de mercado de la EP porque se encuentra muy disperso, estiman que el año pasado se produjo una reducción de su tamaño de aproximadamente el 8%. La crisis ha tenido como consecuencia una disminución importante de la demanda que no se ha podido compensar con la puesta en marcha de líneas de actuación estratégicas en el marco de la sostenibilidad medioambiental.

Realizar previsiones en una situación de crisis económica como la que estamos pasando, resulta, a juicio de los profesionales, prácticamente imposible. La mayoría parece coincidir en que 2010 también será un año duro en el que no se prevén recuperaciones. Algunos vaticinan nuevas caídas debido a que los sectores usuarios están sumidos en importantes dificultades que se traducen en la inexistencia de pedidos. Otros, sin embargo, se muestran más optimistas y confían en que esta situación haya sido solamente un paréntesis y que a partir de ahora, este mercado comience a subir nuevamente. Cuentan, por ejemplo, con que la transformación que están experimentando los sectores relacionados con la generación, transporte, almacenamiento y distribución de la energía abra oportunidades para la electrónica de potencia. El transporte es otra de las bazas a ser jugadas. Los cambios profundos que debe acometer para su adaptación al futuro limpio implican una actuación de la EP. Ferrocarril, automoción y vehículos eléctricos se perfilan así como áreas dinamizadoras.

Las energías renovables continúan siendo una de las mayores apuestas. España está reconocida como una de las principales autoridades en esta materia, por lo que nuestro papel se siente como seguro.

Sin embargo, en este campo hay varios problemas que tienen que solventarse. El primero de ellos es el ajuste legislativo. Las compañías reclaman un acuerdo entre Administración y asociaciones para reorientar la situación. Y tampoco hay que olvidar las reticencias que muchas direcciones tienen para salir en busca de negocio más allá de nuestras fronteras. Por el contrario, una de las líneas de futuro está, según todos los indicios, en aprovechar el conocimiento y el prestigio de las compañías españolas e implantar los productos en otros países.

Mundo Electrónico | ABR 10

sumario

Nº 417 / ABRIL 10

La portada

03 Editorial

En busca de la dirección correcta

06 Actualidad

Mercado. El mercado mundial de CAD sigue con un bajo nivel de actividad - El mercado de CI analógicos aumentará un 15% Tecnología. Actel combina FPGA de señal mixta con núcleo ARM R&S anuncia el primer analizador de redes de cuatro puertos hasta 67 GHz Aeroflex actualiza el test de W-CDMA - La UPC avanza en el desarrollo de sistemas de visualización - Baolab crea MEMS nanométricos en obleas CMOS

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16 Opinión

La nueva propuesta de RoHS se discutirá en 2010 por Gary Nevison

18 Dossier: Electrónica de Potencia

Auge tecnológico y crisis coinciden en la Electrónica de Potencia por Nuria Calle

24 Tendencias 18

Diseño.

■ Diseño básico de la cadena de señal (I): información en la amplitud por Ramon Pallàs y Óscar Casas Instrumentación.

■ Amplificador de termopares preciso, configurable digitalmente por Andreas Mangler Electrónica de Potencia.

■ Procedimiento de modelado de máquinas eléctricas por Miguel A. Cámara y Melchor Gómez

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46 Sensórica

■ Midiendo movimientos ■ Captación de energía del entorno para sensores autónomos ■ Sensors Applications Symposium, SAS 2010

50 Productos y servicios

La solución: Agilent mejora su serie 7000 de osciloscopios digitales

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56 Agenda

CeBIT anuncia cambios para el año próximo

58 Índices y avance

Mundo Electrónico | ABR 10

actualidad 6

MERCADO

Las ventas de PC crecerán un 20%

Pese a un ligero repunte

■ Las ventas mundiales de PC crecerán un 19,7% y pasarán de 305,8 millones de unidades en 2009 a 366,1 millones a lo largo del año en curso según previsiones realizadas por la consultora Gartner. Al mismo tiempo, el gasto mundial en PC se estima crecerá un 12,2% frente al registrado en 2009 para situarse en 245.000 M$.

Esta previsión resulta más optimista que la realizada por dicha empresa en diciembre de 2009 que anticipaba un repunte del 13,3% en unidades y de sólo el 1,9% en gasto de los usuarios.

El mercado europeo de cable es significativo ■ La MoCA (Multimedia over Coax Alliance) ha estudiado el mercado de infraestructuras de cable coaxial en hogares de Reino Unido, Francia, Holanda y Polonia, y ha llegado a la conclusión de que existe un mercado significativo para las redes domésticas sobre este cable. En Reino Unido y Francia los resultados son similares con alrededor del 55% de los hogares con dos clavijas de cable en los hogares y, con más del 25% de los mismo que tienen tres o más clavijas.

El mercado mundial de CAD sigue con un bajo nivel de actividad ■ Según las cifras publicadas por el EDA Consortium, el mercado mundial de herramientas de diseño asistido por ordenador ha registrado un repunte secuencial del 3,8% respecto del tercer trimestre de 2009 y se situó en 1.167,9 M$. Pero este ligero incremento no debe enmascarar una realidad que la prudencia desaconseja dejarse llevar por el optimismo, ya que las ventas registradas en el tercer trimestre de 2009 suponen un 7,2% menos a las obtenidas en el mismo período del año anterior, que alcanzaron un montante de 1.258,6 M$. Y si se toma la media de los cuatro últimos años, en relación a los cuatro últimos trimestres del año precedente, la caída es del 13,1%.

Por productos, las herramientas de diseño para circuitos impresos y módulos multichip, crecieron un 1,5% en relación al segundo semestre de 2009; las ventas para aplicaciones “front end” respecto del tercer trimestre de 2008, retrocedieron un 3,3% para situarse en 450,1 M$; es decir, una disminución del 15,6% sobre los cuatro últimos trimestres respecto de los

cuatro precedentes. Otro tanto sucede en el ámbito de las herramientas de diseño y verificación a nivel físico que registraron un retroceso del 10% frente al tercer trimestre de 2008 y del 16,9% a lo largo de cuatro trimestres para representar un mercado de 260,8 M$.

Las ventas de los productos destinados a los bloques de propiedad intelectual (IP) registraron una baja del 10,7% secuencial en un año para situarse en 240,7 M$ y del 8% de media a lo largo de los cuatro últimos trimestres respecto de los precedentes.

En cuanto al empleo, el EDA Consortium estimaba que en el tercer trimestre de 2009 el sector empleaba a 25.942 personas en todo el mundo; es decir, un 7,9% menos que el año anterior.

Por distribución geográfica de los mercados, Europa y Oriente Medio es la más tocada, ya que registró un retroceso del 17,6% en un año situándose en 204 M$, mientras un año antes el continente americano bajaba un 8% y conformaba un mercado de 511,2 M$.

El mercado de CI analógicos aumentará un 15% ■ Según la consultora y especialista en estudios de mercado de semiconductores Databeans, tras un decremento generalizado de la industria electrónica en general experimentado en 2009, en la que tampoco se excluyen los semiconductores, el mer-

cado mundial de circuitos integrados analógicos experimentará un crecimiento del 15% para situarse en un volumen de 15.000 M$, frente a los 13.000 M$ registrados durante el ejercicio anterior.

Según dicho estudio, la clasificación

de los cinco primeros suministradores no experimenta cambios, aunque los cuatro primeros registraron una pérdida en la participación del mercado, salvo Texas Instruments, que registró un leve incremento del 1%.

Facturación mundial de circuitos analógicos de aplicación general por fabricantes 2008-2009 Empresa

Situación en 2009

Texas Instruments Analog Devices National Semiconductor Maxim Integrated Products Linear Technology STMicroelectronics ON Semiconductor Intersil Fairchild Semiconductor Richtek Otros Total Fuente: Estimaciones de la consultora Databeans.

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Facturación en 2009 (M$) 2.436 1.690 1.098 1.037 894 497 368 329 277 246 4.116 12.989

Cuota de mercado en 2009 18,8% 13,0% 8,4% 8,0% 6,9% 3,8% 2,8% 2,5% 2,1% 1,9% 31,7%

Situación en 2008 1 2 3 4 5 6 8 7 9 13

Facturación en 2008 (M$) 2.751 2.048 1.510 1.232 1.148 588 398 398 366 215 4.691 15.343

Cuota de mercado en 2008 17,9% 13,3% 9,8% 8,0% 7,5% 3,8% 2,6% 2,6% 2,4% 1,4% 30,6%

Variación 2008/2009 -11% -17% -27% -16% -22% -15% -7% -17% -24% 14% -12% -15%

actualidad

Tecnología

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Actel combina FPGA de señal mixta con núcleo ARM ■ Con la introducción del primer miembro de la familia SmartFusion, Actel da un paso adelante en la integración de sistemas incrustados complejos puesto que ofrece en un único dispositivo redes de puertas programables por el usuario basadas en memoria flash, un núcleo de procesador ARM Cortex-M3 de 32 bit y bloques analógicos programables.

Según el fabricante, el nuevo producto, evolución de la familia Fusion comercializada en 2005, permite al diseñador de sistemas incrustados optimizar los compromisos hardwaresoftware de forma rápida sin necesidad de realizar cambios en la placa de circuito impreso.

Para Actel, SmartFusion cubre un mayor segmento del mercado situado en la intersección de las FPGA, los circuitos analógicos programables y los microcontroladores en aplicaciones como sistemas de gestión de potencia, control de motores, automatización industrial, equipos médicos y telecomunicaciones.

El sistema microcontrolador está basado en Cortex-M3 con reloj de 100 MHz, tiene una dotación de hasta 512 KB de flash y 64 KB de SRAM. En su versión de máxima capacidad integra hasta 500.000 puertas de sistema capaces de trabajar a 350 MHz.

Cree integra 24 LED en un encapsulado con conexión directa a un disipador de aluminio ■ El Xlamp MPL Easy White, desarrollado por Cree, proporciona hasta 1500 lumens a 250 mA. Si bien estos valores referidos al mejor caso representan una corriente de gobierno pulsada en lugar de constante, mediante una electrónica adecuada y un disipador, el dispositivo puede entregar una potencia luminosa de salida equivalente y con un consumo un 78% inferior que una lámpara de halógeno tradicional del tipo BR-30 de 3000 K y 75 W. Estos valores satisfacen las especificaciones de eficiencia por lumen recogidas en el programa Energy Star para las lámparas LED integrales.

Una característica destacable es que permite al diseñador de luminarias liberarse de tener que ajustar la salida de color de múltiples LED en cada luminaria.

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Caracterización para microondas y ondas milimétricas

Rohde & Schwarz anuncia el primer analizador de redes de cuatro puertos hasta 67 GHz ■ El analizador R&S ZVA67 de Rohde & Schwarz se anuncia como el primer analizador de red del mercado que dispone de cuatro puertos para medidas hasta 67 GHz. Su margen dinámico de 110 dB a 67 GHz y potencia de salida (6 dBm a 67 GHz) confieren al instrumento la flexibilidad y el rendimiento necesarios para caracterizar los componentes y módulos en el ámbito de microondas y ondas milimétricas. Esto permite a los usuarios en I+D determinar los parámetros S de dispositivos multipuertos de forma rápida y precisa. Como ventaja adicional, las cuatro fuentes internas de señal reducen la complejidad del sistema de medida y el número de equipos requeridos al no necesitar generadores de señales externos.

MEDIDAS EN DISPOSITIVOS CON MÚLTIPLES PUERTOS Su arquitectura única que incluye cuatro puertos, cuatro fuentes integradas de señal y ocho receptores, permite realizar medidas en dispositivos mul-

tipuertos tales como mezcladores, acopladores o DUT equilibrados, con un único instrumento. Su potencia de salida de 6 dBm y su margen de barrido de potencia de >40 dBm, lo hacen especialmente indicado para caracterizar el comportamiento de las señales de corto y largo alcance de componentes activos. Es posible realizar medidas lineales y no lineales mediante una simple configuración de medida. Esta ventaja es evidente, por ejemplo, al medir los parámetros S o la intermodulación de mezcladores o amplificadores, o al medir el retardo de grupo y la fase de los conversores de frecuencia.

Ofreciendo un margen de frecuencia de hasta 67 GHz, el equipo cubre la banda requerida para la transmisión inalámbrica de datos multimedia (HDMI wireless). Otras posibles aplicaciones son, en el sector aeroespacial y de defensa, las medidas en sistemas de comunicaciones inter-satélite y sistemas de comunicaciones de extremo a extremo.

Arquitectura tridimensional para un nuevo tipo de PLD ■ Tabula, empresa de reciente creación en EE.UU., ha desvelado los primeros detalles de una nueva arquitectura de lógica programable que aúna las características de los ASIC, la facilidad de utilización de una FPGA y el precio competitivo por su facilidad de producción masiva.

Implantada en la denominada arquitectura Spacetime, permite reconfigurarse de forma rápida para ejecutar porciones de un diseño en una serie de pasos, al tiempo que estos dispositivos, realizados en tecnología de 40 nm ofrecen el doble de circuitos lógicos, idéntica cantidad de densidad de memoria, casi el triple de puertos de

memoria y eleva hasta cuatro veces las prestaciones de DSP. La construcción del dispositivo implica la utilización de capas múltiples, denominadas “dobleces” en las cuales se realizan las transmisiones de señal y de cálculo. La rápida configuración para permitir ejecutar diferentes porciones de cada función, cada dispositivo Spacetime tridimensional puede realizar un diseño complejo con sólo una pequeña fracción de los recursos que requeriría una FPGA convencional.

Inicialmente, Tabula se plantea atacar el mercado de los PLD de gama alta.

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Con soporte a múltiples emulaciones

Aeroflex actualiza el test de W-CDMA

■ El TM500 es un comprobador de comunicaciones móviles de Aeroflex que soporta múltiples emulaciones de equipamientos de usuarios o terminales junto con medidas para el estándar 3GPP W-CDMA Release 8 DC-HSDPA (Dual Cell High-Speed Download Packet Access).

El sistema de comprobación puede realizar medidas de estaciones base DC-HSDPA bajo condiciones de incremento de la demanda de usuarios, velocidad de desarrollo en el equipamiento de infraestructuras y su despliegue en redes. La emulación de terminales múltiple permite la comprobación de carga de red y su optimización. Permite un diagnóstico rápido de las infraestructuras mediante un sistema de medida eficiente y flexible.

Esta plataforma permite la realización de comprobaciones de infraestructura de red de comunicaciones móviles bajo condiciones de utilización reales y, además de soporte para DC-HSDPA, también incluye soporte para la mayoría de los estándares de comunicaciones móviles actuales como 3G y 4G, HSUPA, HSPA+, incluso LTE, permitiendo la verificación, validación y optimización de la red.

La red Dual Cell HSDPA amplía la eficiencia del espectro de las redes W-CDMA existentes en la actualidad ya que les permite incluir un método alternativo al HSPA+, incrementando los picos en la descarga hasta un máximo de 42 Mbps. Para lograrlo se utilizan dos canales de 5 MHz adyacentes en el mismo Nodo B de forma simultánea para crear un ancho de banda de descarga de 10 MHz.

Sonda diferencial de 25 GHz de LeCroy ■ LeCroy ha presentado la sonda diferencial WaveLink que aporta un ancho de banda de 25 GHz y que el propio fabricante señala como la sonda más rápida disponible en la actualidad y que se ha diseñado para trabajar junto con la línea de osciloscopios WaveMaster 8 Zi que incluye modelos con anchos de banda de hasta 30 GHz. La sonda WaveLink D2505 es una sonda diferencial que permite aprovechar todo el ancho de banda del equipo de medida sin recurrir a sistemas adicionales.

Además, la nueva sonda diferencial alcanza un tiempo de subida de 17,5 ps con un osciloscopio de 25 GHz de ancho de banda. El ruido eléctrico de base producido por la sonda se ha reducido hasta 3,1 mV a 25 GHz y a 1,6 mV a 13 GHz. Además, permite proporcionar unas características de 350 � a 7 GHz, 575 � a 13 GHz, 325 � a 16 GHz, 160 � a 20 GHz y 120 � a 25 GHz. Estos datos son alrededor del doble de carga que proporcionan otras sondas con anchos de banda similares.

La nueva sonda proporciona un valor añadido tanto en precisión de medida como en colocación de las puntas que le permite unas prestaciones no logradas con otros sistemas de sondas.

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actualidad

Tecnología

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Regulador CC/CC de punto de carga con reparto de corriente ■ El ISL8200M de Intersil se presenta como una solución completa de alimentación que permite realizar la función de conversión de CC/CC de proximidad no aislada. Implantado en cápsula QFN de sólo 15 mm de lado, este regulador PoL integra un controlador PWM, los MOSFET de potencia y sus circuitos de gobierno, una referencia de tensión de precisión (0,6 V ±0,9%, una inductancia y diversos componentes discretos. Pese a su reducido tamaño, que entrega una corriente de10 A, está diseñado en una arquitectura que permite repartir corriente y conectar en paralelo hasta seis módulos para ofrecer una intensidad total de 60 A. Acepta una tensión de entrada comprendida entre 3 V y 20 V y ofrece una salida ajustable entre 0,6 V y 6 V mediante una resistencia externa. Si bien su frecuencia de conmutación típica es de 700 kHz, su oscilador interno puede engancharse a una señal externa.

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Mediante frecuencias de terahercios

La UPC avanza en el desarrollo de sistemas de visualización ■ TeraSense es un programa financiado por el programa Consolider-Ingenio 2010 promulgado por el Ministerio de Ciencia e Investigación que tiene como objetivo aprovechar una banda de frecuencia a caballo entre la luz y las microondas para permitir desarrollar nuevos sistemas de visualización de imágenes.

Coordinado por Lluís Jofre, Profesor del Dpto. de Teoría de la Señal y Comunicaciones de la UPC, en el proyecto trabajan 16 grupos de investigación de 11 universidades españolas que conforman un equipo de130 personas expertas en electrodinámica, simulación numérica, tecnología de alta frecuencia y fusión de la información.

La tecnología basada en frecuencias de terahercios, utiliza una fuente de radiación no ionizante y se presenta como alternativa a los escáneres corporales de los aeropuertos, que sí son ionizantes, en tanto que permite obtener la difracción del cuerpo humano para detectar

la presencia o ausencia de substancias peligrosas.

Otro de los aspectos en estudio es la identificación de sustancias químicas a partir de la espectroscopia, disciplina que permite localizar la presencia productos químicos peligrosos o de explosivos sin necesidad de que el individuo deba desnudarse para de esta forma preservar su intimidad.

Con esta idea, se persigue el desarrollo del prototipo de un escáner pasivo que permitirá visualizar imágenes de personas en tiempo real con una cámara bidimensional que podría instalarse en los aeropuertos.

En el ámbito de la medicina, el objetivo es desarrollar un sistema tomográfico para visualizar bioestructuras que permitiría conocer con detalle el contenido molecular de los tejidos de un paciente para mejorar el diagnóstico médico, y más concretamente, la detección de tumores, entre otros aspectos.

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Reduce los costes de producción en 2/3

Baolab crea MEMS nanométricos en obleas CMOS ■ La empresa española Baolab Microsystems [www.baolab.com] anuncia una nueva tecnología para construir MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) a escala nanométrica en la misma estructura de la oblea CMOS, usando líneas CMOS estándar y de gran capacidad de producción. Según el fabricante, esto reduce el coste del MEMS en hasta dos terceras partes y más todavía si se crean de forma conjunta varios MEMS distintos en el mismo chip.

La tecnología NanoEMS de Baolab usa las capas de metal existentes en una oblea CMOS para formar la estructura MEMS, usando técnicas de máscara estándar. Una de las particularidades del proceso radica en que se ataca y elimina el dieléctrico intermetálico (IMD) a través de las aberturas de los puntos de contacto en la capa de pasivación usando vHF (vapor en HF). El ataque usa los equipos habituales en sistemas de producción de gran volumen y necesita menos de una hora, tiempo insignificante comparado con el total de producción.

Luego los agujeros se sellan y el chip se encapsula según las necesidades.

En los sistemas de producción convencionales, los MEMS deben construirse bien encima de la oblea en una etapa de post producción o dentro de un hueco en la oblea, en tanto que la tecnología propuesta por Baolab permite construir los MEMS usando tecnologías CMOS estándar durante el flujo normal de las líneas CMOS. NANOESTRUCTURAS MEMS El fabricante ha utilizado obleas CMOS estándar de 8'' a 0,18 µm con cuatro o más capas de metal y ha conseguido tamaños mínimos de hasta 200 nm.

Esto es un orden de magnitud menor de lo que es actualmente posible con MEMS convencionales, llevando a los nuevos MEMS NanoEMS al campo de las nanoestructuras, con el beneficio adicional de menores tamaños, menor consumo y dispositivos más rápidos.

Baolab realizará MEMS discretos incluyendo microinterruptores RF, brújulas

electrónicas y acelerómetros, así como soluciones que combinan varias funciones en un chip. El producto está destinado a diseñadores y fabricantes de teléfonos móviles, amplificadores de potencia y módulos de etapas de RF.

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actualidad

Tecnología

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Fujitsu amplía su gama de controladores de gráficos Jade de 32 bit con un modelo especial para gráficos 2D/3D ■ Fujitsu Microelectronics ha añadido un nuevo modelo a su familia de controladores gráficos Jade, el MB86R03 Jade L, que ha sido desarrollado para optimizar el coste de los sistemas de gráficos y, como el resto de la familia, incluye el núcleo procesador de 32 bit ARM926EJ-S. Basada en una tecnología propietaria CMOS de 90 nm, el nuevo dispositivo se ha optimizado para aplicaciones que requieran unas elevadas prestaciones de CPU junto con unas características gráficas 2D/3D avanzadas.

Encapsulado en un formato PBGA de 484 patillas, el dispositivo se alimenta a partir de una tensión de 3,3 V para E/S y 1,8 V para la memoria DDR2, junto con una tensión interna de 1,2 V. Se ha diseñado para trabajar en un margen de temperaturas entre -40 y +85ºC. ARQUITECTURA RISC Y UNIDAD MMU INTEGRADA El ARM926EJ-S es un procesador completamente sintetizable con la tecnología Jazelle (Java Acceleration) avanzada de 32 bit en tecnología RISC (con código de instrucciones reducido), incluye una memoria cache de instrucciones de 16 KB, otro bloque de 16 KB para cache de datos, memoria ITCM y DTCM de 16 KB, respectivamente, así como una unidad de gestión de memoria (MMU) integrada.

Este procesador trabaja con la mayoría de los sistemas operativos existentes y de uso más extendido: Microsoft Windows CE, QNX, Wind River VxWorks, Linux e Itron.

Como características adicionales se pueden señalar los interfaces ETM9 y JTAG ICE, 8 canales de acceso directo a memoria (DMA) y temporizadores de 32 bit. La frecuencia de núcleo es de 320 MHz (generada por un PLL integrado). Y entre los periféricos integrados se incluye una memoria DDR2 unificada soportando hasta 320 Mbps (con hasta 128 MB), un interface paralelo flash/SRAM con motor de descriptografiado, CAN, ADC, I2C, I2S, PWM, SPI, UART, GPIO y una interrupción externa.

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Destinados a aplicaciones en el automóvil

Rohm presenta procesadores de audio de alta fidelidad ■ Rohm Semiconductor ha desarrollado una nueva generación de procesadores de sonido optimizado para su aplicación tanto en los sistemas de audio de alta fidelidad domésticos como para su utilización en el mercado de automoción. Los 18 modelos desarrollados incluyen gran número de entradas y salidas adecuadas para adecuarse a múltiples fuentes de audio y altavoces.

Incluyen numerosas funciones de altas prestaciones como una sintonía fina que les permite realizar todo tipo de efectos de sonido para proporcionar un entorno específico. Al mismo tiempo proporciona toda una serie de funciones de corrección de sonido que permiten mejorar las características del audio. Incorporan asimismo funciones de reducción de distorsión y ruido, así como conmuta-

ción avanzada que reduce los ruidos procedentes de las vibraciones que son muy molestos, sobre todo en el entorno de automoción. También cuentan con funciones de ecualización paramétricas, circuitos de refuerzo de graves que, sobre todo, mejora las características del audio reproducido dentro del automóvil.

También se incluye un mapa de registro en todos los modelos que permiten ofrecer un control sencillo para la mayoría del software de microcontrolador que existe y que permite una actualización de funciones simple.

Desde el punto de vista del circuito completo, sólo requiere condensadores de acoplo a E/S, la distorsión por debajo del 0,001% asegura una reproducción fiable y un ruido por debajo de 3,8 µVrms permite gran calidad de reproducción.

MOSFET de conmutación rápida de Toshiba hasta 650 V / 20 A ■ La nueva familia de MOSFET de Toshiba Electronics proporciona una eficiencia mejorada junto con elevadas velocidad de conmutación para cualquier aplicación que requiera tensiones de hasta 650 V y 20 A. La serie TK mejora el funcionamiento de cualquier fuente de alimentación, sistemas de corrección del factor de potencia o balastos de iluminación.

Para lograr este dispositivo se ha combinado una tecnología avanzada de encapsulado junto con los últimos procesos en tecnología de semiconductores II-MOS VII, que ha dado como resultado unos dispositivos con una disipación térmica mejorada, características de cíclicas avanzadas y han permitido reducir la carga de puerta y la capacidad, así como mejorar la resistencia en conducción.

Están disponibles en encapsulado aislado en formato TO220SIS, así

como en TO-3P con unas dimensiones de 10x15x4,5 y 15,9x20x5 mm, respectivamente. Los dispositivos TO220SIS utilizan conectores de cobre en lugar de conexiones de periféricas lo que mejora la resistencia de las conexiones y la disipación de energía, además de permitir elevar la corriente que maneja. Los diferentes modelos están disponibles para 450, 500, 525, 550, 600 y 650 V con corrientes en el drenador de 2 a 20 A.

Incorpora tecnología nanoWatt XLP

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Microchip amplía su gama media de PIC

■ Microchip Technology ha ampliado su gama de microcontroladores de gama media con núcleo de 8 bit, con dispositivos dotados de mayor memoria y más patillas que incorporan la tecnología nanoWatt XLP. Los PIC16F19XX integran numerosos periféricos, entre ellos un módulo de detección táctil capacitiva mTouch, control de LCD, múltiples periféricos de comunicaciones y más canales PWM con temporizadores independientes.

La familia PIC16F19XX proporciona hasta 28 KB de memoria de programa flash y numerosas funciones mejoradas como EEPROM de datos, funcionalidad de periféricos para todo el margen de tensiones de trabajo de 1,8 V - 5,5 V, referencia de salto de banda de 32 niveles y tres comparadores de entrada rail-to-rail. Los microcontroladores aprovechan la arquitectura mejorada de gama media de 8 bit con 49 instrucciones para un manejo optimizado del código de programa y de datos, tanto para programadores de C como de Ensamblador.

Los diseñadores pueden hacer uso de todo el conjunto de herramientas de desarrollo estándar que propone la propia compañía con estos microcontroladores PIC16F193X y PIC16F194X.

Controlador síncrono de tensión/corriente ■ Linear Technology ha desarrollado el convertidor CC/CC síncrono de alta precisión modelo LT3741 cuya principal característica es que proporciona corrientes reguladas de hasta 20 A, por lo que es adecuado para el mercado de potencia. Con un margen de entrada de tensiones de entre 6 y 36 V, su funcionamiento tanto a corriente como a tensión constante le permite dar respuesta a toda una serie de aplicaciones que requieran una elevada corriente como la iluminación LED, cargadores de supercondensadores o controladores láser.

Este dispositivo utiliza dos conmutadores MOSFET externos para proporcionar una corriente continua de hasta 20 A sobre un margen de tensiones de salida de hasta 34 V y proporcionando una eficiencia del 95% lo que le permite eliminar la necesidad de un disipador externo. La frecuencia del regulador puede programarse y sincronizarse en un margen que se extiende entre 200 kHz y 1 MHz permitiendo que los diseñadores puedan optimizar la eficiencia a la vez que minimizan el uso de componentes externos.

El dispositivo se ha encapsulado en formato QFN de 4x4 mm y en formato térmico TSSOP en ambos casos con 20 contactos. Utiliza un esquema de control en modo corriente que le permite mantener la regulación de corriente de inductor sobre todo el margen de salida. La corriente se puede ajustar mediante una tensión analógica en las patillas de control y una resistencia de medida externa. Incluye, asimismo, protección frente a sobretensiones que se puede ajustar mediante un divisor de tensión externo.

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actualidad

Empresas

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Sistema en solo CI

Sistema de National para monitorización y control de PMBus ■ El LM25066 de National Semiconductor es el primer sistema industrial en proporcionar monitorización, protección y control dentro de una misma pastilla con soporte a bus PMBus por lo que es muy adecuado para servidores masivos, sistemas de almacenamiento de red, enrutadores y conmutadores o cualquier subsistema modular que requiera una elevada fiabilidad y necesite reducir los costes operativos.

Integra un sistema de monitorización de altas prestaciones, así como protección y bloques de control para la gestión precisa de la electricidad en condiciones operativas de cada elemento del chasis. También proporciona una monitorización precisa del consumo de energía del sistema crítico, así como de las condiciones de fallo.

El LM25066 proporciona información continua del sistema ya sea consumo de energía en tiempo real, tensión, corriente, temperatura o cualquier tipo de dato de fallo para cada uno de los elementos del subsistema. El interfaz de comunicaciones del bus de gestión de sistema del dispositivo proporciona estos datos utilizando el protocolo PMBus. LIMITACIÓN DE CORRIENTE Entre los elementos clave se encuentra una tensión de entrada entre 2,9 V y 17 V con una limitación de corriente seleccionable entre 25/50 mV sobre todo el margen de tensiones de bus intermedias y corrientes de carga. El sistema de monitorización permite la medida de tensión y corriente a una cadencia de 1.000 veces por segundo con una precisión en la medida del 3% sobre todo el margen de temperaturas que se extiende entre -40 y +125ºC. Además, el muestreo simultáneo de la corriente y la tensión permite una medida real del consumo de energía.

Los bloques de control y protección incluyen una arquitectura de cambio en caliente única de National Semiconductor que proporciona una limitación de corriente y potencia para la protección de los circuitos durante la inserción de placas en el chasis. El bloque de protección también proporciona protección de histéresis. Al mismo tiempo se incluyen herramientas de software para simplificar el diseño de aplicaciones y la verificación del sistema. El circuito se ha encapsulado en formato LLP de 24 contactos con unas dimensiones de 4x5 mm.

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Circuitos de RF

Detector de potencia eficaz de precisión ■ Implantado en tecnología BiCMOS con sustrato de SiGe, el Maxim MAX2203 es un detector de potencia que trabaja entre 800 MHz y 2 GHz y entrega una tensión en función del nivel de potencia de RF eficaz a la entrada a condición de que esté comprendida entre –25 dBm y +3 dBm. Cada evolución de 1 dB de la potencia de RF se traduce en una variación correspondiente de 35 mV de la tensión de salida. Típicamente, en una aplicación de control de potencia, este componente se sitúa entre un acoplador direccional y un convertidor A/D. Caracterizado por su precisión, con independencia de la modulación, el error eficaz típico es de 0,1 dB con una modulación W-CDMA sin que le afecten en demasía las variaciones de temperatura. Trabaja con una tensión de alimentación comprendida entre 2,5 y 4,2 V y consume 5 mA en modo activo y menos de 1 µA en reposo. Se suministra en cápsulas WLP de 6 puntos de conexión.

Yokogawa avanza en el análisis del bus FlexRay ■ Yokogawa anuncia una opción que permite realizar análisis de bus FlexRay utilizando sus osciloscopios de señal mixta y cuatro canales de la serie DLM2000.

Diseñada para proporcionar tanto el análisis de protocolo como de observación de la forma de onda de la capa física en las redes locales de vehículos FlexRay, la nueva función permite capturar las señales del bus con una amplia variedad de disparos específicos para analizar y detectar parámetros que afecten la señal del bus de forma automática y visualizarlos en forma de información de paquetes por debajo de la forma de onda en el dominio del tiempo y buscar o disparar condiciones específicas de un bus serie. Entre las condiciones de disparo posibles destacan las combinaciones de disparo de datos/identificación de datos y combinaciones de disparo de bus serie con disparos normales de flanco.

Una característica de relevancia del la función de análisis de la serie DLM2000 (hasta 500 MHz de ancho de banda y 2,5 GS/s con una profundidad de memoria máxima hasta 125 Mpuntos) radica en que permite el análisis simultáneo de diferentes buses; resultados de análisis y de formas de onda origina dos buses con diferentes velocidades que pueden visualizarse en pantallas con zoom individuales con diferentes escalas.

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OPINIÓN 16

La nueva propuesta de RoHS se discutirá en 2010 Gary Nevison Responsable del Área de Legislación Farnell

■ ENTRE LOS CAMBIOS PROPUESTOS EN EL BORRADOR DE PROPUESTA DEL PARLAMENTO EUROPEO para modificar la Directiva RoHS está la inclusión de todos los productos eléctricos. Se pretende añadir otra categoría a las diez ya existentes, cuyo ámbito incluiría "todos los demás equipos eléctricos y electrónicos que no están mencionados en ninguna de las otras diez categorías".

Además de la incorporación de la undécima categoría, se eliminará la exclusión actual de las herramientas industriales estáticas a gran escala. Aunque las opiniones a este respecto están repartidas, es posible que el ámbito de la directiva abarque todos los equipos eléctricos y electrónicos, incluyendo los equipos de producción industrial en línea. Se prevé que los equipos dentro de la nueva categoría 11 entren en el ámbito en julio de 2014, casi al mismo tiempo que las categorías 8 y 9.

“Se propone cambiar la controvertida frase sobre ‘equipos que son parte de otros tipos de equipos que no entran en el ámbito y sólo pueden funcionar como parte de ese equipo’ por ‘parte de equipos de instalaciones estáticas o de transporte que no sean equipos electrónicos ni eléctricos’"

“Las nuevas propuestas serán discutidas en 2010 y probablemente 2011, y de nuevo pueden tener un impacto significativo en la industria, generando más recolección de datos sobre los productos que entran en el ámbito y las nuevas sustancias restringidas”

Se propone cambiar la controvertida frase sobre "equipos que son parte de otros tipos de equipos que no entran en el ámbito y sólo pueden funcionar como parte de ese equipo" por "parte de equipos de instalaciones estáticas o de transporte que no sean equipos electrónicos ni eléctricos".

Esto incluiría todos los equipos eléctricos que se utilizan en la construcción y el transporte (a menos que estén incluidos en otra legislación como la Directiva relativa a los vehículos al final de su vida útil) y todas las "instalaciones fijas" y partes eléctricas en aviones, trenes, barcos y vehículos comerciales. Bajo estas propuestas, el muy mentado ejemplo de los radios de los autos entraría en el ámbito.

POSIBLE AMPLIACIÓN DE LA LISTA DE SUSTANCIAS RESTRINGIDAS La lista de sustancias restringidas que están incluidas en la Directiva RoHS podría aumentar considerablemente con las propuestas, e incluye PVC, sustancias plastificadoras cloradas, organohalógenos, retardantes de llama y los ftalatos BBP, DBP y DEHP. Éstos no se impondrán en los productos de las categorías 8, 9 o en la nueva categoría 11 hasta que la Comisión haya realizado su investigación y proponga una fecha.

La excepción para recambios se limitará a 42 meses tras la entrada en vigor de la directiva modificada. Sin embargo, los recambios tendrán una excepción cuando la excepción de los equipos haya expirado. La nuevas sustancias restringidas que incluyan PVC, sustancias plastificadoras cloradas, organohalógenos, retardantes de llama y los ftalatos BBP, DBP y DEHP también serán restringidas como recambios.

En relación con las sustancias exentas, el Parlamento Europeo propone que el período de validez debe ser de "hasta" cuatro años y no de cuatro años como lo es actualmente.

La Comisión decidirá en seis meses si cuando una excepción expira, se renovará o no. Se permitirán periodos de gracia de hasta 18 meses después de la fecha de expiración de la excepción.

Además, la Comisión propone cambiar la definición de materiales homogéneos para que esté más en línea con la definición de RoHS China, que dice que un material homogéneo es aquel que consiste de un sólo material, una combinación de varios materiales que no se pueden separar mecánicamente o un enchapado.

Las nuevas propuestas serán discutidas en 2010 y probablemente 2011, y de nuevo pueden tener un impacto significativo en la industria, generando más recolección de datos sobre los productos que entran en el ámbito y las nuevas sustancias restringidas.

Los tres protagonistas principales son la Comisión Europea, el Consejo de Ministros con el respaldo del Grupo de Trabajo del Environmental Council y el Parlamento Europeo.

Los tres deben acordar el borrador final de las modificaciones, pero en la actualidad sus opiniones difieren en temas esenciales como el ámbito, las herramientas industriales estáticas a gran escala, las restricciones de sustancias adicionales, y las excepciones y el cumplimiento con CE.

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Electrónica de Potencia

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Auge tecnológico y crisis coinciden en la Electrónica de Potencia La Electrónica de Potencia (EP) es indispensable para el funcionamiento de todos los equipos con alimentación eléctrica. Pese a su continua evolución y al auge de nuevas formas fuentes de energía, la crisis está dejando huella en el sector, por lo que las empresas se han visto obligadas a responder a los nuevos retos y necesidades planteadas por la coyuntura económica. Energías renovables, medios de transporte y uso racional de la energía se vislumbran como las tres grandes áreas de oportunidad.

Nuria Calle

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omo se destacó en el transcurso de la Conferencia y Muestra Internacional de Electrónica de Potencia Europea (EPE 2009) celebrada en Barcelona, la EP se ha convertido en la base fundamental para la gran mayoría de los procesos industriales, para la utilización racional de la energía y las nuevas tecnologías aplicadas tanto al transporte individual como al colectivo. Estas áreas están creciendo rápidamente y requieren nuevos conceptos para cumplir los requisitos de costes y fiabilidad, así como de tipo medioambiental. Además, las mejoras introducidas en los semiconductores de potencia, junto con nuevas y avanzadas topologías y la incorporación de sistemas, están impulsando una EP de alta frecuencia a escalas más pequeñas, más baratas y más eficientes, que permiten nuevas aplicaciones.

Pese a estas interesantes perspectivas, los momentos de incertidumbre económica que se están viviendo también afectan la marcha de este mercado. El sentir generalizado del sector queda reflejado en la opinión de Joaquín José Chacón, Director General de Saft Baterías, quien comenta: “No podría decir que nos ha-

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ya sorprendido la evolución del mercado en 2009. Todos esperábamos un año flojo, con pocos proyectos sobre la mesa y con muchas reticencias de las grandes empresas y administraciones por emprender nuevas obras de grandes proporciones sin conocer exactamente cuándo va a comenzar a reanimarse la economía”.

Edmundo Fernández, Director de Electrónica y Medio Ambiente de la Asociación de Empresas de Electrónica, Tecnologías de la Información y Telecomunicaciones de España (AETIC), explica que realizar una estimación del volumen del mercado de la EP es muy difícil ya que se encuentra muy disperso. Pese a ello, desde la asociación se considera que el tamaño del mercado durante 2009 se redujo en aproximadamente un 8%. “Si bien se trata de una especialidad con un futuro claro, que por lo tanto debería crecer de manera significativa, durante el pasado año se produjo una evolución diferente entre el primer y el segundo semestre. Durante los seis primeros meses se notó un ligero aumento de la demanda, derivado de los múltiples compromisos y pro-

gramas existentes, pero a media que estos se fueron cumpliendo se registró una caída del mercado que condujo a una fuerte disminución de la cartera de pedidos y, por lo tanto, de la demanda. Esto implicó una caída significativa del mercado durante la segunda mitad de año”.

Desde EBV Elektronik, Antonio Fernández, Responsable Europeo de Energías Renovables y Director Técnico de EBV Iberia, señala que la crisis ha provocado una enorme precaución en la fabricación de equipos y por tanto en la compra de componentes, al no haber visibilidad real de las necesidades del mercado. “Los stocks en fábrica bajaron y a finales de 2009, cuando se ha reiniciado la compra de componentes, los plazos de entrega se han disparado de forma alarmante”. Advierte, además, que esta situación de dificultades de suministro se mantiene en la actualidad, dado que la demanda de componentes es superior a la capacidad de producción existente, que disminuyó sustancialmente también debido a la crisis.

Por su parte, Albert Carrera, Director de Marketing de Salicru, se muestra un poco más optimista en su valoración. Subraya que aunque el último

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año ha estado marcado por una desaceleración generalizada de los mercados y una recesión en la inversión a nivel global, que sin duda ha afectado a los sectores de operación de la EP se ha tratado de un buen año para este negocio.

Argumenta que, “si bien no se ha experimentado el ritmo de crecimiento de años anteriores, hemos mantenido nuestro nivel de producción y de facturación en niveles similares, en contraste con la tónica generalizada de un gran número de sectores industriales de nuestro país. En concreto, Salicru sigue siendo hoy la primera empresa nacional en electrónica de potencia en España y líder en cada uno de sus productos, dentro del segmento de fabricantes españoles”.

Pau Colomer, Director de Producto de IC de Premo, coincide con su colega al explicar que su apreciación es que la evolución del mercado ha sido a la alza, sobre todo en exportaciones y en aplicaciones derivadas de los vehículos.

Aunque, desde AETIC, Edmundo Fernández pronostica que durante 2010 no se prevén recuperaciones en el sector y que puede producirse una nueva caída debido a la inexistencia de cartera de pedidos en aquellos sectores usuarios de este tipo de electrónica, los responsables de las empresas consultadas por Mundo Electrónico se manifiestan con una mayor confianza en el porvenir.

VÍAS DE FUTURO “En el mercado de la EP, la crisis mundial se ha traducido lógicamente en una disminución de resultados por la escasez de proyectos en curso ante las precauciones de las AA.PP.

El poder de la Naturaleza Las energías renovables son una de las apuestas más fuertes del sector, sin embargo, en 2009 parece que se ha producido un frenazo. En nuestro caso, además de la crisis, hay que añadirle los efectos de la entrada en vigor del Real Decreto 1578/2008 que regula la energía solar fotovoltaica. “Las energías renovables son un pilar fundamental de la EP y el parón de las inversiones ha tenido lógicamente consecuencias dramáticas en este mercado”, confirma desde EBV Iberia Antonio Fernández, su responsable europeo de Energías Renovables.

“Los fabricantes que suministraban equipos exclusivamente para el mercado nacional están pasando por un mal momento, sobre todo en el sector fotovoltaico.

Sin embargo aquellos que han desarrollado el mercado exterior (Alemania, Italia, Francia, Europa del Este, EE.UU., China) están disfrutando de un repunte en fabricación y ventas que supone su garantía de futuro”, comenta.

“Muchas empresas sólo estaban presentes en el mercado nacional con lo que, cuando se ha frenado la demanda en España, no estaban preparados para salir a otros mercados. Parece también que la legislación en el mercado eólico va a tender a ser más restrictiva y eso ha disminuido la actividad en el sector”, coincide Carlos Oliver, Stack Manager de Semikron.

“Nuestro país es un referente mundial en la apuesta de este tipo de energía y existe una cultura y conocimiento muy elevados sobre la necesidad y los beneficios obtenidos”, comenta Albert Carrera, Director de Marketing de Salicru.

Por esta razón estima que poner freno al desarrollo de la energía solar fotovoltaica supondría perder una gran ocasión, tanto de desarrollo industrial como de aprovechamiento de energía renovable. Su consejo es que la Administración y las asociaciones deben llegar a un acuerdo para reorientar la situación del sector y volver a convertir el mercado de la energía solar fotovoltaica en uno de los objetivos primordiales en la apuesta de la eficiencia energética y las renovables.

Joaquín José Chacón, Director General de Saft Baterías, considera que las energías renovables siguen siendo una de las mayores inversiones de futuro para el desarrollo del sector, pero indica que se está produciendo un cambio.

“Se están modificando los parámetros con los que las manejábamos y debemos adaptarnos. Hace tres años nadie estimaba, ni de lejos, que una de las soluciones fuese almacenar energía eléctrica; hoy en día nadie lo duda. Y este concepto de almacenamiento, que parece relativamente sencillo, supone una transformación enorme”, asegura.

“Durante 2010 no se prevén recuperaciones en el sector y que puede producirse una nueva caída debido a la inexistencia de cartera de pedidos en aquellos sectores usuarios de este tipo de electrónica”

Edmundo Fernández (AETIC)

“La crisis ha provocado muchísima precaución en la fabricación de equipos y por tanto en la compra de componentes, al no haber visibilidad real de las necesidades del mercado”

Antonio Fernández (EBV Elektronik)

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Electrónica de Potencia

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“La aparición de nuevas soluciones de generación, transporte, almacenamiento y distribución de la energía repercutirán positivamente en la evolución de nuestro mercado”

Joaquín José Chacón (Saft Baterías)

“Si las empresas españolas aprovechan la oportunidad para exportar sus productos y entrar en nuevos mercados, sin deslocalizar la fabricación fuera de España, el mercado en España también crecerá a corto y medio plazo”

Carlos Oliver (Semikron)

en este entorno económico general. Con este panorama, los más débiles están sufriendo, y en algunos casos desapareciendo, mientras que los que ya ofrecían productos de calidad, apostando por la I+D, están consiguiendo capear el temporal”, afirma el Director General de Saft Baterías, Joaquín José Chacón. No obstante, el directivo llama la atención sobre lo que a su juicio es un cambio que se está produciendo en el sector de la energía y que influirá de manera fundamental en el mundo de la EP. “Hoy en día ya nadie pone en duda los efectos del cambio climático y que éste se produce por la masiva emisión de gases nocivos a la atmósfera. Por otro lado, la necesidad de energía en cualquier punto del planeta, en cualquier momento y con impacto ambiental nulo será un hecho en pocos años. Esto está llevando a potenciar las energías renovables, los sistemas de almacenamiento energético, los transportes basados en estrategias de energías limpias y eficientes, las microrredes de distribución de electricidad, etc., conceptos nuevos que van a suponer una revolución en nuestro sector a medio/largo plazo. En este sentido, yo soy muy optimista con nuestro futuro y creo sinceramente que la aparición de nuevas soluciones de generación, transporte, almacenamiento y distribución de la energía repercutirán positivamente en la evolución de nuestro mercado”.

Por su parte, Carlos Oliver, Stack

ACTUAR CON ACIERTO Las medidas a adoptar para superar con éxito la crisis son varias, según los implicados en el sector. Todos coinciden en que la inversión en I+D

Novedades de producto Éstos son algunos de los productos recientemente desarrollados y destacados por las propias empresas del sector: SAFT Intensium Flex: sistema de almacenamiento energético basado en la tecnología electroquímica de Li-ión, flexible y adaptable a diversas aplicaciones y servicios relacionados con el sector energético. Su principal característica es su alta eficiencia que le permite adaptarse a variadas circunstancias de generación y distribución eléctrica.

SEMIKRON En 2010 introducirá en el mercado la 4ª generación del módulo inteligente SKiiP. Este producto, muy utilizado en aplicaciones de generación eólica, será 100% sin soldadura e incorporará los chips Trench 4 y la tecnología SKiNTER.

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Manager de Semikron, expone que, si bien se ha registrado un paréntesis en el rápido crecimiento que se ha experimentado estos últimos años prevén que el mercado, tanto a corto como medio plazo, se recuperará de manera rápida, especialmente fuera de nuestras fronteras.

“Si las empresas españolas aprovechan la oportunidad para exportar sus productos y entrar en nuevos mercados, sin deslocalizar la fabricación fuera de España, el mercado en España también crecerá a corto y medio plazo”, asegura.

Albert Carrera, Director de Marketing de Salicru, sostiene que es momento de “trabajar y esforzarnos, más si cabe, para recuperar la confianza en el mercado, para lo que se debe incrementar las inversiones en I+D y aumentar el apoyo al canal de distribución. Pero, a pesar de todo, seguimos pensando que se trata de un mercado con grandes expectativas a todos los niveles. Nosotros estamos presentes en el mercado desde 1965 y nuestra expansión ha sido realmente exponencial, ya que hoy en día la sociedad tiene una dependencia energética clara y continuamente surgen nuevos retos y necesidades que resolver desde nuestra posición como centro de transferencia tecnológica”.

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y el apoyo de la Administración son claves, pero hay más elementos y decisiones que pueden contribuir a la mejora de resultados.

“Los tiempos de crisis son tiempos para innovar, para superarse en todos los aspectos, para reinventarse”, enfatiza el Responsable Europeo de Energías Renovables y Director Técnico de EBV Iberia, Antonio Fernández Herrera. En su opinión, “la Administración puede ayudar con incentivos a la I+D y fomentando el empleo en empresas innovadoras con perspectivas reales de futuro, redistribuyendo las ayudas que se asignan a industrias en declive”.

Desde Saft Baterías, su Director General, Joaquín José Chacón, apunta la necesidad de invertir en I+D, pero “teniendo en cuenta lo que realmente está ocurriendo en el sector”.

Indica que no hay que olvidar que estamos en un mundo globalizado.

“Las soluciones que adoptemos en España valdrán para Medio Oriente o para Sudamérica y debemos estar bien informados de lo que necesitamos desarrollar e innovar. Ya no existen mercados recónditos donde incrementar las ventas de nuestros productos. En estos momentos se llega a cualquier rincón del mundo.

Ahora debemos ofrecer otra cosa”.

Por eso, entiende que la Administración puede ayudar mucho, en especial, desde dos puntos de vista. “Por un lado debe indicar claramente cuáles son las líneas estratégicas de desarrollo del país y del entorno donde

nos movemos mediante encuentros internacionales que ayuden a crear líneas comunes de desarrollo, mantenidas en el tiempo, para que nosotros dediquemos nuestros recursos a atender esas necesidades y, por otro, fomentar la creación de sistemas de comunicación entre el sector empresarial y la Administración para el intercambio directo de información que enriquezca el desarrollo del sector”.

Carlos Oliver, Stack Manager de Semikron, insiste en que es fundamental que la empresa española ofrezca sus productos en el exterior donde están surgiendo muchas oportunidades de negocio. Como idea aporta que la Administración podría ayudar dando facilidades a las empresas exportadoras.

En Salicru ponen como ejemplo su experiencia. “Hemos basado nuestra estrategia empresarial en la conjugación de nuestra capacidad de internacionalización con un valor fundamental para nosotros: la proximidad al cliente y nuestra capacidad de respuesta a sus necesidades, ya sean globales o puntuales. Por este motivo, disponer de una red comercial cohesionada, preparada y con una cultura empresarial sólida, es fundamental para nuestro negocio”, afirma su Director de Marketing, Albert Carrera. Respecto a la ayuda de la Administración considera que debe seguir apoyando al sector facilitando el acceso a la financiación de proyectos tecnológicos y de I+D+i, que redunden en una mejor eficien-

SALICRU Equinox es una nueva gama de inversores fotovoltaicos para instalaciones de energía solar. La compañía destaca su ligereza, su reducido tamaño y una alta fiabilidad.

La novedad tecnológica más importante es que permite un incremento de la energía solar obtenida de hasta el 10%.

“Disponer de una red comercial cohesionada, preparada y con una cultura empresarial sólida, es fundamental para nuestro negocio”

Albert Carrera (Salicru)

“Los productos de calidad y alta eficiencia deben ser los objetivos de las compañías”

Pau Colomer (Premo)

EBV ELEKTRONIK Chip IGBT4 de Infineon Technologies. Permite elevar la temperatura de la unión de trabajo hasta 150ºC con un importante equilibrio entre pérdidas de conducción y conmutación.

MOSFET de alta tensión (600V) CoolMos C6 y CP de Infineon, MDmesh V de STMicroelectronics y SupreMOS de Fairchild Semiconductor. Proporcionan pérdidas de potencia mínimas en aplicaciones de red.

Módulos MIPAQ Serve de Infineon. Integran un inversor trifásico de hasta 200 A/1200V con sus controladores en un encapsulado compacto.

Controladores ACPL-332J de Avago Technologies y 1ED020I12-F de Infineon.

Permiten controlar IGBT con aislamiento y máximas protecciones.

DSP de coma flotante TMS320F28335 de Texas Instruments y microcontroladores Cortex STM32 de STMicroelectronics, dirigidos al control de equipos de potencia.

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Electrónica de Potencia

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cia energética beneficiosa tanto en el sentido estrictamente económico como en el ambiental, en lo que se refiere a ahorro de energía y de emisiones.

Por último, Pau Colomer, Director de Producto de IC de Premo, marca la

especialización como estrategia de futuro e indica que los productos de calidad y alta eficiencia deben ser los objetivos de las compañías, por lo que a su parecer la Administración debe subvencionar la innovación y calidad.

LA POSICIÓN DE ESPAÑA Europa es líder en el campo de la EP y cuenta con reconocidas compañías e importantes laboratorios académicos que mantienen al viejo continente a la vanguardia de esta tecnología. España sigue esta línea

Vehículos híbridos y eléctricos imponen nuevos retos a los componentes magnéticos La industria del automóvil está apostando en los últimos años por el desarrollo de vehículos eléctricos e híbridos utilizando baterías ión litio de alta tensión (400 V) y un convertidor de frecuencia que mueve el motor eléctrico.

La electrónica del coche sigue alimentándose a 12 V; por tanto, es necesario introducir un convertidor CC/CC aislado que convierta la alta tensión de la batería a tensión útil para la electrónica del coche. Estos convertidores pueden llegar a potencias del orden de 3,5 kW (14 V/ 250A).

Los nuevos coches eléctricos introducirán además la posibilidad de cargar la batería mediante postes de carga externos o domésticos, necesitando un módulo PFC (corrector del factor de potencia) y un convertidor aislado que alimenta la batería. Los cargadores para uso doméstico son de unos 3,3 kW (400 V/7,5 A) mientras que los de poste de carga externos pueden llegar hasta 43 kW como el nuevo Renault Zoe que comercializará en 2013.

Estos convertidores, disponibles en el mundo industrial de la electrónica de potencia, nunca se han aplicado antes en automoción. Surgen, por tanto, nuevos requisitos para este tipo de convertidores: - alta densidad de potencia (0,15 l/kW)

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- aislamiento galvánico superior a 3000 V - alta eficiencia (> 90%) - muy bajo perfil y peso - capaz de soportar cambios térmicos bruscos (-40ºC a +125ºC) - inmunes a vibraciones superiores a 10 g Aproximadamente el 40% de las pérdidas y el 50% del espacio de un convertidor lo ocupan los componentes magnéticos; por tanto, es lógico pensar en la necesidad de optimizar su densidad de potencia, a la vez que hacerlos robustos y extremadamente eficientes.

El Grupo Premo, firma española que cuenta con una amplia experiencia en el desarrollo de componentes magnéticos de potencia, ha desarrollado una nueva serie, denominada HPT, de transformadores planares con muy alta eficiencia (>99%), robustos y capaces de soportar temperaturas extremas (hasta 180ºC). El aislamiento se consigue mediante una impregnación de resina epoxy al vacío, utilizando por tanto la ventana máxima disponible para el cobre, manteniendo las distancias entre primario y secundario que requieren las normativas de seguridad. Las conexiones externas se realizan mediante tornillo roscante, permitiendo alta capacidad de corriente a la vez que robustez mecánica. Incluye una placa de aluminio en la base para su óptima disipación a través del disipador del convertidor.

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La tendencia ecológica abre caminos La llamada de atención que el mundo en su conjunto está experimentando respecto a la demanda de una mayor eficiencia energética es uno de los nichos de negocio que el sector ha detectado como imprescindible. La EP puede contribuir al ahorro energético mediante la optimización del consumo tanto en la industria como en servicios y en viviendas. La regulación de la velocidad de los motores eléctricos es una de las aplicaciones más utilizadas de la EP, por lo que ha superado el estricto marco industrial y ha llegado a equipos de aire acondicionado, lavadoras y ascensores. La EP también es esencial para los nuevos sistemas de almacenamiento de energía, como pueden ser las pilas de combustible, baterías, súpercondensadores, volantes de inercia y bobinas superconductoras. En el campo de la movilidad, es la tecnología base del coche eléctrico y está aportando grandes innovaciones a los transportes ferroviarios, que deben experimentar un gran desarrollo futuro.

Pero donde parece ser que se hace más patente la gran importancia actual de la EP es en el ahorro de energía de los equipos eléctricos mediante un uso más eficiente de la electricidad ya que se estima que, aproximadamente, se puede ahorrar entre un 15% y un 20% del consumo eléctrico mediante una aplicación extensiva de la electrónica de potencia.

El Director General de Saft Baterías, Joaquín José Chacón, confirma desde la experiencia de su compañía estas apreciaciones. En el caso de su organización, las oportunidades que la demanda de una mayor eficiencia energética están relacionadas con la aparición en el mercado del concepto de almacenamiento de la energía eléctrica. “El almacenamiento de electricidad en grandes cantidades permite gestionar de manera enormemente eficiente la red eléctrica, permite guardar lo que se genera en cualquier circunstancia y permite entregar energía en cualquier momento. Dicho de otra forma, en un mundo energético cada vez más complejo por el mix de generación y por la aparición de clientes más exigentes y con mayores requerimientos, el almacenamiento de la electricidad se presenta como la gran baza para poder casar en todo momento la oferta con la demanda de manera altamente eficiente”.

Albert Carrera, Director de Marketing de Salicru, destaca que desde los inicios su empresa apostó por la eficiencia energética, pero es en estos momentos cuando se da con más fuerza ya que se muestran convencidos de que “el respeto del entorno no se basa sólo en una actitud empresarial responsable en el ejercicio de nuestra actividad. El objetivo de Salicru es ofrecer a nuestros clientes soluciones cada vez más sostenibles y competitivas, contribuyendo a reducir las emisiones de CO2 y el gasto energético. En definitiva, un beneficio para el medio ambiente y para la economía”. Carrera enumera tres caminos en el sector de SAI que deben ser especialmente atendidos: las AA.PP., los grandes clientes y la orientación de manera general del producto a las TI ecológicas. “En contraste con la situación generalizada de recesión, el tejido empresarial y doméstico es cada vez más consciente de la necesidad de contar con equipos que permitan un consumo más eficiente de la energía, y no contemplan estos equipamientos como un gasto sino como una inversión para proteger sus bienes productivos. Tanto en clave económica como desde una postura socialmente responsable, confiamos en que el mundo de la empresa siga apostando por la seguridad energética así como por el futuro de sus negocios”.

Con la campaña ECOmise it, EBV Elektronik define su posición para afrontar el reto que presenta el cambio climático global y para ser una de las compañías líder de la industria de semiconductores en lo que se refiere a responsabilidades ecológicas. “La demanda de mayor eficiencia energética implica replantearse el diseño de multitud de equipos. Para ayudar en esta tarea a nuestros clientes, EBV ha desarrollado esta campaña”, explica Antonio Fernández, Responsable Europeo de Energías Renovables y Director Técnico de la compañía. El objetivo de la campaña no es solo intentar compensar las emisiones mediante el apoyo de proyectos medioambientales seleccionados y de diseños desarrollados con avanzada tecnología para fabricar semiconductores con eficiencia ecológica, sino que también pretende aumentar la conciencia general de empleados, proveedores, socios y de la opinión pública sobre este tema.

y hay varios ejemplos de colaboración entre empresas y centros de investigación. Premo, por ejemplo, ha firmado recientemente un acuerdo de colaboración con la Universidad Politécnica de Madrid a través del Centro de Electrónica Industrial (CEI). Los objetivos de este acuerdo son el diseño y el desarrollo de tecnologías base para su uso en electrónica de potencia especialmente dirigido a los campos de automoción, renovables, aviónica, ferrocarril y medicina.

Tal y como indica Joaquín José Chacón, Director General de Saft Baterías, en España se unen dos factores que hacen que nuestro país mantenga una posición interesante respecto al resto de naciones. “En primer lugar somos líderes mundiales en energías alternativas o renovables, eólica y fotovoltaica, y también disponemos de grandes empresas que son actores relevantes en muchos puntos del planeta con una puesta firme por su desarrollo. Por otro lado, desde la Administración se está apostando por el desarrollo de los vehículos eléctricos que constituyen, sin ninguna duda, un campo de crecimiento muy importante para nuestro sector”.

Carlos Oliver, de Semikron, subraya que haber desarrollado tecnologías y productos, sobre todo en aplicaciones de energías renovables, nos permite estar bien situados a la hora de intentar salir al exterior a ofrecer estos productos. Aunque no deja pasar la ocasión de recordar que, por otro lado, hay que confiar en que las empresas sigan fabricando su producto en España y no se vean "forzadas" a trasladar la fabricación a aquellos países en los cuales exista la demanda del producto en cuestión.

“Todo el mundo coincide en que una de las medidas a adoptar para salir de la situación actual es un cambio de modelo productivo hacia actividades de alto valor añadido”, explica Edmundo Fernández desde AETIC. También observa que, en paralelo, se está produciendo un desarrollo espectacular de medidas encaminadas a respetar el medio ambiente.

Según describe, ambas líneas necesitan de los productos del sector TIC y, sobre todo la segunda, de la electrónica de potencia en particular, por eso, no duda que la generación de energías alternativas o el coche eléctrico son dinamizadores claros del mercado de la Electrónica de Potencia. ● Mundo Electrónico | ABR 10

tendencias

Diseño

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Información en la amplitud

Diseño básico de la cadena de señal (I) La cadena de señal está formada por el conjunto de subsistemas que realizan alguna operación sobre las señales de un sensor analógico hasta que son digitalizadas. Los sensores analógicos ofrecen señales cuya amplitud o cuyo periodo (o frecuencia, ciclo de trabajo, duración, etc.) varía de forma continua tal como lo hace la magnitud detectada por el sensor. En este artículo se describe el diseño básico de la cadena de señal cuando la información está en la amplitud. En un artículo posterior se considerarán los demás casos.

Ramon Pallàs Areny [ramon.pallas@upc.edu] y Óscar Casas [jocp@upc.edu] Grupo ISI, Universitat Politècnica de Catalunya

L

a figura 1 muestra la estructura general de un sistema de medida basado en un sensor para simplificar, se han omitido los subsistemas de alimentación y de control. Los sensores generadores (termopares, piezoeléctricos, piroeléctricos, fotovoltaicos, electroquímicos...) no necesitan alimentación alguna para ofrecer una señal de salida.

Los sensores moduladores basados en una variación de capacidad, inductancia o inductancia mutua exigen una alimentación alterna, mientras que los sensores resistivos aceptan alimentación continua y alterna.

En cualquier caso, la energía de la señal de salida en los sensores modula-

dores procede de la alimentación; la señal de entrada sólo controla la amplitud de la salida. En los sensores que necesitan polarización (en general, los basados en efectos electromagnéticos como el efecto Hall o la ley de inducción de Faraday), la energía de la señal de salida procede de la entrada; la polarización sólo es necesaria para que se produzca la transducción de la energía de entrada, por ejemplo mecánica, en la de salida (eléctrica).

Tanto la alimentación como la polarización de los sensores debe ser muy estable. Otros sistemas de medida se basan en detectar radiaciones (RF, ópticas o corpusculares) emitidas es-

pontáneamente por el "blanco" donde se mide, o bien miden la respuesta de dicho blanco a la radiación con la cual es "interrogado".

El procesador de señal adapta la salida del sensor a las exigencias del subsistema de salida (comunicación, almacenamiento o visualización). Estas últimas funciones, y gran parte del procesamiento, se realizan casi siempre sobre señales digitales, por lo que cuando la salida del sensor es analógica hace falta un convertidor analógico-digital (CAD). En estos casos, la disparidad de características entre la salida del sensor y las especificaciones de entrada del CAD exi-

Figura 1. Sistema de medida basado en un sensor. Los sensores basados en una radiación miden la respuesta de un blanco a una radiación emitida sobre él, o la radiación emitida espontáneamente por el blanco.

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Figura 2. Cadena de señal. Dos o más de las funciones indicadas pueden estar integradas en un único dispositivo. Si el sensor no es de tipo generador está conectado a un circuito de interfaz, tal como un divisor de tensión o un puente de Wheatstone, que ofrece una señal eléctrica de salida, normalmente una tensión.

ge una serie de funciones de adaptación que constituyen la cadena de señal (figura 2). La entrada del CAD, por ejemplo, suele ser asimétrica (single ended), pero en los de alta resolución o alta velocidad, cada vez más es diferencial. La resistencia equivalente de entrada del CAD puede ser incluso menor que 10 kΩ. La señal del sensor puede ser también asimétrica o diferencial, de modo que cuando la entrada del CAD sea de una forma distinta habrá que adaptar las señales a dicha entrada. Además la impedancia de salida del sensor, o los circuitos de interfaz, no es siempre mucho menor que 10 kΩ, por lo que habrá que adaptar también las impedancias.

La salida digital del CAD se puede representar como

æv ö D x = ent ççç x 2N -1 ÷÷÷ ÷ø çèV ref

(

)

donde N es el número de bits de su salida, vx es la tensión analógica aplicada a su entrada y Vref es una tensión de referencia interna o externa al CAD, que debe ser suficientemente estable para que Dx cambie sólo al cambiar vx. ent (a) designa el mayor entero igual o menor que a.

Resulta, pues, que el CAD mide la relación entre la tensión de entrada y la de referencia, y si se quieren aprove-

char todos sus bits, el valor de fondo de escala de vx debe ser próximo a Vref.

El rango de tensiones de entrada del CAD [VCAD,min, VCAD,max] es, pues, aproximadamente, [0, Vref] si sólo acepta tensiones positivas, y [-Vref, +Vref] si acepta tensiones positivas y negati-

“La señal del sensor puede ser también asimétrica o diferencial, de modo que cuando la entrada del CAD sea de una forma distinta habrá que adaptar las señales a dicha entrada” vas, por ejemplo en los CAD con entrada diferencial. Obsérvese también que a todas las tensiones de entrada dentro del intervalo [vx - Q/2, vx + Q/2], con Q = Vref/2N, se les asigna el mismo código Dx de salida. Q es el denominado intervalo de cuantificación, y se dice que la incertidumbre que resulta en el valor de la entrada estimada a partir de un código de salida concreto es debida al "ruido de cuantificación".

El sensor, por su parte, si es genera-

dor puede que dé una tensión pequeña (inferior a 100 mV) o muy pequeña (inferior a 1 mV), o que su impedancia de salida sea muy alta, o ambas cosas a la vez. Si en cambio es un sensor modulador, hay que alimentarlo con una tensión o corriente constantes y medir, respectivamente, la corriente o tensión resultantes, o ponerlo en un divisor de tensión o en un puente de impedancias y alimentar éstos con tensión o corriente y detectar la tensión o corriente de salida. Para los sensores de reactancia variable, el circuito de interfaz hay que alimentarlo en alterna, y entonces el acondicionamiento de señal debe incluir una etapa de desmodulación de amplitud. En términos generales, la impedancia de salida de los sensores moduladores o de sus circuitos de interfaz (divisores de tensión o puentes de Wheatstone) no será pequeña, y la señal será asimétrica para los divisores de tensión y diferencial para los puentes cuya tensión de alimentación esté puesta a masa, que es lo más habitual. La salida de puentes alimentados con una tensión flotante se puede medir con un amplificador de entrada asimétrica.

Así pues, la conexión del sensor al CAD exigirá una adaptación de: 1) los rangos de tensión, 2) la impedancia y 3) los terminales (paso de señal asimétrica a entrada diferencial o de señal diferencial a entrada asimétrica).

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Si el CAD es de tipo muestreador, habrá que filtrar la señal aplicada a su entrada, incluso si la señal deseada es de baja frecuencia. Estas funciones las realiza el acondicionador de señal en una o varias etapas. Cuando hay varios sensores y no se desea emplear un CAD para cada uno, se utiliza un multiplexor analógico, que básicamente es un conjunto de interruptores analógicos con salida común, y de los cuales en cada momento se cierra sólo aquél que corresponde al canal de entrada que se desee conectar al CAD. MARGEN DINÁMICO Para determinar la ganancia G necesaria en el amplificador hace falta conocer el rango de tensiones de salida del sensor o, en su caso, del circuito de interfaz al que esté conectado, y el rango de tensiones de entrada del CAD. El primer parámetro que hay que considerar para seleccionar el CAD es su número (mínimo) de bits N, que se calcula a partir del margen dinámico (MD) necesario para la medida que se desea realizar, definido como

MD =

x max - x min Dx

donde xmax y xmin son, respectivamente, los valores máximo y mínimo que se desea medir y ∆x es la resolución deseada. El número mínimo de bits del convertidor se estima entonces a partir de MD = 2N. Si por ejemplo se desea medir de -40 °C a +60 °C con una resolución de 0,1 °C, MD = (60 + 40)/0,1 = 1000; es decir, hay que poder representar 1000 valores distintos, y esto exige N = lb1000 ≈ 10 bit (1024 códigos de salida); lb(a) designa el logaritmo binario de "a". Cuando se miden magnitudes aleatorias, vibraciones por ejemplo, su amplitud no se caracteriza por los valores instantáneos sino por el valor eficaz. Entonces, se habla de relación señal a ruido (SNR) en lugar de margen dinámico.

Si la señal de salida del sensor no es una tensión, hay que disponerlo en un circuito de interfaz que ofrezca una tensión correspondiente a cada valor de entrada del mensurando x. La sensibilidad "media" del conjunto sensorinterfaz, en el rango de medida considerado, será

Sx =

v max - v min x max - x min

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Si esta sensibilidad es constante en todo el rango [xmin, xmax], se dice que el conjunto sensor-interfaz es lineal. La ganancia necesaria en el amplificador será entonces

G= =

V CAD,max -V CAD,min v max - v min

=

V CAD,max -V CAD,min S x (x max - x min )

Pero el cálculo de la ganancia necesaria no es suficiente para garantizar un diseño correcto; hace falta, además, que las tensiones de salida del amplificador se correspondan con las tensiones de entrada del CAD. Es decir, Vo,max = VCAD,max y Vo,min = VCAD,min. Para conseguir esta condición puede que sea necesario desplazar el nivel de la señal antes de amplificarla, tal como indica el ajuste de cero mostrado en la figura 2. Este ajuste hay que hacerlo antes de amplificar la señal si los valores de la tensión aplicada a la entrada del amplificador son demasiado altos, pues de lo contrario su salida se "saturaría" incluso para vmin, aunque la diferencia Vmax - Vmin fuera pequeña.

Resulta, pues, que el margen dinámico de un amplificador viene limitado ante todo por los "raíles de alimentación": las tensiones a las que está alimentado (+Vs y -Vs; +Vs, 0 V). Los amplificadores de señal se basan normalmente en circuitos integrados (amplificadores operacionales o de instrumentación). Si son de tecnología bipolar, los "raíles" suelen ser ±12 V o ±15 V; si son de tecnología CMOS, los raíles pueden ser +{5, 4, 3,3, 2,5 ó 1,8} V y 0 V. Cuando los circuitos integrados se designan como RRO (Rail-to-Rail Output), su tensión de salida puede alcanzar valores muy próximos a sus tensiones de alimentación, mientras que la salida de los circuitos integrados convencionales puede que se sature incluso a más de 2 V por debajo de +Vs y por encima de -Vs. Los circuitos integrados designados RRIO (Rail-to-Rail Input/Output) aceptan, además, tensiones en sus patillas de entrada muy próximas a las tensiones de alimentación.

El otro factor que limita el margen dinámico de un amplificador es el ruido equivalente a su entrada. Para evaluarlo basta conectar la entrada del amplificador a 0 V; se observa que la tensión de salida fluctúa aleatoriamente alrededor de una tensión continua, que es la denominada tensión

de offset a la salida y que se puede compensar durante el ajuste de cero del circuito. Las fluctuaciones de tensión, en cambio, no se pueden compensar, por lo que limitarán la capacidad de percibir los cambios que sean debidos realmente a la señal de entrada del sistema; es decir, limitan la resolución en la medida. El valor de pico a pico de la tensión de salida dividido por la ganancia G será el ruido de pico a pico equivalente a la entrada, y determinará la resolución del amplificador. Para estimarla se puede medir el valor eficaz de la tensión de ruido de salida (una vez se ha ajustado a cero la tensión de offset de salida) y multiplicarlo por 6,6. La resolución del amplificador tiene que ser mejor que la del sensor, y ésta obviamente mejor que la resolución deseada en la medida (∆x). Puede suceder, no obstante, que la señal esté contaminada por ruido ya antes de su transducción o captación mediante el sensor. En estos casos, este ruido que acompaña a la señal se reduce mediante procesamiento digital después de haberla digitalizado.

“Cuando hay varios sensores y no se desea emplear un CAD para cada uno, se utiliza un multiplexor analógico” Si se dispone de un CAD con más bits que el número N estrictamente necesario para el margen dinámico de la medida, la amplificación o el desplazamiento de nivel, o ambos, pueden ser innecesarios. Si las tensiones de salida del sensor, o de su circuito de interfaz, en su caso, quedan dentro del rango de tensión aceptable a la entrada del CAD (Vmin > VCAD,min; Vmax < VCAD,max), no es necesario desplazar los niveles. La ganancia será innecesaria si la resolución del CAD (1 LSB) permite conseguir la resolución de medida necesaria (∆x), es decir, 1 LSB < Sx∆x. Si Sx no es constante en todo el rango de medida, esta condición se debe cumplir para su menor valor dentro de este rango.

Si todos los bloques de la cadena de señal tienen un margen dinámico igual o mejor que el necesario para la medida deseada, queda garantizado que se podrá medir todo el rango de valores del mensurando y que se podrán detectar los cambios de éste

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iguales o mayores que ∆x. Pero la incertidumbre en el valor x del mensurando calculado a partir del código digital de salida Dx, es normalmente mucho mayor que ±∆x. Ello es debido ante todo al propio CAD porque si su resolución es 1 LSB (ó ±½ LSB), la incertidumbre en la tensión aplicada a su entrada es normalmente mayor que la debida al intervalo de cuantificación Q. La razón está en el ruido interno del CAD, y en las derivas y ruido de la tensión de referencia Vref si es externa, que hacen que el código de salida para cada valor concreto de la tensión vx aplicada a su entrada fluctúe en más de 1 LSB. Para describir este ruido, adicional al de cuantificación, se habla del "número efectivo de bits" (ENOB son sus siglas en inglés), definido a partir de la comparación del ruido total a la salida del CAD con el ruido debido a la cuantificación,

æ ç V ruido,ef N lb ENOB = - ççç çç Q 12 è

(

)

ö÷ ÷÷ ÷÷ ÷÷ ø

donde Vruido,ef es el valor eficaz del ruido total a la entrada del CAD estimado a partir del ruido a su salida, es decir, en los valores digitales de la salida, y Q/√12 es el valor eficaz del ruido de cuantificación. El ruido total, y por ende la diferencia N - ENOB, aumenta con N y cuanto más rápido sea el CAD. Los demás bloques de la cadena de señal también contribuyen a la incertidumbre en el valor calculado para la entrada. Ahora bien, la calidad de los componentes electrónicos disponibles actualmente permite diseñar circuitos con un nivel de ruido muy por debajo de la incertidumbre inherente al sensor por lo que éste suele determinar la incertidumbre del sistema completo. No obstante, al implementar el circuito hay que asegurar que las interferencias electromagnéticas (EMI) debidas a los bloques de alimentación y control no excedan el nivel aceptable.

AMPLIFICACIÓN DE SEÑALES La primera función del amplificador en la cadena de señal es aumentar la amplitud de la tensión aplicada a su entrada para que el rango de tensiones que llega al CAD sea próximo a su rango de entrada [VCAD,min, VCAD,max]. Si el amplificador tiene una ganancia G, el ruido equivalente a su entrada debe ser menor que Q/G. Si no se emplea amplificador, para obtener la resolu-

ción ∆x deseada es necesario que el CAD tenga (N + lbG) bits. Los sistemas de adquisición de datos (DAQ) suelen tener un amplificador de ganancia programable (PGA); por ejemplo, G = 1, 2, 4, 8 para un DAQ de alto nivel (acepta sólo tensiones grandes), y G = 1, 10, 100, 500 para un DAQ de bajo nivel. En la figura 2, este segundo amplificador estaría entre el multiplexor y el filtro pasa-bajas.

La segunda función de los amplificadores de señal es adaptar impedancias (o separar circuitos) para reducir el efecto de carga al interconectar dos etapas. La figura 3 describe la conexión de una tensión asimétrica a una etapa cuya impedancia de entrada es Zi. Para que el efecto de carga sobre la tensión asimétrica sea imperceptible, la diferencia entre vo y vi debe ser menor que la resolución de la segunda etapa. Si ésta fuera el CAD y el rango de vo coincidiera con el rango de tensiones de entrada del CAD, debería ser

Z i + Z o > 2N Z o Para señales de baja frecuencia y una aplicación con poco margen dinámico (N = 8-10 bits), esta condición se cumple para los sensores que tengan una resistencia interna baja, por ejemplo, los termopares. Pero, en general, para los sensores (y sus circuitos de interfaz), Zo no es pequeña, y además la Zi del CAD no es muy alta, en particular para señales alternas debido a la capacidad del cable de conexión.

Un amplificador de tensión, en cambio, puede tener una Zi elevada (si su conexión al sensor no es muy larga) y una impedancia de salida muy baja, aunque aumenta con la frecuencia.

Por ello, para adaptar las impedancias puede ser necesario intercalar un amplificador entre el sensor y el CAD, incluso si no hace falta ganancia.

La conexión de señales diferenciales es más compleja. Si el CAD no es diferencial hay que obtener una tensión asimétrica a partir de la señal diferencial y garantizar que la salida del amplificador no está afectada por la señal de modo común vc que acompaña a la señal diferencial de interés (figura 4). Esta función se implementa con un amplificador de instrumentación (AI), cuya relación entrada-salida se describe mediante dos ganancias, una para la tensión diferencial, y otra para la tensión de modo común. El cociente entre ellas se denomina Relación de Rechazo del Modo Común (CMRR),

Figura 3. Conexión de una tensión asimétrica a una etapa con entrada también asimétrica.

æ v C ö÷ v o = G Dv D + G Cv C = G D ççv D + ÷ çè CMRR ÷ø

donde vD y vC son las tensiones en modo diferencial y en modo común a la entrada del amplificador (vD = vA - vB y vC = (vA + vB)/2). Para que el efecto de la tensión de modo común sea inapreciable, deberá ser vCGC < Q. Si GD se elige para que vD amplificada alcance el valor de fondo de escala del CAD, la condición anterior se cumple cuando CMRR > 2NvC/vD. El CMRR típico puede ser de hasta 130 dB en continua (para GD = 1000), pero a partir de una frecuencia del orden de 10 Hz a 1 kHz empieza a decrecer a razón de 20 dB/década.

Pero, además de un CMRR elevado, el AI debe tener una impedancia de entrada en modo diferencial (ZD) suficientemente grande para evitar el efecto de carga (como en un amplificador normal), y una impedancia de entrada en modo común (ZC) que no sólo debe ser grande respecto a la impedancia de salida de la fuente de señal, sino que las impedancias entre cada terminal de entrada y masa deben estar apareadas. En caso contrario, el desequilibrio entre los divisores de tensión formados por Zo y ZC en cada rama de la señal hace que vc produzca una tensión diferencial en la entrada del amplificador (figura 5). A efectos prácticos, esto equivale a tener un CMRR efectivo dado por

1 1 1 = + CMRR e CMRR DZ CMRR AI CMRR DZ »

Z Cm 1 D Z Z om C - DZ o Z Cm Z om

donde la letra "m" en los subíndices denota valores medios. Se concluye, pues, que de nada sirve un AI con Mundo Electrónico | ABR 10

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la salida, no depende de la tolerancia de las resistencias sino que viene limitado sólo por el apareamiento de los dos amplificadores operacionales. Por ello es aconsejable montar el amplificador con un circuito integrado que incluya dos amplificadores operacionales en el mismo encapsulado.

Figura 4. Conversión de una señal diferencial en señal asimétrica mediante un amplificador de instrumentación (AI).

un CMRR muy alto si al mismo tiempo no se evitan los desequilibrios entre impedancias. Por esta razón, hay que evitar la conexión de componentes entre cada terminal de la señal y masa, pues quedarían en paralelo con ZC, reduciendo su valor y aumentando su desequilibrio También hay que cuidar la adición de impedancias en serie con cada línea de señal, porque pueden contribuir no sólo a aumentar el efecto de carga para la señal diferencial sino también al desequilibrio entre las impedancias de cada rama (Zo). Si las entradas del AI se protegen con limitadores de corriente (en serie) y limitadores de tensión (entre cada línea y masa), la resistencia de los pri-

meros y la capacidad de los segundos deben ser lo más pequeñas posible, en condiciones de funcionamiento normal.

Para conectar una señal diferencial a un CAD con entrada diferencial, hay que utilizar un amplificador con entrada y salida diferenciales. Hay pocos amplificadores integrados que implementen esta función, que también se puede realizar con el circuito de la figura 6, basado en dos amplificadores operacionales. Su ganancia es G = 1 + 2R2/R1. Su CMRR, definido como el cociente entre la ganancia para la tensión diferencial y la ganancia de "conversión" de tensión de modo común a la entrada en tensión diferencial a

Figura 6. Amplificador con entrada y salida diferenciales basado en dos amplificadores operacionales.

Si la etapa de amplificación está bien diseñada, su tensión de salida será la tensión de entrada multiplicada por la ganancia (diferencial, en su caso), a la que se superpondrán la tensión de offset, el ruido aleatorio inherente a los componentes electrónicos, y una contribución debida a las posi-

Figura 5. Efecto de carga y degradación del CMRR para señales diferenciales. La señal de modo común vc produce no sólo una tensión en modo común vC a la entrada del amplificador de instrumentación sino también una tensión diferencial vD. ABR 10 | Mundo Electrónico

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bles fluctuaciones de las tensiones de alimentación, cualquiera que sea su origen. Esta contribución se evalúa mediante la "relación de rechazo a las fluctuaciones de la alimentación" (PSRR son sus siglas en inglés), definida como el cociente entre la variación de la tensión de salida y la variación en la tensión de alimentación que la provoca, dividido por la ganancia (para describir así el efecto equivalente a la entrada del amplificador).

El PSRR disminuye al aumentar la frecuencia de las fluctuaciones de la tensión de alimentación. Por ello, es recomendable conectar condensadores de "desacoplamiento" entre cada terminal de entrada de alimentación del circuito integrado y masa. Cada condensador forma un filtro pasa-bajas con la impedancia equivalente de salida de la fuente de alimentación, de modo que atenúa las fluctuaciones de alta frecuencia. Si el CAD usa una tensión de referencia externa, también hay que colocar un condensador de desacoplamiento entre el terminal correspondiente del CAD y masa.

Además de la incertidumbre en la tensión de entrada cuando es de baja frecuencia, debida a la tensión de offset, que idealmente debería ser nula, la ganancia del amplificador también tendrá una incertidumbre. Para conocer la tensión de offset y la ganancia real se puede calibrar el amplificador para dos tensiones de entrada conocidas, por ejemplo 0 V y vmax. La incertidumbre en esos dos factores queda entonces limitada a la debida a sus derivas temporales y térmicas. Si se mide la temperatura del circuito y se conoce la dependencia del offset y la ganancia con la temperatura, se pueden corregir las derivas térmicas si estas son repetitivas. Si el sistema se autocalibra periódicamente, se pueden reducir los efectos de las derivas térmicas.

FILTRADO ANALÓGICO Un filtro analógico es un circuito que discrimina las señales según alguno de sus parámetros: frecuencia, que es lo más habitual, amplitud, velocidad de cambio (slew rate), duración u otro. En la cadena de señal, los filtros analógicos se utilizan para reducir las EMI, limitar el ancho de banda para reducir el ruido electrónico, y atenuar las componentes de alta frecuencia en las señales que vayan a ser muestreadas, para evitar así la aparición de frecuencias falsas (o "alias") (aliasing).

Si el CAD no trabaja con muestras sino que, por ejemplo, es de tipo integrador (como los de doble rampa), el

propio proceso de conversión limita la repercusión que las altas frecuencias tienen en la salida y no hace falta filtrar la señal que se desea digitalizar.

Los filtros para reducir interferencias y limitar el ancho de banda pueden estar en cualquier punto de la cadena de señal, pero suele ser conveniente tener alguno en la entrada, es decir, entre el sensor (o su circuito de interfaz si lo hay) y el acondicionador de señal. Los filtros "antialias" deben estar justo antes del CAD. Los filtros de entrada deben ser pasivos cuando la amplitud de las señales (información más interferencias) que se deben procesar rebasa los raíles de alimentación. Pero incluso si

“Para conectar una señal diferencial a un CAD con entrada diferencial, hay que utilizar un amplificador con entrada y salida diferenciales”

rectamente a la señal diferencial, sólo se pueden reducir mediante filtrado.

Los filtros para señales diferenciales no deben degradar el CMRR del circuito, y este objetivo no debería conseguirse con componentes pasivos apareados, porque los componentes pasivos que tienen una tolerancia estricta y un coeficiente de temperatura pequeño, son caros. Una regla de diseño general es que si no hay ninguna impedancia conectada entre las líneas de señal y masa, el apareamiento entre componentes pasivos es irrelevante. La figura 8 muestra un filtro diferencial de entrada pasa-bajas que cumple estas condiciones. La constante de tiempo del filtro es (R + R')C. Las posibles resistencias internas de la fuente de señal se suman a R y R'.

las señales están dentro de los raíles de alimentación, los filtros de entrada pasivos pueden ser preferibles a los filtros activos, porque aquellos no necesitan una tensión de alimentación.

Para las señales asimétricas, un simple filtro pasa-bajas de primer orden basado en una red RC a la entrada del amplificador puede ser suficiente para evitar que las interferencias saturen su salida. Análogamente, si la señal es alterna y tiene superpuesta una componente continua que no interesa, se puede poner un filtro pasaaltas de primer orden basado en una red CR. Conectando los dos filtros en cascada se obtiene un filtro de banda pasante (figura 7).

Los circuitos diferenciales reducen las interferencias de modo común, pero las interferencias acopladas en modo serie, es decir, superpuestas di-

Para acoplar las señales diferenciales en alterna, es decir, filtrar las bajas frecuencias, no sólo hay que mantener el CMRR sino que hay que garantizar un camino para las corrientes (continuas) de polarización de cada entrada del amplificador diferencial posterior. Por ello, un circuito basado en el mero intercambio de posiciones de resistencias y condensadores en la figura 8, no sería válido. La figura 9 muestra un filtro diferencial de pasaaltas de segundo orden que cumple las tres condiciones impuestas, y donde fn =1/(2πRC); su coeficiente de amortiguamiento es 1,5, lo cual impli-

Figura 7. Filtro de entrada que atenúa las frecuencias muy bajas y muy altas.

Figura 9. Filtro diferencial de entrada que atenúa las señales de baja frecuencia.

Figura 8. Filtro diferencial de entrada que atenúa las señales de alta frecuencia.

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ca una respuesta transitoria relativamente lenta.

El objetivo de los filtros antialias es atenuar las señales hasta que a la mitad de la frecuencia de muestreo su amplitud quede por debajo del intervalo de cuantificación del CAD. La frecuencia de muestreo se elige según el ancho de banda de la señal que se desea muestrear y el método (tipo de filtro o interpolador digital) que se emplee para reconstruir la forma de onda. En el mejor caso, si se empleara un filtro ideal, bastaría muestrear a una frecuencia igual al doble del ancho de banda de la señal. En el peor caso, si en cada instante se considera que el valor de la señal es el de la última muestra adquirida (retención-o interpolación-de orden cero), la condición que se debe cumplir para que la diferencia entre el valor actual de una sinusoide (con amplitud igual al fondo de escala) y el de la muestra anterior sea inferior al intervalo de cuantificación Q de un CAD de N bits es

sin (p k ) p k

>

2 N -1 2N

donde k = fm/f es la relación entre la frecuencia de muestreo y la frecuencia de la señal. Para N = {10, 12, 14, 16} bits, se obtiene k = {41, 82, 164, 327}, que son evidentemente mucho mayores que si se empleara un interpolador ideal.

Una vez determinada la frecuencia de muestreo fm, debemos saber cuál es la amplitud a las frecuencias f≥fm/2 de la señal que se va a muestrear; si dicha amplitud es superior a Q, habrá que añadir un filtro que proporcione una atenuación adicional. Normalmente, si k es alto, a f≥ fm/2 no habrá más que ruido, de modo que el parámetro de interés será la relación señal a ruido (SNR) que tiene la señal aplicada a la entrada del CAD. Para un CAD de N bits, la atenuación mínima que deberá proporcionar el filtro a la frecuencia fm/2 se puede estimar mediante

A (dB) > 20 lg 2N - SNR (dB) Para lograr esta atenuación, el orden del filtro deberá ser tanto mayor cuanto menor sea k, porque entonces la máxima frecuencia de la señal de interés que no debe ser atenuada es más próxima a fm/2. Obsérvese que el filtro antialias no mejora la relación señal a ruido en la banda de frecuencias ABR 10 | Mundo Electrónico

de la señal de interés, porque atenúa solo el ruido a frecuencias mayores.

De hecho, en un diseño bien cuidado, si la señal original es suficientemente

“El objetivo de los filtros antialias es atenuar las señales hasta que a la mitad de la frecuencia de muestreo su amplitud quede por debajo del intervalo de cuantificación del CAD” "limpia", el ruido vendrá determinado por el sensor y la SNR de la señal coincidirá con el margen dinámico del CAD. Pero a frecuencias superiores a las de la señal de interés siempre puede haber señales no deseadas (EMI, por ejemplo), por lo que, cuando menos, se pone un filtro pasivo de primer orden con frecuencia de corte igual a la frecuencia superior (-3 dB) de la señal de interés. Los filtros antialias son especialmente necesarios cuando la señal útil está enmascarada por ruido aleatorio que se prevé eliminar procesando digitalmente la señal adquirida.

Para señales de instrumentación se contemplan principalmente dos tipos de filtros: Butterworth y Bessel.

Los primeros tienen la respuesta más plana posible dentro de la banda de paso, mientras que los segundos tienen la fase más lineal, y por lo tanto son los más adecuados cuando se desea evitar distorsiones en formas de onda complejas. El diseño de estos filtros se hace actualmente con programas de libre acceso facilitados por los principales fabricantes de circuitos integrados analógicos (FilterCAD(r), Filterlab(r), FilterPro(r), Filter WizardTM...).

CONCLUSIONES La cadena de señal analógica está formada por el circuito de interfaz que ofrece una tensión (o corriente) a partir del sensor, el acondicionador de señal que la adapta al CAD y, en su caso, el multiplexor analógico que permite emplear un CAD para varios sensores.

El diseño parte del margen dinámico (MD) necesario para la medida en curso, que determina la resolución mínima del CAD (N bits). Entonces, según el sensor elegido, se diseñan las eta-

pas intermedias entre éste y el CAD. El margen dinámico para cada etapa debe ser mejor que el del CAD, y el de éste mejor que el del sensor. La resolución (N) es siempre mejor que la incertidumbre (ENOB). La amplificación adapta el rango de tensiones de la señal al rango de entrada del CAD, y el desplazamiento de nivel centra la señal en el rango de entrada del CAD. Ni la amplificación ni el desplazamiento de nivel mejoran MD y se puede prescindir de ellos si el número de bits del CAD es mayor que N y la tensión de la señal está dentro de su rango de entrada.

Los filtros sí que mejoran MD, porque reducen la amplitud del ruido, y son imprescindibles si el CAD es muestreador. Para diseñar los filtros antialias hay que conocer la amplitud del ruido que acompaña a la señal, porque si la frecuencia de muestreo es suficientemente grande respecto a las componentes útiles de la señal, ésta difícilmente produce alias. Los filtros diferenciales no deben degradar el CMRR, y para ello es mejor que no incluyan componentes conectados entre las líneas de señal y masa.

En general, si hay varias etapas diferenciales en cascada, el CMRR viene determinado por la etapa que lo tenga peor, de modo que no es posible compensar el CMRR de una etapa a base de mejorar el de otra. Las interferencias acopladas desde la fuente de alimentación y desde el subsistema de control (señales digitales) contribuyen al ruido de la señal y, si no se limitan, la relación señal a ruido real será muy inferior a la determinada por el ruido electrónico inherente a los componentes. ● BIBLIOGRAFÍA B. Baker. “A Baker's dozen, real analog solutions for digital Designers”.

Oxford: Newnes, 2005.

W. Kester (ed.). “Analog-digital conversión”. Norwood: Analog Devices, 2004.

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R. Pallàs Areny, O. Casas, R. Bragós.

“Sensores y acondicionadores de señal. Problemas resueltos”. Barcelona: Marcombo, 2008.

tendencias

Instrumentación

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Compensación de puntos fríos y ADC de alta resolución

Amplificador de termopares preciso, configurable digitalmente Se describe el desarrollo de una tecnología de medición de precisión innovadora y caracterizada por su flexibilidad en la aplicación.

Andreas Mangler Director de Marketing Estratégico para Europa, Rutronik

L

a medición por termopares es un método establecido para el registro de altas temperaturas y de temperaturas muy bajas. Las ventajas son una buena resolución, una precisión relativamente alta y, naturalmente, una estructura sencilla: un termopar simplemente consiste en dos hilos de distinto metal, soldados entre sí por los extremos. En comparación con otros sensores de temperatura, son los menos sensibles al calor, el frío, la presión y las vibraciones e influencias químicas.

Especialmente donde las exigencias son más elevadas como, p. ej., en la industria o en el habitáculo del motor

“La flexibilidad es una cuestión primordial para esta topología de circuito. Es posible registrar cualquier temperatura en un amplio margen de temperaturas de trabajo de la conmutación” de un vehículo, se originan temperaturas que sólo pueden ser registradas con termopares, p. ej., la temperatura del turbocompresor, el sistema de gas de escape u otros grupos calientes.

Rutronik ha desarrollado un amplificador de medida universal para distintos tipos de termopares. Contiene ABR 10 | Mundo Electrónico

Constantán

Constantán Hierro

Medida de temperatura

0ºC Referencia

Figura 1. Método de medición principal: en baño de hielo como indicador de temperatura de referencia.

un sensor semiconductor integrado que mide con una precisión de aprox. ±0,5 Kelvin, en función de la temperatura especificada en el extremo llamado “punto frío” o “unión fría o de referencia” del termopar. El amplificador se compone de tan sólo cinco componentes activos. El amplificador de instrumentación (Intersil EL8173), el sensor semiconductor (Intersil ISL21400), el potenciómetro digital (Intersil ISL95810) para ajustar la amplificación y el convertidor A/D de 22 bit Delta Sigma (Microchip MCP3550) con su regulador de referencia de tensión asociado (Intersil ISL21009-25).

En la salida el usuario dispone de una tensión proporcional correspondiente a la curva de temperaturas. La conmutación funciona con una tensión de alimentación de 5 V. La flexibilidad es una cuestión primordial para esta topología de circuito. Es posible registrar cualquier temperatura en un amplio margen de temperaturas de trabajo de la conmutación. La capacidad de configuración de la conmutación a través del interface I²C

permite cualquier adaptación, también para programaciones In-circuit.

Es lo suficientemente rápido como para que se pueda utilizar también en circuitos de regulación térmicos o en la función de diagnóstico de distintos grupos.

En la era de los microcontroladores baratos se decidió prescindir de forma consciente de una linealización analógica de la línea característica del termopar. Por un lado, la conmutación se puede diseñar de forma muy universal y, por otro lado, un microcontrolador posterior puede utilizar una línea característica de corrección para la linealización ajustada de forma específica al margen de temperaturas deseado y al termopar.

FUNDAMENTOS: ¿CÓMO SE PRODUCEN LAS TENSIONES TERMOELÉCTRICAS? El modo de funcionamiento de los termopares se basa en el efecto denominado Seebeck. Según este efecto, distintos metales cuentan con distintas cantidades de electrones libres.

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Constantán

Constantán Hierro

Figura 2. Tensión de compensación U3 en vez de un baño de hielo.

Termoelemento

Constantán

Terminal Cobre Amplificador de Entrada Cobre

Hierro

Figura 3. Cadena de señales principal con termopar, terminal y amplificador.

Si se unen dos metales distintos, se difunden más electrones del metal que tiene la mayor cantidad y viceversa. De este modo se produce una "pendiente de electrones" y, por consiguiente, una tensión pequeña pero medible, la llamada tensión termoeléctrica. Dado que el número de electrones libres aumenta con la tensión termoeléctrica, la tensión generada aumenta a partir del punto cero absoluto 0 Kelvin = -273°C. El principio de medida: la comparación entre calor y frío Debido a que normalmente las temperaturas se miden en ºC, es necesaria la substracción de un valor de medición preciso de un punto de referencia, p. ej., baño de hielo a 0ºC. Con este método sencillo y preciso, aunque poco práctico, dos termopares se conectan en serie. La polaridad

de los dos termopares se selecciona de modo que se substraigan ambas tensiones termoeléctricas (figura 1).

La tensión medida aumenta con la temperatura teniendo en cuenta la no linealidad conocida, específica del material.

Si partimos de que los terminales de conexión del termopar son de cobre, tendremos involuntariamente dos nuevos termopares, que en el ejemplo de la figura 1 de cobre y constantán (aleación cobre-níquel). En este ejemplo los dos nuevos termopares no influyen en la medición ya que los dos terminales generan la misma tensión termoeléctrica, siempre y cuando se mantengan a la misma temperatura.

En la práctica, no se puede realizar una solución con un punto de referencia de baño de hielo. Como mucho, un cubo de hielo sería concebible para

Tabla 1. Resumen de los termoelementos más comunes y de sus propiedades Tipo/Material

Sensibilidad a 25ºC

Rango de aplicación de la temperatura

T – Cobre/constantán

40,6 µV/K

J – Hierro/constantán K – Níquel-cromo/níquel E – Níquel/constantán S – Platino 10%/ rodio-platino R – Platino 10%/ rodio-platino

51,7 µV/K 40,6 µV/K 60,9 µV/K 6,0 µV/K

-270°C a +600° C -270°C a +1000°C -270°C a +1300°C -270°C a +1000°C 0°C a +1330°C

6,0 µV/K

0°C a +1600°C

Tensión de salida típica sobre el rango de temperaturas 25 mV 60 mV 55 mV 75 mV 16 mV 19 mV

enfriar algunas bebidas refrescantes, pero no como punto de medida comparativo.

La figura 2 muestra por el contrario una solución que se puede llevar a la práctica: en vez del mencionado baño de hielo, se mide la temperatura (p. ej., temperatura ambiental de 25ºC) del punto de referencia. Si éste se encuentra a temperatura ambiental, el termopar del punto de referencia substraerá demasiada, la correspondiente a 25ºC. Por este motivo, esta tensión debe volver a sumarse en otro punto (tensión de compensación U3). Normalmente se puede presuponer que la temperatura terminal (temperatura ambiental del montaje) se encuentra en el margen de temperatura de los componentes activos utilizados, es decir, entre -25ºC y +85ºC, en el cual se utilizan preferiblemente sensores de temperatura semiconductores como el modelo ISL21400 de Intersil (figura 2).

Dado que las tensiones termoeléctri-

“El ‘termopar parásito’ del terminal, p. ej., hierro/cobre o constantán/cobre genera también una tensión termoeléctrica” cas de las terminales se pueden medir con este sensor, es posible renunciar a un segundo termopar.

El "termopar parásito" del terminal, p. ej., hierro/cobre o constantán/cobre genera también una tensión termoeléctrica. El resultado de la medida también se adultera por las tensiones de los terminales y debe ser corregido con una tensión de error (figura 3).

Este ejemplo explica en qué margen de precisión se desarrolla la medida: el estaño para soldar y el cobre también forman por sí mismos un termopar con una sensibilidad de 3 µV/K. Aquí debe prestarse siempre atención a que exista un buen acoplamiento térmico entre el sensor del punto frío y los terminales, de manera que una variación de la temperatura ambiente de unos pocos segundos, no influya en la medición, dada la masa relativamente grande de las terminales.

El tipo de terminales que se utilizarán queda a discreción del propio usuario, p. ej., cobre o latón.

La tabla 1 ofrece un resumen de los termoelementos más comunes y de Mundo Electrónico | ABR 10

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Instrumentación

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Resumen de los parámetros más importantes: para todos tiene en cuenta un suministro de tensión de +5 V Amplificador de instrumentación EL8173 Tensión de error 200 µV 2,5 µV/K Derivación de tensión de error Rechazo en modo común 106 dB Corriente de polarización 0,7 nA Ancho de banda (-3 dB) 30 kHz para una ganancia = 100 Rango de temperaturas -40°C a +125°C Referencia de temperatura/tensión ISL21400 Salida de tensión Precisión ∆110K Margen de temperaturas Interface I²C Calentamiento espontáneo bajo Potenciómetro digital ISL95810 Ámbito de resistencia Resistencia de la corredera Coeficiente de temperatura ratiométrico Interface I²C Referencia de tensión para el ADC Precisión a 2,5 V Deriva de temperatura Ruido de tensión ADC delta-sigma Resolución Precisión (offset, escala completa, INL) Velocidad de muestreo Filtro digital sinx/x CMR Interface SPI

Figura 4. Esquema de conexiones detallado de todo el amplificador de termopares con interface serie e interface I²C para la configuración.

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2,1 mV/K 2% -25°C a +85°C

50 khmios 70 ohmios a 3 V 4 ppm/K

1 mV 5 ppm/K 4,5 µVpp 22 bit 10 ppm 14 Sps -135 dB

sus propiedades. Además hay unas tablas muy elaboradas que incluyen prácticamente todos los valores de tensión termoeléctrica en función de la temperatura para el correspondiente termoelemento.

REQUISITOS DEL AMPLIFICADOR DE MEDICIÓN Y DE LA CADENA DE SEÑALES COMPLETA ¿Qué propiedades deben tener los componentes ideales para satisfacer todas las exigencias? Los siguientes puntos ofrecen una perspectiva general.

- Para el amplificador de entrada se debe utilizar un amplificador de instrumentación con una derivación extremadamente baja, ya que las tensiones termoeléctricas se encuentran aproximadamente entre 6 µV/K y 50 µV/K. - La tensión de error del amplificador de entrada debe ser lo más baja posible para que, con una alta amplificación (para tensiones termoeléctricas muy bajas), el amplificador de instrumentación sea excitado hasta el límite de modulación.

- Se necesita un rechazo elevado en modo común para una perfecta medición.

- Para el punto de medición comparativo debería seleccionarse un sensor de temperatura que suministre la tensión de corrección adecuada en todo el margen de temperaturas de utilización.

- El convertidor A/D debería funcio-

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Figura 5. Principio del ajuste de la amplificación y del modo de conexión de referencia de tensión a través de las dos resistencias RG y RF.

nar conforme al principio delta-sigma y contar con una función de filtrado 50 Hz/60 Hz sinx/x.

SELECCIÓN DE LOS COMPONENTES Para la construcción del amplificador de termopares sólo se necesitan cinco componentes activos y unos pocos componentes pasivos. La base de la conmutación está formada por el amplificador de instrumentación EL8173 de Intersil, el regulador de referencia de temperatura/tensión ISL21400

metálica con una tolerancia del 1% y condensadores de filtro MKP de alta calidad de Wima y Arcotronics. Para el desacoplamiento se utilizan condensadores de tantalio de AVX. TÉCNICA DE CONMUTACIÓN AL DETALLE El nuevo amplificador de instrumentación Micropower se optimizó con sus propiedades Rail-to-Rail especialmente para la alimentación con una tensión de tan sólo 5 V. Para la limitación del ancho de banda y la reduc-

“El resultado de la medida también se adultera por las tensiones de los terminales y debe ser corregido con una tensión de error” “Al dimensionar el divisor de tensión se debe tener en cuenta la utilización de resistencias de baja impedancia relativa para minimizar la influencia de la corriente de polarización sobre el offset de tensión” para la compensación de puntos fríos y un potenciómetro digital ISL95810 para el ajuste de la amplificación en función del tipo de termopar. Para la conversión A/D, el convertidor de 22 bit delta-sigma ADC MCP355x de Microchip y una referencia de tensión a juego, estable, de 2,5 V ISL21009-25 de Intersil (ver recuadro).

Para los componentes pasivos se han seleccionado resistencias de película

ción de ruido así como para una filtración eficaz de las perturbaciones de los sensores en las líneas de entrada, se utiliza el filtro paso bajo (8 Hz) con las resistencias de entrada R1 y R2 y el condensador C1.

Las capacidades de entrada del amplificador de instrumentos interactúan con las resistencias R1 y R2, como filtro de modo común para la compensación del rechazo en modo común

limitado con frecuencia creciente del amplificador de instrumentación.

Un segundo filtro de paso bajo en la entrada de realimentación positiva R4, R5 y C2 reduce el ruido de tensión de la referencia de tensión con una frecuencia de paso bajo de 1,6 Hz. Las resistencias R1 y R2 actúan además como limitación de la corriente de entrada para la saturación de las entradas del amplificador de instrumentación. Esto apenas sucede en la conexión del termopar de baja impedancia con sus pequeñas tensiones, pero con crestas de interferencias extremas o una conexión por descuido de una fuente de tensión, las resistencias pueden protegerse en determinadas condiciones contra la destrucción.

La resistencia R3 proporciona un punto de referencia definido en las entradas del amplificador de instrumentación e impide una saturación del INA con los terminales de entrada abiertos. En la topología de la conmutación se prestó una especial atención a utilizar un amplificador diferencial "auténtico".

De este modo se puede conectar tanto un termopar sin referencia de masa denominado flotante, algo muy común en la práctica, y también un termopar con referencia de masa.

MÁXIMA FLEXIBILIDAD CON AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTACIÓN PROGRAMABLE Con la utilización del EL8173 junto con el potenciómetro digital es posible ajustar la ampliación opcionalmente entre G=30 a 150 mediante el bus I²C. La figura 5 muestra el principio de conmutación con resistencia determinante de la ampliación RG y RF. A diferencia de los amplificadores de instrumentación clásicos con 3 amplificadores operacionales internos, esta nueva topología puede conectarse con una resistencia en serie desde la salida en la clavija de referencia sin influir sobre el excelente rechazo en modo común de -135 dB. De este modo, no es necesario el circuito intermedio OP adicional que antes debía utilizarse forzosamente para excitar a baja impedancia la entrada de referencia del amplificador de instrumentación.-{}El terminal +FB se conecta aquí directamente con la referencia de punto frío. +FB es una entrada de alta impedancia, por tanto aquí puede funcionar directamente con un divisor de tensión de resistencia sin circuito intermedio OP de derivación baja adicional.

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Tabla 2. Códigos de potenciómetro para los termopares más corrientes Tipo T J K E

Volt máx.

17,82mV 42,30mV 50,64mV 68,97mV

Amplificación 140,3 59,10 49,37 36,34

Tabla 3. Recomendaciones del divisor de tensión y el contenido del registro Tipo T J K E

VcJc(µV) 40,7 51,7 40,5 61,0

Registro M 43 20 43 0

Esto ofrece un mayor ahorro de costes en el sistema completo. Al dimensionar el divisor de tensión se debe tener en cuenta la utilización de resistencias de baja impedancia relativa para minimizar la influencia de la corriente de polarización sobre el offset de tensión.

Todas las tensiones de error en el punto de referencia se amplificarán sobre la resistencia determinante de la amplificación o el factor fijado y tendrán efecto en la salida. El ruido de tensión de la referencia de tensión también tiene una influencia directa, por ello la salida está conectada con un filtro paso bajo con una frecuencia límite de 1,6 Hz. El cálculo de la amplificación o de la tensión de salida se basa en la siguiente relación matemática: R

R

Vout = ( 1 + RF )´Vin + ( 1 + RF )´VREF G

RG = R8 RF = R6 + ( R7 / / RPot )

G

Código pot. digital 10 000 094 126 195

Dado que el potenciómetro digital se conecta directamente al microcontrolador a través de I²C, el ajuste directo de los termopares resulta muy sencillo. En la tabla 2 se indican los códigos de potenciómetro para los termopares más corrientes.

Registro y procesamiento precisos de la temperatura de referencia Existen muchos sensores de temperatura para medir el punto frío o de la temperatura de terminales. Los tipos corrientes son resistencias PT100, PTC o NTC, sensores semiconductores o un diodo de silicio sencillo. Una de las ventajas más importantes de este desarrollo de conmutación era la universalidad de la conmutación y una alta precisión de la medición de puntos fríos. Con la conmutación que se muestra aquí, es posible conectar de forma diferencial termopares con referencia de masa y también termopares flotantes.

Las dos resistencias R4 y R5 forman el divisor de tensión para la compensación de los coeficientes de Seebeck.

Para el ajuste de la tensión de compensación o para la selección de las resistencias se debe tener en cuenta que la tabla es solamente una recomendación. Los termopares no tienen coeficientes de Seebeck constantes en todo el margen de temperaturas. Un termopar del tipo R (no utilizado con demasiada frecuencia en la

Principales ventajas del amplificador de medición de Rutronik - Solución económica gracias a la utilización de las últimas topologías de semiconductores.

- Suministra tensión de forma proporcional a la curva de temperaturas en la salida del amplificador de instrumentación.

- Adaptación de termopares configurable a través del interface I²C. - Estructura simple con solo cinco elementos activos. Funciona con alimentación de tensión de 5 V. - Registra cualquier temperatura en un amplio rango de temperaturas de trabajo.

- Excelente supresión de perturbaciones gracias a un filtro digital adicional.

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REFERENCIAS [1] Tablas de referencias de Termopares basadas en los estándares IPTS-68 de la Oficina Nacional de Standards.

[2] Sensores en la Práctica - Helmuth Lemme, Franzisverlag.

[3] Hoja de especificaciones Intersil EL8173, ISL21400, ISL21009, ISL95810.

[4] Hoja de especificaciones Microchip MCP3550/1/3.

[5] Application Note Intersil AN1298.

práctica) tiene, p. ej., a 0°C un coeficiente de 5,3µV/K, y a 1000°C por el contrario es de 13,2 µV/K. Por ello, el usuario debe seleccionar el coeficiente de Seebeck correspondiente con ayuda de un libro de tablas.

He aquí las recomendaciones a tener en cuenta del divisor de tensión R4 y R5 y el contenido del registro (Av=1 y Registro N= 0).

DIGITALIZACIÓN CON MÁXIMA PRECISIÓN Y MÁXIMA SUPRESIÓN DE PERTURBACIONES Para la conversión A/D se deben fijar forzosamente las mayores exigencias. El principio Delta-Sigma del MCP3550/1/3 de Microchip ofrece una linealidad diferencial máxima y una continuidad de 22 bits y, de este modo, ningna pérdida de códigos. El ruido es como máximo de 2,5 µVRMS con un error máximo sobre todos los errores (offset, ganancia, etc.) de 10 ppm. Éstas son las mejores condiciones para garantizar una precisión máxima de las mediciones repetidas y, en consecuencia, representar de forma satisfactoria las diferencias de temperatura más pequeñas. El nivel de entrada completamente diferencial ofrece además la ventaja de encaminar hacia la placa el punto de referencia de señal (masa de señal) de manera separada. De esta forma, la masa de alimentación y la masa de señal pueden ser conducidas de manera separada y concentrarse posteriormente en el punto neutro de baja impedancia. El filtro digital (sinx/x) ajustable con las posiciones cero a 50 Hz o 60 Hz ofrece adicionalmente una supresión de perturbaciones por zumbido.

Con esta solución de sistema, Rutronik es uno de los pocos distribuidores que ofrecen el know-how analógico en una cadena de señales perfectamente adaptada. ●

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Para simulación

Procedimiento de modelado de máquinas eléctricas Matlab y Simulink son las herramientas de cálculo que permiten resolver el conjunto de ecuaciones diferenciales que representan los modelos de las máquinas eléctricas, y que en este caso se trata de una máquina de inducción trifásica. Si bien hay diversos libros que enseñan a realizar el modelo de Simulink a partir de las ecuaciones integro-diferenciales, la obtención de resultados correctos no sólo depende del modelo sino también de los parámetros requeridos por el modelo. Este artículo analiza el fallo y la solución del mismo.

Miguel A. Cámara [mikel.camara@ehu.es] y Melchor Gómez [melchor.gomez@ehu.es] Dpto. Ingeniería Eléctrica de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU)

Figura 1. Diagrama de bloques.

L

as ecuaciones a partir de las cuales se obtiene el modelo están en diversos libros de máquinas eléctricas [1].

El modelo simula el comportamiento de la máquina de inducción trifásica cuando se alimenta con una fuente de tensión senoidal de frecuencia y tensión variable como sucede cuando se alimenta a la máquina con un convertidor de frecuencia que generase una señal de tensión senoidal.

En el caso que nos ocupa, al modelo de la máquina de inducción se le aña-

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dió un bloque que representa la fuente de frecuencia y tensión variable y además incluye un lazo de regulación de velocidad de tipo PI[(10s+0,5)/ s] con limitación del deslizamiento máximo (slip_limit) para evitar que la máquina se acerque al par máximo (el pull-out torque de la literatura en inglés) para evitar el bloqueo del grupo motor-carga.

Una de las pruebas que se debe realizar con los modelos de las máquinas eléctricas es someterlos a las condiciones

nominales, habida cuenta que cuando al motor se le carga con su par nominal deberá de absorber la intensidad nominal y girar a la velocidad nominal.

A continuación se analiza el caso del modelo S1C.mdl, que aparece en el capítulo 9 de Chee-Moon Ong. Conviene recordar que antes de ejecutar un modelo de Simulink hay que pasar los parámetros necesarios, que en el caso de un motor trifásico, son los valores del circuito equivalente y el momento de inercia del grupo mo-

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% Parámetros del

P20HP o sea de una máquina trifásica de

20 hp

Sb = 20*746; %potencia nominal en VA Vrated = 220; % tension de linea en V pf = 0.853; % factor de potencia nominal P= 4; % numero de polos frated = 60; % frecuencia nominal in Hz wb = 2*pi*frated;% frecuencia base electrica we=wb; wbm = 2*wb/P; % frecuencia base mecánica Tb = Sb/wbm; % Par base o nominal Zb=Vrated*Vrated/Sb; % impedance base en ohms Vm = Vrated*sqrt(2/3); % magnitud de la tensión de fase Vb=Vm; Tfactor = (3*P)/(4*wb); % factor para la expresión de par srated=0.0287; % deslizamiento nominal Nrated = 1748.3; % velocidad base o nominal en rev/min wmrated=2*pi*Nrated/60; % velocidad base o nominal en rad/sec Trated = Sb/wmrated; % par nominal iasb= 49.68; % corriente de fase nominal valor eficaz rs = 0.1062; % Resistencia estator en ohms xls = 0.2145; % reactancia de fugas del estator en ohms xplr = xls; % reactancia de fugas del rotor en ohms xm = 5.8339; % reactancia magnetizante en ohms rpr = 0.0764; % resistencia del rotor referida al estator en ohms xM = 1/(1/xm + 1/xls + 1/xplr); J = 2.8; % inercia del rotor en kg m2 H = J*wbm*wbm/(2*Sb); % constante de inercia en seg Domega = 0; % coeficiente de amortiguación del rotor Listado 1. Parámetros del P20HP; es decir, de una máquina trifásica de 20 Hp.

M1C.m:

% poner las condiciones iniciales de los flujos Psiqso = 0; Psidso = 0; Psipqro = 0; Psipdro = 0; wrbywbo = 0; % poner la referencia de velocidad que es una rampa de pendiente constante time_wref=[0 0.5 4]; speed_wref=[0 1 1]; % velocidad en valores por unidad % poner el par de carga Tmech que es un parámetro que aparece en el modelo simulink time_tmech=[0 0.75 0.75 1.0 1.0 1.25 1.25 1.5 1.5 2]; tmech_tmech=[0 0 -Trated -Trated -Trated/2 -Trated/2 -Trated -Trated 0 0 ]; tstop = 2 Listado 2. Condiciones iniciales de los flujos.

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Ecuaciones utilizadas en el modelo Tensiones de entrada Las ecuaciones de las tensiones de entrada (figura 1) son:

2 1 1 2 1 1 vas - vbs - vcs = vag - vbg - vcg - vsg 3 3 3 3 3 3 1 1 s ( vcg - vbg ) vds = ( vcs - vbs ) = 3 3 1 1 v0 s = ( vas + vbs + vcs ) = ( vag + vbg + vcg ) - vsg 3 3 s vqs =

Rotor Utilizando la misma relación para el rotor (el símbolo prima indica valores referidos al estator):

2 ' 1 1 2 1 1 var - v'br - v'cr = v'an - v'bn - v'cn - v'rn 3 3 3 3 3 3 1 ' 1 ' ( vcr - v'br ) = ( vcn - v'bn ) = 3 3 1 1 = ( v'ar + v'br + v'cr ) = ( v'an + v'bn + v'cn ) - v'rn 3 3

v'qsr = v'drr

vas = vag - vsg

v0' r

vbs = vbg - vsg vcs = vcg - vsg 3vsg = ( vas + vbs + vcs ) - ( vag + vbg + vcg ) vsg = Rsg ( ias + ibs + ics ) + Lsg i0 s = ias + ibs + ics

d ( ias + ibs + ics ) dt

Transformación rotor a estator Realizamos la transformación del rotor (d,q) a estator (ds,qs). Es lo mismo para tensiones que para intensidades (figura 3).

En una máquina trifásica simétrica (νas +νbs +νcs = 0) con tres tensiones sinusoidales equilibradas (νag +νbg +νcg = 0) νsg es igual a 0.

En una conexión a tres hilos entre la alimentación y el estator i0s es igual a 0 pero νsg no es 0 cuando las tensiones son no-sinusoidales como en un PWM. En la simulación suponemos alimentación senoidal y el neutro flotante νsg puede ser calculado utilizando Lsg = 0 y Rsg lo bastante grande.

éi r ù é ê q ú ê cos q r ê ú=ê êi r ú ë sin q r ë dû

é sù - sin q r ù êiq ú úê ú cos q r úû êi s ú ë dû

Transformación a referencia estacionaria La transformación de las tensiones del estator a referencia estacionaria qd0

o la inversa:

é 2p 2p ù ê cos q cos( q ) cos( q + )ú év s ù ê 3 3 ú év ù ê qs ú ú ê as ú ê ú 2 êê ê v s ú = ê sin q sin( q - 2p ) sin( q + 2p ) úú ê v ú bss ê ds ú 3 ê 3 3 ú êê úú êv ú ê ú ê vcs ú ê os ú 1 1 ê 1 úë û êë úû ê ú 2 2 êë 2 úû

El símbolo prima indica cantidades referidas al estator.

Estator

éi s ù é ê q ú ê cos q r ê ú=ê êi s ú ë- sin q r ë dû

é rù sin q r ù êiq ú úê ú cos q r úû êi r ú ë dû

v'qrs = v'qrr cos q r + v'drr sin q r v'drs = -v'qrr sin q r + v'drr cos q r t

q r = ò wr dt + q r ( 0 ) 0

Las tensiones dq0 en el estator y rotor con la misma referencia dq0 pueden utilizarse como entradas junto con el par de carga.

Estas ecuaciones están en el bloque ABC2DQS.

En referencia estacionaria (figura 2), θ= 0 desarrollando la ecuación: ABR 10 | Mundo Electrónico

Ecuaciones de los flujos En las ecuaciones de los flujos en la referencia estacionaria (d,q,0 axis) las entradas son las tensiones d,q y los parámetros de la máquina (rs,xls,r’r,x’lr,xm) y las salidas

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son las intensidades en la referencia estacionaria.

stator Estator s s Y qs = wb ò { vqs +

rs s s ( Y mq - Y qs }dt xls

s s Y ds = wb ò { vds +

rs s s ( Ym d - Y ds )}dt xls

i0 s =

wb xls

ò { v0 s - i0 s rs }dt

rotor

Rotor

Y'qrs = wb ò { v'qrs +

wr ' s r' s - Y'qrs )}dt Y dr + r ( Y mq ' wb xlr

Y'drs = wb ò { v'drs -

r' wr ' s s - Y'drs )}dt Y qr + r ( Y md ' wb xlr

i0' r =

wb x'lr

'

'

'

ò { v0 r - i0 r rr }dt

d , q currents Corrientes d,q s s = xm ( iqs + i'qrs ) Y mq s s = xm ( ids + i'drs ) Y md s = iqs s ids =

i'qrs = i'drs =

s s Y qs - Y mq

xls s s Y ds - Y md

Estas ecuaciones están en el bloque INDUCTIONMACHINE DQ0 BLOCK’ del modelo.

Par P es el número de pares de polos y wb es la velocidad base.

Tem =

3 P s s s s ( Y ds ids ) iqs - Y qs 2 2 wb

Y la ecuación del movimiento del rotor es:

2Jwb d ( wr / wb ) = Tem + Tmech P dt Donde J es el momento de inercia y Tmech será negativo para funcionamiento como motor. El valor de Tmech se crea en un programa matlab (.m) y no en el modelo simulink(.mdl).

Salidas .d,q a a,b,c

2 1 1 vag - vbg - vcg 3 3 3 1 s ( vcg - vbg ) vds = 3 1 v0 s = ( vag + vbg + vcg ) 3 s vqs =

Estas ecuaciones están en el bloque ABC2DQS.

xls

s Y'qrs - Y mq

x'lr s Y'drs - Y md

x'lr

tor-carga, entre otros de relevancia.

Al modelo S1Cmdl en Simulink se le van a pasar los parámetros del p20hp a través de una llamada en el M1C.m en Matlab. M1C.m es el programa que se ejecuta desde la ventana de Matlab y que al ejecutarlo pasa los parámetros al modelo en Simulink (listado 1).

En el M1C.m además de la llamada al p20hp se obtiene la inicialización de los flujos, tras el cual se pone la carga, y que en este caso son varios escalones de par (listado 2).

SIMULACIÓN Al ejecutar M1C.m y posteriormente S1m.mdl se obtiene un gráfico. En él, entre 0,75 y 1, al igual que entre 1,25 y 1,5 segundos, el par introducido es el par nominal, y como su intensidad nominal es de de 49,68 A, su máximo valor es 49,68*√2=70,258; no obs-

Figura 2. Valor instantáneo de la intensidad del estator.

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tante, el valor que se obtiene de la simulación es de 60 A. Localización del fallo Recordemos que a partir de 0,75 segundos el par es el nominal y que gira a la velocidad nominal a partir de 1 segundo; es decir, entre 1,25 y 1,5 por ejemplo está trabajando a potencia mecánica constante, lo que implica que también lo será la eléctrica absorbida que es √3*U*I*cosϕ. Si el valor de la intensidad es inferior al real puede ser porque el valor de la tensión es superior al real.

Figura 3. Representación de la curva tensión-frecuencia.

Figura 4. Circuito equivalente.

Figura 5. Tabla tensión frecuencia con la nueva simulación.

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Obtención de la tensión La tensión que se aplica se obtiene del bloque Var_we_source y es del tipo tabla de consulta (look-up table), lo que significa que estos valores se obtienen al ejecutar el archivo M1C. m que se pasan igual que el resto de parámetros que genera M1C.m al modelo S1.mdl.

El bloque Var_we_source (similar a la ley de control V/f que aplican los variadores pero con tensiones senoidales y no PWM) se obtiene al ejecutar M1c.m.

Ahora bien, el valor que se debería obtener para 60 Hz es de (220/√3)* √2=179,62 que corresponde al valor máximo de la tensión de fase (la máquina está en estrella y los parámetros que se pasan al modelo son los valores de pico o máximos) cuando la tensión de línea es de 220 V, aunque la simulación como muestra la figura proporciona 300 V. El origen de este valor Para ello hay que ver la forma en la que se ha solucionado el circuito equivalente en el archivo M1C.m. El bloque Var_we_source obtendrá los valores de la tensión del estator Vsb en función de la frecuencia aunque en el programa la variable que va a utilizar es w(w=2πf).

Se coge el trozo del programa en que aparece el cálculo de la ley de control.

Se va a resolver el circuito utilizando los números complejos, siguiendo la ejecución del programa mostrado en el listado 3.

Puede verse que el error radica en la multiplicación de xm por iasb; es decir, la intensidad del estator, por lo que se debe multiplicar por la intensidad magnetizante como sugiere la observación de la figura del circuito equivalente. Por tanto, al modificar está línea se crea un nuevo archivo M1Cbis.m. Además se debe mantener la intensidad magnetizante constante para mantener el flujo cons-

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Listado 3. Determinar tabla tensi贸n-frecuencia.

Listado 4. C谩lculo del circuito equivalente.

Listado 5. Tiempo de aplicaci贸n del par nominal.

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“Antes de ejecutar un modelo de Simulink hay que pasar los parámetros necesarios, que en el caso de un motor trifásico son los valores del circuito equivalente y el momento de inercia del grupo motorcarga, entre otros de relevancia” tante, intensidad que se obtiene en P20hpbis.

La parte del programa que resuelve el circuito equivalente de la figura 4 se muestra en el listado 4.

También se ha modificado el tiempo de aplicación del par nominal desde 0,75 hasta 1,25 segundos para observar mejor la corriente.

Figura 6. Valor instantáneo de la intensidad del estator con la nueva simulación.

NUEVA SIMULACIÓN Ahora se ejecuta primero M1cbis. m desde la ventana de Matlab y posteriormente el modelo S1.mdl desde Simulink y se obtiene el resultado de la figura 1, donde se aprecia que la ley de control proporciona un valor próximo a 180 V para 60 Hz (220/√3)*√2=179,62, el valor que se pasa al modelo es el valor máximo o valor de pico (Vpeak).

La intensidad eficaz es de 49,68, que corresponde a un valor máximo de 70,25(49,68*√2) que sucede entre 0,75 y 1,5 segundos que es cuando se aplica el par de carga nominal (figuras 2 y 3).

CONCLUSIONES La primera prueba a la que hay que someter todos los modelos de máquinas eléctricas es a su carga nominal, puesto que de no superarla, todos los demás resultados que se obtengan, como por ejemplo, el cálculo de los parámetros del regulador PI (típico en este tipo de casos), serán erróneos.

Figura 7. Valor instantáneo de la tensión del estator con la nueva simulación.

“Una de las pruebas que se debe realizar con los modelos de las máquinas eléctricas es someterlos a las condiciones nominales, habida cuenta que cuando al motor se le carga con su par nominal deberá de absorber la intensidad nominal y girar a la velocidad nominal”

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NOTA El modelo Simulink S1.mdl y los archivos Matlab M1C.m y P20HP.m se encuentran en el capítulo 9 del libro de Chee-Mun-Ong. ● BIBLIOGRAFíA [1] “Dynamic Simulation of Electrical Machinery”, Chee-Mun-Ong, Prentice Hall Electric Drives. Ion Boldea, S.A. Nasa, Taylor & Francis Vector control of AC machines. Peter Vas, Clarendon Press.

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Ramon Pallàs ramon.pallas@upc.edu Óscar Casas jocp@eel.upc.edu José Polo jose.polo@upc.edu

Aplicaciones

Grupo de Instrumentación, Sensores e Interfaces, Escuela Politécnica Superior de Castelldefels, DEEL-UPC

Midiendo movimientos La tecnología micro-electromecánica (MEMS) ha permitido desarrollar nuevos acelerómetros y giroscopios que, con una gran robustez y un bajo coste, permiten medir movimientos en una gran variedad de aplicaciones. Aunque ampliamente utilizados desde hace dos decenios en automoción, en concreto en el control automático del sistema airbag, ha sido su uso reciente en las interfaces de usuario de plataformas de vídeojuegos (Nintendo Wii), y en sistemas de comunicación móviles (Apple iPhone) lo que está impulsado en los últimos años su gran desarrollo, y es que, según un informe reciente de iSuppli (www.isuppli.com), ésta es un área en gran expansión comercial. Así, por ejemplo, su volumen de mercado en telefonía móvil aumentará desde los 220 M$ del año 2009 hasta una previsión de 426 M$ para el año 2010. Pero, ¿qué otros ámbitos y mercados pueden tener estos sensores?

Desde un punto de vista físico, estos dispositivos permiten medir el movimiento reflejado como una medida de aceleración, vibración, golpe, inclinación y rotación. Los cuatro primeros son una manifestación de la aceleración durante un periodo de tiempo, mientras que la rotación requiere el uso adicional de gi-

“Desde un punto de vista físico, los MEMS permiten medir el movimiento reflejado como una medida de aceleración, vibración, golpe, inclinación y rotación” roscopios. Será pues esta clasificación la que se utilizará para presentar ejemplos de su potencial uso en diferentes ámbitos de aplicación.

MEDIR ACELERACIÓN PARA OPTIMIZAR EL CONSUMO Y LAS INTERFACES DE LOS EQUIPOS Un ámbito donde se incrementará enormemente el uso de acelerómetros MEMS en los próximos años es la detección de la actitud del usuario frente a cualquier equipo autónomo. La medida del movimiento o de la posición del equipo permite detectar de forma sencilla, por ejemplo, cuándo el dispositivo ya no se utiliza o cuándo se va empezar a utilizar.

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En ambos casos, un acelerómetro puede generar una interrupción que apague todo el equipo o simplemente las funciones de mayor consumo, como las pantallas LCD o los sistemas de comunicación, o bien los vuelva a conectar si procede del estado de bajo consumo. Para optimizar este tipo de aplicaciones el consumo de los acelerómetros ha de ser muy reducido ya que han de estar permanentemente

alimentados. Esto ya es una realidad en sensores como el MMA7660FC de Freescale (www.freescale.com), que en modo activo consume sólo 47 µA, lo que permite alimentarlo continuamente durante casi dos años y medio con una pila de 1000 mAh. Pero la reducción del consumo no es la única ventaja que pueden aportar a estos equipos. El uso de acelerómetros permitirá mejorar la interfaz de usuario al reducir el número de acciones repetitivas que se deben realizar, y que podrán ser sustituidas por la detección de algún movimiento, de forma similar a como los acelerómetros en el mando de la Wii han sustituido botones y controles utilizados en otros mandos.

MEDIR VIBRACIÓN PARA ALARGAR LA VIDA DE LOS EQUIPOS Y OPTIMIZAR SU MANTENIMIENTO La medida de pequeños cambios en la vibración de las partes mecánicas de un equipo es un buen indicador, por ejemplo, del desgaste de los cojinetes o de una desalineación de los componentes. Una aplicación muy atractiva, actualmente en producción, corresponde a las lavadoras: con estos sensores se puede controlar el

centrifugado para conseguir un equilibrio mejor de la carga y así aplicar una mayor velocidad de giro, que secará antes la ropa con menos componentes mecánicos para amortiguar el movimiento del tambor. Estas lavadoras serán más ligeras, menos costosas y la vida útil de los elementos mecánicos se ampliará debido a la reducción de las cargas máximas ofrecidas al motor.

Otra aplicación destacada es el mantenimiento de maquinaria. En general, las re-

visiones se programan siguiendo un calendario preventivo basado en un análisis estadístico de fallos anteriores. Esto conlleva el sobrecoste de la realización de revisiones cuando no son necesarias y no evita el riesgo de fallos repentinos. La solución: integrar acelerómetros en los cojinetes o en los dispositivos mecánicos rotativos para ampliar la vida de servicio sin riesgo a fallo repentino, y optimizar así el momento de revisión. Esta aplicación requiere acelerómetros de gran ancho de banda que permitan caracterizar perfectamente las vibraciones de la maquinaria y sus cambios. El ADXL001 de Analog Devices (www.analog.com) con sus 22 kHz es una posible solución.

PROTEGER FRENTE A GOLPES La protección de la unidad de disco que se encuentra en muchos equipos portátiles es una aplicación típica del uso de acelerómetros frente a golpes. En ella un acelerómetro detecta movimientos en el portátil, como puede ser un tirón en el cable de alimentación que suele ser, en muchas ocasiones, precursor de un golpe.

En cuestión de milisegundos, el sistema aparta el cabezal de la superficie del disco duro evitando el contacto entre ambos

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Aplicaciones durante el impacto y preservando así de daños a la unidad. La característica fundamental requerida para el sensor: un tiempo de respuesta rápido (anchos de banda de kilohercios).

DETECTAR INCLINACIÓN PARA AUMENTAR LA EXACTITUD DE LAS MEDIDAS Los acelerómetros también se pueden aplicar a la compensación de la posición de un instrumento. Muchos instrumentos pueden reducir considerablemente la exactitud de sus medidas si su posición de trabajo no es la adecuada. Un ejemplo es la brújula electrónica en sistemas de posicionamiento GPS. Si la posición de la brújula no es exactamente paralela a la superficie de la Tierra, el error inicial puede ser grande y su propagación puede comprometer la exactitud de todas las medidas.

Otro ejemplo es el de las balanzas industriales de precisión, donde para tener lecturas de peso exactas hay que calcular y compensar la inclinación del soporte de la carga respecto a la Tierra. En otros sensores este problema no es tan eviden-

“Otra aplicación destacada es el mantenimiento de maquinaria. En general, las revisiones se programan siguiendo un calendario preventivo basado en un análisis estadístico de fallos anteriores” te pero también existe. Algunos sensores de presión utilizados en automoción y maquinaria industrial, por ejemplo, están sujetos a errores debidos a la gravedad porque la deflexión de su diafragma cambia según la posición en la que está montado el sensor.

MEDIR LA ROTACIÓN CON UNIDADES INERCIALES El uso de unidades inerciales de medida (IMU, Inertial Mesasurement Units) se está generalizando. Cada vez hay más aplicaciones en equipos de imágenes médicas, instrumentación quirúrgica, prótesis,

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orientación de antenas y automatización en la orientación de vehículos y robots que requieren soluciones de bajo coste pero sin pérdida de resolución. Para ello se utilizan sistemas inerciales que integran acelerómetros y giroscopios que miden según tres ejes ortogonales. Son los denominados sistemas 6DoF por los seis grados de libertad que proporcionan.

Para aumentar aún más la exactitud del sistema se pueden integrar conjuntamente con magnetómetros, como en el DIS16400 de Analog Devices. Sin embargo, sus costes (> 350 dólares) aún son excesivos para muchas aplicaciones.

Cuando se reduzcan, aplicaciones tan curiosas como la supervisión inteligente del movimiento de los palos de golf puede ser una realidad en las escuelas de aprendizaje de este deporte. Por ahora son más un deseo que una realidad.

Todas estas aplicaciones muestran que el uso de estos sensores en otras muchas áreas dependerá no sólo de la mejora en sus características sino también de la imaginación de diseñadores que los introduzcan en ámbitos hasta ahora desconocidos.

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Tecnología

Captación de energía del entorno para sensores autónomos En tecnología, como en otros campos, cuando se habla mucho de un tema, o bien es un hecho que está deviniendo común, o se prevé que lo sea, o se desea, pero sin confesarlo. Entonces, los comunicados de prensa de las empresas, universidades o centros de investigación, las convocatorias de premios para sectores o aplicaciones específicas, las ferias, conferencias, congresos y todo cuanto pueda tener algún eco en los medios sirve para convencer, o acabar de convencer, a quienes podrían adoptar o contribuir a que se adopte la tecnología que se desea promocionar. Además, en el caso de la tecnología electrónica hay una pauta que se viene repitiendo durante decenios: primero se apunta a posibles aplicaciones médicas, a las que cuesta oponerse porque todos somos usuarios potenciales, o quizá a aplicaciones medioambientales, que también tienen un halo positivo, siempre y cuando no choquen con nuestra comodidad y hábitos de consumo, para acabar abordando aplicaciones que de entrada podrían tener no tan buena prensa.

La captación de energía del entorno para poder alimentar sensores autónomos es un tema que, en lo que llevamos de 2010, ha sido noticia continua en el mundo de la tecnología electrónica. Las técnicas de captación preferidas dependen de la ubicación del sensor. Para sensores en objetos, la energía óptica (solar o de fuentes de luz artificiales) es la preferida, seguida de la energía piezoeléctrica cuando se trate de máquinas o sensores embebidos dentro de objetos. Para sensores que deban monitorizar parámetros fisiológicos midiendo en la superficie del cuerpo se han ido perfeccionando los captadores basados en termopilas formadas por varios termopares conectados en serie, con una unión en contacto con la piel y la otra al aire.

100 MICROVATIOS A PARTIR DE 1 °C DE DIFERENCIA Investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han obtenido hasta 100 µW a partir de diferencias de sólo 1 °C o 2 °C. El Holst Centre ha recibido el "European Technology Innovations Award" de 2009 concedido por Frost & Sullivan, para el mercado de captadores de energía que se puedan llevar encima.

Empleando telururo de bismuto han conseguido decenas de microvatios en áreas ABR 10 | Mundo Electrónico

de 3 x 4 cm2. Con 14 módulos de este tipo han logrado transmitir un ECG en el interior y en el exterior de edificios. El encapsulado resiste un centrifugado a 1000 rev/min en una lavadora. Aparte del coste y de la posible aceptación por parte de los potenciales usuarios, hay que tener en cuenta que sólo funciona si la piel está más caliente que el aire, hecho que no se puede garantizar en climas cálidos.

Una alternativa a la generación termoeléctrica son los materiales piezoeléctricos. Éstos obtienen energía eléctrica a partir de los movimientos y vibraciones del cuerpo, por ejemplo en articulaciones, o incluso en interior del cuerpo, debidos al latido cardiaco y a la respiración. Un captador de vibraciones fabricado también en el Holst Centre con tecnología MEMS emplea un microvoladizo de nitruro de aluminio con el que han obtenido hasta 85 µW antes de encapsularlo, que se reducen a 10 µW al encapsularlo a presión atmosférica, debido al amortiguamiento producido por las moléculas de aire. Esta reducción de la potencia y el restringido ancho de banda de las vibraciones a las que responde son dos limitaciones importantes.

Zarlink Semiconductor ha recibido el "Emerging Technology Award" de 2009, concedido por la Institución de Ingeniería y Tecnología (IET), del Reino Unido, por el proyecto de un microgenerador basado también en MEMS para captar energía del cuerpo humano, financiado por el Departamento de Comercio e Industria británico, y que aspira a multiplicar por un factor entre 10 y 100 la potencia obtenida por los microgeneradores actuales. El objetivo es alimentar marcapasos y otros dispositivos implantados, así como nodos sensores de área corporal (BAN, Body Area Networks, o BSN, Body Sensor Networks).

Según resultados recientes obtenidos en la Universidad de Princeton, los microgeneradores cerámicos flexibles pueden captar más energía que los resonadores MEMS. Mediante tiras de titanato-circonato de plomo (PZT) de unos 10 µm de ancho combinadas con silicona, que además de flexible es biocompatible, se convierte en energía eléctrica hasta un 80 % de la energía mecánica aplicada para flexionar el material. Este método es escalable, porque la potencia obtenida aumenta con las dimensiones. Además, al ser el efecto piezoeléctrico reversi-

Generador piezoeléctrico flexible formado por tiras de PZT embebidas en silicona (Universidad de Princeton, EE.UU.)

ble, si se aplica una tensión eléctrica al material, éste se deforma, lo cual puede abrir las puertas a otras aplicaciones.

GESTIÓN DE LA ENERGÍA CAPTADA Otros esfuerzos para lograr que los sensores autónomos sin pilas sean viables se dirigen hacia la gestión de la energía captada y la reducción del consumo en los sensores, procesadores y transceptores de RF, para que en total no llegue a unos 100 µW de media. Así, un diseño del MIT basado en un nuevo tipo de rectificador entre un captador de energía piezoeléctrico y un condensador de almacenamiento aumenta la potencia extraída en un factor de cuatro respecto a un acondicionador de potencia convencional basado en un puente completo de rectificadores y dobladores de tensión.

La Universidad de Michigan ha presentado un nodo sensor con célula solar, microprocesador y batería que consume una potencia media de menos de 1 nW y sólo mide 2,5x3,5 x1 mm3. El procesador es un ARM Cortex-M3 y la batería es de película fina de litio-ión. El nodo está normalmente dormido y sólo se despierta en intervalos de varios minutos para medir y volver a hibernar. Para reducir el consumo en el transceptor RF, el Holst Centre ha diseñado un receptor de radio de 2,4 GHz/915 MHz que consume sólo 51 µW y ocupa 0,36 mm2. Puesto en paralelo con un transceptor convencional, puede despertarlo sólo cuando haga falta recibir o transmitir señales. Esta misma técnica ha sido aplicada en sensores, donde un sensor de bajo consumo activa a un sensor convencional sólo cuando parece necesario que mida (ver Sensórica, Mundo Electrónico, julio-agosto 2009, p. 34-35).

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Eventos

Sensors Applications Symposium, SAS 2010 Del 23 al 25 de febrero se celebró en Limerick (Irlanda) el IEEE Sensors Applications Symposium (SAS 2010, www. sensorapps.org), donde se pudieron ver algunas tendencias de los sensores y sus redes.

Un campo que sigue en auge es el de los sensores aplicados a los alimentos. Por ejemplo, el Instituto Real de Tecnología (www.kth.se) de Suecia ha desarrollado nodos sensores inalámbricos para el seguimiento de alimentos frescos, frutas y verduras durante su transporte. Miden la temperatura, la humedad relativa del aire, el CO2, el O2, el etileno, la aceleración en tres ejes e incluso la posición global.

Este seguimiento es en tiempo real y la información se puede obtener a través de la web.

También se presentaron sistemas de control de la salud. Por ejemplo, la Universidad de Liverpool John Moores (ljmu. ac.uk), Reino Unido, presentó un sistema para la monitorización de bebés destinado a la prevención de la muerte súbita.

El sistema utiliza micrófonos miniaturizados, inalámbricos y muy sensibles que permiten monitorizar online la frecuencia respiratoria de los bebés cuando duermen, tanto si están en casa como en la guardería. Las universidades de Limerick (Irlanda) y la de Rostock (www.uni-rostock.de), Alemania, han desarrollado un sensor no invasivo para medir la concentración de hemoglobina en la sangre hu-

Una de las restricciones de este tipo de redes es su consumo de energía, y en este sentido la Universidad de Arkansas (www.uark.edu) EEUU ha desarrollado un protocolo que mejora el procedimiento habitual de dormir y despertar los nodos mediante un algoritmo que reduce el tiempo máximo desde que se toman los datos hasta que los recibe el gestor de la red.

mana. Se basa en un LED y en la medida de los cambios de la absorción de su luz en diferentes longitudes de ondas.

Otro tema que es de gran actualidad es la calidad y gestión del agua. Así, la Universidad de la Ciudad de Dublín (www. dcu.ie), Irlanda, ha desarrollado un sensor autónomo para medir in situ fosfatos en aguas ambientales. Se basa en el método del molibdeno amarillo. El color se detecta mediante LED y fotodiodos.

Por su parte, la Universidad de la Columbia Británica (www.ubc.ca), Canadá, ha desarrollado un sensor inalámbrico y un sistema de control de irrigación que reduce el consumo de agua para el riego de césped hasta un 50 % o un 75 %. Los sensores miden la humedad del suelo y utilizan un control adaptativo de la demanda de agua. El sistema funciona de forma autónoma sin intervención humana.

INTEROPERABILIDAD DE REDES DE SENSORES Otro de los aspectos tratados en el simposio fue la interoperabilidad de las redes de sensores. Habitualmente, las redes comerciales incluyen aplicaciones y protocolos propietarios por lo que es difícil conectar aparatos de marcas diferentes. Por ello, la estandarización resulta imprescindible.

En este sentido, el estándar IEEE 1451 (ieee1451.nist.gov), cuya aplicación crece gradualmente, elimina esas trabas y permite que diferentes sensores puedan comunicarse, en redes cableadas o inalámbricas, con una funcionalidad "plug-and-play", además de poder conectar fácilmente la red de sensores a otras redes exteriores, sean de sensores o no, como por ejemplo Internet. Eugene Y. Song y Kang B. Lee del NIST (National Institute of Standards and Technology, www.nist.gov), que son los promotores del estándar, presentaron un sistema de prueba de la interoperabilidad para redes inalámbricas WiFi. La Universidad de Houston (www.uh.edu), EEUU, junto con la empresa Mobitrum (www.mobitrum.com) presentaron dos trabajos en los que demostraron la funcionalidad "plugand-play" del estándar; en uno de ellos en conjunción con el protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol). El Grupo ISI (isi.upc.es) de la UPC ha desarrollado una red con 6loWPAN y presentó propuestas de mejora del estándar para este protocolo, que permite introducir Internet, IPv6, dentro de la red de sensores: es la Internet de los objetos.

Una de las tendencias de mejora que ya se vieron en la cita del año pasado y que se han concretado en ésta fue la seguridad en redes de sensores, la Universidad de Limerick (www.ul.ie) presentó una solución de gestión de claves aprovechando la importante cantidad de memoria no volátil que suelen tener los nodos de estas redes.

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productos y servicios

la solución

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Dotados de gran pantalla y funciones de búsqueda aceleradas por hardware

Agilent mejora su serie 7000 de osciloscopios digitales Agilent Technologies ha ampliado su oferta de osciloscopios digitales con la incorporación de 14 modelos nuevos a su gama de instrumentos con memoria digital y de señales mixtas InfiniiVision serie 7000. Estos equipos ofrecen anchos de banda comprendidos entre 100 MHz y 1 GHz.

Además de la representación tradicional de las señales analógicas, los osciloscopios incluyen captura de señales digitales, además de disparo y descodificador de bus serie. Los circuitos integrados personalizados ofrecen funcionamiento acelerado por hardware y son capaces de mostrar en pantalla hasta 100.000 formas de onda por segundo, lo cual ayuda a los ingenieros a capturar numerosos detalles de las señales y eventos intermitentes. Los osciloscopios InfiniiVision Serie 7000B de Agilent ofrecen mejor visibilidad de señales a los diseñadores que emplean señales de control digitales o esquemas de comunicación por bus serie.

Los equipos de diseño y prueba que trabajan en aplicaciones tan diversas como informática, comunicaciones, semiconductores, aeroespacial/ defensa, automoción y comunicaciones inalámbricas, realizan diseños de hardware cada vez más complejos. Los diseñadores recurren a los osciloscopios como herramienta de base para probar y depurar dichos diseños.

Una de las características más destacada por Agilent es que propone la mayor pantalla del mercado (12,1 pulgadas) en los modelos InfiniiVision serie 7000B. El tamaño de esta pantalla permite mostrar hasta 20 canales a la vez con protocolo serie, lo que permite utilizar estos instrumentos en aplicaciones a las que la medida de la pantalla restringía sus posibilidades.

Los modelos InfiniiVision Serie 7000B ofrecen una velocidad de actualización de hasta 100.000 formas de onda

CARACTERISTICAS TÉCNICAS ■ Ancho de banda: 100 MHz a 1 GHz. ■ Pantalla de 12,1 pulgadas.

■ Dimensiones: 17,9x10,9x6,8 pulgadas.

■ Número de canales: 2/4 (según modelo).

■ Resolución vertical: 8 bit (modo de alta resolución hasta 12 bit).

■ Velocidad de muestreo: 2 GS/s por canal.

■ Profundidad de memoria: hasta 8 Mpuntos.

■ Decodificador serie, listado en ventana y disparo acelerados por hardware para MIL-STD 1553, I2S, I2C, SPI, CAN, LIN, FlexRay, RS-232 y otros UART. ■ Depuración de diseños asistida por núcleo con FPGA de Xilinx o Altera.

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por segundo, eliminando dos errores muy corrientes que pueden causar la pérdida de información vital a los ingenieros: controles que no responden cuando la memoria profunda está activada y arquitecturas tradicionales que no perciben los cambios en las señales que se están probando.

Para diseños en los que se efectúan medidas digitales y analógicas, la velocidad de actualización es 5.000 veces más alta que la de cualquier otro osciloscopio. Esta elevada velocidad de actualización permite a los usuarios ver detalles vitales de las señales que otros osciloscopios no muestran por sus largos tiempos muertos.

Además de sus numerosas funciones de carácter general, los osciloscopios InfiniiVision Serie 7000B pueden incluir una serie de opciones de software exclusivas para abreviar los ciclos de depurado. Además, los paquetes de software opcionales que comprende todo tipo de funciones que permite mejorar la captura y análisis de medidas.

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CONEXIÓN

Conectores modulares con 7 filas La familia de conectores MicroSpeed de 1,0 mm se ha ampliado para incorporar versiones verticales con 7 filas además de las versiones con 2 filas. Los conectores MicroSpeed ofrecen velocidades de transmisión de datos de hasta 10 Gbps con una impedancia de 100 � para la transmisión de señal diferencial y una impedancia de 50 Ω para transmisión con terminación sencilla. Los conectores modulares y apantallados están disponibles con siete filas de 91 o 133 contactos y una altura de apilamiento de 5mm para un par de conector acoplado.

Los conectores trabajan en un amplio margen de temperaturas (-55 a +125°C). Los contactos de señal incorporan terminación SMT y hay disponibles dos opciones de terminación para el apantallamiento envolvente, dependiendo de la aplicación; SMT o reflujo por inserción (Through Hole Reflow, THR) para tarjetas reforzadas o protección mecánica añadida para tirones. La coplanariedad de señal SMT tiene una garantía del 100% para menos de 0,10 mm en todos los contactos. El paso longitudinal del conector de señal de 1,0 mm y el paso transversal de 1,5 mm permiten la configuración horizontal o vertical de señales diferenciales o de terminación sencilla para cumplir los requisitos específicos de impedancia.

■ Fabrica y comercializa: Erni Electronics

CONEXIÓN

Conectores multipolo La gama de conectores multipolo EXPLora de Bulgin se ha evaluado independientemente para cumplir con los estándares ATEX, la gama EXPlora tiene estanco ecológico IP68 para ofrecer protección contra el polvo y la humedad en entornos peligrosos, incluyendo atmósferas explosivas. La gama compacta EXPlora está disponible con 2, 3, 4, 5, 7 y 10 variantes de polo y en cuatro estilos: cable, cable en línea, panel y fijación con pestaña. Las clasificaciones son 18 A, 600 VCA/CC para 2 a 5 polos; 16 A, 430 VCA/CC para 7 polos; y 10 A, 250 VCA/CC para 10 polos. Es posible acomodar conductores de hasta 4 mm².

ALIMENTACIÓN

Convertidores CC/CC para aplicaciones ferroviarias La serie CN-A de convertidores CC/CC tiene un amplio margen de entrada de 60 VCC a 160 VCC y está indicada para aplicaciones ferroviarias.

Disponibles con tensiones de salida nominal de 5 V a 24 V (ajustables en ±10%) y potencias de hasta 100 W, estas fuentes totalmente reguladas y aisladas se adaptan a aplicaciones estándar para 1/4 brick. Están indicados para material rodante e instalaciones fijas y permiten a los clientes diseñar sistemas económicos y compatibles con EN50155 de forma rápida y, según la propia compañía, sin los riesgos asociados a productos a medida. Los nuevos modelos con placa base refrigerada proporcionan una elevada potencia entre -40 y +100°C. ■ Fabrica y comercializa: TDK-Lambda

MEDIDA

Pinza detectora de fugas La pinza HT78 realiza medidas de corrientes de fugas en cables de gran tamaño. Su maxilar con un diámetro interno de 108 mm se anuncia como la pinza autónoma de fugas más grande del mercado. Permite realizar medidas de corriente de fugas tanto en instalaciones monofásicas como trifásicas 4 hilos, así como medidas de consumo hasta 3000 A CA en 4 escalas (3/30/300/3000) y en verdadero valor eficaz. Otras funciones son el filtro paso bajo (150 Hz), la salida analógica CC, retención de lectura y autoapagado. Las dimensiones de la pinza son de 341x194x52 mm, con un peso total de 1,9 kg.

■ Fabricante: Bulgin ■ Comercializa: Farnell

ALIMENTACIÓN

Circuito para gestión de baterías El modelo ATA6870 es un circuito de gestión de baterías que incluye un equilibrado de celda activo con condensadores o inductores lo que le permite trabajar con celdas de ión de litio de altas prestaciones para soportar tensiones de varios cientos de voltios como las necesarias para el desarrollo de los vehículos eléctricos o los sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI). El circuito monitoriza hasta seis celdas de batería y puede apilarse hasta 16 veces. Incluye asimismo un monitor de 8 bit que permite incrementar la robustez de las comunicaciones, también incluye un convertidor A/D para cada celda de batería que se monitorice lo que permite que el dispositivo pueda medir de forma simultánea la tensión de todas las celdas incluidas en una cadena de baterías y, así, determinar el estado preciso de carga. El mismo circuito integra la fuente de alimentación ■ Fabrica y comercializa: HT Instruments ■ Fabricante: Atmel ■ Comercializa: Anatronic Mundo Electrónico | ABR 10

productos y servicios 52

CONVERSIÓN

Controlador de convertidor A/D POTENCIA

Fuente de alimentación para servidores Diseñada para alimentación de alta densidad como servidores y estaciones de trabajo o sistemas de almacenamiento, o en general de cualquier sistema de con arquitectura de alimentación distribuida de 12 V, la fuente de alimentación D1U4CS-W2200-12-HA4C se caracteriza por un formato de bajo perfil tipo 1U que le permite almacenar hasta cuatro unidades en un armario estándar de 19 pulgadas con capacidad para proporcionar hasta 8,8 kW de potencia. La densidad de energía es de 24,5 W/m³, logra una eficiencia del 92% para el 50% de la carga y del 88% con un 20% de la carga. Estas fuentes pueden configurarse en formato redundante N+1 y proporcionan información a través de un panel frontal con LED, señales lógicas y con el interface I2C. Es conforme a RoHS y con un margen de temperatura operativo entre 0 y +50ºC, el MTBF es de 400.000 horas y es compatible con CSA 60950-1-03/UL 60950-1.

■ Fabrica y comercializa: Murata Power Solutions

INSPECCIÓN

Cámaras térmicas para captura de imágenes El control de defectos basado en las cámaras térmicas SWIR proporciona una información precisa sobre la estabilidad del proceso y la calidad final del producto, gracias a la capacidad de detectar los bajos niveles de emisión de fotones encontrados en los defectos de las redes de semiconductores. Los defectos en las estructuras de cristal de los semiconductores son expuestos por la baja emisión en el espectro de infrarrojo cercano (SWIR). Esto convierte a las cámaras más modernas y de alta sensibilidad SWIR en las más adecuadas para una rápida y precisa localización de defectos. El modelo Xeva 1.7-320 es una cámara térmica que captura imágenes en el espectro de longitudes de onda entre 0,9 y 2,5 micras, y que combina un detector Ingaes refrigerado termo eléctricamente y la electrónica de control y comunicación en un espacio muy reducido.

■ Fabricante: Xenics ■ Comercializa: Infaimon

El LT6350 trabaja a una frecuencia de 33 MHz y presenta un bajo nivel de ruido. Se trata de un controlador de convertidor A/D tipo canal de entrada a canal de salida que ajusta 16 bit en sólo 350 ns. Es un dispositivo adecuado para adaptarse a los convertidores de altas prestaciones como los modelos de la familia LTC2393. Incorpora dos amplificadores operacionales y resistencias de marcado para crear una salida diferencial desde una entrada simple de alta impedancia, como resultado se logra una ganancia de factor 2 sin necesidad de resistencias de realimentación externas que, se puede incrementar con el uso de dichas resistencias. Esta familia permite lograr una relación señal ruido superior a 110 dB sobre un ancho de banda de 1 MHz. Con una alimentación de 5 V, la salida puede barrer entre 0,055 V y 4,945 V. Trabaja a partir de alimentaciones entre 2,7 y 12 V, consume una corriente de 4,8 mA e incorpora un modo de desconexión que permite reducir el consumo durante periodos de inactividad.

Se ha ajustado a márgenes de temperatura comercial, industrial y ampliado, y se suministra en un encapsulado MSOP de 8 patillas y DFN con una huella de 3x3 mm.

■ Fabrica y comercializa: Linear Technology

PROCESO

Controladores de señal digitales La familia dsPIC33F ‘GS’ ahora ampliada se dirige a aplicaciones como cocinas de inducción, SAI, inversores solares y de onda senoidal pura, cargadores inteligentes de baterías, corrección del factor de potencia, iluminación de descarga de alta intensidad (HID), fluorescente, LED y convertidores CA/CC y CC/CC. Además, estos DSC se pueden configurar para diversas topologías, lo que otorga a los diseñadores libertad de optimización para aplicaciones de productos específicos. Los ocho DSC ofrecen hasta 18 canales de PWM con una resolución de 1 ns, permitiendo así contar con un gran número de lazos de control digital independientes. Los ocho nuevos DSC para alimentación digital de la serie dsPIC33F ‘GS’ permiten lazos de control digital con 12 a 18 PWM de alta velocidad con una resolución de 1 ns, y uno o dos convertidores A/D integrados de 10 bit, proporcionando 2 a 4 millones de muestras por segundo para control de baja latencia y alta resolución. Incorporan entre 64 y 100 patillas y de 32 a 64 KB de memoria flash.

■ Fabricante: Microchip Technology ■ Comercializan: Acal Technology, Avnet Silica, Farnell In One, Future, Sagitrón

MEDIDA

Frecuencímetro de mano hasta 3 GHz El frecuencímetro de mano PFM3000 puede medir frecuencias de 3 Hz a 3 GHz. La última versión tiene un visualizador de 8 1/2 dígitos frente a los 8 de la versión anterior.

El equipo proporciona 8 dígitos de resolución por segundo en medida de tiempo y puede resolver frecuencias de 0,001 mHz (0,000001 Hz). Tiene dos márgenes de medida: el margen A cubre desde menos de 3 Hz hasta 125 MHz por una alta impedancia de entrada, mientras que el rango B cubre desde 70 MHz hasta 3000 MHz con una entrada de 50 Ω. La sensibilidad típica es mejor que 15 mV en todo el margen, hasta 25 mV a 2,5 GHz y 50 mV a 3 GHz. El PFM3000 se suministra en una robusta caja ABS co medidas de 81x173x30 mm y un peso menor de 200 g. Tiene un gran visualizador de alto contraste con caracteres de 11,5 mm.

■ Fabricante: TTi ■ Comercializa: Setup Electrónica

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CONVERSIÓN

Convertidores D/A de hasta 16 bit

MICROS

Microcontrolador con núcleo ARM El modelo TMPM380FY es el primer dispositivo de una serie de dispositivos basados en el núcleo ARM Cortex-M3 de 5 V que reducen el número de componentes y simplifican el desarrollo de diseños embebidos destinados tanto a aplicaciones industriales como a la industria de los electrodomésticos. Este micro está dotado de una memoria flash de 256 KB junto con una memoria RAM de 16 KB. Incluye un temporizador de aplicación general de tres canales que proporciona una función que combina un control PWM de tres fases con un disparo de convertidor A/D y un circuito de protección. El temporizador puede utilizarse para dar una señal externa que permite controlar IGBT. Entre las distintas funcionalidades adicionales se incluyen la protección de tensión, convertidor de 18 canales y 12 bit, circuito de entrada de dos canales o reloj en tiempo real. Todo ello en un dispositivo encapsulado en formato QFP o LQFP de 100 patillas que trabaja a tensiones de 4,5 V y 5,5 V con una frecuencia máxima de 40 MHz.

La familia de ocho canales DAC87x8 está constituida por convertidores D/A y se encuentra disponible con resoluciones de 12, 14 y 16 bit junto con interfaces SPI o paralelo. Tiene un consumo de energía típico de 14,8 mW/canal que puede caer hasta menos de 170 µW/canal en modo de desconexión. Incorpora una ganancia interna programable con factores 4x o 6x que proporciona una salida de tensiones bipolar de ±16 V o unipolar de 0 a 33 V en todos los canales. De esta forma no requiere la utilización de un amplificador externo lo que permite reducir el espacio necesario en placa alrededor de un 24% con respecto a otros componentes similares. Estos dispositivos son adecuados para dispositivos de automatización tipo PLC o equipos automatizados (ATE), así como en aplicaciones de control de movimiento y control de máquinas. Ofrece un tiempo de configuración de 10 µs mientras mantiene una precisión de no linealidad integral máxima (INL) de ±4 LSB. Utiliza una calibración integrada que controla toda la cadena de señal, así como un termopar de error cero que incrementa la precisión y repetitividad del sistema.

■ Fabrica y comercializa: Texas Instruments

■ Fabrica y comercializa: Toshiba Electronics

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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 | ABR 10

productos y servicios 54

ACTIVOS

Amplificadores operacionales de precisión ALIMENTACIÓN

Circuito para baterías inteligentes El modelo bq3060 es un circuito que permite convertir cualquier tipo de batería en una homónima inteligente para realizar medidas de capacidad, tensión, corriente, temperatura y otros parámetros críticos en todo tipo de baterías basadas en tecnología de ión de litio. Además, este circuito robusto proporciona seguridad adicional a la batería, incluyendo funcionalidad de autentificación y protección frente a cortocircuitos y descargas. El dispositivo se integra en un circuito con 24 patillas encapsulado en formato TSSOP con unas dimensiones de 7,8x6,4 mm lo que supone un recorte de un 50% con respecto a otras soluciones similares. También destaca el soporte a interface SMBus 1.1 de alta velocidad que trabaja a 400 kHz y se suministra opcionalmente.

■ Fabrica y comercializa: Texas Instruments

OPTOELECTRÓNICA

LED cerámicos para altas temperaturas La serie DLCC está compuesta por LED con encapsulado cerámico destinado a aplicaciones donde primen las altas temperaturas, como defensa, aeroespacial y aviónica. Se suministran en encapsulados completamente herméticos para montaje superficial y con una huella totalmente compatible con los dispositivos existentes de tipo MELF. La temperatura de unión del diodo se ha visto reducida, lo que permite prolongar su vida operativa.

Con su elevado rechazo EMI para permitir su uso en entornos eléctricamente ruidosos, tolerancia ESD y operación sobre un margen amplio de temperatura de trabajo de -40 a +125°C, los amplificadores operacionales también se pueden emplear en diferentes tipos de equipamiento industrial. Las tres familias de amplificadores operacionales ofrecen un buen número de opciones de rendimiento en configuraciones sencilla, doble y cuádruple. Los valores de la corriente activa de tan sólo 11 µA para TSV61x, 29 µA para el TSV62x y 60 µA para el TSV63x, contribuyen decisivamente a reducir el consumo de energía, mientras que un margen de tensión de alimentación de 1,5 V a 5,5 V ayuda a simplificar el diseño y aumentar la vida de la batería en productos portátiles. Los modelos TSV62x y TSV63x poseen una ganancia de ancho de banda de 420 y 880 kHz, respectivamente, y se encuentran disponibles en versiones con y sin apagado. Todos los amplificadores disponen de entradas y salidas de carril a carril para maximizar el margen dinámico y se presentan en una amplia variedad de encapsulados: SC70-5 y SOT23-8 con patilla para anular apagado, y SC70-6, SOT23-6 y MS010 para las versiones con apagado.

■ Fabrica y comercializa: STMicreoelectronics

ALIMENTACIÓN

Regulador síncrono doble El regulador LTC3633 es un modelo de alta eficiencia de tipo reductor con doble salida síncrona de 4 MHz que incorpora una única frecuencia constante controlada por tiempo y arquitectura en modo corriente. Suministra una corriente de salida de hasta 3 A por canal con tensiones a partir de 0,6 V en un encapsulado QFN de 4x5 mm y a partir de una tensión de entrada de 3,6 V y 15 V, por lo que son adecuados para aplicaciones de baterías de ión de litio, así como para sistemas de bus intermedio de 5 V y 12 V. Su frecuencia de conmutación interna se encuentra entre 800 kHz y 4 MHz y permite un ajuste fino mediante condensadores e inductores de bajo coste. La eficiencia del dispositivo alcanza el 96% y también se caracteriza porque los dos canales trabajar a 180º fuera de fase. Los dispositivos se garantiza para un margen de temperaturas entre -40 y +125ºC. ■ Fabrica y comercializa: Linear Technology

POTENCIA

Convertidores CC/CC aislados La serie ULS se compone de convertidores CC/CC aislados que proporcionan una potencia de hasta 66 W de salida con un aislamiento completo de 2250 VCC a partir de un encapsulado tipo brick de tamaño 1/16. El margen de entrada de tensión se extiende entre 36 VCC y 75 VCC (48 VCC nominal) que proporciona una elevada flexibilidad en el diseño y proporcionando tensiones de salida de 3,3; 5 y 12 VCC con una eficiencia que alcanza el 89%. Se ha concebido para montaje sobre placas de circuito impreso con unas dimensiones de 22,9x33,0x10,16 mm, mientras que su rango de temperaturas de trabajo se encuentra entre -40 y +85ºC. Además, es un convertidor capaz de mantenerse estable sin carga sin la utilización de ningún tipo de componente externo.

■ Fabrica y comercializa: SemLab ■ Fabrica y comercializa: Murata Power Solutions ABR 10 | Mundo Electrónico

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CONVERSIÓN

Reguladores reductores síncronos Los modelos ADP1870 y ADP1871 son reguladores reductores síncronos que proporcionan una respuesta a transitorios mejorada gracias a la utilización de un sistema de control en modo corriente constante en el tiempo. Los dispositivos se han ajustado para funcionar como canal intermedio o como generador de punto de carga en aplicaciones de consumo, industriales y de instrumentación, entre otras. Se encuentra disponible en tres opciones de frecuencia: 300, 600 y 1000 kHz. Adicionalmente, el modelo ADP1871 ofrece un modo de ahorro de energía capaz de mantener la regulación de salida mientras mejora la eficiencia del sistema con cargas reducidas. Ambos reguladores tienen un periodo de arranque suave fijo para limitar la entrada de corriente durante el arranque y para proporcionar protección frente a corrientes inversas. El ADP1871 incluye una referencia de tensión de 0,6 V con una precisión de 1,0% para mejorar su eficiencia.

■ Fabrica y comercializa: Analog Devices

ALIMENTACIÓN

Regulador elevador síncrono El regulador elevador síncrono MCP1640 se caracteriza por una tensión de trabajo a partir de tan sólo 0,35 V, una corriente en reposo a partir de tan sólo 19 µA y una corriente de apagado inferior a 1 µA. Con sus dobles transistores FET integrados y corrientes de salida de hasta 350 mA, el regulador MCP1640 de 500 kHz permite aplicaciones compactas y con una mayor duración de la batería en el mercado de la electrónica de consumo, entre otros. La tensión de trabajo del regulador MCP1640, a partir de sólo 0,35 V, junto con la tensión de arranque de 0,65 V, permite su uso incluso con una única célula de batería alcalina, NiMH o NiCd totalmente descargada. Una opción PWM/PFM posibilita las bajas corrientes en reposo y de apagado del dispositivo y proporciona una eficiencia de hasta el 96%, permitiendo así mayores tiempos de funcionamiento de la batería. Los dos transistores FET integrados en el regulador reducen el número de componentes, lo que da como resultado diseños de menor tamaño. Se suministra en encapsulados SOT-23 de 6 patillas y DFN de 2x3 mm.

MEDIDA

Comprobador de radiocomunicaciones preparado para EDGE El CMW500 es un comprobador de radiocomunicaciones que puede efectuar medidas MIMO 2x2 para HSPA+. Además es capaz de comprobar varios procedimientos definidos para EDGE Evolution, en particular los que incluyen la reducción del período de latencia y el análisis de las dos portadoras de descarga (DLDC). También permite medidas iniciales que analizan el trasvase de enlaces de datos entre LTE FDD y WCDMA o LTE FDD y CDMA2000 1xEV-DO. Además, en la área de certificación la empresa ha validado los primeros ensayos para GCF LTE empleando un nuevo entorno de desarrollo que utiliza TTCN3.

Estos ensayos estandarizados han permitido la certificación de los dispositivos de LTE, por lo que el CMW500 se anuncia como primera y única plataforma apta para esta aplicación. Es apto para LTE FDD/TDD, Mobile WiMAX, TD-SCDMA, CDMA2000 (1xRTT y 1xEV-DO), WCDMA/HSPA, HSPA+, GSM, GPRS, EDGE, EDGE Evolution, GPS, Bluetooth, WLAN (a/b/g/n), DVB-T, T-DMB, MediaFLO, CMMB y FM estéreo.

■ Fabrica y comercializa: Rohde Schwarz España

■ Fabrica y comercializa: Microchip Technology

COMUNICACIONES

Antena para 7 bandas de comunicaciones Este fabricante ha desarrollado lo que es la primera antena destinada a aplicaciones LTE que puede ajustarse a siete bandas de frecuencia: LTE 700, 850, 900, 1800, 1900, 2100 y 2600 MHz. Realizado dentro de un pequeño formato, se destina a dispositivos portátiles como teléfonos móviles, enrutadores inalámbricos y módems inalámbricos. Se ha diseñado para responder a las nuevas necesidades en comunicaciones en redes con funcionalidad MIMO al mismo tiempo que siguen manteniendo la compatibilidad con las reces WCDMA, CDMA y GSM. Con unas dimensiones de 50,2x18,0x6,9 mm que incluye volumen para altavoces y otros accesorios en el mismo marco de la antena.

Se ha fabricado utilizando una tecnología LDS (Laser Direct Structuring) que permite una sintonización fina de la antena durante la producción. Una forma en 3D mejora las prestaciones RF y permite reducir su tamaño. La antena se ha configurado para funcionar como 2x2 MIMO con dos puertos en todas las frecuencias operativas.

PROTECCIÓN

Varistores multicapa La familia de varistores multicapa TransGuard se ha ampliado para incluir dispositivos que soportan 85 VCC en formato 1210. Con la referencia VC121085S151, esta solución integrada proporciona protección frente a transitorios de tensión y una elevada atenuación de EMI/RFI. Soportan picos de corriente de hasta 250 A que utilicen enlaces con el bus de 48 V. ■ Fabrica y comercializa: AVX

■ Fabrica y comercializa: Pulse Mundo Electrónico | ABR 10

agenda 56

CeBIT anuncia cambios para el año próximo

L

a edición 2010 de CeBIT se ha saldado con la participaron de 4.157 empresas de 68 países y el aumento del número de visitantes hasta los 334.000 al recinto ferial de Hannover, uno de cada cinco procedentes del extranjero. España, como país asociado de este año, aportó más de un centenar de empresas a la oferta expositora.

Estos buenos resultados no han sido óbice para que Hannover Messe se plantee y, de hecho, anuncie importantes cambios conceptuales. Así, se proponen cuatro plataformas orientadas hacia el usuario: 'CeBIT pro' para los usuarios profesionales del sector de las TIC; 'CeBIT gov', dedicada a la Administración y las entidades públicas; 'CeBIT lab' como punto de encuentro de organismos internacionales de investigación y universidades, y 'CeBIT life' como plataforma del consumidor aficionado a la tecnología punta. CeBIT 2011 tendrá lugar entre los días 1 y 5 de marzo.

A la espera de concretar este nuevo concepto, el volumen de negocio contratado en el transcurso de CeBIT 2010 ha superado hasta en un 30% al del año anterior, según cifras proporcionadas por las propias empresas a la organización del evento. Según los datos comunicados, se han iniciado inversiones por un valor de más de 10.000 ME, cifra que se interpreta como una sólida recuperación del sector.

TENDENCIAS CeBIT 2010 mostró las claves del presente y el futuro cercano en segmentos como Internet móvil, gracias a toda una serie de aplicaciones y servicios. Los smartphones o teléfonos móviles avanzados están ganando un gran protagonismo como plataforma de acceso y para 2013 se prevé un volumen de descargas de 21.600 millones de aplicaciones, según un estudio de Gartner.

Las herramientas para almacenar datos en la red de modo seguro (computación en nube), accesibles desde cualquier sitio mediante los propios smartphones, ordenadores de red (netbooks) y portátiles. Aumenta asimismo la oferta de sistemas inteligentes de gestión de contenidos, compatibles con todos los canales de comunicación, que pasan los contenidos automáticamente al terminal.

La visualización tridimensional tuvo su lugar dentro de la sección Next Level 3D, que mostró el hardware y el software que actualmente se puede adquirir para ver cine en casa y para los usuarios profesionales. En el Future Parc de CeBIT 2010 se presentó la tecnología XML3D, que amplía el formato de Internet con prestaciones 3D y gracias a la cual se pueden integrar ahora ya los elementos correspondientes en cualquier página web.

La telemedicina también tuvo su entorno propio en CeBIT (TeleHealth), así como la Electrónica en el automóvil en el ámbito Destination ITS (Intelligent Transport Systems). El foro CeBIT in Motion informó acerca de los más recientes desarrollos del control de tráfico inteligente. www.cebit.de

BREVES NÚREMBERG (4-6 MAYO)

PCIM EUROPE

Más de 250 expositores y 6.000 visitantes profesionales acudirán a la ciudad bávara para conocer los últimos desarrollos en el ámbito de la Electrónica de Potencia. El completo programa de conferencias trata cuestiones como el almacenamiento de energía, la iluminación de alta tensión y el desarrollo rápido de prototipos de sistemas electrónicos de potencia. www.pcim.de

MILÁN (4-7 MAYO)

BIAS

Una vez más el salón milanés dedicado a la automatización industrial, los componentes electrónicos y las soluciones TI para la industria se celebra dentro de la Technology Exhibitions Week en coincidencia con Fluidtrans Compomac (hidráulica, transmisión de potencia y movimiento, equipamiento de control y diseño industrial) y Mechanical Power Transmission & Motion Control (sistemas de control de movimiento, técnicas de accionamiento y transmisión de potencia mecánica). www.fieremostre.it

NÚREMBERG (8-10 JUNIO)

SMT/HYBRID/PACKAGING En esta ocasión esta feria profesional dedicada a la Integración de Sistemas en Microelectrónica comparte fechas y sede con la Summer Conference organizada por el EIPC (European Institute of Printed Circuit Boards) y el JISSO European Council Meeting. Se espera a unos 500 expositores y la asistencia de 23.000 visitantes, un 20% de ellos venidos de fuera de Alemania. www.smt-exhibition.com www.epic.org

BERLÍN (22-24 JUNIO)

CWIEME

Los devanados y los materiales magnéticos, en aplicaciones como motores y transformadores eléctricos, constituyen el punto de interés de este evento, que cuenta con otras dos ediciones en EE.UU. e India. La capital alemana acogerá a cerca de 600 empresas participantes, cuyo número ha ido en rápido aumento a lo largo de los últimos años. Por lo que respecta a la asistencia, en 2009 acudieron a Berlín casi 3.700 visitantes profesionales, muchos de ellos extranjeros. www.coilwindingexpo.com

ABR 10 | Mundo Electrónico

57

Mundo Electr贸nico | MAR 10

índices y avances 58

Índice de anunciantes Mundo Electrónico - Abril 417

CWIEME ...............................................15 Fadisel ...................................................4 Ifema ....................................................60 Import Cable........................................31 MSC Iberia ...........................................14 National Instruments ............................2 National Semiconductor .......................7 Premo ..................................................17 RC Microelectrónica ...........................59 Rohde & Schwarz .......................... 10-11 Rohm Semiconductor ...........................9 Rutronik ...............................................13

Próximo número - 418 En mayo Mundo Electrónico publica la segunda parte del artículo sobre diseño de la cadena de señal, que se centrará en las interfaces directas como técnica para minimizar el número de componentes utilizados.

Tendencias

Diseño básico de la cadena de señal (y II) Ramón Pallàs UPC Telefonía IP corporativa basada en virtualización de software libre Antonio Sierra y Esteban Egea UP de Cartagena Evaluación simplificada de convertidores A/D con ADC Pro Richard Oed Texas Instruments

Dossier

Componentes Pasivos, Electromecánicos y Conectores

Índice de Empresas citadas Acal Technology ........................ 52 Actel ............................................. 8 Aeroflex........................................ 9 Agilent Technologies ................. 50 Analog Devices .......................... 55 Anatronic.................................... 51 Apple .......................................... 46 Atmel.......................................... 51 Avnet Silica ................................ 52 AVX ........................................... 55 Baolab ........................................ 11 Bulgin......................................... 51 Cree .............................................. 8 EBV Elektronik .......................... 18 Erni Electronics.......................... 51 Farnell .............................. 16,51,52 Freescale Semiconductor ........... 46 Fujitsu ........................................ 12 Future Electronics ...................... 52 ABR 10 | Mundo Electrónico

HT Instruments .......................... 51 Infaimon ..................................... 52 Intersil ........................................ 10 LeCroy ......................................... 9 Linear Technology ........... 13,52,54 Maxim ........................................ 15 Microchip Technology ..... 13,52,55 Murata ................................... 52,54 National Semiconductor............. 14 Nintendo..................................... 46 Premo ......................................... 22 Pulse ........................................... 55 Rohde & Schwarz ................... 8,55 Rohm Semiconductor................. 12 Rutronik ..................................... 32 Saft ............................................. 18 Sagitrón ...................................... 52 Salicru ........................................ 18 Semikron .................................... 20

SemLab ...................................... 54 Setup Electrónica ....................... 52 STMicroelectronics .................... 54 Tabula ........................................... 8 Texas Instruments .............. 6,53,54 Toshiba .................................. 12,53 TTi .............................................. 52 Xenics ........................................ 52 Yokogawa................................... 15