Visie wordt realiteit met geprinte elektronica
3 -2017 een Benelux uitgave
One-chip wonders ‘Een stagnerende Wet van Moore remt ons niet af’ Tweehonderd miljoen producten per dag
SMART DEVICES REQUIRE
SMARTER AU TOM AT ED T ES T SYS T EMS The old approach to automated test isn’t scaling, but you already knew that. Look at your balance sheet. To test smart devices, you need a smarter test system built on a platform of NI PXI, LabVIEW and TestStand. More than 35,000 companies deploy NI technology to lower their cost of test—what are you waiting for?
Prepare for the future at ni.com/smarter-test
NI PXI, LabVIEW and TestStand
©2017 National Instruments. All rights reserved. LabVIEW, National Instruments, NI, ni.com and NI TestStand are trademarks of National Instruments. Other product and company names listed are trademarks or trade names of their respective companies.
25198
Inhoud Colofon Redactieadres postbus 58, 7400 AB Deventer, fax: +31(0)570 50 43 89 Redactie ing. Henk de Vries +31(0)570 50 43 81, h.vries@mybusinessmedia.nl, José Pot +31(0)570 50 43 82, j.pot@mybusinessmedia.nl
4 8
Abonnementen Voor vragen over abonnementen, bezorging en of adreswijzigingen kunt u bellen met: +31 10 289 40 08 (international contacts) Faxen naar: +31 10 289 40 73 Mailen naar: klantenservice@engineersonline.nl Schrijven naar: MYbusinessmedia bv Elektronica Postbus 8632 3009 AP Rotterdam
IoT
Als ‘domme’ apparaten slim moeten worden, moeten ontwerpers vertrouwd raken met betrouwbare gateways, E2E-encryptie, particuliere en openbare sleutels, draadloze protocollen en profielen, en de RED regelgeving. De single-chip IoT-oplossingen omvatten deze facetten.
Halfgeleiders
14 ‘Een stagnerende Wet van Moore remt ons niet af’ Innovatie is de drijvende kracht achter Texas Instruments. Dr. Ahmad Bahai beantwoordt in het interview enkele vragen over TI’s innovatiestrategie, het belang van autonome systemen voor het bedrijf en de noodzaak van samenwerking met universiteiten.
Elektronicaproductie
16 Tweehonderd miljoen producten per dag Chipproducent NXP Semiconductors heeft het beheer en gebruik van productinformatie geoptimaliseerd met een upgrade van de Dassault Systèmes Enovia-applicatie.
Vormgeving Colorscan, Den Haag
Meettechniek
Drukkerij Roelofs, Enschede Een uitgave van MYbusinessmedia b.v., postbus 58, 7400 AB Deventer +31(0)570 504300.
18 Testen van medische telemetrie-instrumenten geautomatiseerd en versneld
Producenten van medische instrumenten moeten hun producten met steeds meer functies uitrusten, om verder te automatiseren en om een lange levensduur van de instrumenten te garanderen. Voor automatisering van het testen van de producten zocht fabrikant Spacelabs hulp bij test-expert Averna.
Uitgever Marjan Leenders, tel. (0570) 50 43 36, m.leenders@mybusinessmedia.nl Auteursrecht Overname van artikelen, tekeningen en/of foto’s uit Elektronica is slechts mogelijk na schriftelijke toestemming van de uitgever. ‘Het auteursrecht op de inhoud van dit tijdschrift wordt uitdrukkelijk voorbehouden.’ Door het aanbieden van bijdragen aan dit tijdschrift, verklaart de auteur zich akkoord met de Standaard Publicatievoorwaarden voor bijdragen aan tijdschriften en soortgelijke uitgaven. Bescherming persoonsgegevens MYbusinessmedia b.v. legt uw gegevens vast voor de uitvoering van de (abonnements)overeenkomst. Uw gegevens kunnen door MYbusinessmedia b.v. of zorgvuldig geselecteerde derden worden gebruikt om u te informeren over relevante producten en diensten. Indien u hier bezwaar tegen heeft, kunt u dit melden aan MYbusinessmedia b.v., t.a.v. Afdeling Relatiebeheer, postbus 58, 7400 AB Deventer.
Meettechniek
21 Instapmodel oscilloscoop met touchscreen en 10-bit resolutie
De oscilloscoop is een onmisbaar instrument voor veel engineers, technici, hobbyisten en studenten. Op de Embedded World 2017 introduceert Rohde & Schwarz een instapmodel-oscilloscoop, de RTB2000 voor educatie, R&D en productie.
Meettechniek
22 Oscilloscoop en functiegenerator voor Virtual Bench De VB-8054 van National Instruments is een vernieuwd Virtual Bench model met verbeterde prestaties en eigenschappen. Virtual Bench is bedoeld om test- en meetkosten te reduceren en meetsystemen te verkleinen.
Verschijningsfrequentie Elektronica verschijnt 8 keer per jaar, Uitgevers voor Vak en Wetenschap, lid FPPB, Federatie van de Periodieke Pers van België, ISSN 0168-7840 ISSN 0168-7840
Visie wordt realiteit met geprinte elektronica
12 One-chip wonders
Abonnementstarieven Jaarabonnement Nederland en België € 199,00 Jaarabonnement overig Buitenland € 200,00 Administratiekosten € 3,95 Jaarabonnement geldt tot wederopzegging. Beëindiging van het abonnement kan schriftelijk, per e-mail of telefonisch geschieden, uiterlijk drie maanden voor het einde van de abonnementsperiode; nadien vindt automatisch verlenging plaats.
Geprinte elektronica Van 28 … 30 maart vindt in München de editie 2017 plaats van de Lopec. Naast deze beurs voor geprinte elektronica, is er een conferentieprogramma met circa 200 presentaties van deskundigen uit de industrie en wetenschappers van over de hele wereld.
Medewerkers Michiel den Dulk, Theo van Gelder, Paul Petersen, ir. Hans van Thiel, André Weigand, Kasper Weigand, Robert van der Zwan Advertenties Rob Swart, 06-22 79 66 33, r.swart@mybusinessmedia.nl; René Wibbelink, +31(0)570 50 43 43, r.wibbelink@mybusinessmedia.nl; Advertentieopdrachten worden uitgevoerd overeenkomstig de Regelen voor het Advertentiewezen 1990.
Actueel
24 24 24 25 25
De branche
Branche kort Semiotic Labs voorspelt uitval elektromotoren CWI spin-off adviseert leveranciers van duurzame energie Winnaars Hyperloop competitie starten Europa’s eerste hyperloopbedrijf Column Paul
28 Productnieuws 30 Adverteerdersindex
elektronica 3- 2017
3
Actueel
Agenda Maart 16, Nijkerk, Hart van Holland Industrial Ethernet, FHI en PI Nederland organiseren samen Industrial Ethernet om de gebruikers en potentiële gebruikers te informeren over de mogelijkheden van Industrial Ethernet.
http://indethernet.nl/ 17 … 18, Amsterdam, RAI Nationale Carrièrebeurs, match & meet
Lab-on-a-chip van één cent herkent ernstige ziekten Een team van engineers van Stanford University heeft een kleine, herbruikbare microchip ontwikkeld waarmee verschillende ziekten kunnen worden opgespoord. Het bijzondere is dat deze chip is geproduceerd met een inkjetprinter. Productietijd: 20 minuten. Kosten: een cent. “Voor zover wij weten is er nog niet eerder melding gemaakt van een dergelijk platform met vergelijkbare functionaliteit, kostprijs en voordelen”, concludeert het team onder leiding van dr. Ronald Davis in hun paper.
www.carrierebeurs.nl/ 28 … 30, München Lopec, conferentie en beurs over geprinte elektronica
www.lopec.com/ 30, Enschede, Saxion Nanotech 4 Dummies, workshop nanokennis voor iedereen
http://federatie.fhi.nl/agenda/nanotech-4-dummies/
Voor de diagnostiek van medische aandoeningen wordt veelvuldig gebruik gemaakt van gespecialiseerde toestellen en teams van technici die zorgen dat het onderzoek veilig en correct wordt uitgevoerd. Dat is een kostbare aangelegenheid want zelfs de meest elementaire apparaten - zoals een centrifuge die de verschillende componenten van het bloed scheidt - kunnen al duizenden euro’s kosten. Dat is een prijskaartje dat men zich in ontwikkelingslanden niet kan veroorloven. Zonder toegang tot goedkopere opties zijn landen die te kampen hebben met HIV of malaria ernstig beperkt in hun strijd tegen deze aandoeningen.
Isoleren
April 24 … 28, Hannover Hannover Messe 2017, ‘get new technology first’
www.hannovermesse.de/
Mei 9, Eindhoven, Evoluon Engineering Event Safety, praktische antwoorden op alle vragen over machineveiligheid
www.engineersonline.nl/safetyevent 10 … 11, Berlijn Printed Electronics Europe 2017, bringing end users and suppliers together
www.idtechex.com/printed-electronics-europe/show/en/
Als een ziekte als HIV of malaria toeslaat, is niet elke cel in het lichaam geïnfecteerd. Voor het stellen van een accurate diagnose proberen wetenschappers vaak eerst de ‘schuldige’ cellen te isoleren. Omdat de populatie zieke cellen doorgaans veel kleiner is dan die van gezonde cellen, moeten onderzoekers ze voorzien van een speciale marker, waarmee diagnosetoestellen ze er op een betrouwbare manier uit kunnen pikken. Dit is een lastige en tijdrovende stap: niet alle doelcellen krijgen een marker en soms kan de marker zelf de eigenschappen van een cel veranderen. Ongeveer 15 jaar geleden begon de wetenschap met onderzoek naar het vereenvoudigen en miniaturiseren van het hele proces. De meeste cellen en biomoleculen hebben specifieke eigenschappen - grootte, vorm en elektronische lading, om er een paar te noemen. Bij het onderzoek van deze eigenschappen maakten onderzoekers tientallen sensoren die alleen gevoelig zijn voor biodeeltjes met een bepaalde eigenschap. In combinatie met microfluïdica, een techniek die omgaat met kleine hoeveelheden vloeistof, konden de sensoren bloedcellen isoleren, bacteriën afzonderen of diverse eiwitten en DNA-moleculen vinden in bloeddruppels en andere biologische monsters: de eerste labon-a-chip componenten zagen het daglicht.
Verrassend Kijk voor meer beurzen en evenementen op www.engineersonline.nl/agenda
4
elektronica 3-2017
Bijna onmiddellijk werd het potentieel van dergelijke diagnostische wonderen onderkend voor het helpen van arme ontwikkelingslanden. Maar het was moeilijk om ze te maken. “Voor het produceren van dergelijke platforms is vaak een clean-
Het lab-on-a-chip bestaat uit een siliconen microvloeistof kamer en een herbruikbare elektronische strip – een flexibele polyester folie, geprint met commercieel verkrijgbare inkt met geleidende nanodeeltjes. (foto: Zahra Koochak)
room nodig, met zeer geavanceerde apparatuur en getraind personeel”, zegt mede-auteur dr. Rahim Esfandyarpour. “Die hele procedure kan dagen of weken duren”. Om deze problemen te omzeilen maakte het team van Davis gebruik van een verrassend productiemiddel: de inkjetprinter. Hun nieuwe chip - FINP-chip gedoopt - is een modulaire drielaags sandwich: de bovenste, herbruikbare laag is gemaakt van commercieel verkrijgbare geleidende deeltjes, rechtstreeks geprint op een flexibel vel polyethyleen. De onderste laag is een siliconen wegwerp-‘kamer’ waarin de biologische vloeistof wordt vastgehouden. Een dunne isolatielaag scheidt de bovenste elektronica van de kamer.
Tekenprogramma Het maken van zo’n chip is een eenvoudig tweetraps proces. Om te beginnen kan gebruik worden gemaakt van elk vector-tekenprogramma - bijvoorbeeld Adobe Illustrator - om een elektronicaconfiguratie naar wens te tekenen. Omdat er verschillende configuraties worden gebruikt voor verschillende diagnosedoeleinden, is dit de stap waarin de chip exact op maat wordt gemaakt volgens de wensen van de gebruiker. Vervolgens kan met elke inkjetprinter het getekende elektronische patroon worden geprint op een goedkope plastic folie die wordt geplaatst op de voor eenmalig gebruik bedoelde kamer. Net als bij 3D-printen zijn de ontwerpen downloadable te maken, zodat iedereen met een printer zijn eigen biochips kan maken als hij ze nodig heeft.
Proeven Net als bij eerdere microchips isoleert de FINP-chip cellen en biomoleculen, op basis van hun intrinsieke elektrische eigenschappen. Als proof-of-concept ontwierp het team een chip met twee kamers: één die cellen isoleert en een andere die ze analyseert. Daarna deden ze een serie proeven om de chip te valideren. In een van de proeven toonde het team dat de chip efficiënt borstkankercellen kon isoleren uit een vloeistofmonster. Net als de meeste biomoleculen,
Redactioneel zoals proteïnen en DNA, hebben kankercellen een unieke oppervlaktelading. Door het manipuleren van het elektrisch veld konden de onderzoekers de kankercellen naar een specifieke kamer op de chip sturen en hem daar vasthouden, weg van alle andere celtypen. Doordat de chip zeldzame circulerende tumorcellen kan vinden, helpt hij bij het vroegtijdig ontdekken van beginnende kanker en bij het verbeteren van onze kennis over de ziekte. De chip kan daardoor levens redden vooral ook in ontwikkelingsgebieden, stellen de onderzoekers. In een ander experiment wilde het team uitzoeken of de chip kan worden gebruikt om in een bepaald monster het aantal cellen nauwkeurig te tellen. Het tellen van immuuncellen wordt vaak gebruikt voor de diagnose van infectieziekten als tuberculose en malaria. Dat wordt tot nu toe gedaan met zogenoemde flow-cytometrie waarvoor
alleen de apparatuur al € 100.000,- kost. De chip van een cent deed het even goed...
Als een koe
Democratiseren van diagnostiek De FNIP-chip is de jongste aanwinst in de ‘zuinige wetenschap’, die goedkope, draagbare en betrouwbare hulpmiddelen wil ontwikkelen voor artsen over de hele wereld. Eerdere ontwikkelingen waren een opvouwbare microscoop die maar 50 cent kost, of een papieren centrifuge waarvoor geen elektriciteit nodig is. Davis en zijn team spannen zich nu in om hun chip te commercialiseren. Dat betekent dat er - omdat het gaat om een biomedisch platform - nog diverse stappen moeten worden gezet voor het testen, valideren en optimaliseren. “Dat pad zullen we nauwgezet volgen”, zeggen de onderzoekers. Maar ze zijn er zeker van dat hun ontwikkeling grotere individuele toegang zal geven tot diagnostische applicaties in ontwikkelingslanden waar de middelen schaars zijn.
‘De leugen regeert’ constateerde NRC-journalist en bonnetjesaffaire-specialist Bas Haan vorige maand in een interview in de Volkskrant. En dat bedoelde hij zo letterlijk als het maar kan. De waarheid, de hele waarheid en niets dan de waarheid – iedereen weet dat de politiek daar nog wel eens een loopje mee neemt. Vooral in deze verkiezingstijd betichten politici over de volle breedte van het politieke spectrum elkaar voortdurend van hele of halve onwaarheden. Al dan niet controleerbare onjuistheden die hun eigen ‘waarheid’ kracht bijzetten. De nieuw verkozen Amerikaanse president werd door fact-checkers in de eerste weken van zijn bewind al op honderd onwaarheden betrapt. Er is door zijn staf zelfs een nieuw eufemisme voor bedacht: alter-
EUV-faciliteit van TNO ziet ‘first light’
natieve feiten.
TNO meldt het zogenoemde ‘first light’ van de speciaal ontwikkelde en in de wereld unieke Extreem Ultra Violet (EUV) belichtings- en analysefaciliteit EBL-2. Met first light schijnt het eerste keer licht uit de EUV-bron op een testmonster in de belichtingskamer. Dit is een belangrijke functionele test dat het concept werkt. Daarmee ligt het project op schema.
de scheikundige aspecten van de interactie tussen materialen en EUV-licht te begrijpen. TNO heeft hiervoor met een aantal partners als Ushio en Asys de wereldwijd unieke onderzoeksfaciliteit EBL-2 ontworpen en gebouwd.
Het is dan ook niet verrassend dat (sommige) politici hun
“Met deze onderzoeksfaciliteit kunnen we het vervuilingsgedrag en de duurzaamheid van materialen en componenten die belicht worden door EUV analyseren en karakteriseren” zegt dr. Rogier Verberk, directeur Semiconductor Equipment van TNO. Deze kennis zal bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe materialen en componenten die nodig zijn voor de meest geavanceerde EUV-lithografiesystemen. Dit apparaat is door TNO in eigen beheer ontwikkeld zodat alle bedrijven in de EUV-industrie er gebruik van kunnen maken.
schot – en gelukkig maar, vooral als de droom door velen
Nu start de laatste fase van het bouwproject om de integratie af te ronden en het systeem te testen en te kwalificeren. Klanten over de hele wereld kunnen vanaf april 2017 gebruik maken van dit systeem. EBL-2 is mede tot stand gekomen door een bijdrage uit het Toekomstfonds en van het NanoLabNL.
Race naar steeds kleinere en zuinigere chips In de race om chips steeds kleiner, sneller en zuiniger te maken schakelt de chipindustrie over naar het gebruik van EUVlicht in lithografiesystemen. Hierdoor is het noodzakelijk om de natuurkundige en
Product van samenwerking, beschikbaar voor iedereen Het systeem is mede tot stand gekomen door een lening uit het toekomstfonds van Economische Zaken en bestaat uit een EUV-belichtingstak en een XPS-analysetak. De EUV-belichtingstak bestaat uit de lichtbron van Ushio een lichtbundelingsunit, en de belichtingskamer. Het sample-laadsysteem van Asys bevat een atmosferische en een vacuümrobot, en een plasmareinigingskamer. Het XPS-systeem, dat gefinancierd is vanuit NanoLabNL, dient voor chemische analyse van het oppervlakte van het sample. Het geheel opereert in ultra schoon vacuüm.
pijlen richten op rechters, wetenschappers en journalisten. Mensen die er hun beroep van hebben gemaakt om de waarheid te vinden en die vervolgens ook aan het licht te brengen. ‘Tussen droom en werkelijkheid staan wetten in de weg en praktische bezwaren’, schreef Willem Elsnogal dubieus wordt bevonden. Want waar zouden we zijn als we geen professionals hadden die feiten en onwaarheden op een goudschaaltje afwegen, die zich vastbijten in materie tot ze die in detail begrijpen en die niet rusten voor ze de onderste steen boven hebben gekregen. Het grootste respect verdienen ze. Mensen als Galileo, Darwin, Newton, Einstein, die met hun eigenwijze opvattingen ons weer een stukje dichter bij de waarheid hebben gebracht. Tenzij je waarheid als vijand beschouwt en (letterlijk of figuurlijk) nog gelooft dat we met zijn allen op een platte pannenkoek leven, zul je moeten erkennen dat de wetenschap altijd een van de belangrijkste pijlers is geweest waarop onze huidige samenleving berust. Met alternatieve feiten waren we nooit zover gekomen. Laten we dus vooral blijven wegen, vastbijten en graven. En de opgedane kennis delen.
Henk de Vries h.vries@mybusinessmedia.nlI
elektronica 3-2017
5
Actueel Superbouwsteen voor kunstmatig brein De rekenkracht van computers wordt steeds groter, maar in vergelijking met de menselijke hersenen werken ze nog erg onhandig en onzuinig. Wetenschappers hebben nu een nieuw bouwsteentje voor een kunstmatig brein ontwikkeld, dat op dezelfde manier werkt als een synaps in de hersenen, en uiteindelijk zelfs nog energiezuiniger kan worden. De resultaten van dit onderzoek van Stanford University staan in het wetenschappelijk tijdschrift Nature Materials. Eerste auteur is Yoeri van de Burgt, die sinds eind vorig jaar aan de TU Eindhoven werkt. Het basiselement van de huidige micro-elektronica, de transistor, heeft een aantal nadelen. Hij kent maar twee toestanden (0 of 1), waardoor er heel veel van nodig zijn om data op te slaan of te bewerken. Verder moet er continu stroom op staan, anders gaan de data verloren. En het bewerken en opslaan van data gebeurt op aparte plaatsen, waardoor de data veel op en neer bewegen, wat tijd en energie kost.
Objecten herkennen In de menselijke hersenen werkt het heel anders. Het kleinste element is de synaps, waarmee de hersenen informatie opslaan. Die synaps kan veel verschillende standen hebben, er hoeft niet continu energie naartoe, en hij zit bovendien altijd dicht bij de menselijke rekeneenheden; neuronen. De menselijke hersenen kunnen daardoor heel energie-efficiënt veel informatie tegelijkertijd verwerken. Iets wat ons in staat stelt om bijvoorbeeld snel te leren en snel mensen of objecten te herkennen.
te zetten op de bovenste pool. Door een elektrochemisch proces via het elektrolyt verandert de samenstelling van de onderste pool een beetje, en daarmee verandert ook de weerstand. Verdwijnt de stroom, dan blijft de samenstelling en dus de weerstand onveranderd. Daardoor is geen stroom nodig om informatie vast te houden.
Daardoor is het nieuwe element flexibel, wat het toepassingsgebied vergroot. Verder zijn polymeren organische materialen en daarmee in principe compatibel met echte hersenen. Daarmee bestaat de mogelijkheid dat de kunstmatige synapsen ooit gebruikt kunnen worden voor dataverbindingen met de hersenen.
Energiezuiniger
Potentieel
Er bleek maar 10 picojoule energie nodig om de kunstmatige synaps naar een andere stand te brengen. Dat is al energiezuiniger dan stateof-the-art micro-elektronica, die daar circa 100 picojoule voor nodig heeft. Dat bereikten ze met een elementje dat 0,001 vierkante millimeter groot is. Doordat de onderzoekers aantoonden dat het stroomverbruik lineair afneemt met de grootte, konden ze berekenen dat een exemplaar kleiner is dan 0,1 vierkante micrometer, wat technisch haalbaar is, zelfs energiezuiniger kan worden dan de menselijke synaps.
Yoeri van de Burgt wil in Eindhoven doorgaan met zijn onderzoek. Als eerste stap wil hij een netwerkje bouwen van duizend kunstmatige synapsen of meer. Hij doet dit in de groep Microsystems van de faculteit Werktuigbouwkunde. Van de Burgt is nog voorzichtig over het potentieel van zijn vinding. De bestaande micro-elektronicatechnologie is zo ver gevorderd en krachtig, dat het niet voor de hand ligt dat nieuwe technologie op basis van kunstmatige synapsen dit snel voorbij streeft. Voorlopig ziet de onderzoeker, die eerder ook aan de TU/e promoveerde, vooral kansen voor het lokaal herkennen en klassificeren van specifieke objecten die op het eerste gezicht moeilijk te onderscheiden zijn. Bijvoorbeeld het herkennen van specifieke cellen in biomedische toepassingen.
Verbinding met hersenen Ook bijzonder is dat de kunstmatige synaps van goedkope polymeren is gemaakt, terwijl transistoren gemaakt zijn van het harde materiaal silicium, dat veel duurder is qua verwerking.
Informatie vast houden De wetenschap probeert al vele jaren om dit te imiteren, maar de gevonden oplossingen tot nu toe hebben allemaal haken en ogen. Yoeri van de Burgt en zijn collega’s hebben nu een geheel nieuw soort basisbouwsteentje voor een kunstmatig brein ontwikkeld, dat geen van die nadelen heeft. Deze ‘kunstmatige synaps’ bestaat uit drie lagen en lijkt een beetje op een batterij. De onderste en bovenste laag zijn dan de twee polen en ertussen zit een elektrolyt. Van de onderste pool kan de elektrische weerstand telkens worden aangepast. Die weerstand kan meer dan vijfhonderd waarden aannemen en dat gegeven kan worden gebruikt voor dataopslag. Het veranderen van de weerstand gebeurt door stroom
Alberto Salleo, assistant professor materiaalwetenschappen en student Scott Keene – beide van het team waarvan Yoeri van de Burgt jn Stanford deel uitmaakte – onderzoeken de elektrochemiche eigenschappen van een door het team gemaakte kunstmatige synaps voor neurale netwerken, characterizing the electrochemical properties of an artificial synapse for neural network computing. (foto: L.A. Cicero)
Isolatie om halfgeleider-nanodraden voor ultrasnelle elektronica en kwantumcomputers Celso de Mello Donega (Debye Instituut) gaat onderzoek doen naar een nieuwe hybride methode om halfgeleider-nanodraden met een functionele schil te maken, met een combinatie van materialen die nog nooit eerder bestudeerd
6
elektronica 3-2017
is. Donega ontvangt hiervoor samen met Erik Bakkers (TU Eindhoven) een NWO TOP-subsidie van 780.000 euro. De onderzoekers verwachten baanbrekende fundamentele kennis te leveren die ook bijdraagt aan het ontwikkelen van
ultrasnelle elektronica, thermo-elektrische generatoren en kwantumcomputers. “Met nanodraden van bepaalde materialen kun je speciale deeltjes maken die je in kwantumcomputers kunt gebruiken, genaamd Majorana-fermions”,
Actueel legt Donega uit. “Die deeltjes hebben bijzondere eigenschappen: geen massa, geen spin, geen lading. Daardoor kunnen ze informatie heel lang bewaren want ze hebben geen interactie met hun omgeving.” Als je die draden ‘kaal’ gebruikt, verliezen ze echter informatie. Donega probeert daarom een laagje van een ander materiaal om de nanodraad heen te leggen: “Als isolatie om een koperdraad.”
Bijzondere eigenschappen Door de samenstelling en nanoschaal-dimensies van de draad en het omhulsel slim te kiezen, krijgen de kern/schil nanodraden bijzondere eigenschappen die belangrijk zijn voor veel toepassingen zoals efficiëntere zonnecellen en led’s, lasers, fotodetectoren, fotokatalysatoren en elektronica. Om het omhulsel goed te maken, zijn echter heel specifieke omstandigheden nodig. “Je hebt dezelfde kristalstructuur nodig als de draad zelf”, vertelt Donega. “Anders is het omhulsel te broos en brokkelt het af.” In het nieuwe project zal Bakkers nanodraden
maken in zijn lab in Eindhoven, waarna de draden heel voorzichtig naar Utrecht vervoerd worden. Daar gaat Donega ze in een nieuwe microreactor voorzien van een omhulsel.
Unieke combinatie De unieke combinatie van de expertise van Donega en Bakkers is buitengewoon geschikt om het onderzoek succesvol te maken. Bakkers is een wereldexpert in het maken van nanodraden via gasfasemethoden en Donega is een wereldexpert in het maken van colloïdale halfgeleidernanokristallen in vloeistoffase met controle op hun samenstelling, vorm en grootte. Met twee promovendi, één in Utrecht, één in Eindhoven, gaan Donega en Bakkers de komende vier jaar onderzoek doen.
Transmissie elektronenmicroscopie (TEM) beeld van colloïdale (Zn, Cd) Te / CdSe heteronanodraden, gekweekt in een oplossing in Donega’s lab. De inzet linksboven toont een hoge-resolutie TEM-beeld van een enkele nanodraad. De inzet linksonder toont een reeks van nanodraadmonsters (2 nm diameter en ~ 100 nm lang) met verschillende samenstellingen onder UV-belichting. De kleur van de luminescentie kan worden afgestemd van groen naar rood door eenvoudigweg veranderen van de samenstelling van de draad. [Nano Letters 12 (2012) 749].
Is nieuwe wetgeving nodig voor aansprakelijkheid robots? Van drones tot medische apparatuur, robots worden steeds vaker een onderdeel van ons dagelijks leven. Echter, hoewel er wereldwijd al 1,7 miljoen robots bestaan, is het gebruik ervan nog niet goed geregeld. De commissie Juridische zaken van het Europese Parlement nam een verslag aan waarin de Europese Commissie wordt opgeroepen om met een wetsvoorstel te komen rond kwesties als aansprakelijkheid. Mady Delvaux, een Luxemburgs lid van de S&D-fractie, licht het verslag toe. Om wat voor robots gaat het hier? We definiëren robots als fysieke machines, uitgerust met sensoren en met elkaar verbonden, zodat ze gegevens kunnen verzamelen. De volgende generatie robots zal steeds beter in staat zijn om zelf te leren. Het gaat om zelfrijdende auto’s, maar ook om drones, industriële robots, zorgrobots, robots voor entertainment, als speelgoed en voor gebruik in de landbouw. In uw verslag stelt u de vraag of robots een wettelijke status zouden moeten krijgen. Wat betekent dat in de praktijk? Als zelflerende robots ontstaan, zullen verschillende oplossingen nodig zijn. Wij vragen de Commissie om de mogelijkheden te bestuderen. Men zou robots een beperkte ‘e-persoonlijkheid’ kunnen geven, althans wanneer het compensatie betreft, vergelijkbaar met wat er nu bestaat voor bedrijven, maar dit is niet voor morgen. Wij hebben nu een juridisch kader nodig voor de robots die nu op de markt zijn of de komende 10 tot 15 jaar op de markt zullen komen.
Wie zou in de tussentijd verantwoordelijk moeten zijn voor schade? De eigenaar, de fabrikant, de ontwerper of de programmeur? We hebben twee opties. Volgens het principe van risicoaansprakelijkheid is de fabrikant aansprakelijk, want die is het beste in staat om schade te beperken. Een andere optie is een risicoanalysebenadering waarbij vooraf wordt getest en schadevergoeding door alle belanghebbenden moet worden gedeeld. Er moet ook een verplichte verzekering komen, althans voor de grote robots. Waarom is het EP met deze kwestie bezig? Wij willen graag gemeenschappelijke Europese beginselen en een gemeenschappelijk juridisch kader ingesteld hebben, voordat elke lidstaat zijn eigen wetten heeft aangenomen. Standaardisatie is ook in het belang van de markt. Europa is goed in robotica. Als we echter marktleider willen blijven, moeten we gemeenschappelijke Europese regels hebben. Met betrekking tot aansprakelijkheid, moeten de klanten er zeker van zijn dat ze zullen worden vergoed als er schade optreedt. Het grote probleem is de veiligheid en gegevensbescherming. Robots kunnen niet functioneren zonder gegevensuitwisseling dus het gaat er ook om wie toegang tot deze gegevens zal hebben. Mensen die bang zijn dat ze hun baan kunnen verliezen, krijgen te horen dat robots nieuwe
banen zullen creëren. Echter wellicht creëren robots alleen banen voor hoogopgeleide mensen en vervangen ze laaggeschoolde werknemers. Hoe kan dit worden opgelost? Ik denk dat dit de grootste uitdaging voor onze samenleving wordt. Er zullen volgens mij altijd banen voor laaggeschoolde mensen zijn. Robots gaan mensen niet vervangen: er zal tussen beide een samenwerking komen. Het kan een goede zaak zijn dat ze worden gebruikt voor het harde, zware en gevaarlijke werk. Het verslag gaat ook in op de vraag of we onze sociale zekerheid moeten veranderen en nadenken over universele inkomsten, want als er veel inactieven zijn, moeten we ervoor zorgen dat ze een fatsoenlijk leven kunnen leiden.
elektronica 3-2017
7
Visie wordt realiteit met geprinte elektronica Lopec 2017: vakbeurs en congres Van 28 … 30 maart vindt in de hallen van Messe München de editie 2017 plaats van de Lopec. Naast deze internationale beurs voor geprinte elektronica, mogen bezoekers een veelomvattend conferentieprogramma tegemoet zien met ongeveer 200 presentaties van gerenommeerde deskundigen uit de industrie en wetenschappers van over de hele wereld. Tot de sprekers horen vertegenwoordigers van AU Optronics, Cambrios Advanced Material, Samsung, en de Europese Commissie.
0
f het nu gaat over geleidende nano-inkten, flexibele displays of het 3D-printen van elektronicacomponenten: de Lopec Conferentie laat zijn licht schijnen over elk facet van de geprinte elektronica – van het laboratorium tot en met de praktische toepassing. “Een internationaal comité van mensen uit industrie en wetenschap heeft een programma samengesteld dat niet alleen gericht is op insiders, maar ook op de industriële eindgebruikers”, zegt Wolfgang Mild-
ner, voorzitter van de conferentie en CEO van het consultancy- en technologiebedrijf MSW. De conferentie is onderverdeeld in drie blokken, Business, Technology en Science en is dit jaar gericht op toepassingen van geprinte elektronica in de medische techniek, de auto en de consumentenelektronica. Tot de hoogtepunten van de conferentie horen plenaire presentaties van dr. Sang Yoon Lee, senior vicepresident van Samsung Electronics, Korea, en Jennifer Y.C. Lin, CTO van AU Optronics, Taiwan, de
De Lopec Conferentie laat zijn licht schijnen over elk facet van de geprinte elektronica.
8
elektronica 3- 2017
grootste producent van LCD flatscreens. Lin bespreekt de voordelen van geprinte elektronica voor de productie van displays en Lee geeft inzicht in de activiteiten en overheidssubsidies in Korea. Khalil Rouhana geeft een presentatie over EU-initiatieven en het succes van het Europese financieringsbeleid voor geprinte elektronica. Rouhana is verantwoordelijk voor het Directoraat A/Digitale Industrie van de Europese Commissie. Vertegenwoordigers van de bedrijven Isorg (Frankrijk) en Cambrios Advanced Material en FlexTech Alliance (VS) geven ook voordrachten in het plenaire deel van de conferentie.
Van fundamenteel onderzoek naar gereed product Hoe ontwikkelt de markt voor geprinte elektronica zich? Waarnaar is de industrie op zoek? Veel van dergelijke vragen in relatie tot commerciële aspecten zullen op 28 maart op de Lopec Business Conference worden beantwoord door vertegenwoordigers van industriereuzen uit Europa, Azië en de VS. Op diezelfde dag vinden Short Courses van 90 minuten plaats met informatie over belangrijke technieken, zoals geprinte zonnecellen en biosensoren. En met als slogan ‘Science in Dialog’ brengt op 29 en 30 maart de Scientific Conference gerespecteerde onderzoekers van over de hele wereld bijeen. Zij gaan de wetenschappelijke fundamenten bespreken van nieuwe productieprocedures, print- en inkapselmaterialen evenals slim textiel en geprinte componenten voor energieopslagsystemen. Een andere gelegenheid om ideeën uit te wisselen met researchers is de Poster Session op 29 maart. De beste poster van een jonge wetenschapper wordt op 30 maart beloond met de Lopec Student Poster. De Technical Conference op 29 en 30 maart richt zich juist op productinnovaties en technieken die al op de markt zijn of op het punt staan om te worden geïntroduceerd. Zo laat bijvoorbeeld Novasentis uit de VS
Geprinte elektronica
Geprinte NFC-labels kunnen worden ingezet voor marketingdoeleinden.
zien hoe haptische sensoren de virtuele wereld letterlijk tastbaar maken. “Steeds meer industriële sectoren gebruiken geprinte elektronica om te kunnen komen met nieuwe producten en designs”, constateert Wolfgang Mildner. De Lopec Conferentie onderstreept het potentieel van geprinte elektronica en demonstreert met talrijke voorbeelden hoe visies kunnen worden getransformeerd tot concrete producten.
Geprinte elektronica in de auto van de toekomst Dit jaar is de auto-industrie een van de zwaartepunten op de beurs en conferentie. In de autonome auto van de toekomst moet het interieur een persoonlijke plaats worden om tot rust te komen. Daarvoor moeten ontwerp en functionaliteit een complete transformatie ondergaan. Als een automobilist zich immers niet meer zozeer hoeft te concentreren op de weg, zal hij zoeken naar amusement, ontspanning of zelfs de mogelijkheid om zijn auto te veranderen in een mobiel kantoor. Geprinte elektronica heeft
Slimme verpakking: BASF maakt etiketten met daarop gebieden die licht kunnen geven.
Oled-achterlicht van een Audi.
mogelijkheden te bieden voor het herontwerpen van auto-interieurs die eerder nog onvoorstelbaar waren. “Geprinte elektronica-onderdelen gaan een sleutelrol spelen in de toekomst van de autoproductie omdat ze licht en flexibel zijn. Bovendien zijn printmethoden ideaal voor massaproductie”, legt dr. Klaus Hecker, directeur van de OE-A (Organic and Printed Electronics Association) uit. Hij werkt samen met Messe München aan de organisatie van Lopec. De ‘Automotive and Aerospace’ sessie op de Lopec Conferentie richt zich op geprinte elektronica binnen de auto-industrie. Toepassingsvoorbeelden, waaronder flexibele sensoren voor autostoelen, evenals innovatieve displays en verlichtingsconcepten worden ook getoond in andere conferentiemodules van het programma. We kunnen er alles horen over de jongste ontwikkelingen op het gebied van organische led’s, tijdens specialistische presentaties van auto-onderdelenleverancier Hella, het bedrijf Cambridge Display Technology en het Fraunhofer Institute for Organic Electronics, Electron Beam and Plasma Technology FEP. Deze planaire lichtbronnen, die nu al zijn te vinden in achterlichten, kunnen in de toekomst het interieur van de auto fraai verlichten, waarbij passagiers de kleur en helderheid van de oled’s kunnen aanpassen bij hun stemming. Terwijl geprinte touchscreens ook al zijn te vinden in voertuigen, onthult producent PolyIC op Lopec systemen die zowel op gebaren als op aanraken reageren. De componenten zijn geprint op een transparante film en kunnen worden opgenomen in gebogen oppervlakken. Het scheppen van de perfecte combinatie van functionaliteit en ontwerp is ook de hoogste prioriteit van het Finse bedrijf TactoTek. Zij komen naar München om hun gepatenteerde spuitgietmethode te presenteren, die wordt gebruikt voor de integratie van elektronische
componenten in kunststof producten. “Lopec is niet alleen gericht op specialisten, maar ook heel sterk op industriële eindgebruikers”, zegt Falk Senger, directeur van Messe München. Op 29 en 30 maart worden introductiepresentaties gegeven om vertegenwoordigers van de auto-industrie te helpen bij het zetten van de eerste stappen in de wereld van geprinte elektronica. Die presentaties zullen worden gevolgd door industriespecifieke rondleidingen over de beurs. Verder is voorzien in een rondetafelgesprek in het Lopec Forum, waar deskundigen uit de industrie het potentieel zullen bespreken van geprinte elektronica voor de productie van voertuigen.
Medische sector en healthcare Geprinte elektronica is de laatste jaren een van de stuwende krachten van innovatie geworden. Na de consumentenelektronica en de automobielsector gaat de focus nu steeds meer in de richting van de gezondheidszorg. Daarom zijn geprinte elektronicacomponenten voor de medische en farmaceutische markt ook een belangrijk onderwerp op Lopec 2017. Dr. Ton van Mol, directeur van het Holst Centre in Eindhoven en techniek-voorzitter van de Lopec Conference, belicht de voordelen van geprinte elektronica. Wat kunnen Lopec-bezoekers verwachten ten aanzien van de gezondheidszorg? “We bieden ze tijdens de Lopec Conference diverse presentaties over geprinte elektronica voor de gezondheidssector. Zo zijn er sessies over biomedische toepassingen, wearables en rekbare, elastische elektronische systemen. Deze onderwerpen zijn nauw met elkaar verweven. Professor Matti Mäntysalo van de Universiteit van Tampere in Finland toont een verband dat de elektrische activiteit van het hart meet en de meetwaarden verstuurt naar een mobiele telefoon. De elektroden hiervoor zijn geprint op rekbaar verbandmateriaal. Ook de farmaceutische groep Johnson & Johnson
»
elektronica 3-2017
9
Met de Health Patch van Holst Centre kunnen sensoren op de huid worden aangebracht.
en het chemiebedrijf DuPont, dat buitengewoon actief is in de medische sector, organiseren sessies over dit onderwerp. En op de beurs zelf zijn natuurlijk ook een heleboel innovaties te zien. Onze gezondheidszorg staat voor grote uitdagingen ten gevolge van demografische veranderingen. Hoe kan geprinte elektronica helpen bij het aanpakken daarvan? “Een van de ideeën is dat geprinte elektronica kan worden gebruikt bij het in de eigen woning bewaken van patiënten. Het doel is dat problemen dan eerder worden gedetecteerd en steeds minder mensen medische behandeling in het ziekenhuis nodig hebben. De eenvoudigste manier om vitale functies te bewaken is het inzetten van sensoren die permanent direct op de huid worden gedragen, geïntegreerd in een soort pleister, in verband of in kleding. Voor optimaal huidcontact hebben we rekbare elektronische componenten nodig, want mensen bewegen en daarbij rekt hun huid. Geprinte elektronica is hier duidelijk in het voordeel, want het behoudt bij rekken zijn elektrische eigenschappen en het kan rechtstreeks worden aangebracht op rubber en textiel.” Wanneer komen zulke monitoringsystemen op de markt?
Flexibele en rekbare elektronica.
10
elektronica 3-2017
Slim t-shirt van het Holst Centre.
Het Holst Centre laat op de Lopec geprinte sensoren en ‘health-pleisters’ die lichaamsfuncties meten. Enkele van deze sensorsystemen zouden volgend jaar marktrijp moeten zijn. Bijvoorbeeld geprinte druksensoren bedoeld voor het bewaken van patiënten met slaapapneu. ECG-pleisters voor het meten van de hartactiviteit zullen ook al snel beschikbaar zijn.” Welke geprinte componenten worden er al gebruikt in de medische markt? “Snelle tests met geprinte elektroden, voor het meten van de bloedsuikerwaarden zijn bijvoorbeeld al lang op de markt, daar worden er miljarden van geprint. Enkele jaren geleden kwamen daar de slimme medicijnverpakkingen bij, die de medicijniname van chronisch zieken controleren. Op blisterverpakkingen kunnen kleine circuits worden geprint die worden gebroken als de patiënt een pil neemt. Dat is te traceren met een draadloos signaal.“ Zijn er ook geprinte elektronicacomponenten voor inwendig medisch gebruik? Daar zien we kansen. Een voorbeeld zou de controle van geïmplanteerde katheters zijn. Daar kunnen we piëzo-elektrische polymeren voor gebruiken. Dat zijn kunststoffen die vervormen als er een elektrische spanning wordt aangebracht, of – omgekeerd – een elektrische spanning afgeven als ze worden vervormd. Het voordeel van printtechnieken is dat ze kunnen worden gebruikt om heel dunne, flexibele componenten te maken. Ongetwijfeld gaan we in de toekomst producten zien voor gebruik in het lichaam, maar voorlopig zal geprinte elektronica zich een positie verwerven in uitwendige toepassingen. Zelfs goede ideeën kunnen mislukken bij het zetten van de stap vanuit het laboratorium naar grootschalig gebruik. Hoe helpt Lopec om die stap soepeler te laten verlopen? “Lopec biedt het perfecte platform voor het samenbrengen van geprinte elektronica en
de industriële eindgebruikers. Veel bedrijven vertrouwen nog op traditionele elektronica en zijn zich daardoor nog niet eens bewust van de mogelijkheden van geprinte, flexibele elektronica. Dat is niet alleen het geval in de gezondheidssector, maar ook in de auto-industrie, de verpakkingsindustrie, de energiesector en de consumentenindustrie, om maar enkele voorbeelden te noemen. Zij kunnen alle nodige informatie krijgen op de Lopec Exhibition and Conference.” Welke innovatie in geprinte elektronica is van specifiek belang voor de zorgsector? “Er zijn veel van zulke innovaties. De ontwikkeling van elektrisch geleidende materialen die bovendien rekbaar zijn was ongetwijfeld cruciaal. Flexibele elektronica is niet alleen organische elektronica. Er zijn nu ook componenten van nanozilver met een zeker mate van rekbaarheid. Zilver biedt voor sommige toepassingen zelfs voordelen, dank zij de antimicrobiële eigenschappen ervan. Voor andere toepassingen worden nog alternatieven gezocht. Elektroden die zijn geprint op het elektrische geleidende polymeer Pedot zijn bijvoorbeeld bedoeld voor de vervanging van sommige zilveren elektroden.” Wat kun je verwachten van Lopec 2017? Lopec zal de geprinte elektronica helpen om steeds meer industriële gebruikers te vinden zodat meer producten in alle mogelijke gebieden deze technologie gaan bevatten. We hebben gezien hoe de commercialisering van geprinte elektronica zich in gestaag tempo voortzet in de zonnecelsector en in andere industrieën. De gezondheidssector gaat volgen. Lopec gaf de afgelopen jaren een stimulans voor veel sectoren en ik weet zeker dat dat ook dit jaar weer gaat gebeuren.” Lopec Exhibition & Conference 28 … 30 maart, Messe München www.lopec.com
HĂŠt online platform voor engineers!
Vind de juiste engineer met voor uw Engineersonline.nl!
Dagelijks bezocht door duizenden engineering professionals. vacatures.engineersonline.nl/mogelijkheden
One-chip wonders SoC’s en SoM’s voor Bluetooth LE Als ‘domme’ apparaten slim moeten worden, moeten ontwerpers vertrouwd raken met betrouwbare gateways, E2E-encryptie, particuliere en openbare sleutels, draadloze protocollen en profielen, en de RED regelgeving. Gelukkig zijn er single-chip IoT-oplossingen die al deze facetten omvatten. Dit overzicht geeft een indicatie of zij hun beloften werkelijk waarmaken en welke struikelblokken er nog zijn te vinden.
HANTSCHE BERND, RUTRONIK
I
nstapniveau: M0 core systemen Een kleine ARM Cortex M0 of M0+ core is al voldoende voor veel toepassingen. Hiermee kunnen meetdata worden overgebracht naar de cloud, bijvoorbeeld om slijtage van machines te beoordelen en op afstand aanpassingen uit te voeren. Met updates ‘door de lucht’ kunnen te allen tijde firmware, draadloze stacks en applicatiecode worden geactualiseerd, als dat nodig is door nieuwe wet- en regelgeving, bugs of veiligheidsbedreigingen. De smartphone is vaak het eerste toegangspunt tot het internet. Een energiezuinige optie daarvoor is de Bluetooth Low Energy (BLE) interface. De volgende ‘one-chip wonders’ zijn populaire keuzes bij de implementatie ervan: De bekendste BLE-interface is wellicht de nRF51822 van Nordic Semiconductor. Deze productenfamilie is uitgevoerd met 16 of 32 kB RAM, 128 of 256 kB flashgeheugen, ondergebracht in een QFN- of WLCSP-be-
ANT development kit.
12
elektronica 3- 2017
huizing. De hardware is speciaal ontworpen voor een geringe vermogenconsumptie en wordt ondersteund door eigen Bluetooth stacks van de fabrikant, veel toepassingsspecifieke software-ontwikkelkits en voortreffelijke ondersteuning. Ook veel modulefabrikanten maken gebruik van deze IC-familie, mede dankzij de uitgebreide software. De modules van Fujitsu op basis van de nRF51822 zijn meer gericht op klanten met hogere productieambities. De nRF51422 van Dynastream maakt gebruik van de veelzijdigheid van de nRF51822. Dus de modules van de N5 familie ondersteunen bovendien de SoftDevices S210 en S310. Waar het S210 protocol een pure ANT-stack is, is de S310 de multi-protocol variant voor simultaan gebruik van ANT en BLE. Dat komt van pas bij het koppelen van een energiebesparend ANTmesh-netwerk aan een Apple iPhone, die zelf ANT niet ondersteunt.
RF Digital brengt de RFduino familie op de markt, naast de ‘naakte’ nRF51822 varianten. Deze RFduino familie beschikt over een al geïnstalleerd S110 SoftDevice, maar daarboven een software-laag die de besturing van BLE en de GPIO’sv vereenvoudigt. Op deze manier kunnen sensoren en actuatoren worden geïmplementeerd met slechts een paar regels code. Op alle BLE-toepassingen is de regel van kracht dat custom apps moeten worden geprogrammeerd voor verschillende smartphone operating systemen. Dat is niet het geval bij de Simblee nRF51822 module: de bijbehorende app wordt éénmaal geprogrammeerd en dan opgeslagen in de draadloze module. Het is dan alleen nodig om de Simblee app te installeren; die importeert dan de werkelijke content voor de module vanuit de desbetreffende operating system stores van de smartphone. Ook Insight SiP maakt system-on-module producten op basis van de nRF51822. Op een oppervlak van slechts 8 x 8 mm in de LGA behuizing bevatten hun ISP1302 modules zelfs een ingebouwde antenne. De jongste releases van de TC35678 en TC35679 IC’s van Toshiba zijn bedoeld als ultralaag vermogen varianten. Bij een werkspanning van 3 V consumeren ze slechts 3,6 mA in zendmodus en 3,3 mA in ontvangstmodus. Microchip/Atmel’s SAM B11 beschikt over 128 kB RAM en 256 kB flashgeheugen.
Blokschema van de ISP 1507 van InsightSiP.
IoT
Een van de bekendste BLE-interfaces: de Nordic nRF52832
Met een interne 16-bit core met een klokfrequentie van 32 MHz en een rekencapaciteit van 41 Dmips doet de RL78/G1D familie van Renesas mee in dezelfde categorie. Er zijn vier varianten beschikbaar: SoC’s met 128 kB, 192 kB en 256 kB flash en een SoM op basis van het 256 kB flash IC. Voor zwaardere eisen: M4 core systemen Met een EEMBC CoreMark rating van 215 – wat neerkomt op 65 CoreMarks per mA, of 3.36 CoreMarks per MHz – is de nRF52832 op dit moment waarschijnlijk het efficiëntste BLE SoC. In een 6 x 6 mm 48-pen’s QFN of een 3,2 x 3,0 mm WLCSP behuizing, is hij ontworpen voor gemakkelijke dataverwerking in een zeer compacte vormfactor. Met een batterijvriendelijke voedingsspanning van 1,7 V en een zendvermogen dat instelbaar is tussen +4 dBm en -20dBm, is hij geschikt voor grotere afstanden en voor veiligheidskritische toepassingen waarin een korte afstand is vereist. De nRF52832 wordt steeds vaker gebruikt in ontwerpen waarin een nRF51822 al voldoende zou zijn. Argumenten voor die keuze zijn onder andere het ingebouwde balun-filter en de ingebouwde NFC transceiver voor snel Bluetooth-contact. En wat betreft de externe componenten: er zijn slechts 11 passieve componenten en een 32 MHz kwartskristal nodig. Naast het SoC zijn er ook SoM varianten. Ze zijn voor-gecertificeerd, normaliter voor Europa, de VS en Canada. De Dynastream D52-serie op basis van de nRF52832 biedt ook certificering voor Japan, Australië, Nieuw-Zeeland en Korea. Hoewel zowel kwartskristallen als een geprinte antenne zijn ingebouwd, is de module slechts 14 x 9,8 mm groot. Gebruikers die bereid zijn om nog een extra 20 x 20 mm op hun PCB op te offeren, kunnen ook kiezen voor de variant met 30 GPIO’s of een geïntegreerde 3-assige versnellingsmeter. Telit en Fujitsu maken ook modules met de nRF52832. Telit gaat met zijn Blue-
De Joule van Intel.
tooth-modules uit van een ‘familie-concept’: hun BlueMod+S42 van 10 x 17 mm is zowel wat betreft de vorm als de aansluitpennen compatibel met de oudere modellen BlueMod+S en BlueMod+SR en heeft ook dezelfde software-interfaces. De module FWM7BLZ20 van Fujitsu is niet alleen klein, maar ook ultra-low power: hij meet 15,7 x 9,8 mm, en consumeert 5,4 mA. De ISP1507 module van InsightSiP maakt indruk met een ingebouwde antenne en heeft een footprint van slechts 8 x 8 mm. Redpine Signals gebruikt eveneens een ARM M4 core, maar kiest voor een andere benadering met betrekking tot de connectiviteit. Hun WiSeMCU familie ondersteunt naast BLE ook conventionele Bluetooth EDR, ZigBee en dual-band WiFi. Al de protocollen en applicatieprofielen van de verschillende draadloze standaarden zijn er al in opgenomen, dus de 128 kB SRAM en1 MB flashgeheugen zijn genereus gedimensioneerd. Gebruikers die de 21 x 15 mm van de RS10003-NBZ-D0M met alle peripherals te veel van het goede vinden, zijn geholpen met een goedkopere variant: de RS100002NBZ-S0M, zonder 5-GHz ondersteuning, maar mét 104 kB SRAM, 512 kB Flash, en ondergebracht in een slanke 14 x 15 mm vormfactor. Beide versies kunnen ook worden gespecificeerd zónder ZigBee, WiFi of Bluetooth 4.0DM. Dat is niet alleen goedkoper, maar houdt ook geheugenruimte vrij. Het professionele segment: Atom core systemen Intel demonstreert steeds meer voordelen bij het gebruik van de x86 core architectuur. De ‘tried and proven’ commandosets die al bekend zijn uit de Pentium-tijd worden nu ook gebruikt in kleine microcontrollers, tot op de schaal van de Quark familie. Nu komt Intel met zijn pièce de résistance: de Joule, een SoM op basis van een 1,5 GHz en 1,7 GHz Atom core. Met 8 gigabyte (!) RAM en 16 GB flashgeheugen, WiFi, BLE, HDMI, USB 3.0 en voorgeïnstalleerde Linux Distribution. De compacte module meet
24 x 48 mm en biedt de rekenkracht voor real-time 3D modeling, het tracken van mensen, en het herkennen van voorwerpen. Er is connectiviteit via WiFi en Bluetooth, maar locale computerkracht kan het dataverkeer van en naar de cloud in veel toepassingen significant reduceren. Joule is zelfs geschikt voor het bouwen van drones, robots, VR-headsets, data-handschoenen en intelligente gateways. Voor individualisten: multi-chip doe-hetzelf Alle Soc’s en SOM’s hebben een ding gemeen: ze zijn nooit perfect. Er is altijd iets te veel – de ene keer de peripherals, dan weer de computing resources, de certificatie, of de software in het geheugen. Uiteindelijk betalen klanten dan voor functies die ze niet nodig hebben. Een technisch perfecte oplossing is altijd maatwerk. Dat geldt voor de hardware-configuratie en voor de draadloze protocollen. Voor wat de hardware betreft wordt de ballast geaccepteerd omdat het certificatiekosten bespaart en time-to-market reduceert. Een radicale doe-het-zelf implementatie van een hoogfrequent ontwerp zal snel leiden tot een accumulatie van honderd manjaren en meer. En dat is iets wat ondernemingen zich momenteel maar slecht kunnen veroorloven. Hoera voor SoC en SoM State-of-the-art SoC’s en SoM’s kunnen enorme besparingen opleveren, terwijl ontwerpers zich volledig kunnen richten op hun toepassingsspecifieke kerntaken. Nu de markt voor single-chip oplossingen groeit, verbetert ook de schaalbaarheid van de componentenkeuze. Wat uiteindelijk de beste keuze is, hangt af van de specifieke taken die moeten worden uitgevoerd, dus algemene aanbevelingen zijn zinloos. Wat wel heel zinvol is, is het consulteren van een expert van een Wireless Competence Center. Rutronik Tel.: (0183) 646050 www.rutronik.com
elektronica 3-2017
13
‘Een stagnerende Wet van Moore remt ons niet af’ Interview met dr. Ahmad Bahai, Chief Technology Officer bij Texas Instruments Innovatie is de drijvende kracht achter Texas Instruments, de grootste producent van Digital Signal Processors (DSP’s) en analoge halfgeleiders en de op-twee-na grootste fabrikant van halfgeleiders. Chief Technology Officer dr. Ahmad Bahai beantwoordt in dit interview enkele vragen over TI’s innovatiestrategie, het belang van autonome systemen voor het bedrijf en de noodzaak van samenwerking met universiteiten.
JOHAN SANCHES
14
T
exas Instruments (‘TI’), een van de grootste Amerikaanse technologiebedrijven, kent een lange geschiedenis van innovatie: in 1954 ontwikkelde het de eerste transistor-radio en in 1958 vond TI-ingenieur Jack Kilby het IC uit. Het bedrijf heeft door de jaren heen een leidende positie opgebouwd in analoge chips en embedded processoren en nu is TI-technologie te vinden in elektrische tandenborstels tot high-tech communicatie-apparatuur. Mede-aanstuurder van de innovatie-activiteiten van het bedrijf is Ahmad Bahai, Chief Technology Officer en directeur van het Jack Kilby Lab, TI’s onderzoekscentrum.
elektronica 3- 2017
Wat is uw taak als Chief Technology Officer bij Texas Instruments? “Ik ben zowel Chief Technology Officer als directeur van het ’Kilby Lab’, ons onderzoekscentrum en mijn taken hebben veel met elkaar gemeen. Als Chief Technology Officer moet ik constant de concurrentiekracht van onze IP-portfolio monitoren en technologiëen die TI nieuwe mogelijkheden kunnen bieden in verschillende business-units identificeren. Als directeur van het Kilby Lab ben ik verantwoordelijk voor de onderzoeksprojecten van het centrum en die draaien vooral om ‘disruptieve innovaties’, dat wil zeggen technologiëen die
een grote invloed kunnen hebben op onze bedrijfstak en die kunnen bijdragen aan TI’s groei.’’ U heeft een groot aantal patenten op uw naam staan; in hoeverre bent u nog actief in de research? “Ik doe zelf nog steeds onderzoek en ik denk dat elke CTO heel nauw betrokken moet zijn bij de research, omdat het anders moeilijk is om de researchpraktijk te koppelen aan de ontwikkelingen in de bedrijfstak en het toegepaste onderzoek. Innovatie vereist namelijk betrokkenheid op een heel gedetailleerd niveau en je realiseert pas doorbraken als je intensief aan de details van het onderzoek hebt gewerkt. Het voorbeeld dat ik altijd gebruik is dat van Isaac Newton en de zwaartekrachtwet. Het verhaal gaat, dat er na jarenlang intensief onderzoek een appel op zijn hoofd viel, en dat dat voorval hem de ingeving gaf voor zijn theorie. Daarvóór waren er al heel wat appels op heel wat hoofden gevallen, maar niemand had die theorie ontwikkeld. Innovatie vereist dus betrokkenheid op detail-niveau, en die betrokkenheid bij ons onderzoek geeft me veel voldoening en een beter begrip van knelpunten en kansen.’’ Hoe passen de vele onderzoeksovereenkomsten met universiteiten in jullie visie op innovatie? “Het is deel van onze innovatiestrategie. Meestal gaat het om onderzoek én onderwijs en we onderhouden daartoe met veel technische universiteiten goede relaties, waaronder de Universiteit Twente en de TU Delft. Samenwerken met universiteiten is voor ons geen luxe, maar vooral een noodzaak. We krijgen namelijk als halfgeleider-industrie niet genoeg toptalent binnen, omdat steeds meer studenten voor een studie computerkunde kiezen. Door samen te werken willen we er ondermeer voor zorgen dat de elektrotechniek zijn deel van het beschikbare talent krijgt. Wereldwijd sponsoren we zo’n zevenduizend onderwijslaboratoria om studenten enthousiast te maken voor elektrotechniek en ze daarin te scho-
Halfgeleiders len. Intern en extern trainen we ook zo’n vijfduizend studenten per jaar, waarvan we een aantal later in dienst nemen. Een andere reden om samen te werken is dat de budgetten van grote onderzoekscentra die vroeger veel fundamenteel onderzoek deden, zoals Bell Labs en IBM Research Labs, sterk zijn gereduceerd. Samenwerking tussen universiteiten en bedrijven vult een paar van de leemtes die daardoor zijn ontstaan.’’ Hoe denkt u dat de stagnerende Wet van Moore Texas Instruments zal beïnvloeden? “De prijs per transistor begint inderdaad enigzins te stagneren, maar het aantal transistoren per chip neemt nog toe en kan nog wel even vooruit. Bovendien is er zoveel creatief talent in de halfgeleiderindustrie, de fysica en de materiaalkunde, dat ik verwacht dat er nieuwe technologieën en materialen zullen komen, waardoor ‘Moore’ verlengd kan worden. Maar bij TI zitten we de Wet van Moore niet achterna. Voortzetting van de Wet van Moore is belangrijk voor technologieën met veel ‘digitaal’, maar wij hoeven niet de nieuwste technologie toe te passen om concurrerende producten te bieden, omdat we vooral in analoge toepassingen en embedded processoren actief zijn. In de meeste van onze producten, zelfs in onze processor business, gebruiken we technologie die een paar generaties achterloopt bij de meest recente ultrakleine technologieën. Een remmend effect door een stagnerende Wet van Moore zien we bij ons dus niet zo gauw gebeuren.’’ TI is een groot voorstander van ‘interdisciplinaire innovatie’; wat betekent dat in de praktijk? “Texas Instruments heeft een van de meest gevarieerde IP-portfolio’s, en die positie willen wij benutten om innovatievere oplossingen te bieden dan de concurrentie. Een belangrijk aspect daarvan zijn interdisciplinaire oplossingen. Sommige van onze concurrenten werken bijvoorbeeld net als wij aan de volgende generatie circuits en we zitten wat dat betreft vrij dicht bij elkaar. We denken dat wij de afstand tot de concurrentie kunnen vergroten door niet alleen in circuits te innoveren, maar ook te innoveren door onze IP te combineren. We hebben bijvoorbeeld veel MEMS-technologie, unieke package-technologie en een sterk powermanagement-portfolio. Door bepaalde delen van deze IP te combineren, gebaseerd op problemen waar we in onze bedrijfstak tegenaan lopen, kunnen we met unieke toepassingen komen en met innovaties waar moeilijk tegen te concurreren is.’’ Jullie doen veel onderzoek naar batterijen; waar richt jullie onderzoek zich vooral op?
“Power is het snelst groeiende segment in de halfgeleiderbusiness en het dreigt een obstakel te worden in toekomstige systemen. Efficient vermogensmanagement is dus belangrijk en naarmate apparaten mobieler worden wordt dat belangrijker. Omdat batterijtechnologie zich niet zo snel ontwikkelt als de halfgeleidertechnologie, willen we de chemie, het modelleren en het proces van laden en opladen goed beheersen en dat relateren aan de schakelingen en het algoritme. We doen uitgebreid onderzoek naar het optimaliseren van de batterij-chemie en het batterijmanagement, vooral in een multi-cell omgeving. Naast silicium vermogenscomponenten werken we ook aan nieuwe componenten, bijvoorbeeld van galliumnitride en siliciumcarbide, met een kleine vormfactor, een hoog vermogen en een hoge spanning.” Ook MEMS-onderzoek staat bij TI hoog op de agenda; wat is het belang hiervan voor jullie? “Voor ons is MEMS belangrijk voor toepassingen als embedded transducers, RF-filters en switchers. In onze bedrijfstak is MEMS een hele essentiële technologie voor toepassingen als embedded ëLight Processing. Hierbij zitten er miljoenen minuscule spiegels op één chip, die onafhankelijk van elkaar kunnen bewegen. DLP wordt nu in projectoren van bioscopen en conferentiezalen toegepast en we zijn de toepassingen aan het uitbreiden. In de automobielindustrie bijvoorbeeld, voor head-up-displays en intelligente koplampen met duizenden lichtbundels die gepositioneerd kunnen worden hoe je dat wilt. Daarnaast hebben we veel andere technologieën, die intelligente MEMS-gebaseerde oplossingen en toepassingen bieden, zoals magnetische, ultrasone en optische sensoren. Het bijzondere daaraan is dat de sensor is geïntegreerd met de rest van het circuit, zoals de analoge elektronica, het power management en de digitale verwerking. En dat is de game-changer. Want nu kun je vele van deze sensoren gebruiken om nieuwe toepassingen te ontwikkelen, van diagnose en prognose tot beveiliging en ik denk dat het voor ons als halfgeleiderindustrie van voordeel is om deze technologieën aan niet-industriële partijen aan te bieden, want ze zijn nu dermate geïntegreerd, krachtig en goedkoop, dat je met een creatieve geest nieuwe toepassingen kunt bedenken, waar wij zelf nooit aan gedacht hebben. Vandaar dat wij ze aan universiteiten ter beschikking stellen en ze ermee laten werken. Integratie van sensoren en andere circuits kan dus nieuwe kansen scheppen voor de hele bedrijfstak.’’
Dr. Ahmad Bahai Dr. Bahai behaalde zijn masters elektrotechniek aan de University of London en zijn doctoraal aan de University of California, Berkeley, ook in elektrotechniek. Vóór zijn overstap naar Texas Instruments was hij ondermeer technical manager van de Communication and Mixed-signal Processing Research Group bij Bell Laboratories, Chief Technology Officer en director van de onderzoekscentra bij National Semiconductor. Hij is mede-uitvinder van het multi-carrier spread spectrum dat in moderne communicatiesystemen zoals 4G toegepast wordt, en heeft 33 patenten en vijf lopende patentaanvragen op zijn naam. In de academische wereld was hij bijzonder hoogleraar aan de Cheng Du University in China en hij is nu buitengewoon hoogleraar aan de Stanford University in de VS. Hij is een IEEE Fellow en heeft meer dan tachtig IEEE/IEE publicaties op zijn naam.
Hoe belangrijk is de huidige groei van autonome systemen voor jullie? “Heel belangrijk. De auto-industrie is een van de snelstgroeiende markten voor halfgeleiders en autonome voertuigen bieden enorme mogelijkheden voor analoge elektronica en embedded processoren en onze DSP-producten. Ook drones en robots zijn interessant voor ons. Drones omdat ze veel sensoren nodig hebben en wij op dat gebied goed vertegenwoordigd zijn met geintegreerde ultrasone sensoren, druksensoren, proximity-sensoren en batterijmanagementsystemen. Robots waren vroeger vooral beperkt tot stationaire assemblagetaken, maar er komen steeds meer kleine mobiele robots en ze worden door sensoren veel mensvriendelijker en ‘bewuster’ van hun omgeving. In de medische sector zie je ze steeds meer. Er is bijvoorbeeld een bedrijf in Silicon Valley dat robots levert, die nauwkeurige chirurgische ingrepen kunnen uitvoeren. Voor dit soort toepassingen is meer intelligentie nodig en ook hierbij zijn wij nauw betrokken.’’ Zou u nog iets willen toevoegen aan wat wij besproken hebben? “Ik zou iets willen zeggen over het nieuwe tijdperk van ‘elektronificering’ dat er aan komt. We hebben steeds meer elektronica in bijna alles om ons heen en we hebben ook in alles meer intelligentie nodig: onze auto’s, onze mobiele en medische apparaten en industriële machines. Dat schept kansen voor ons, omdat we met oplossingen kunnen komen die dingen mogelijk maken die we ons nu nog niet kunnen voorstellen. Het geeft ons ook de kans om onze wereld schoner en beter, en onze omgeving intelligenter, productiever en efficienter te maken. Ik denk dat die toekomstvisie het grote streven moet zijn van innovatie bij Texas Instruments.’’
elektronica 3-2017
15
Tweehonderd miljoen producten per dag NXP optimaliseert productinformatiemanagement Chipproducent NXP Semiconductors heeft het beheer en gebruik van productinformatie geoptimaliseerd met een upgrade van de Dassault Systèmes Enovia-applicatie. Daardoor kunnen R&D-teams sneller reageren op vragen van productie, kwaliteitsmanagement en andere afdelingen. Verder is het bedrijf nu goed voorbereid op het verwerken van een aanzienlijk groter productvolume, na de fusie met Freescale. Jan Paul Smits, solution manager SCM & PLM vertelt over zijn ervaringen.
de Enovia-applicatie van Dassault Systèmes als centrale oplossing voor het werken met alle productinformatie. Andere belangrijke ICT-systemen zijn SAP voor ERP en sinds kort ook nog een applicatie van Quintiq, voor het beter inzichtelijk maken en plannen van de toekomstige vraag naar alle NXP-producten.
Upgradeproject De Enovia-oplossing is voor NXP een kritisch systeem voor informatiemanagement en samenwerking, om nieuw ontwikkelde producten klaar te maken voor de productie en hun wereldwijde marktintroductie. Daarmee communiceert R&D alle benodigde informatie naar de productielocaties, kwaliteitsmanagement en andere stakeholders. “Vorig jaar hebben wij om diverse redenen een upgrade uitgevoerd op onze Enovia-applicatie”, zegt Smits. “Allereerst om het onderhoud, de ondersteuning en stabiliteit voor de komende jaren te waarborgen. Ten tweede profiteren alle gebruikers nu van een modernere interface, een ‘Google-achtige’ zoekmachine om alle benodigde informatie sneller te kunnen vinden en volledige compatibiliteit met andere NXP-toepassingen. Verder maakt de huidige versie het gebruik van nieuwe toepassingen voor de hightechmarkt mogelijk, zoals ‘Silicon Thinking’ gebaseerd op Dassault Systè-
Een nieuwe auto bevat gemiddeld meer dan 100 NXP-chips.
N
XP is in 2006 ontstaan vanuit Philips en sindsdien uitgegroeid tot een wereldwijde marktleider in chips en oplossingen voor identificatie- en mobiliteitstoepassingen. Dit innovatieve bedrijf ontwikkelt en levert oplossingen voor veilige communicatie en infrastructuur, voor een slimmere wereld. Wereldwijd werken er zo’n 45 000 mensen in meer dan 35 landen, waaronder 12 000 engineers.
16
elektronica 3- 2017
“Een nieuwe auto bevat gemiddeld meer dan honderd chips van ons bedrijf”, vertelt Jan Paul Smits. “Die worden onder andere gebruikt voor het interne autonetwerk, veiligheidsvoorzieningen, toegangscontrole en vooral steeds meer ‘assisted driving’. In totaal leveren wij wereldwijd meer dan 200 miljoen producten per dag, waarvan alle informatie uiteraard goed moet worden beheerd”. NXP gebruikt al jarenlang
NXP is marktleider in chips en oplossingen voor identificatietoepassingen.
Elektronicaproductie
mes’ 3Dexperience-platform. Tenslotte zijn wij nu goed voorbereid op het ontwikkelen en verwerken van een aanzienlijk groter productvolume, sinds de fusie met onze branchegenoot Freescale.�
IS Lite en back-to-the-box Behalve de al genoemde operationele redenen, sluit de upgrade van Enovia ook aan bij andere ICT-ontwikkelingen binnen NXP, namelijk ‘IS Lite’ en ‘Back-to-the-box’. IS Lite is een door Gartner bedachte visie en bijbehorend model om ICT-afdelingen lichter en flexibeler te maken. Onder andere door meer focus te leggen op systemen die waarde toevoegen, standaard infrastructuurservices uit te besteden en het ontwikkelen van nieuwe toepassingen beter te integreren met de business. Als gevolg daarvan werken er op de IT-afdeling van NXP tegenwoordig minder dan 30 mensen binnen aan Enterprise Applications, versus
enkele jaren geleden nog 280. “Wij hebben in 2014 een ‘Back-to-the-box’-project uitgevoerd om applicaties, databases en interfaces te ontdoen van alle niet noodzakelijke maatwerkaanpassingen, waaronder Enovia�, aldus Smits. “Daardoor zijn die toepassingen nu zowel eenvoudiger te onderhouden als te upgraden. Je hebt nu minder gecombineerde kennis en ervaring nodig voor zowel de standaardfuncties als bedrijfseigen toevoegingen.�
Sneller dan gepland opgeleverd Het upgraden van de enterprise PLM-omgeving is door NXP voor een vaste prijs uitbesteed aan Tata Consultancy Services (TCS), die daarbij nauw heeft samengewerkt met experts van Dassault Systèmes. “TCS is de IT-partner die al eerder heeft meegeholpen invulling te geven aan onze IS Lite-strategieâ€?, vertelt Smits. “Het team dat
de upgrade van Enovia heeft uitgevoerd bestond voor 80% uit mensen die vanuit Bangalore werkten en slechts 20% hier in Eindhoven. “Bottom-line hebben zij het project sneller dan gepland en naar tevredenheid opgeleverd. In een voor ons uitzonderlijk drukke periode, na de fusie met Freescale. Natuurlijk loop je bij het upgraden van een kritisch systeem dat door verschillende afdelingen wordt gebruikt altijd wel tegen issues en uitdagingen aan, maar die zijn goed en tijdig opgelost. Dankzij de oplossingsgerichte samenwerking van TCS en Dassault Systèmes met onze eigen mensen, wekelijks overleg en intensieve begeleiding tijdens en na de oplevering. Vooruitkijkend ligt onze focus de komende jaren vooral op het behalen van mogelijke synergievoordelen met Freescale, waaronder op het gebied van productinformatiemanagement.â€?
elektronica 3-2017
17
Testen van medische teleme geautomatiseerd en versneld Averna ontwikkelde complete ATE-lijn voor Spacelabs Healthcare Producenten van medische instrumenten staan onder druk om hun producten met telkens meer functies uit te rusten, om verder te automatiseren en om een lange technische en economische levensduur van hun instrumenten te garanderen. Voor de automatisering van het testen van een scala aan producten zocht fabrikant Spacelabs Healthcare in Snoqualmie, Washington (VS) - aanbieder van innovatie medische instrumenten voor telemetrie, patiëntbewaking en anesthesie- en ventilatorsystemen - hulp bij test-expert Averna.
H
et voorstel van Averna was om een suite van flexibele teststations op basis van PXI te ontwikkelen. Deze stations zouden automatisch diverse producten van Spacelabs moeten testen en tegelijkertijd alle testresultaten en metingen moeten verzamelen en centraliseren. De testinfrastructuur moest: • Volledige dekking bieden voor diverse Spacelabs producten; • Verschillende soorten testen mogelijk maken - van PCB tot assemblage; •
• Diverse RF-, elektrische en medische technieken omvatten; • Manueel testen vervangen door geautomatiseerde routines; • De investering voor langere tijd beschermen. Er kan niet genoeg nadruk worden gelegd op het belang van uiterst nauwkeurige, geautomatiseerde en meetbare testen voor medische toestellen. Omdat de instrumenten complexer worden en de patiëntenzorg steeds specifieker, is het essentieel om er van verzekerd te zijn dat elk medische instrument betrouwbaar en exact volgens specificaties functioneert. Het is een realistische eis dat het honderdste toestel dat de productielijn verlaat, precies hetzelfde functioneert als het eerste of het tiende, ongeacht de operator van het teststation en ongeacht de omgevingsvariabelen. Om dergelijke belangrijke doelen te halen is het een absolute voorwaarde dat de testomgeving en infrastructuur goed zijn gedefinieerd, verregaand zijn gestructureerd en zo veel mogelijk geautomatiseerd.
Oplossing
Een van de tien door Averna ontwikkelde teststations met beeldscherm en testfixture.
18
elektronica 3- 2017
Om aan dit brede scala van eisen te kunnen voldoen, ontwierp en bouwde Averna een suite van turnkey teststations, voor alle aspecten van de ontwerpverificatie en het testen. Het ontwikkelteam voor deze stations bestond uit systeemarchitecten, test-engineers, elektrische en mechanische engineers en software-ontwikkelaars die
hun krachten bundelden om de benodigde automatische testapparatuur (ATE) te ontwikkelen. Gedurende het project leverde Averna de volledige ATE voor het testen van Tx/Rx-modules, anesthesietoedieningssystemen, ventilatoren en andere producten. Het totale pakket bestaat uit: • Tien verschillende standalone teststations met custom fixtures; • Automatisch, parallel testen met onder meer NI Teststand en Labview; • Flexibele testarchitectuur om modificaties en updates eenvoudig mogelijk te maken; • Eenvoudige operator GUI’s Averna’s die instructies op papier overbodig maken; • Geautomatiseerd testdatabeheer, webrapporten en analyses. Voor het project was het nodig om tien verschillende teststations te ontwikkelen die de functionaliteit verifiëren van de telemetrie zend- en ontvangstmodules van Spacelabs, evenals het anesthesietoedieningssysteem en het ventilatorsysteem – vanaf PCB tot uiteindelijk geassembleerd instrument. Als voorbeeld kijken we naar één van de teststations: dat voor de Aria Tele transmitter. De Aria Tele zendt de data van het elektrocardiogram (ECG) en de zuurstofverzadiging (SpO2) draadloos naar een bewakingsstation op afstand. Het teststation is expliciet ontworpen voor de Aria Tele units. Dat omvatte de integratie van instrumenten, fixtures, testarchitectuur en testmanagementsoftware. Naast de automatisering en een kortere doorlooptijd bij het testen gaat het nu ook om een papierloze testomgeving, de gecentraliseerde verzameling en aggregatie van testdata en databankgestuurde testresultaten en analyses.
Flexibel ontwerp Doordat er zo’n diversiteit aan producten moet worden getest, werd al vroeg in het project besloten om de architectuur van de verschillende teststations te baseren op standaard 19-inch rekken en, waar mogelijk, modulaire RF-testinstrumenten zoals
Meettechniek
trie-instrumenten PXI en PXIe van National Instruments. Voor de testsequenties gebruikt Averna een de facto standaard in de maakindustrie: NI Teststand en Labview. Om de werking van de instrumenten in omgevingsbeproevingen te kunnen simuleren, werden toepassingsspecifieke instrumenten gebruikt. Zo bevat het Aria Tele teststation een ECG-simulator, een SpO2-simulator en telemetrie-ontvanger (een eigen product van Spacelabs). Daarmee moeten de ‘real world’ omstandigheden worden nagebootst voor het testen van de RF- en medische functionaliteit van elke unit.
Intelligent fixture Om de noodzaak van interventie door de operator tot een minimum te beperken, is het Aria Tele teststation uitgerust met een fixture met een specifiek hiervoor gemaakte, schuivende basisplaat voor het eenvoudig plaatsen en wegnemen van elke unit. Ook verzekert dit uniforme positionering van de unit under test (UUT) en herhaalbaarheid van de RF-metingen. De in de fixture geïntegreerde functies, zoals Bluetooth, een antennekoppeling en een breakout circuit board zorgen dat de UUT zowel via draadloze als bedrade interfaces van 100 MHz tot 5 GHz betrouwbaar kan worden getest. Om situaties te voorkomen die de integriteit van de RF-propagatiecondities zouden kunnen veranderen, heeft de fixture een plexiglas deksel dat tijdens het testen wordt gesloten.
Testsequentie en -uitvoering De wellicht grootste verbeteringen voor de testmethode van Spacelabs werden bereikt door de uitgekiende testarchitectuur die voor de teststations is ontworpen en geïmplementeerd. Met de combinatie van NI Teststand en Labview software werd een sequentie gecreëerd van 125 tests, die automatisch worden uitgevoerd. Om te zorgen dat het testen soepel verloopt, zelfs als er Bluetooth- of runtime-problemen optreden, zijn een geautomatiseerde foutverwerking en retry-functies opgenomen.
Papierloze testomgeving Een van de hoofddoelen van het project was een substantiële beperking van de interacties door de testoperator. De teststations en de testroutines moeten de impact van de operator op de testresultaten elimineren. Dat werd bereikt door de automatische sequenties en een papierloze testomgeving. De enkele teststappen waarvoor nog een operator nodig is, zoals het manueel testen van de druktoetsen van een instrument, worden aangegeven door prompts op het scherm. Door de rigide automatische testsequenties wordt elke unit strikt onderworpen aan dezelfde tests, in dezelfde volgorde – dus improvisatie op de werkvloer is niet toegestaan. In feite raken operators het teststation, de instrumenten en de bekabeling nooit aan en zij kunnen de testinstellingen niet modificeren of testen overslaan. Dat eliminieert variaties in de testresultaten en de kans op menselijke fouten.
Reeks van tests De testfase begint als de operator de barcode van de UUT scant en de UUT in de fixture plaatst. Het systeem herkent de unit automatisch op basis van informatie in de databank van het testplatform. Vervolgens begint de met NI Teststand bepaalde testsequentie. Het testen duurt 20 tot 25 minuten per UUT en omvat zeven stappen die de operator kan observeren op een op het teststation aangesloten monitor. Tot de diverse tests behoren: Boot-up self-tests Als de UUT is geïnstalleerd in de fixture vindt een power-on self-test plaats, gevolgd door de verificatie van de algemene functionaliteit van de UUT. Zo controleert het systeem bijvoorbeeld de spanningsparameters en de stromen voor alle functieblokken van het systeem. Ook worden de self-tests en configuratietoestanden geverifieerd, inclusief de hardware- en firmware-versies. Aan de hand van het unieke serienummer van het instrument stelt het testsysteem de gewenste configuratie in van de UUT, zoals die is gespecificeerd in de databank.
De telemetrie-transmitter Aria Tele van Spacelabs Healthcare.
Het systeem gaat verder met het upgraden van de applicatie-firmware van de unit, op basis van de modelspecifieke eigenschappen, zoals de modulatiebandbreedte, het aantal ECG-elektroden, medische functies, de frequentieband en dergelijke. ECG elektrodetests Daarna begint het systeem met het testen van de medische functionaliteit aan de hand van de productspecificaties. In dit geval maakt het testsysteem gebruik van Spacelabs’ ECG simulator om de elektrodenstatus en de spanning van elke elektrode te verifiëren om zo de kwaliteit en de grootte van stimuli of golfvormen vast te stellen die worden afgegeven via de ECG-connectorpoort van de UUT. Op de elektrode-connectorpoort simuleert het systeem de impedantie van het menselijk lichaam om de aanwezigheid en de effectiviteit van de elektrode te controleren. RF tests In dit stadium doet het systeem frequentieaanpassingen en vervolgens RF-vermogentests, gevolgd door het meten van het vermogen in het naastliggende kanaal (ACP, adjacent channel power) met gebruik van gemoduleerde signalen, en ongewenste RF-emissies, zoals in-band, out-of-band en tweede en derde harmonischen.
»
elektronica 3- 2017
19
De module demoduleert de ECG-vector en vergelijkt die met het origineel om zo afwijkingen van het verwachte resultaat te evalueren.
Een van de fixtures, met plexiglas deksel.
SpO2 tests Voor UUT’s met de SpO2-optie schakelt het systeem de SpO2-simulator in, om metingen te genereren voor de perifere zuurstofsaturatie en de hartfrequentie RF data-integriteit tests Voor deze stap zet het systeem Spacelabs’ ECG-simulator in om een ECG-vector te genereren, die het UUT invangt, moduleert en verzendt naar de telemetrie-ontvanger.
20
elektronica 3-2017
Knoppentest Als alle tests succesvol zijn afgerond geeft het systeem een teken aan de operator om alle toetsen van de UUT te testen en te zien of ze correct functioneren en of elke invoer leidt tot de gewenste reactie van het apparaat. Laatste stappen In de laatste testronde programmeert het systeem de specifieke, bestelde configuratie van de unit, zoals kanaal, frequentie, bandbreedte en dergelijke. Als alle tests zijn voltooid, schrijft het systeem de resultaten in de databank, waar zij – gekoppeld aan het serienummer van de UUT – worden opgeslagen.
Beheer van testdata In ieder teststation bevindt zich een analysesysteem dat alle testdata en metingen verzamelt voor automatische overdracht en opslag in de databank. Vanaf deze centrale opslag zijn de data beschikbaar voor troubleshooting en het nemen van beslissingen. De databank levert daarvoor tijdig gedetailleerde data over First/Last Pass, en cumulatieve yield rapporten. Ook biedt de databank direct toegang tot diverse rapportages met betrekking tot de KPI’s (key performance indicators). Via web-dashboards worden meer dan vijftig standaard rapporten, grafieken en alarmen afgeleverd waarmee de gebruiker zicht houdt op de kwaliteit van de producten en het verloop van de productie. Via web-gebaseerde tools is een centraal systeem beschikbaar voor ondersteuning bij het nemen van beslissingen, ten behoeve van het optimaliseren van de productkwaliteit, de bezettingsgraad van de productielijn en de toeleveringsketen. www.averna.com www.spacelabshealthcare.com
Instapmodel oscilloscoop met touchscreen en 10-bit resolutie Rohde & Schwarz introduceert RTB2000 op Embedded World De oscilloscoop is een onmisbaar instrument voor veel engineers, technici, hobbyisten en studenten. Het is bij uitstek het instrument om elektronica te testen en ‘troubleshooten’, omdat er elektrische signalen mee zijn te observeren en meten. Op de Embedded World 2017 introduceert Rohde & Schwarz een instapmodel-oscilloscoop, de RTB2000 voor educatie, R&D en productie.
van de te meten signalen wordt weergegeven. In het grootste deel van de afgelopen drie decennia was voor oscilloscopen vooral een verticale resolutie van 8 bit gebruikelijk. Dat betekent dat het analoge signaal wordt gedigitaliseerd in maximaal 256 verticale posities. De RTB2000 bevat een eigen 10-bit ADC van Rohde & Schwarz, met 1024 verticale posities – vier maal zo veel. De vergrote resolutie maakt preciezere metingen mogelijk en kan vooral nuttig zijn bij het detecteren van kleine signalen in de aanwezigheid van signalen met een grote amplitude.
10 Msample geheugen Na bandbreedte en bemonsteringsfrequentie is geheugendiepte de belangrijkste parameter, die bepaalt hoe goed de oscilloscoop kan omgaan met een lange reeks troubleshooting-taken, De RTB2000 heeft voor elk kanaal een acquisitiegeheugen van 10 Msamples, of 20 Msamples per kanaal in interleaved modus. De gebruiker profiteert van langere ‘captures’ voor het testen en troubleshooten, omdat ze extra inzicht bieden in elektronische schakelingen. Dit grote standaard geheugen kan bovendien naar believen worden uitgebreid tot 160 Msamples gesegmenteerd geheugen.
Een oscilooscoop uit de serie RTB2000.
D
e R&S RTB2000 heeft als eerste goedkope oscilloscoop touchscreenbediening en een verticale resolutie van 10 bit. “Onze engineers zijn dol op uitdagingen waarin zij innovatieve technieken kunnen toepassen in klantgerichte producten”, zegt Joerg Fries, vicepresident Oscilloscopes bij Rohde & Schwarz. “We gaven ons team een extra uitdaging: het leveren van R&S-kwaliteit tegen een extreem concurrerende prijs.” Het resultaat is een serie oscilloscopen met een 10,1-inch capacitief aanraakscherm. Het werken met een oscilloscoop is een visuele ervaring, want de meettechnicus besteedt een significant deel van zijn tijd met het kijken naar het display van het instru-
ment. Het scherm van de RTB2000 is twee keer zo groot als vergelijkbare oscilloscopen in dit segment en heeft meer dan zeven keer zoveel pixels. Capacitieve touchscreens worden steeds belangrijker voor oscilloscoopgebruikers omdat ze een snelle en efficiënte bediening mogelijk maken. Bovendien is touchbediening zo langzamerhand de norm geworden, zowel in de werkomgeving als thuis. Met de R&S RTB2000 is een groot capacitief touchscreen binnen het bereik gekomen van technici met een beperkt budget.
De R&S RTB2000 serie bestaat uit twee- en vierkanaals modellen, met bandbreedten van 70 MHz, 100 MHz, 200 MHz en 300 MHz. Er zijn diverse opties beschikbaar voor het uitbreiden van de functies van het instrument, waaronder bijvoorbeeld zestien geïntegreerde digitale kanalen met een MSO-optie (mixed signal oscilloscoop), protocol-decodering en triggeropties voor een variëteit aan industriestandaard bussen, evenals een arbitraire-golfvormgenerator en een 4-bit patroongenerator.
10-bit verticale resolutie Oscilloscopen meten spanning versus tijd. De analoog/digitaal-omzetter (ADC) bepaalt daarbij hoe nauwkeurig de amplitude
Rohde & Schwarz Benelux Tel.: (030) 600 17 00 www.rohde-schwarz.com
elektronica 3- 2017
21
Nieuwe oscilloscoop en func voor Virtual Bench all-in-on 500 MHz bandbreedte en 40 MHz sinusgenerator De VB-8054 van National Instruments is een vernieuwd Virtual Bench bedoeld om test- en meetkosten te reduceren en meetsystemen te ver-
generator tegemoet aan veeleisende ontwikkelaars die worstelen met het feit dat de kosten van de meetapparatuur omlaag moeten worden gebracht.”
kleinen. Dit wordt gerealiseerd door vijf van de meest toegepaste instru-
Eigenschappen
menten samen te voegen in een enkel apparaat, zonder dat daarbij com-
• De VB-8054 is een vierkanaals 500 MHz mixed signal oscilloscoop met een bemonsteringsfrequentie van 2 GS/s, gecombineerd met protocolanalyse (34 digitale kanalen); • Het instrument beschikt over een functiegenerator met een maximale sinusfrequentie van 40 MHz, 5 MHz blok-, zaagtand- en driehoeksignalen en DC- en arbitrary modi; • Verder beschikken Virtual Bench systemen over een echte 5 1/2 digit DMM met een ingangsbereik tot 300 V, een driekanaals programmeerbare DC-voeding (tot 3 A) en acht I/O-lijnen voor algemeen gebruik; • Intuïtieve, gestandaardiseerde weer-
model met verbeterde prestaties en eigenschappen. Virtual Bench is
promissen op het gebied van de prestaties zijn aangegaan.
D
ank zij vernieuwde software en de eenvoudig te bedienen programmeerinterface biedt Virtual Bench een veel efficiënter alternatief voor benchtop testapparatuur of voor het ontwikkelen van low-cost geautomatiseerde testsystemen. “Werkplekken en testsystemen van ontwikkelaars worden met de dag uitgebreider en complexer, omdat steeds meer tech-
De Virtual Bench VB 8054: vijf meetinstrumenten in één.
22
elektronica 3- 2017
nieken in de nieuwste intelligente apparaten samenkomen”, legt Luke Schreier, marketingdirecteur voor geautomatiseerde testproducten bij NI uit. “Virtual Bench kan vijf of meer instrumenten vervangen. Instrumenten die noodzakelijk zijn om nieuwe productontwerpen te karakteriseren of geassembleerde eenheden te valideren op de productievloer. Virtual Bench komt in het nieuwe model met de beschikbare 500 MHz bandbreedte en de snellere functie-
Meettechniek
ctiegenerator e instrument gave via software van alle vijf instrumenten, visualisering op een groter display en snelle functionaliteiten voor het opslaan van gegevens en het maken van schermafbeeldingen; • USB-Ethernet- en WiFi-aansluitingen voor Windows softwareapplicaties en WiFi-connectiviteit voor Apple iPad softwaretoepassingen; • Programmeerinterfaces voor het automatiseren van metingen in Labview- en C-omgevingen. De Virtual Bench-applicatie vereist geen installatie en kan automatisch door Windows met behulp van Autoplay worden geladen als het instrument via een USB-aansluiting wordt gekoppeld. Virtual Bench
beschikt tevens over software-functies als digitale kleurendichtheidsmaps voor het gelijktijdig weergeven van meervoudige acquisities, een XY-modus voor het plotten van verschillende kanalen ten opzichte van elkaar en het handsfree en op een intelligente wijze opsporen van gegevens voor de automatische verwerking van data of voor het herkennen van zich herhalende stabiele golfvormen. NI biedt bovendien gratis software- en firmware-updates aan op het moment dat nieuwe functies worden vrijgegeven. De meetfuncties, naast de gestandaardiseerde interface, helpen om ontwerpen en prototypen sneller te karakteriseren en valideren vanaf de ontwerptafel. De gerin-
ge afmetingen en de lage prijs van Virtual Bench in vergelijking met een gelijkwaardige set individuele instrumenten maken het mogelijk om testkosten op de productievloer te reduceren. De Virtual Bench-familie bestaat uit drie modellen die voornamelijk door de analoge bandbreedte van de oscilloscoop verschillen: 100 MHz, 350 MHz en 500 MHz. National Instruments acht deze modellen geschikt voor een breed scala aan toepassingen waaronder het karakteriseren en debuggen, voor geautomatiseerde testsystemen en voor gebruik binnen wetenschappelijk onderzoek. www.ni.com/virtualbench/what-is/
Als je een medische voeding bouwt die zo stil is als de nieuwe TDK-Lambda QM7, hoef je dat niet van de daken te schreeuwen. Immers, de voordelen spreken voor zich. Met een vermogen van 1500 W zorgt de combinatie van zijn hoge rendement met de computergemodelleerde luchtstroom voor lagere geluidsniveaus. De stilste modulaire voeding in zijn klasse maakt de zorgomgeving een stuk aangenamer. Zowel voor patiĂŤnten als voor medisch personeel. Zoveel voordelen in ĂŠĂŠn voeding? Het is bijna ongehoord!
Lees meer hierover op nl.tdk-lambda.com/whisper
TDK-Lambda Nederland: +31 (0)6 20 61 87 65
elektronica 3- 2017
23
De Branche De tweede editie van de MicroNano Start-Up of the Year Contest is gewonnen door het Enschedese bedrijf LipoCoat. Op de tweede dag van de International MicroNano Conference in Amsterdam vond de huldiging plaats en werd een oorkonde uitgereikt aan directeur Raoul Oostenbrink, door Ronny van ‘t Oever, voorzitter van de brancheorganisatie MinacNed.
Semiotic Labs voorspelt uitval elektromotoren De technologie van Semiotic Labs, in mei 2015 opgericht door Simon Jagers en Gerben Gooijers, voorspelt wanneer elektromotoren dreigen uit te vallen. Bij het bedrijf werken vijf experts op gebied van kunstmatige intelligentie aan vraagstukken op het snijvlak van het Internet of Things en industrieel onderhoud. Medio januari is bekend gemaakt
Honderden sensoren
Door de aanschaf van twee nieuwe pick-and-place machines heeft KCS in Dordrecht nu in totaal vier van dergelijke machines ter beschikking, waardoor de productiecapaciteit flink wordt uitgebreid. De nieuwe machines hebben een zeer hoge nauwkeurigheid (01005, μBGA, finepitch) en een hoge plaatsingssnelheid (35600 cph). Voor het derde kwartaal van 2016 is DIS Sensors met de SIL2/PLd inclino/accelerometer door Dare Measurements gekozen als winnaar van de CE-Design Award. De Raad van Bestuur van NWO heeft professor Carole Jackson benoemd tot algemeen en wetenschappelijk directeur van Astron, het Nederlands Instituut voor Radio Astronomie in Dwingeloo. Momenteel is Jackson nog directeur van het Curtin Institute for Radio Astronomy en daarnaast wetenschappelijk directeur van the International Centre for Radio Astronomy Research (Icrar) in Perth, Australië. Het Kavli Institute of Nanoscience Delft krijgt een belangrijke nieuwe donatie voor zijn onderzoeksprogramma in de bio- en kwantum-nanowetenschappen. De komende tien jaar krijgt het Instituut ieder jaar 200.000 dollar van de Amerikaanse Kavli Foundation, en de TU Delft draagt jaarlijks eenzelfde bedrag bij. Dit is een aanvulling op de opbrengsten uit eerdere schenkingen van de Kavli Foundation in 2004 en 2008, waarvan de jaarlijkse beleggingsopbrengsten worden aangewend. Hyperloop Transportation Technologies gaat een Europese R&D-locatie bouwen in Toulouse. Hyperloop is het transportconcept van Elon Musk (Tesla, SpaceX, Paypal). De technologie gebruikt door magnetisme zwevende capsules die door lagedrukbuizen bewegen met gemiddelde snelheden van rond de 970 km/u en topsnelheden tot 1200 km/u.
24
elektronica 3-2017 elektronica 5 2015
gerapporteerd en weergegeven in een dashboard. De klant krijgt op deze manier inzicht in de conditie van machines en kan zelf beslissen wanneer een machine gepland in onderhoud kan. Onderhoud wordt alleen nog verricht als er signalen van dalende prestaties of een te verwachten storing zijn.
Guido Frenken, managing director Engie Ventures & Integrated Solutions: “Het laatste anderhalf jaar lopen er bij verschillende klanten van Engie al projecten waardoor deze technologie alleen maar sneller evolueert. Hierdoor creëren we meer toegevoegde waarde in onze dienstverlening. Gooijers: “De investering van Engie Services en Uniiq stelt ons bovendien in staat om enkele honderden sensoren bij klanten te plaatsen en zo de goede resultaten uit het laboratorium in de praktijk te valideren.”
Veelbelovend V.l.n.r.: Commissaris van de Koning in Zuid-Holland Jaap Smit, gedeputeerde Adri Bom-Lemstra van de Provincie Zuid-Holland, Gerben Gooijers (CEO Semiotic Labs) en Simon Jagers (COO Semiotic Labs). (Foto: Daniel Verkijk)
dat investeringsfonds Uniiq en Engie Services samen in het bedrijf gaan investeren. “Het is onze doelstelling om ongeplande downtime naar nul te reduceren. Om dit te realiseren maken we gebruik van sensoren en machine- en deep learning algoritmes. Deze algoritmes leren van gegevens die worden verzameld wanneer onze oplossing op grote schaal is uitgerold”, vertelt Gerben Gooijers. Met zelflerende algoritmes worden afwijkingen in het stroomverbruik gedetecteerd,
Uniiq is een investeringsfonds van 22 miljoen euro en helpt ondernemers in Zuid-Holland. Het fonds biedt ondernemers het startkapitaal om hun plannen te realiseren en de meest risicovolle fase van concept tot veelbelovend bedrijf te overbruggen. Het fonds is opgericht door een consortium bestaande uit Erasmus MC, TU Delft, Universiteit Leiden en de regionale ontwikkelingsmaatschappij InnovationQuarter. Liduina Hammer, fondsmanager Uniiq: “Met de toevoeging van Semiotic Labs is aan de investeringsportefeuille van Uniiq de eerste investering in het ‘Internet of things’-domein bewerkstelligd.” www.semioticlabs.com
CWI spin-off adviseert leveranciers van duurzame energie Seita (sustainable energy is totally achievable), een spin-off van het Centrum voor Wiskunde en Informatica, is als dienstverlener gericht op de energiesector. Seita adviseert leveranciers van duurzame energie op het gebied van demand response door middel van flexibele energietarieven. CEO Felix Claessen: “Met ‘demand response’ kunnen consumenten hun energievraag afstemmen op het beschikbare aanbod van duurzame energie. Leveranciers ondervinden namelijk hinder van de onbalans tussen de schommelende energievraag van consumenten en het onvoorspelbare aanbod van duurzame energie. Seita verschaft inzicht in hoe vraag en aanbod reageren op flexibele energietarieven. Daarmee kan demand response mogelijk worden gemaakt.” Seita is voortgekomen uit het onderzoeksproject EVA (Electric Vehicle Aggregator), een samenwerkingsverband tussen het CWI, de Technische Universiteit Berlijn en EIT Digital.
Variabele tarieven Er komt steeds meer duurzame - en goedkopere - energie op de markt. Nieuwe wetgeving maakt het sinds 1 januari 2017 voor leveranciers mogelijk om energie per kwartier te verkopen. De verwachting is dat consumenten binnen twee jaar op grote schaal gebruik zullen kunnen maken van variabele leveringstarieven, waar dit voorheen slechts mogelijk was voor grote zakelijke klanten. Deze verschuiving in de markt biedt kansen voor
De Branche zowel de vraag- als aanbodzijde van de energiemarkt. Maar de dynamiek en onzekerheid, onder andere van het aanbod van duurzame energie, maken het moeilijk om hier grip op te krijgen.
Consultancypakket Seita biedt nu een compleet wetenschappelijk ontwikkeld consultancypakket aan waarmee energieleveranciers kunnen doorrekenen welk voordeel er gehaald kan worden uit het gebruik van flexibele energietarieven. Het pakket omvat: • Balancing risk: een instrument voor energiehandelaren waarmee financiële risico’s ten gevolge van de onzekerheid in prijs, vraag en aanbod kunnen worden berekend, en de mogelijke kostenbesparing door demand response. • Reliable flexibility: een instrument waarmee de mogelijkheid tot demand response van een groep elektrische auto’s kan worden bepaald. • Network traffic: een instrument waarmee de invloed van demand response op het elektriciteitsnetwerk kan worden vastgesteld, zodat overbelasting op piekmomenten kan worden voorkomen.
Onvoorspelbaar Felix Claessen: “Ik ben er van overtuigd dat uiteindelijk de hele maatschappij op duurzame energie kan draaien. Daarvoor zullen we moeten leren omgaan met de onvoorspelbaarheid en de patronen van de natuur, maar ook met die van de mens. De innovatieve analysetechnieken van Seita maken het mogelijk om hier grip op te krijgen. Zo worden energiebedrijven gefaciliteerd om in de toekomst alleen nog maar goedkope duurzame stroom aan hun klanten te leveren. Een positieve ontwikkeling voor consument, markt en ons milieu.” Het oprichten van spin-offbedrijven zoals Seita is een belangrijk instrument voor CWI om technologie en kennis te vermarkten. Seita is het 24e spin-offbedrijf van CWI sinds de oprichting van computerbouwer Elektrologica in 1956. Recente spin-offs zijn onder andere Stokhos (2016), MonetDB Solutions (2013), Spinque (2010) en VectorWise (2008, overgenomen door Actian in 2011).
Op engineersonline.nl heb ik de afgelopen tijd genoten van de artikelen en films van Hyperloop TU Delft. Hun proto-type stond tijdens de World of Technology & Science op de beursvloer. Daarmee maakte hun stand deel uit van, wat wij als project de titel ‘Exciting Technology’ hebben gegeven en dat is het. Sterker, toen ik de animatie van Hyperloop aan mijn vrouw liet zien, reageerde ze met ‘wow’. Dat gebeurt niet vaak en die lakmoesproef had het team van TU Delft doorstaan. Op de beurs zag je het trouwens ook. Er stonden continu mensen voor de stand. Dat gold voor heel veel exciting technology, hoor. De hackathon, de ASML
www.seita.nl
precision room, Virtual Reality en het Robotica paviljoen waren populair.
Winnaars Hyperloop competitie starten Europa’s eerste hyperloopbedrijf Vier leden van Delft Hyperloop kondigen aan dat ze het eerste Europese hyperloopbedrijf willen starten, Hardt genaamd. Samen met investeerders Uniiq en het NS-innovatiefonds en met ondersteuning van het ministerie van Ecomische Zaken, willen ze zich storten op de ontwikkeling van de hyperloop. Tientallen studententeams vanuit de hele wereld reisden twee weken geleden naar Californië om daar deel te nemen aan de
Exciting Technology
door SpaceX georganiseerde Hyperloop Pod competitie, een wedstrijd voor een supersnel vervoersysteem. Het team van de TU Delft versloeg hierin alle andere. Na terugkomst van de Delftse capsule ontving minister Kamp van Economische Zaken het team en hun winnende model in Den Haag. Uniiq/Delft Enterprises en NS-innovatiefonds investeren samen € 600.000,- in start-up Hardt.
Het zijn maar een paar voorbeelden van inspiratie. Er waren er veel. Maar goed, ik schrijf dit niet om terug te kijken. Het is een bericht voor wat komen gaat. Als je de studenten van TU Delft in Californië ziet winnen, dan weet je dat de teamleden gewoon ontmoet konden worden in Utrecht. Op de komende beurs Electronics & Applications is de inspiratie en ‘excitement’ wederom te beleven. Dat is wat mij betreft het spannende. Er liggen pareltjes openbaar uitgestald, die technische mensen en technische bedrijven kunnen inzetten. Sinds 2007 wordt er al live geproduceerd op een voor de beurs georganiseerde productielijn. Dat lijkt een simpel klusje, maar door een intensieve samenwerking wordt dat iedere keer maar weer gerealiseerd. Die kwaliteiten zijn trouwens gewoon in de praktijk te benutten. Dit jaar ligt ook de nadruk op innovators. Mensen die wel applicaties met elektronica willen en zullen maken, maar bedrijven uit de elektronicabranche nodig hebben om de producten te vervaardigen. Er wordt ook ruimte geboden aan start-ups en ontwerpers om innovaties te tonen. Samengevat: 30 mei t/m 1 juni 2017 wordt exciting.
Paul Petersen, FHI V.l.n.r.: Henk Kamp (minister van Economische Zaken), Roger van Boxtel (NS), Tim Houter (Hardt), Rinke Zonneveld (InnovationQuarter), Tim van der Hagen (TU Delft) (foto: Daniel Verkijk)
elektronica53-2017 elektronica 2015
25
Programma: Machineveiligheid: van Voedselveilig ontwerpen tot Normenmanagement 08.45 uur Ontvangst en registratie + bezoek Safety-markt 09.25 uur Opening door dagvoorzitter Paul Hoogerkamp 09.30 uur Nieuwe ontwikkelingen rondom PL en SIL. Huidige geharmoniseerde versies, achtergrond en veranderingen (Engelstalige lezing) Patrick Gehlen, Voorzitter IEC/TC44; Standardisation Manager, Siemens Duitsland 10.05 uur Veiligheidsaspecten rond de nieuwe Zeesluis IJmuiden Pieter van Lierop, Iv Infra 10.40 uur Pauze op de Safety markt + sessies Safety Doctors 11.20 uur Industrie 4.0 en de gevolgen voor machineveiligheid Martijn Drost, Manager Consultancy, Pilz Nederland 11.40 uur Juridische aspecten van machineveiligheid, praktijkvoorbeelden van ongevallen en handhaving Ingeborg Koopmans, Officier van Justitie, Functioneel Parket Den Bosch 12.15 uur Paneldiscussie: Leidt een substantiële wijziging van een machine tot een nieuwe CE-markering?! Uitgangspunten Inspectie SZW: Henk de Witte, Coördinerend specialist Markttoezicht bij het Expertisecentrum van Inspectie SZW 13.00 uur Lunch op de Safety-markt + sessies Safety Doctors 14.15 uur Parallelle learnshops Learnshop 1 Normenmanagement, belangrijk voor uw organisatie! Paul Hoogerkamp, Mecid/NEN
Learnshop 2 Gewijzigde eisen rondom permanente toegangsmiddelen tot machines volgens de EN-ISO 14122 reeks en normen voor het ontwerpen van een correcte afscherming John Moulen, FUSACON
Learnshop 3 Wat houdt een EG typegoedkeuring van een machine nu precies in?! Juergen van Schaik, Dekra
Learnshop 5 Uitvoering van de noodstop bij samengevoegde machines. Nieuwe mogelijkheden volgens EN-ISO 13850 Harry Krosse, Adviesbureau D&F
Learnshop 6 Het CE-markeringsproces van een ‘gevaarlijke’ Bijlage IV machine Martijn Drost, Pilz Nederland
15.30 uur Pauze op de Safety-markt 16.00 uur Vervolg Learnshops Learnshop 4 Voedselveilig ontwerpen van machines. Hoe pak je dit als ontwerper aan Wouter Burggraaf, Burggraaf & Partners
17.15 uur Netwerkborrel op de Safety-markt
Sponsored by:
Dinsdag 9 mei 2017 in het EVOLUON te Eindhoven
Early Bird
€99,inschrijven vóór 4 april 2017
Praktische antwoorden op al uw vragen over machineveiligheid! Het EVOLUON te Eindhoven staat op dinsdag 9 mei 2017 in het teken van de achtste editie van het unieke en veelbesproken SAFETY event. De vele topsprekers, de SAFETY-DOCTORS – die alle safety-gerelateerde vragen beantwoorden – en de learnshops trekken elk jaar een groeiend aantal zeer gemotiveerde bezoekers uit de Nederlandse en Vlaamse industrie. 100% gefocust op Safety. Gecompleteerd met een keur van direct betrokken dienstverlenende instanties, fabrikanten en toeleveranciers verzameld op de Safetymarkt. Quotes deelnemers Safety event 2016: “ Goede antwoorden op mijn vragen, goede kennis van zaken en duidelijke kennisoverdracht.” “ Leerzaam! Ook om de verschillende problemen bij verschillende bedrijven te horen. Zo krijg je een indruk wat er speelt in het bedrijfsleven.” “ Goede manier om direct uitleg te krijgen op actuele vraagstukken.”
Datum: 9 mei 2017 Locatie: Evoluon Eindhoven Prijs deelname: € 150.€ 99 early bird, inschrijven vóór 4 april 2017
www.engineersonline.nl/safetyevent
Your Global Automation Partner
Producten Power SMD-LED’s
De door Citizen geïntroduceerde power SMD-LED’s met een vermogen van 8,4 W zijn bedoeld voor toepassing in hoogvermogen-lampen. De LEDs zijn beschikbaar in twee varianten: de PSL445 en de PSL440. De PSL445 heeft een footprint van 6,5 x 6,5 mm en is uitgerust met een optiek. Deze variant is
‘Automotive’-condensatoren bedoeld voor toepassingen die veel licht vragen tegen een zo laag mogelijk energieverbruik. De aansturing gebeurt met 350 mA (3,9 W / 163 lm/W) of 700 mA (8,4 W / 141 lm/W). Toepassingen zijn bijvoorbeeld straaten tunnelverlichting. De PSL440 heeft een vergelijkbare behuizing, maar dan zonder optiek. De PSL440-LED’s komen tot hun recht in toepassingen waarbij een smalle lichtbundel en een hoge lichtintensiteit gewenst zijn. Beide LED’s zijn leverbaar in verschillende kleuren.
+31 (0) 10 – 26 40 270 www.elincom.com
Distributeur TTI heeft hoge verwachtingen van de ‘automotive bestendige’ X7R- en C0G-condensatoren van KEMET. Deze mount multilayer ceramic chip capacitators (MLCC’s) zijn geschikt binnen elke ruwe omgeving waar temperatuurwisselingen en trillingen een rol spelen. De X7R-serie is beschikbaar in de behuizingen 0402, 0603, 0805, 1206, 1210, 1820 en 2220. De spanningswaarden voor deze serie zijn (V): 6,3, 10, 16, 25, 50, 100, 200 en 250. De C0Gserie levert kent lage ESR-waarden (Equivalent Series Resistance) en is beschikbaar in de behui-
+49 8142 6680 www.ttieurope.com
Voedingen voor desktop-PC’s XP Power brengt netvoedingen op de markt voor desktop-PC’s die voldoen aan de laatste eisen op het gebied van energie-efficiency en energieverbruik. Het gaat hier om single output-voedingen die 18, 24, 30 of 36 W kunnen leveren: de VET18, VET24, VET30 en VET36. Deze voedingen hebben een efficiency van 87%, gemeten over belastingcondities van 25, 50, 75 en 100%. Zodoende voldoen de voedingen aan Amerikaanse en Europese eisen.
Superdunne condensator
Murata introduceert de DMHserie van superdunne condensatoren, bedoeld om dienst te doen in wearables. De DMHA14R5V353M4ATA0 is 0,4 mm dik en meet verder 20 x 20
zingen 0201, 0402, 003, 0805, 1206, 1210, 1808, 1812, 1825, 2220 en 2225. Spanningswaarden voor deze serie zijn (V): 10, 16, 25, 50, 100, 200 en 250.
mm. Zijn 4,5 V nominale spanning leent zich goed voor toepassing bij piekvermogens met lithium -ion-batterijen. Murata stelt dat de condensator niet alleen geschikt is voor toepassing in wearables. Het Japanse bedrijf denkt ook aan mobiele apparaten, zoals smartphones en smartcards. +44 (0) 1252 811666 www.murata.com
+49 421 639 330 www.xppower.com
REDCUBE Terminals are the most reliable high-power contacts on the PCB level. www.we-online.com/redcube
#redCUBE
Flexibility in processing and connection technologies Highest current ratings up to 500 A Board-to-Board and Wire-to-Board solutions Extremely low self-heating Robust mechanical connection
REDCUBE PRESS-FIT
28
elektronica 3-2017
REDCUBE PLUG
REDCUBE SMD
REDCUBE THR
Producten Efficiëntere MOSFET
Vishay Intertechnology brengt inmiddels de vierde generatie van de 600 V E-serie MOSFETs op de markt. De eerste uit deze serie is de SiHP065N60E. In vergelijking met de vorige serie brengt de eersteling uit de 600 V E-serie de on-resistentie (on-resistance) terug met 30%. De serie is bedoeld voor toepassing in onder andere de telecom en industriële omgevingen. +49 9287 71 0 www.vishay.com
+31 (0) 172 423000 www.arbenelux.com
Inductieve lineaire sensoren AE Sensors levert sinds kort de TF1 NovoPad van Novotechnik, een lineaire positieopnemer die geschikt is voor toepassingen in ruwe (productie)omgevingen waar veel schokken en trillingen optreden. De contactloze en slijtagevrije sensor is verkrijgbaar in meetbereiken tot 1.000 mm met een resolutie van 1 micron. Vanwege de hoge updaterate van 10 kHz is het mogelijk om posities te meten met hoge snelheden, bijna op realtime-basis. De
1 (408) 432-1900 2419 www.linear.com
RTC2: Geregelde 2W met breed ingangsspanningsbereik SMD pakket 3 kVDC / 1 sec isolatie 2:1 geregelde input J AA
Hoge capacitieve belastingscapaciteit TF1 is leverbaar met verschillende uitgangen waaronder analoog (4…20 mA, 0…10 VDC, enzovoort), SSI, IO-Link en CANopen. Een Ethernetinterface staat op het programma. +31 (0) 78 6213152 www.aesensors.nl
Programmeerbare sensoren laadgraad, voltage, stroom en temperatuur, alle met een afwijkingsgraad van niet meer dan 1%. Het gaat hier volgens Linear om alle parameters die nodig zijn om de ‘state of charge’ (SoC) van een batterij na te gaan. Het bedrijf denkt aan toepassing in elektrische voertuigen waarondere e-bikes en elektrische scooters, maar bijvoorbeeld ook aan rolstoelen, golfwagentjes en systemen voor batterijbackup.
2 Watt miniatuur SMD converter
SICK introduceert SICK AppSpace, een combinatie van hardware en software om zelf SICK-sensoren te programmeren. Zodoende kunnen ontwikkelaars maatwerk leveren op basis van de wensen van elke afzonderlijke klant. Die wensen kunnen bijvoorbeeld te maken hebben met kwaliteitscontrole, traceerbaarheid of voorspellend onderhoud. Allerlei andere specifieke functionaliteiten zijn denkbaar, aldus SICK: de ontwikkelomgeving AppStudio, onderdeel van SICK AppSpace, voorziet in een veelheid van te programmeren parameters.
3
ar
g
Linear Technology introduceert de LTC2944, een multicel-batterijmonitor die metingen kan uitvoeren op (aan elkaar geschakelde) 3,6 V tot 60 V batterijen. De LTC2944 is een hoog-voltage batterijmonitor die de volgende parameters meet:
AR Benelux levert sinds dit voorjaar DC/DC-converters die speciaal bedoeld zijn voor toepassing in de ruimte- en luchtvaart. De converters van MDI (Modular Devices Inc.) zijn beschikbaar in verschillende vermogens en behuizingen. Ze zijn bestand tegen trillingen en schokken en als zodanig geschikt voor gebruik in satellieten. De converters kunnen niet alleen een satellietlancering doorstaan, maar trotseren buiten de dampkring ook elektronen-, protonen- en ionenstraling. De weerbaarheid van de DC/DC-converters impliceert dat ze ook dienst kunnen doen in andere veeleisende omgevingen, zoals die van de spoorwegen of de industrie.
Bedrijfstemperatuur van -40°C tot +100°C
R
Batterijmonitor met hoge precisie
DC/DC-converters voor lucht- en ruimtevaart
antie
Hoge betrouwbaarheid met MTBF boven 2145 khrs 0% minimum belasting IEC/EN 62368-1 aangevraagd Ideaal voor industriële-, test- en meetapparatuur, procesautomatisering en batterijgevoede toepassingen
+31 (0) 30 2044000 www.sick.nl
WE POWER YOUR PRODUCTS w w w. r e c oelektronica m - p o3-w e r. c29o m 2017
Producten Crashbestendige BIOS
HDBaseT-kabeltester
Quantum Data voegt een nieuwe tester toe aan het bestaande programma van multiformat-video-/ audiotesters: de 780 Series HDTBaseT-kabeltester. AV-installaties maken steeds vaker gebruik van bestaande HDBaseT-kabelinfrastructuur voor het overbrengen van
HD- en UHD-videosignalen. Deze infrastructuur is vaak al wat ouder en kan zodoende problemen veroorzaken in het videosignaal. De HDBaseTkabeltester kan videosignalen met een klokfrequentie tot 300 MHz op coherentie nagaan. De tester is ook geschikt om bijvoorbeeld HDMI/HDBaseT-converters op integriteit te controleren. +31 (0) 252 621080 www.ttms.nl
Het Franse Arbor biedt SBC-kaarten (Single Board Computer) aan die bescherming bieden tegen een gecorrumpeerd BIOS. Mocht het
Port/HDMI/DVI en LVDS/Embedded DisplayPort (eDP). Interfaces zijn onder andere: 2 x USB 3.0/2.0, 6 x USB 2.0, 4 x PCIe, 2 high-speed UART’s en 2 x SATA.
Met de RCALS e3-serie van zwavelbestendige weerstanden wil Vishay Intertechnology vooral de automobielsector en de industriële markt bedienen. Het gaat hier om een
materialen te testen op hun elektromagnetische weerbaarheid. ETAL gebruikt zelf ontwikkelde software die uitwisselbaar is met de CAD-software van de klant.
30
elektronica 3- 2017
+49 9287 712808 www.vishay.com
Linear Technology wil de draadloze-communicatiemarkt niet achter zich laten liggen en brengt zodoende een dynamische duokanaal-mixer op de markt, de LTC5566. De LTC5566 is een breed
inzetbare mixer met een ingangsbereik tussen 300 MHz en 6 GHz. Daarmee is de LTC5566 geschikt voor 5G-netwerken op basis van 3,6 en 4,5 GHz. De mixer voldoet echter ook aan de eisen die 5G-netwerken stellen uitgaande van sub-6 GHz. Daarnaast is de duomixer ‘neerwaarts’ geschikt voor toepassingen bij draadloze communicatie op basis van 4G. 1 (408) 432-1900 2419 www.linear.com
+46 (0) 8 759 35 85 www.etalgroup.com
Combomodule Bluetooth/NFC
MSC Technologies presenteert een combomodule waarin Bluetooth en NFC samenkomen: de PAN1761. De combomodule is gebaseerd op de Toshiba TC35xxx-chipset en ondersteunt zowel Bluetooth Low Energy
‘long side termination thick film resistor’ die voldoet aan AEC-Q200 en (wat betreft zwavelbestendigheid) ASTM B80995. De resistoren bieden een weerstand van 1 Ω tot 2,2 Ω, met een toleranties van ± 1% en ± 5% De weerstanden zijn beschikbaar in verschillende behuizingen: 0406, 0612, 1020, 1218 en 1225.
Duomixer voor 4G en 5G
+49 7249 910-0 www.msc-technologies.eu
Elektromagnetische simulatie ETAL Group heeft zijn R&D-centrum in het Zweedse Helsingborg uitgebreid met faciliteiten om op basis van CAD-ontwerptekeningen de elektromagnetische karakteristieken van een product na te gaan. De bedoeling is dat de elektromagnetische karakteristiek van een ontwerp op tafel voorkomt voordat er sprake is van fysieke prototypes. Op basis van de simulatiegegevens is het mogelijk eerst alternatieve
+33 (0) 1 55 63 90 87 www.arbor.com.tw
Zwavelbestendige weerstand
COM Express-module in miniformaat MSC Technology denkt aan toepassingen in de IoT-markt bij de introductie van de energie efficiënte MSC C10M-AL COM Express minimodule. De minimodule kent een Type 10 pinout, gebaseerd op de Intel Atom E3900 processorserie (codenaam ‘Apollo Lake’). De modules zijn 55 x 84 mm groot, inclusief 8 Gb DDR3L SDRAM. Het temperatuurbereik gaat van -40 °C tot +85 °C, met een beschikbaarheidsgarantie van tien jaar vanaf dit voorjaar. De module ondersteunt beeldschermen via Display-
BIOS gecorrumpeerd zijn of een update niet goed zijn verlopen, dan detecteert de SBC-kaart dit automatisch en zet een backup van de meest recente BIOS terug. Dit proces verloopt geheel automatisch en vereist geen verder ingrijpen door de gebruiker. De oplossing bestaat bekend als ‘BIOS ACT’.
(LE) 4.1 als NFC Forum Type 3 tags. De combomodule heeft een temperatuurbereik tussen -40 °C en +85 °C. Daarmee is de module niet alleen geschikt voor bijvoorbeeld wearables en medische toepassingen, maar ook voor industriële omgevingen.
+49 7249 910-0 www.msc-technologies.eu
Adverteerdersindex Elektronica 3 Elipse Eurocircuits MYbusinessmedia MYbusinessmedia National Instruments PCB Cart Recom Power Reichelt elektronik Rohde & Schwarz Benelux TDK Lambda Würth Nederland
20 17 11 26/27 2 20 29 32 31 23 28
,4"/ ,# "1 &+ 1,2 % 4&1% 1%" +"4 9 0"/&"0 ,0 &)),0 ,-"0 9 0"/&" ,0 &)),0 ,-"+ 5 1,1 5 ,* &+"/"+ 1,- 1" %+,),$&" *"1 1,-(4 )&1"&1 " ,3"/1/"##"+ +1,,+ / ))" "01 +!" ,0 &)),0 ,-"+ &+ !"5" 6 7 () 00" ,$"/" + 24("2/&$%"&! !,,/ !" &10 "+ *-)" .2&0&1&" $"%"2$"+ $" ,* &+""/! *"1 (/ %1&$" #2+ 1&"0 ""+3,2!&$ "!&"+1 3& %"1 &+ % - &1&"3" 1,2 %0 /""+ &1 3,,/ ""+ ,3"/12&$"+! ) $" -/&'0 ,,/ *""/ &+#,/* 1&" "+ 3"/(,,-( + )"+ "5,"( !!!
# "
""/ &+#,/* 1&" 3&
" ")
"* &) &+#, +) /,%!" 0 %4 /5 ,*
Meer dan 45 jaar ervaring 24 uurs verzending Meer dan 70.000 producten
R E K A M T! OPGELE
Heel eenvoudig 3D-printen
DA VINCI MINI W Print objecten tot 15 x 15 x 15 cm Via Wi-Fi verbinden met het thuisnetwerk Printmateriaal: PLA, 1,75 mm
Foto: Foto- und Bilderwerk
DA VINCI MINI W
PRIJS
TIP
86
242,
Programmeerkit voor de Raspberry Pi:
Voor de Raspbery Pi:
Intelligente plant
Sensor- & actor-kit
Plantgegevens meten en verwerken Led-aanduiding voor water geven Twitter bot met plantgegevens E-mail berichten Incl. temperatuurvochtigheidssensoren, fotoweerstand, breadboard, en nog veel meer
Alles is gesoldeerd en direct te gebruiken Meer dan 30 sensoren: vlam-, geluids-, temperatuur-, vochtigheids-, touch- en bewegingssensor, IR-ontvanger, schoksensor, waterpeilsensor, ...
RASP JP SEN AKT
37,73
RASP JP PFLANZE
NIEUW
Dagtarieven! Prijsniveau: 22. 2. 2017
16,39
F IEUWSBRIE NU OP DE N EN & WINN ! ABONNEREN Wij verloten elke maand een technisch highlight onder alle nieuwe nieuwsbrief-abonnees!
NU MEEDOEN Ź
Prijzen in € excl. BTW, excl. verzendkosten · reichelt elektronik, Elektronikring 1, 26452 Sande (Germany)
INTERNATIONALE BETAALMOGELIJKHEID:
EENVOUDIG ONLINE SHOPPEN!
http://rch.lt/Ay
Onze communicatietalen:
www.reichelt.nl BESTEL-HOTLINE: +49 (0)4422 955-360