Tranziens túlfeszültség elleni védelem

Az elektronikai áramkörök tervezésében a legfontosabb szempont a kívánt működés elérése, ennek érdekében a mérnökök gondosan választják ki a komponenseket, kompenzálják az általuk esetlegesen keltett nagyfrekvenciás és felharmonikus zavarokat, méretezik a hőelvezetést.Vannak azonban olyan külső hatások is, melyre minden áramkört fel kell készíteni olyan, normál működés mellett “láthatatlan” alkatrészek beépítésével, melyek csak akkor aktivizálódnak, amikor szükséges. Ilyenek a bemeneteken, vagy tápvonalon esetlegesen érkező túlfeszültség tranziensek kivédésére szolgáló áramkörvédő komponensek. Ezek a külső hatásokáltalában a hirtelen terhelésés tápfeszültségingadozások,kapcsolási zavarok, villámlás, vagy elektrosztatikus kisülések miatt jönnek létre. Jelen írásunkban azon megoldásokat tekintjük át, melyek tranziens túlfeszültség elleni védekezésre alkalmazhatók.

Túlfeszültség-védelem TVS eszközökkel

Amikor egy elektronikus áramkörön vagy alkatrészen a feszültség a megengedhető maximális érték fölé növekszik, az a tranziens hosszától és jellegétől (tüske, vagy surge) függő mértékben károsodhat. Ezeket a túlfeszültség-tranzienseket természeti jelenségek (pl. villámlás), illetve emberi tényezők, mint például az elektrosztatikus feltöltődés, nagy induktív fogyasztók kapcsolása illetve egyéb áramkörök működése közben fellépő elektromágneses interferencia is okozhatják. A termék tervezésekor a funkcionális dizájn mellett a hatékony védekezés is a konstruktőr feladata. A Protek Devices által kínált Avalanche diódák (szupresszor diódák - TVS) nagyfokú flexibilitást biztosítanak a túlfeszültség védelem területén, hiszen 2.8V-tól 400 Voltig elérhető típusok közül választhatunk és 80W-30kW teljesítmény mellett.

Nagy sebességű kommunikációs portok ESD elleni védelme

Az ESD tranziens olyan potenciális fenyegetést jelent az elektronikai készülékek I/O portjai számára, ami ellen a konstruktőrnek feltétlenül védekezni kell, mindemellett az alkalmazott megoldás nem befolyásolhatja jelentősen az átviteli sebességet. A TVS diódákról szóló általános írásunkban részletesen körüljártuk az elektrosztatikus feltöltődés elleni - tranziens szupresszor diódával való - védekezés alapjait. Ebben a cikkben szeretnénk konkrét megvalósítási példákon keresztül bemutatni a leggyakrabban használt I/O portok számára fejlesztett ESD védőeszközöket, valamint a vonatkozó szabványi előírásokat. Részletesen bemutatjuk az USD, HDMI és Ethernet portok számára ajánlott eszközöket és megoldásokat.

LED világítások túlfeszültségvédelme

A LED alapú kül- és beltéri világítástechnika az elektronikai kutatás-fejlesztés egyik legdinamikusabban fejlődő szegmense, a LEDinside 2015 évi kimutatásai szerint a világítástechnikai piacon ezen a területen Európa jár élen 23%-os részesedéssel. A kinyerhető fényáram maximalizálása mellett a várható élettartam és a rendszer megbízhatóságának növelésére irányuló törekvés a fejlesztők legfontosabb feladata. A tartós, megbízható megoldásokhoz szem előtt kell tartani azokat a külső tényezőket, melyek hatással vannak az alkatrészek élettartamára, mint például a környezeti hőmérséklet, a feszültség és áram, nem szabad megfeledkezni arról sem, hogy ezek értékét megfelelő korlátok között tartsuk. Ezért tartom nagyon fontosnak a korszerű áramkörvédelmi megoldások alkalmazását ezen a népszerű területen is.

Eldobható lítium elemek a világ vezető gyártójától - EVE battery

A hordozható elektronikai eszközök számára megfelelő tápellátást találni nagy kihívás, aki nem járatos a témában, könnyen választhat az adott alkalmazáshoz rosszul vagy egyáltalán nem illeszkedő elemet. Könnyebb a dolgunk, ha az eszköz újratölthető akkumulátorral szerelt, ilyenkor a gyártó által biztosított töltővel biztonságosan és megfelelő ideig működtethetjük a készüléket. Ha mégis eldobható elemre van szükség, akkor mind a tervezőnek, mind a felhasználónak tisztában kell lenni a technikai lehetőségekről. A piacon kapható egyszer használatos (primer) elemek változatos méretekben kaphatóak, kémiai rendszerüket tekintve is sokfélék lehetnek. A régi szén-cink elemeket felváltották a széles körben használatos alkáli elemek, ma pedig előszeretettel használja az ipar a lítium elemeket, melyek tartósabbak, jobban terhelhetők, könyebbek a hétköznapi eldobható elemeknél. Cikkünk segít eligazodni a tervezőmérnököknek az egyes változatok között a világ egyik vezető primer elemgyártója az EVE Battery kínálatának bemutatásával.

SPC és ES energiatároló rendszerek - EVE battery

Számos elektronikai eszköz létezik, mely működése során hosszú ideig készenléti állapotban van, de bekapcsolásához rövid ideig igen nagy energia impulzusra van szükség. Ilyenek lehetnek például egyes vészhívók, RFID transzponderek, néhány GPS alapú nyomkövető alkalmazás vagy az EU-ban is minden újonnan forgalomba kerülő gépjármű számára hamarosan kötelező tartozékként megjelenő E-Call rendszer. Ezen rendszerek számára egy stabil feszültségű, kis önkisülésű, de impulzus üzemben nagy áramot leadni képes tápforrásra van szükség, melyet gyakorta supec kapacitások integrálásával biztosítanak a tervezők. Ezek az eszközök a normál elektrolit kondenzátoroknál 10-100-szor nagyobb energiasűrűséggel rendelkeznek, és sokkal gyorsabban töltődnek, valamint sülnek ki, illetve sokkal több ilyen ciklust tolerálnak, mint a tölthető elemek. Az SPC gyakran nem is elektrosztatikus, hanem elektrokémiai elven működik. Ilyen az EVE Energy saját szabadalmán alapuló szerkezetű SPC eszköze is, amelyet az EVE-ES energiatároló rendszerekben való felhasználásra terveztek.

Load dump jellegű túlfeszültség elleni védekezés az autóelektronikában

Ahogy az mindenki számára közismert, napjainkban az elektronika elterjedése és integrálása az egyik legmeghatározóbb eleme az gépjárműipar fejlődési trendjeinek, hiszen a vezetési élmény növelése, a hajtási rendszerek hatásfokának maximálása és a biztonsági kockázatok csökkentése is mind olyan feladatok, melyeket csak elektronikai úton lehet hatékonyan megvalósítani. Beszéljünk akár az Elektronet korábbi számában nagy vonalakban áttekintett szabványos interfészek, az információs és szórakoztató fedélzeti rendszer, a LED alapú világítástechnikai alrendszerek, a parolást segítő, sávtartást biztosító, ráfutást megakadályozó funkciók, vagy a TPMS (automatikus guminyomást figyelő) rendszerről, ezek mind ki vannak téve a különböző okokból fellépő túlfeszültség káros hatásának, ami komoly kihívást jelent mind az elektronikai tervezőknek, mind pedig az áramkörvédelmi alkatrészek gyártóinak. Az előző ezzel a témával foglalkozó írásunkban nagy vonalakban áttekintettük a TVS diódákkal megvalósított ESD és „surge” tranziens túlfeszültség védelmi megoldásokat a szabványos autóipari buszrendszerek területén, jelen írásunkban pedig elmélyedünk az egyik legkritikusabb túlfeszültség típus, a „Load Dump” elleni védekezés lehetőségeiben.

PROTEK túlfeszültségvédő szupresszor diódák alkalmazása az autóelektronikában

Az autóiparnak az elmúlt 50 évben az egyik legérdekesebb területe minden bizonnyal az autóelektronika, hiszen a hetvenes években megjelenő motorvezérlő egységektől (engine control unit - ECU) a manapság szokásos tucatnyi mikrokontrolleres rendszer elterjedéséig rengeteg dolog történt. A hatékonyságnövelő és kényelmi funkciók biztosításához a tervezőmérnökök mind több, szabványos buszrendszereken keresztül egymással kommunikáló, intelligens elektronikai egységet terveznek az új járművekbe, ami az áramkörvédelemre szakosodott komponens gyártóknak is nagy kihívást jelent, mert az eszközök túlfeszültség elleni védelme tudja csak biztosítani a garanciális javítási költségek minimális szinten tartását. Tehát a megfelelő áramkörvédelem nagyon fontos szempont az autóelektronikai fejlesztésben.

Elektronikus áramkörök kommunikációs portjainak túlfeszültségvédelme tranziens szupresszor diódával

Az ESD, EFT, Surge és elsősorban autóiipari alkalmazásokban a „Load Dump” jellegű tranziensek olyan potenciális fenyegetést jelentenek az elektronikai eszközök I/O portjai számára, ami elleni védekezésről az áramkör tervezésekor feltétlenül intézkedni kell, mindemellett az alkalmazott megoldás nem befolyásolhatja az átviteli sebességet. A TVS diódákról szóló általános ismertetés mellett szeretnénk néhány alklamazási példán keresztül bemutatni a tranziens szupresszor diódával való védekezés alapjait.

Az autóelektronikában használt interfészek adatvonalainak és tápellátásának félvezető alapú túlfeszültségvédelme

Az áramkörvédelem az elektronikus eszközök működését normális üzemi körülmények között nem befolyásolja, viszont rendkívül fontos szerepe van az élettartam, az üzembiztonság területén és a szabványoknak való megfelelőség biztosítására. Az ESD, EFT, Surge és a „Load Dump” jellegű tranziensek olyan potenciális fenyegetést jelentenek az autóelektronikai eszközök I/O portjai számára, ami elleni védekezésről az áramkör tervezésekor feltétlenül gondoskodni kell, mindemellett az alkalmazott megoldás nem befolyásolhatja az átviteli sebességet. A tranziens szupresszor diódával való védekezés alapjait áttekintve és néhány példán keresztül szeretnénk bemutatni ezen eszközök alkalmazási lehetőségeit az autóelektronikában.

A világ legkisebb tranzisztoros kimenetű optocsatolója – a CT Micro és az Endrich saját fejlesztése

Az Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH Európa egyik vezető elektronikai alkatrész disztribútora a dizájn támogatást elsődleges feladatának tartja, és sok esetben közvetít a komponens gyártók és a vásárlók között egyedi fejlesztésű alkatrész létrehozásában. Egyes gyártócégekkel olyan szoros az ilyen irányú kapcsolat, hogy nem csak vevői igényekre szabott egyedi megoldásokat fejlesztünk közösen, hanem katalógus termékcsalád is megjelenik közös kínálatunkban. Erre jó példa a CT MICRO vállalattal közösen jegyzett CTP sorozat. Az optocsatolók világában hatalmas fejlesztésekaz elmúlt évtizedekben nem nagyon történtek, azért igény bőven mutatkozik erre a tervezőtársadalom részéről. Célunk a világ legvékonyabb optocsatolójának kifejlesztése volt, melyet a CT MICRO Double-Molded Co-Planar(DMC ™ ) technológiájának segítségével sikerült is megvalósítani. Az eredeti technikai paramétereket a Phoenix Contact, az Endrich egyik – saját területén piacvezető - vásárlója definiálta, a komponens család ma már katalógus-termékként kapható. A kis szélesség x hosszúság méret mellett a legfontosabb elvárás a rendkívül alacsony kivitel volt, a standard 2mm magas Mini-Flat (SOP) tokozásnál 25%-al, a leggyakoribb 4PDIP (DIL) tokozásnál pedig 60%-al vékonyabb a CTP17 sorozat minden eleme.

Áramszabályzó diódák az Endrichtől

Számos elektronikai komponens, illetve áramköri szegmens igényel stabil, szabályozott, áramgenerátoros táplálást, amit sok esetben egyetlen alkatrésszel, egy áramszabályzó diódával (Current Regulative Diode, a továbbiakban CRD) egyszerűen megoldható.

SSD - szilárdtest meghajtók

Ahogy azt olvasóink közül biztosan sokan észrevették, a hagyományos merevlemezek ára drasztikusan megemelkedett az elmúlt hónapokban. Ennek oka a késő őszi, Thaiföld egyes részeit sújtó árvíz által tönkretett ipari létesítmények kiesése miatti készlethiány, és ez a helyzet az előrejelzések szerint még legalább egy évig nem is javul számottevően. A kialakult viszonyok előtérbe hozták alternatív megoldások, mint például a szilárdtest meghajtók (SSD- Solid State Drive) alkalmazásának lehetőségét, melyek eddig elsősorban magas áruk miatt csak speciális területeken terjedtek el. Elgondolkodtató, hogy ne vásároljunk-e inkább egy 120 GB tárkapacitású szupergyors SSD meghajtót ugyanazon az áron, amennyiért egy 1TByte méretű hagyományos, sokkal lassabb merevlemezt kaphatunk. De vajon műszakilag mennyire indokolt a váltás? A válaszhoz át kell tekinteni azokat a tulajdonságokat, melyek az SSD technológiát jellemzik és össze kell vetni a hagyományos mágneslemezes technológia sajátosságaival. Ehhez próbál a jelen írás segítséget nyújtani.

nvSRAM-nemfelejtő, statikus RAM memóriák

A memóriák a mai elektronikai eszközök alapvető építőelemei, melyek egyes fajtái elveszítik adataikat a táplálás lekapcsolásakor (SRAM, DRAM), mások nem felejtenek és az adatokat energiafelhasználás nélkül is képesek megőrizni (EEPROM, FLASH). A két technológia egyesítése a gyors hozzáférést kombinálja az energiamentes tárolás lehetőségével, melynek egyik lehetséges megvalósítását az nvSRAM eszközök jelentik. Cikkünkben ezeket az eszközöket mutatjuk be az ANVO Systems által alkalmazott megoldások ismertetésén keresztül.

DC-DC kapcsolóüzemű feszültség átalakítók az NJRC kínálatából

A DC/DC konverterek napjaink telepes táplálású elektronikai készülékeinek elengedhetetlen alapelemei, hiszen ezen az eszközök áramkörei gyakorta különböző tápfeszültséget igényelnek, de helyhiány miatt általában nincs lehetőség többfajta elem használatára. A megoldás DC-DC átalakítók használata lehet, melyek segítségével akár a telepfeszült-ségnél nagyobb feszültség is nyerhető. A kimenet általában szabályozott, mely nagyon előnyös, amikor a telepfeszültség a tárolt energia elvesztésekor csökkenni kezd. Azokat a DC/DC átalakítókat, melyek a bemeneti feszültségnél kisebb kimeneti feszültséggel rendelkeznek, „step-down”, vagy „buck” konverternek, a nagyobb feszültséget előállító verziókat pedig „step-up”, vagy „boost” konvertereknek hívjuk.

GigaDevice 32 bites ARM ® Cortex ® mikrokontrollerek - 1

Az ARM (Advanced Reduced Instruction Set Machine) csökkentett utasításkészletű mikroprocesszor technológia mára a beágyazott számítógép ipar meghatározó részévé vált. A processzor-magok lehető legszélesebb kínálatból választhatnak a gyártók az elvárásoknak megfelelő teljesítmény-, energiafogyasztás- és költség szinthez igazított mikrokontroller elkészítésére a felhasználás szinte valamennyi területén. A több, mint 9 milliárd eddig gyártott ARM processzor mára már bizonyítottan motorja a beágyazott megoldások hihetetlen fejlődésének. Természetesen sok félvezetőgyártó tevékenykedik ezen a piaci szegmensen, azonban nagy szükség volt egy komoly, a flash-memóriák piacán már bizonyító távol-keleti gyártó belépésére az árverseny fenntartására. A GigaDevice a soros NOR-NAND flash mellett ARM ® Cortex ®-M3 mikrovezérlőket is kínál, a GD32 ® család integrálja azokat a ––, melyeket az egyszerű terméktervezéshez a vevők elvárnak, és melyek segítségével költségtakarékos, mégis innovatív készülékek építhetők. A cikksorozat első része a vezérlő architektúrájával foglalkozik, később pedig a fejlesztőkészlet segítségével megvalósított alkalmazási példákat mutatunk be.

GigaDevice 32 bites ARM ® Cortex ® mikrokontrollerek - 2

A cikksorozatunk első részében áttekintettük a GigaDevice GD32™ ARM ® Cortex ®-M3 és Cortex-M4 RISC mikrokontroller - családok architektúráját és nagyvonalakban bemutattuk versenytársakhoz képesti előnyeiket. Ebben az írásban szeretnénk bemutatni azokat a kiértékelő és teszt paneleket, melyeket a gyártó a fejlesztőmérnökök munkájának segítésére és a mikrokontrollerek használatbavételére, a működés tesztelésére és a megírt programok hibakeresésére készített a gyártó. A hardver leírása mellett szót ejtünk a programozáshoz használható általánosan alkalmazott fejlesztőrendszerről, a CrossWorks for ARM 4.1-ről, mely a GigaDevice eszközök támogatását is magába foglaló általános platform-független fejlesztői felületet kínál a felhasználó számára. Ezzel az ismertetéssel vezetjük be a sorozat következő részének tárgyát képző mintaalkalmazást, ahol a GPIO ki- és bemenetek kezelését, LED-ek vezérlését és különböző kapcsolók állapot-lekérdezésének mikéntjét mutatjuk be.

GigaDevice 32 bites ARM ® Cortex ® mikrokontrollerek - 3

A cikksorozat első részében áttekintettük a GigaDevice GD32™ARM ® Cortex ® RISC MCU sorozat architektúráját, később ismertetésre került a mikrokontroller családhoz kapható kiértékelő és kezdőkészlet is. Ebben az írásban bemutatjuk, hogy miként lehet ezekkel az eszközökkel megkezdeni a munkát a CrossStudio for ARM 4.1. fejlesztőrendszer használatával és példaként megírunk néhány C++ mintaprogramot, melyek az MCU egyes részeinek működtetését végzik.

Kapacitív érintésvezérlés

Az okostelefonok és a tabletek elterjedése mindenki számára magától értetődővé és megszokottá tette az érintésvezérlést, ami az elektronika egyre több területén készteti a fejlesztőket a mechanikus felhasználói interfészek (kapcsolók, nyomógombok) elektronikus változattal való kiváltására, így kerülve el a kopásból, anyagfáradásból eredő meghibásodásokat és kihasználva a technológia által nyújtott innovatív gesztusvezérlésben rejlő lehetőségeket. Távirányítókban, háztartási gépekben, kaputelefonokban, szórakoztató elektronikában mind gyakrabban találkozunk ilyen ember-gép interfész megoldásokkal, melyek a kapacitív érintésvezérlés technológia segítségével egyszerűen megvalósíthatók. További előnye ennek a technológiának a készülék számára a környezeti hatásokkal (víz, por stb.) szembeni magasabb ellenállóság biztosítása, hiszen általában nincs szükség a készülékház megbontására. Cikkünkben áttekintjük a kapacitív érintés- és közelítésérzékelés fizikai alapjait és megvalósítási lehetőségeit.

GigaDevice 32 bites mikrokontroller újdonságok az Endrich kínálatában

A GigaDevice GD32 sorozatú eszközeivel vezető szerepet tölt be Kína nagyteljesítményű, 32 bites, általános célú mikrokontroller-piacán, első kínai gyártóként kínálva Arm® Cortex®-M3, Cortex®-M4 és Cortex®-M23 MCU termékcsaládokat. Összesen több mint 200 millió kiszállított eszközzel, több mint 10 000 ügyféllel és 21 termékvonallal, több mint 320 elemes cikkszám választékkal a GigaDevice a piac élvonalában szereplő gyártók és alkalmazásaik széles köre számára kínál megoldásokat. Az összes modell szoftver szinten kompatibilis egymással. Teljes mértékben megfelelnek a nagy teljesítményű, mainstream valamint a belépő szintű beágyazott mikrovezérlős megoldások támasztotta követelményekhez; lehetővé teszik a költséghatékony fejlesztést, könnyű használat mellett. Írásunkban két termékvonal újdonságot szeretnénk bemutatni, az energiatakarékos alkalmazások számára fejlesztett Cortex®-M23, valamit az ARM világon kívüli ultra kis fogyasztású eszközök területén úttörő RISC-V architekturájú mikrovezérlő családokat.

Elektrolitkondenzátorok

Az alumínium elektrolit kondenzátor majd minden elektronikai áramkör alapvető építőeleme. Az elektronika mind szélesebb körű alkalmazása miatt egyre fontosabb szerepet tölt be a készülékekben, hiszen azok élettartamát nagyban befolyásolja a beépített kondenzátor minősége. Ahhoz, hogy az alkalmazáshoz a tervezés fázisában a legjobb ár/értékarányú komponenseket lehessen kiválasztani, szükség van a piacon fellehető különböző kondenzátor családok tulajdonságainak mélyreható ismeretére. Ebben a cikkben szeretnénk áttekinteni azokat a kulcsfontosságú tényezőket, melyek alkalmassá vagy adott esetben alkalmatlanná tesznek egyes típusokat az adott applikációban való felhasználásra, áttekintjük a standard és speciális elektrolit kondenzátorok felépítését, jelemzőit, várható élettartamát, előnyeit és hátrányait, valamint speciális alkalmazási területeiket a jól ismert japán SANYO és SUNCON gyártmányain keresztül.

Ipari SMD teljesítményinduktivitások

Az ipari SMD induktivitások iránti növekvő igényt leginkább a fogyasztási termékek (kamerák, mobiltelefonok, notebook PC-k) piacának ugrásszerű növekedése táplálja, de az ipari elektronika is egy sor különleges igényt támaszt ezen alkatrészekre. Az elektronikus tápegységekben használt áramkörök számára szükségesek a teljesítmény induktivitásokra az elektromos energia mágneses energia formájában történő tárolására, elsősorban telepes működés esetén, illetve fojtókra a nagyfrekvenciás AC áramkomponensek szűrésére. Az áramkörtervezés során szükséges az EMI szűrése, valamint a jelveszteség minimalizálása is, amihez teljesítmény induktivitások kellenek. Kiváló minőségű végtermékek előállításához az alkalmazott komponensek karakterisztikájának mélyreható ismerete szükséges, hogy a kiválasztás megfelelő módon történjen. Jelen írásunkban igyekszünk áttekintést adni azokról a technológiákról, melyeket a tajvani ABC, az Endrich népszerű induktivitásokat gyártó partnere alkalmaz.

Vékonyréteg precíziós ellenállások - SUSUMU

Az elektronikai áramkörökben használt precíziós ellenállások kiválasztásakor a tervezőmérnöknek rendkívül körültekintően kell eljárnia. Az alacsony tolerancia - a gyártáskor mért ellenállásérték és a célzott érték eltérése – biztosítja, hogy a végtermék gyártásakor lényegében azonos értékekkel számolhatunk. Az áramkör stabilítása feltételezi, hogy az alkalmazott ellenállás nem változik időben, a hőmérséklet függvényében, vibráció vagy egyéb környezeti hatások következtében. Minden, az eredeti ellenállástól való eltérés a rendszer stabilitásának rovására mehet, természetesen alkalmazástól függően eltérő mértékben. A digitális áramkör kevésbé érzékeny ezekre a változásokra, azonban analóg mérőkapcsolások esetén komoly problémák merlhetnek fel. Írásunkban áttekintjük a stabilitást befolyásoló jellemzőket és bemutatunk néhány érdekes családot a japán SUSUMU kínálatából.

ABC Taiwan – Kerámia hűtőbordák LED és LED driver félvezetők hűtésére

Az elektronikai áramkörökben használt félvezetők, mint például a LED-ek, vagy a meghajtásukhoz szükséges komponensek hőt termelnek, ennek megfelelő és gyors elvezetése, az eszköz hűtése kulcsszerepet játszik az élettartam, a megbízhatóság és a hatásfok maximalizálásában. A magas hatásfokra való törekvés miatt általában nincs lehetőség a hűtéshez energiát kivonni a rendszerből, csak passzív megoldás jöhet szóba. A megoldás a hűtőborda használata. A szokásos bordázott alumínium és réz hűtőbordák bizonyos területeken számos hátránnyal bírnak a mikro-porózus kerámia alapú változatokkal szemben, ilyenek például a tömeg, az egységnyi térfogatra vetített hőkapacitás és az aktív hűtőfelület nagysága is. A kerámia alapanyag a hűtőbordák két alapvető jellemzőjét támogatja: az elektromos szigetelő képességet és a hatékony hőenergia elvezetést. Ezek felett támogatja a rendszer elektromágneses kompatibilitását, UV és korrózióálló. Írásunkban az ABC Taiwan Electronics szabadalmán alapuló kerámia hűtőbordák jellemzőit mutatjuk be.

Kondenzátorok feszültségkarakterisztikája

Az elektronikus áramkörökben váratlanul fellépő zajokért gyakorta a többrétegű kerámia kondenzátorok (MLCC) felelnek. Ennek a negatív jelenségnek a leggyakoribb oka a tényleges kapacitásérték függősége a rákapcsolt egyenfeszültségtől (DC Bias). Minél jobban megközelíti a DC feszültség a névleges feszültséget, annál jobban csökken a hatásos kapacitásérték. Ez a jelenség az eszköz ún. feszültség-karakterisztikája, minél kisebb a kapacitásváltozás, annál jobb feszültségkarakterisztikával rendelkezik az alkatrész. Ez a cikk a jelenség okait részletezi.

ABC induktivitás családok fejlődése az új QS sorozat az autóipar számára

Az ipari SMD induktivitások iránti növekvő igényt leginkább a fogyasztási termékek (kamerák, mobiltelefonok, notebook PC-k) piacának ugrásszerű növekedése táplálja, de az ipari elektronika és az autóipar is egy sor különleges igényt támaszt ezen alkatrészekre. Kiváló minőségű végtermékek előállításához hasonlóan kiváló alkatrészek szükségesek, ezért fontos mérőszám az adott térfogatba sűríthető teljesítmény, a magas szaturációs áram, valamint a veszteségek csökkentése és a hatásfok növelése miatt a tekercs egyenáramú ellenállásának minimalizálása is cél. Emellett manapság egyre növekvő, és a versenyben maradáshoz mindenképpen leküzdendő problémát jelent a nagyrészt Kínában kézzel gyártott komponensek árának emelkedése is, melyet a meredeken növekvő gyártási költségek – elsősorban az emberi erőforrások drágulása - okoz, és minden gyártót érint. Jelen írásunkban igyekszünk áttekintést adni azokról a technológiai lépésekről, melyeket az induktivitásokat gyártó népszerű tajvani ABC cég, az Endrich kiemelt partnere alkalmazott az utóbbi időben a fenti célok elérésére.

Feszültséghullámosság csökkentése polimer kondenzátor használatával

Az integrált áramkörök táplálásához szükséges egyenfeszültséget leggyakrabban DC-DC konverterekkel állítják elő, mivel ezek a lineáris feszültségszabályzóknál jobb hatásfokúak, kisebb fogyasztásúak. Azonban a nagyfrekvenciás kapcsolás a kimeneten feszültség hullámosságot (ripple) és zajt okoz, melynek szűréséről gondoskodni kell, a táplált rendszerek működésének zavartalan biztosítása érdekében. Legkézenfekvőbb megoldás a szűrőkondenzátorok használata, melynek ideéális jellemzőit részletesen tárgyaljuk írásunkban.

Áramérzékelő ellenállások technikai paraméterei

Elektronikai áramkörben való árammérésre manapság leggyakrabban pontos értéken tartott, alacsony ellenállású áramérzékelő chip-ellenállásokat használnak, és a rajtuk eső feszültséget mérve az áramérték az Ohm törvényen alapulva kalkulálható. Az ilyen eszközökkel szemben támasztott követelmények a szobahőmérsékleten értelmezett szűk tolerancia, annak alacsony hőfüggése (TCR), a nagy névleges teljesítmény és a kis méret. Azonban vannak más faktorok is, melyek befolyásolják a mérés pontosságát, mint például az ellenálláson magán keletkező hőveszteség hőmérsékleti hatása (PCR), az ellenállás anyagának a mérés pontosságára gyakorolt hatása, illetve, elsősorban nagy frekvencián használt áramérzékeléskor, az ellenállás ekvivalens soros induktivitásának jeltorzító hatása. Írásunkban ezeknek a jelenségeknek az értelmezésével és a mérés pontosságára gyakorolt hatásukkal foglalkozunk egy vezető precíziós ellenállás gyártó, a japán SUSUMU cég KRL sorozatú söntellenállásainak bemutatásával.

Állandó áramú LED meghajtók

A tervezőmérnökök jól ismerik az állandó feszültségű stabilizált tápegységek működését, hiszen általában ilyen táplálást használnak az általános elektronikai készülékekben. A feszültséggenerátoros eszközöknél a terheléstől függetlenül a bemeneti feszültség értéke változatlan, stabil tápellátást biztosítva ezáltal. A LED alapú világítástechnikai eszközöknek, a világító dióda speciális fizikai tulajdonsága miatt, áramgenerátoros meghajtásra van szükségük. A cikkben szeretnénk bemutatni az ilyen jellegű tápegységek fizikai paramétereit, működési mechanizmusát és a kiválasztáshoz szükséges jellemzőket.

A LED-szelekciók fizikai alapja – Fénytechnikai alapfogalmak és a binning

A fotometria a fény, mint az emberi szem által érzékelhető spektrumú elektromágneses hullám jellemzőinek mérésére alkalmazott tudomány. Az emberi szem olyan érzékszerv, mely eltérően reagál különböző hullámhosszakra és erősen szubjektív módon érzékel különböző embereknél. Ahhoz, hogy az alkalmazott méréstechnikai eljárások számára egységes fotometriai szabályrendszer legyen biztosítható, nemzetközi szabványokban foglalták össze a mérési eljárásokat. A fotometria alkalmazása tulajdonképpen a receptorok hullámhossztól függő, eltérő érzékenységét hivatott kiküszöbölni.A fenti szabványok nemzetközi megegyezések szerint kétféle fénymérési eljárást írnak elő, az úgynevezett V(λ) és a V’(λ) láthatósági függvény szerinti mérést, melyek az ún. láthatósági tényező spektrális eloszlását reprezentálják. Előbbi az emberi szem normál napközbeni fényviszonyokhoz adaptálódott fotopikus, utóbbi az alacsony megvilágításhoz tartozó szkotopikus látásra vonatkozó relatív érzékelést írja le. A két véglet között a közepes megvilágításra (alkonyat) a mezopikus fotometria eljárásrendszere biztosít átmenetet. Az alkalmazandó fényérzékelőknek a fenti körülményekhez adaptálódott emberi szemhez hasonló érzékenységgel kell rendelkezni, így V(λ) és a V’(λ) fotometrikus szenzorokat kell használni.

Hálózati feszültségről működő LED modulok - Eurolighting

Az új LED fényforrások tervezésénél a megfelelő világyító diódák kiválasztása mellett sok egyébfeladatt is meg kell oldani, ilyen például a tökéletes meghajtóáramkör megtervezése. Ha nem a piacról szeretnénk kész táegységet beszerezni, egy saját feljesztés rendkívül időigényes, nagy gyakorlat kell hozzá, de mindenképpen megnöveli a piacra kerülés idejét. Egy lehetséges megoldás ennek elkerülésére a hálózati feszültségen (AC) direkt meghajtott LED technológia alkalmazása, melynek számos előnye van, skálázható, nincs szükség nagy, drága tápegységek beszerelésére, és flicker mentes dimmelést tesz lehetővé. Különböző gyártók LEDjei kombinálhatók egymással az áramkörben és a meghajtóáramkör elemei szétoszthatók a LED hordozópanelén, ezáltal nagyon helytakarékos kivitelű fényforrást kapunk. A cikkünkben az Eurolighting GmbH fejlesztette kompakt megoldást mutatjuk be.

Hálózati feszültségről működő LED modulok - Eurolighting

Napjaink ipara egyre inkább előtérbe helyezi a LED alapú világítástechnikai eszközöket. A világítótestek teljesítményét, megbízhatóságát, és a ráfordítások megtérülését nagyban befolyásolja az alkalmazott LED meghajtó minősége. A működő rendszerek hibaelemzése alapján megállapítható, hogy a meghibásodásokért a LED chip csak mintegy 5 százalékban tehető felelőssé, egyéb alkatrészek hibája is mintegy 5 százaléknyi, ellenben a meghajtó meghibásodása az ok az esetek 90 százalékában. A kritikus teljesítménymutatók figyelembevétele,- csakúgy, mint a megbízhatósági szempontokra (MTBF, élettartam) való odafigyelés – egyaránt szükségesek ahhoz, hogy a világítótestek tervezői a piacon található különféle meghajtók közük számukra a legideálisabbat választhassák. Írásunkban szeretnénk áttekinteni mindazokat a jellemzőket, melyeket figyelembe kell venni az összehasonlítás során a gyártók sokszor nehezen hozzáférhető termékinformációi közül, és képet szeretnénk alkotni a meghajtók megbízhatósági és élettartam jellemzőiről is.

Elektronikai eszközökben használt hangkeltők

Számos elektronikai eszköz rendelkezik olyan funkcióval, mely valamilyen akusztikus visszacsatolást igényel, illetve dallam, beszéd, vagy zene lejátszására van szükség. A hangkeltő elnevezés egy gyűjtőfogalom, ebbe a körbe tartozik minden olyan eszköz, ami elektromos energia akusztikai hangenergiává történő konverzióját végzi. A hangkeltők lehetnek egyszerű, csak jelzésre alkalmas, adott frekvencián megszólaló, esetleg szűk frekvenciasávban működő eszközök is. A széles átviteli frekvenciatartományban használatos, esetleg HiFi hangvisszaadásra alkalmas eszközök a mágneses elven működő dinamikus hangszórók, melyek szintén ugyanilyen energiaátalakítók. A komponensgyártók sokféle terméke közül sokszor nem egyszerű a választás. Ez a cikk segítséget szeretne nyújtani egyrészt a hangkeltők rendszerezésében, néhány alapfogalom és működési elv tisztázásában és az alkalmazási területek bemutatásában ahhoz, hogy a tervezőmérnökök a legjobb árérték arányú, az elektronikához és az akusztikai környezethez legjobban illeszkedő alkatrészt választhassák ki egy adott gyártó termékportfoliójából.

Az akusztikai rövidzárlat fogalma

Amikor dinamikus hangszórókkal ellátott rendszereket használunk, melyek elektromos jeleket mechanikai rezgéshullámokká, hanggá alakítanak, gyakran szembesülünk azzal, hogy a hangkeltő sugárzási karakterisztikája, így végső soron a hangzás minősége erősen függ a beépítés és az elhelyezés módjától, azaz az úgynevezett „akusztikai környezettől”. Ezt szem előtt tartva kell például a hangszóró méretét, beépítésének módját és a komplett kialakítást megválasztani, mert akusztikai szempontból máshogyan viselkedik egy szabadon álló (pl. konyharádió), egy változó helyzetű (pl. telefon), illetve egy fix elhelyezésű (pl. lift telefon) rendszer. Cikkünkben a burkolatlan hangszórók esetén fellépő, elülső és hátsó hanghullámok egymásra való kedvezőtlen hatását, az úgynevezett akusztikai rövidzár fogalmát járjuk körbe és megpróbálunk megoldási javaslatokat tenni ennek kiküszöbölésére.

Miniatűr rezgésszenzorok

Az elektronikai alkalmazások területén gyakran van szükség egy olyan egyszerű felépítésű mozgáskapcsolóra, mely alkalmas magának az eszköznek rezgés hatására történő élesztésre. Az ilyen induláskapcsolók különféle kényelmi szolgáltatások beépítésére adnak lehetőséget az eszköz fejlesztésekor, mint például az elem élettartamának növelése, vagy az automatikus bekapcsolás. A legegyszerűbb megoldás egy golyós kapcsoló használata, mely az esetek nagy részében tökéletesen hatékony és képes kiváltani például a káros anyagokat tartalmazó higanykapcsolókat is. Ilyen a cikkben tárgyalt, egy- és többirányú változatban elérhető Sensolute mikro rezgésérzékelő is, mely nem tartalmaz a környezetre veszélyes anyagokat, így megfelel az RoHS és REACH követelményeknek is.

Mozgásérzékelés a gyakorlatban - PIR, radar és a Panasonic GridEye szenzor

Az emberi jelenlét esetén működtetendő rendszerek - például a világítástechnikai eszközök - tervezői kompakt, intelligens és energiatakarékos megoldás létrehozására törekszenek, melyet általában mozgásérzékelős automatikus kapcsolás vezérlés integrálásával biztosítanak. Manapság erre a feladatra a passzív infra (PIR) technológia terjedt el a legjobban, ami tökéletesen alkalmas az emberi test nagy amplitúdójú mozgásának érzékelésére, azonban nem képes például irodában ülő és nyugalomban dolgozó vagy otthon tévéző ember érzékelésére, illetve nehézkes vele a közeledés és a távolodás, a mozgás irányának érzékelése is. A radar szenzor technológia alkalmas a PIR technológia említett hiányosságai egy részének kiküszöbölésére, mint például kis mozgások, illetve a közeledés és a távolodás szétválasztása, ezzel kapcsolatban jelent meg írásunk a NJRC WaveEye szenzoráról korábban. Ezek az érzékelők már korántsem elérhetetlen árúak, és így kiválóan alkalmazhatók és a PIR technológia hiányosságainak áthidalására, azonban nem adnak megfelelő megoldást a teljesen nyugalomban lévő személyek jelenlétének érzékelésére, irányérzékelésük is elsősorban mélységi (közeledés/távolodás), és mivel több személy elkülönült detektálása sem megoldott, nem kivitelezhető például a helyiségbe be- és kilépő emberek számlálása sem. A Panasonic fejlesztette GridEye szenzor a fenti célokra tökéletesen megfelel. Termoelemek mátrixos elhelyezésével az érzékelt objektum hőtérképe vehető fel, aminek kiértékelésével sokkal részletesebb információ nyerhető a mozgásról, mint akár a különálló termoelem vagy a fent említett technológiák valamelyikének használatával. Ennek az új és kiváló szenzornak a működését tekintjük át és hasonlítjuk össze a többi mozgásérzékelési technológiával.

Mozgásérzékelés a gyakorlatban - Radar szenzorok; NJRC WaveEye család

Az intelligens világítástechnikai, az automatikus ajtó- és sorompó- vezérlő rendszerek tervezői kompakt, intelligens és energiatakarékos megoldások létrehozására törek-szenek, melyet általában mozgás-érzékelős automatikus kapcsolás- vezérlés integrálásával biztosítanak. Manapság erre a feladatra a passzív infra (PIR) technológia terjedt el a legjobban, ami tökéletesen alkalmas az emberi test nagy amplitúdójú mozgásának érzékelésére, azonban nem képes például irodában ülő és nyugalomban dolgozó vagy otthon tévéző ember érzékelésére. A radar szenzor az egyik olyan eszköz, ami a PIR technológia említett hiányos-ságait kiküszöböli: alkalmas apró mozgások mint a gépelés, a beszéd, vagy akár a légzés érzékelésére is. Korábban a kereskedelemben kap-ható radar K-sávos (K-band) radar antennákhoz nagyfrekvenciás analóg elektronika és digitális jelfeldolgozó áramkörök illesztésére volt szükség, azonban ma már elérhetők olyan modulok, amikkel fenti feladatok meg-oldása egyszerű és olcsó, így kiválóan alkalmazhatók jelenlét érzékelésre és a PIR technológia hiányosságainak áthidalására.

Hőmérsékletszenzorok

A hőmérséklet-érzékelés a szenzor-technika egyik legszerteágazóbb tudományos területe. A különböző mûködési elven működő érzékelők között léteznek érintésmentes és kontaktkivitelek is. Jelen írásunkban azon változatokkal foglalkozunk részletesen, melyek érzékelője közvetlen termikus kapcsolatban van a mérendő hőmérsékletű tárggyal vagy környezettel.

A Panasonic GRIDEYE szenzor 2. generáció használata – 1. rész

Korábban az Elektronet hasábjain bemutatásra került a Panasonic termoelem mátrixán alapuló 64 pixeles felbontású intelligens hőmérsékletérzékelője, a GridEye szenzor. Segítségével megvalósítható a jelenlét érzékelése, az emberek számlálása, több egyidejű mozgás követése, vagy akár a gesztusvezérlés. Ennek a szenzortípusnak a második generációja került piacra és ennek kapcsán szeretnénk ismét felhívni a figyelmet ennek a kiváló ár-érték aranyú mini hőkamerának a jelentőségére.

A Panasonic GRIDEYE szenzor 2. generáció használata – 2. rész

Cikksorozatunk előző részében bemutattuk a Panasonic GridEye termoelem mátrix szenzort és annak felhasználási lehetőségeit. Mostani írásunk célja, hogy bemutassuk, hogyan lehet ezt a szenzort egy önállóan működő mini-hőkameraként felhasználni. A cikksorozat második részében a korábban megismert kiértékelő kit Arduino pajzsként való felhasználásával egy mini mikroporcesszoros alkalmazást építünk, amivel érzékelni tudjuk az emberi kéz közelségét és bekapcsolunk segítségével egy relét, ezzel szimulálva egy gesztusvezérelt elektronikai rendszert (jelenlét érzékelésen alapuló vezérlés). Másik alkalmazásként egy PC alapú mozgáskövető világítást mutatunk be.

A Panasonic GRIDEYE szenzor 2. generáció használata – 3. rész

Cikksorozatunk első részében bemutattuk a Panasonic GridEye termoelem mátrix szenzort és annak felhasználási lehetőségeit, valamint írtunk arról, hogy hogyan lehet ezt a szenzort egy önállóan működő mini-hőkameraként felhasználni. A cikksorozat második részében a korábban megismert kiértékelő kit Arduino pajzsként való felhasználásával szimuláltunk egy gesztusvezérelt elektronikai rendszert (jelenlét érzékelésen alapuló vezérlés), és egy PC alapú mozgáskövető világításkapcsolási megoldást is bemutattunk. A sorozat harmadik, egyben befejező részében a GridEye szenzorral megvalósítunk egy önállóan futó Arduino Due alkalmazást, mely a mini hőkamera képét egy 8X8-as RGB LED mátrixon jeleníti meg, miközben a céltárgy mozgását egy szervó motorral igyekszünk követni.

Nagy érzékenységű légnyomás változás szenzor és alkalmazásai

A nyomásmérés az egyik leggyakoribb mérés, melyet a technika napjainkban megkíván. A szenzorok területén így érthető, hogy rendkívül sokféle nyomásérzékelő található, ezek többféle elven működnek. Elterjedtek a membrános szerkezetű kapacitív mérőcellák, melyek akár fém, akár kerámia alapúak attól függően, hogy olcsó, szokványos, vagy korrodáló környezetben való használatra szánt, magas megbízhatóságú szenzorra van-e szükség. A nyomás szenzorok másik típusa a piezoelektromos elven működő kerámia alapú mérőcellák. A jelen írásban bemutatásra kerülő FKS 111 ultra érzékeny légnyomás szenzor is ebbe a csoportba tartozik. Jellemzője, hogy olyan kis légnyomás fluktuációt is képes érzékelni, amelyet a konvencionális szenzorokkal nem lehet kimutatni. Emellett azonban nagyon nagy, akár 100 kPa nyomásváltozás is érzékelhető vele. Ára a hagyományos membrános szenzorokéval versenyképes és ellenálló anyaga miatt nagy nem hibásodik meg nagy nyomáslökések esetén sem. Az integrált FET alapú áramkörrel a külső mérőáramkörhöz való impedancia illesztés is megoldott.

A hőelemek és alkalmazásaik

A hőmérséklet a világon talán a leggyakrabban mért fizikai paraméter. Ha egy tárgy hőmérsékletét érintkezés nélkül szükséges mérni, erre lehetőség van az általa kibocsátott infravörös spektrumú sugarak hőelemekkel (termoelemekkel) való érzékelésével, melyek a sugárzott energiával arányos termo-elektromotoros erőt gerjesztenek. A kivezetéseken mérhető elektromos potenciálkülönbség arányos a felület hőmérsékleti potenciálkülönbségével. A termoelem modullal – a differenciál kimenetű piroelektromos elven működő piroszenzorokkal szemben – abszolút hőmérséklet mérhető. Az infravörös sugárzás érzékelésére szolgáló termoelem széles körben használható az érintkezésmentes hőmérsékletmérés területén, sugárzott hő mérésére. A termoelemek szolgáltatta jelek feldolgozása azonban korántsem egyszerű feladat, hiszem precíz elő-erősítésre, kalibrációra és környezeti hőmérséklet kompenzációra van szükség.A bemutatásra kerülő hőelemek és modulok a Nippon Ceramic (Nicera) által gyártott termékek, tartalmazzák azokat a kiegészítéseket is, melyekkel konstruktőrök a fentieken kívül az autóiparban, a gyártásautomatizálásban és az irodatechnika területén is eredményesen alkalmazhatják ezeket a szenzorokat érintkezésmentes abszolút hőmérsékletmérésre.

Hőmérsékletszenzorok illesztése mikrokontrollerhez IoT alkalmazásokban

A hőmérsékletérzékelés a szenzortechnika egyik legszerteágazóbb tudományos területe és egyben az IoT világ megkerülhetetlen része. A különböző működési elven működő hőmérsékletérzékelők, melyek között léteznek érintésmentes és kontaktkivitelek is, majd minden környezeti paramétereket érzékelő kombinált szenzor részét képezik. Jelen írásunkban a fémes ellenállás detektorok (RTD) és a félvezető alapú negatív termikus karakterisztikájú NTC termisztorok működési alapelvét tekintjük át és kitérünk a szenzor mikrokontrolleres rendszerhez való illesztési kérdéseire is.

Passzív mátrix OLED kijelzők

A szerves alapú fénykibocsátó diódákból álló OLED kijelzők (Organic Light Emitting Diodes) egyre nagyobb hangsúlyt kapnak a modern display technológiában, mivel rendkívül éles képeket képesek megjeleníteni gyors válaszidő és széles látószög mellett. Manapság ezek az eszközök tekinthetők a jövő képernyőinek. A tervezőmérnökök egy része azonban még most is fél az esetleges magas költségektől. Jelen írásunkban a hagyományos kijelzőkkel történő összehasonlítás és a technológia áttekintése mellett szeretnénk megmutatni, hogy az OLED kijezők között is megtalálhatók az adott feladathoz tökéletesen megfelelő, költséghatékony változatok.

F&S beágyazott modulok és Com kártyák

A cikkünkben bemutatott Linux, illetve Windows operációs rendszerrel kapható beágyazott modulok használatával (SOM: System-On-Module) az elektronikai fejlesztés egyszerűbb, a végtermék sokkal gyorsabban piacra juttatható, mintha a mérnök egyedi áramkört tervezne az adott feladatra. A beágyazott rendszerek lehetnek Single Board számítógépek, vagy ezek alkategóriáját képező COM modulok (computer-on-module), melyek közös tulajdonsága, hogy tudásban a mikroprocesszor felett és egy teljesen felszerelt számítógép alatt helyezkednek el. A mai COM kártyák általában egy kis panelre épített kompakt számítógép funkcióit biztosítják az egyedi applikációkhoz, kis méretben és alacsony fogyasztással, ahogy ezt a beágyazott rendszerek általánosságban megkívánják.

Az Endrich új iSi50 interfésszel ellátott ipari TFT kijelzői

A TFT kijelzők különböző kivitelei közti váltás, elsősorban a csatlakoztatás – problémája miatt – komoly tervezési feladatot ró a termékfejlesztőkre. Mivel a gyártók gyakran változtatják termékeiket, a tervezőmérnökök időnként kény-telenek más forrásokból beszerezni a feladathoz legjobban illeszkedő TFT panelt a termék egy következő szériájához. Azonban szinte lehetetlen ugyanolyan fizikai elrendezésű interfésszel rendelkező panelt találni. Ugyanez a helyzet, ha a változatlan elektronikához nagyobb, vagy exkluzívabb kivitelű kijelzőt szeretnénk választani. Ilyenkor majdnem minden esetben a nyomtatott áramkör áttervezésére van szükség. Erre a problémára igyekszik megoldást nyújtani az Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH saját fejlesztésű iSi50® intelligens interfésze, mellyel minden jel (az adat, a háttérvilágítás és az érintőpanel is) egyetlen 50 pólusú szalagkábellel vihető át. iSi50® – intelligens Standard interfész – 50 pólusú csatlakozóval.

A DLogic ipari érintőképernyős tábla számítógépeinek új generációja

Egy évvel ezelőtt a lap hasábjain bemutattuk a DLogic ipari okoskijelzőinek első generációját, valamint szó volt ezek prog-ramozásáról is Qt keresztfordító rendszer használatával. A bemutatott vékony, tetszetős kivitelű táblagépek tökéletes és egyszerűen kivitelezhető, de jól skálázható, professzionális ember-gép interfész megoldást nyújtanak az ipari vezérléstechnika széles területén. Mára ezek az eszközök egy magasabb fejlettségi fokra jutva már nem csak okos-kijelzőként, hanem - egyes vezérlési feladatok átvételével - önálló központi egységként is használhatók. A hard-veres változtatások mind a mikro-processzoros, mind a periféria-rendszert érintették, az új BSP (board support package) pedig a szoftver környezetet helyezte a mai elvárások szintjére. Nagyobb számítási telje-sítmény, jobb integrálhatóság, nagyobb szoftverkompatibilitás jel-lemzi az új ARM iMX6 Cortex alapú DLogic táblagép családot, így ezek az eszközök kiléptek az okoskijelző kategóriából.

Okoskijelzők használata - ember–gép interfész (HMI) megvalósítása DLOGIC modulokkal 1. rész

A felhasználókkal kommunikáló elektronikai berendezések tervezésének egyik legfontosabb folyamata az ember-gép interfész (HMI – human–machine interface) kialakítása. A választott technológia amellett, hogy minden szóba jőhető feladatot el kell, hogy lásson, nem lehet sem drága, sem túl bonyolult, emellett elvárás a könnyű kezelhetőség és a tetszetős kivitel. Az sem árt, ha újabb funkciók bevezetése során, vagy a készüléken esedékes „ráncfelvarrás” esetén sem igényel nagy munkát a HMI átalakítása. A hagyományos integrált érintő-képernyős TFT kijelzőkkel épített berendezések tervezői jól tudják, hogy milyen hosszú idő telik el az illesztés során felmerülő rejtett szoftver és hardver hibák felismeréséig és teljes kiküszöböléséig. Ha kész, robosztus, megbízható és elfogadható árú okos kijelző modulokkal dolgozunk, mint például a DLOGIC SDM (Smart Display Modul) családja, akkor a fejlesztési idő, ezáltal a termék piacra dobási ideje is jelentősen csökkenthető. Cikksoro-zatunk első részében általános bemutatás a célunk, a későbbi írásokban pedig bemutatjuk ennek az SDM családnak a programozását, egy egyszerű mintaberendezés fejlesztési fázisait tekintjük át.

Okoskijelzők használata - ember–gép interfész (HMI) megvalósítása DLOGIC modulokkal 2. rész

Cikksorozatunk első részében áttekintettük a DLOGIC okos-kijelzőkkel megvalósítható ember-gép interfész (HMI – human–machine interface) technológiát. A hagyományos érintőképernyős TFT kijelzőkkel megvalósított megoldások esetén a hardver illesztés tervezésére és a rejtett hibák keresésére és kiküszöbölésére fordított idő hosszú lehet. Érdemes megfontolni kész, robosztus, megbízható és elfogadható árú okos kijelző modulok használatát, melyekkel a fejlesztési idő, ezáltal a termék piacra dobási ideje is jelentősen csökkenthető. Az előző részben ez utóbbi technológia előnyeit mutattuk be, a második részében a HMI konkrét megvalósításával foglalkozunk, áttekintjük a cross-platform fejlesztés folyamatát, és néhány példán keresztül a perifériák használatát is.

Faytech Docking ipari PC és hozzá illeszthető érintőképernyő

Az Endrich Bauelemente GmbH a TFT ipari kijelzőtechnológia egyik meghatározó európai disztribútoraként nagy hangsúlyt fektet az alkalmazástechnikai újításokra a korszerű ember-gép kapcsolat kialakításának területén. A mai kor elvárásainak már nem felel meg a nyomógombokkal és kontrollámpákkal, diszkrét LED-ekkel ellátott kezelőpanel, ma már érintőpanellel ellátott színes TFT kijelzőkkel megvalósított HMI-re van szükség. A választott megoldást befolyásolja a sorozatgyártás darabszáma, a kijelzővezérlés tervezésre rendelkezésre álló mérnökórák száma, illetve az elvárt piacralépési idő. Választható egyszerű, érintőpanellel szerelt TFT panel saját vezérléssel, mely nagy sorozatok esetén kifizetődő, de dolgozhatunk beágyazott számítógéppel is, ahol a TFT vezérlése hardver szinten megoldott. Manapság a sokan választanak okoskijelzőket, melyek a kijelzőbe integrált PC programozásával rövid piacralépési időt garantálnak. Olyan esetekben azonban, amikor robosztus és nagy méretű kijelzőkkel és változatos erőforrásokkal rendelkező hardveres megoldásra van szükség, érdemes elgondolkodni moduláris rendszerű ipari PC és hozzá illeszkedő ipari érintőpanel alkalmazásán. Ezt kínálja az Endrich termékpalettájára frissen felvett „Docking Station” sorozatú kijelző és PC család a Faytech-től.

Dlogic ipari érintőképernyős PC-k az Endrich kínálatában

A beágyazott kijelzőkkel épített berendezések tervezői jól tudják milyen nehéz egy ilyen terméket piacra vinni a rejtett szoftver és hardver hibák felismeréséig és teljes kiküszöböléséig. Ha kész, robosztus, megbízható és elfogadható árú okos kijelző modulokkal dolgozunk, mint például a DLOGIC SDM (Smart Display Modul) családja, akkor a fejlesztési idő, ezáltal a termék piacra dobási ideje is jelentősen csökkenthető.

Az ipari kijelzők felsőháza

Évek óta tart az okos-televíziók versenye az otthoni mozi-szobák és nappalik meghódítására, egyre nagyobb képátmérőjű, háttérfényű, kontrasztú, egyre szélesebb betekintési szögű és természetesen egyre magasabb áru, elegánsabbnál elegánsabb készülékek jelennek meg a gyártók kínálatában. Minél vékonyabb, minél íveltebb, minél kisebb kerettel rendelkező és minél jobb audiovizuális tulajdonságokkal bír a képernyő, annál szívesebben ad ki a magánvásárló akár többszázezer forintot is érte. Más a helyzet az ipari képernyők és kijelzők területén. A legtöbb alkalmazáshoz elegendő kisméretű 7-10” képátmérő, sokkal fontosabb tulajdonság a robosztus kivitel, a környezeti hatásokkal szembeni ellenállóság, az érintőpanel és beágyazott számítógép jelenléte, a háttérvilágítás ereje (kültéri láthatóság) és, hogy az eszköz sok éven keresztüli változatlan formában kapható legyen. Ezen a területen is van igény azonban az extrém kivitelekre speciális alkalmazásokban, gondoljunk csak a kioszk jellegű felhasználásokra, mint az interaktív információs pultok, áruházi- és üzleti kijelzés-technika vagy a gyárakban, ipari létesítményekben vagy közösségi terekben használatos információs monitorok illetve panelszámítógépek piaca. Itt a robosztusság és az ipari kijelzőknél megismert elvárások mellett jelentkezik a nagy képátmérő és a vékony kivitel iránti igény is. Ezen a területen számos megoldás létezik, de ezekről reklámokból nem igazán hallunk, kiállításokon, bemutatókon találkozhatunk velük. Jelen írásunkban szeretnénk rövid áttekintést adni Az Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH által a müncheni Electronica kiállításon bemutatott Faytech gyártmányú ipari felsőkategóriás kijelzőkről.

Az elektronikus papír – monokróm és színes EPD kijelzők

Az E-papír, illetve EPD (Electronic Paper Display) kifelezések olyan opto-elektronikai kijelző technológiát takarnak, mely a hagyományos papíron fekete vagy színes tintával írott szöveg természetes fényben való olvashatóságát közelíti meg elektronikus úton. Ezek az eszközök általában sokkal jobb megjelenítést biztosítanak, mint a hagyományos folyadékkristályos, vagy TFT kijelzők, mivel a kontrasztjuk, betekintési szögük sokkal nagyobb azokénál, és a külső fényt verik vissza ahelyett, hogy saját fénykibocsátással jelenítenének meg tartalmakat, hasonlóan, mint a hagyományos papírra nyomtatott médiák. Az ideális e-papír direkt napfényben is jól olvasható, sokszor kontrasztosabb, mint az újságpapíron megjelenő szöveg. A más technológián alapuló elektronikus kijelzőkkel szemben az E-papír olvasásakor a szem kevésbé fárad, ráadásul energiát csak a tartalom változtatásakor fogyasztanak, a statikus kijelzéshez nincs szükség táplálásra. Jelen írásunkban a technológia alapjaival, előnyeivel és hátrányaival szeretnénk megismertetni az érdeklődő kollégákat, az Endrich által forgalmazott E-papír kijelzők bemutatásán keresztül.

Chip antennák navigációs alkalmazásokhoz (GPS/GLONASS)

A műholdas navigációs rendszerek olyan térinformatikai rendszerek, melyek autonóm helymeghatározást tesznek lehetővé a hosszúsági, szélességi fokok, illetve a magassági adatok szatellitek által kibocsátott rádióhullámok segítségével történő számításával a földi, légi, illetve vízi közlekedés számára. Az amerikai NAVSTAR Global Positioning System (GPS) és az orosz GLONASS rendszer globális helymeghatározásra képesek, de ilyen rendszer lesz az Európai Unió által fejlesztett GALILEO és a kínai COMPASS is. A globális rendszerek mellett számos helyi rendszer is működik. A műholdak által kibocsátott jelek vételére és helymeghatározásra rengeteg vevőegység kerül kifejlesztésre napjainkban, melyek fennakadásmentes működésének egyik kulcsfontosságú eleme az antenna.

SiTime MEMS oszcillátorok

A mikro elektro-mechanikai rendszerek (MicroElectroMechanicalSystems - MEMS) a nanotechnológiát ötvözik az elektromechanikával. A MEMS definiciója : a miniatűr mechanikai és elektromechanikai elemek, az őket vezérlő mikroelektronikával kis vákumkamrába zárt rendszere. Olyan eszközök, mint például a szenzorok, vagy az aktuátorok létrehozhatóak MEMS energiaátalakítókként. Mikroszenzorok esetén ezek az energiatalakítók a mért mechanikai jelet elektromos jellé alakítják. A MEMS gyártástechnológiából adódó költségcsökkentés és a miniatürizálás nyújtotta előnyök számos érdekes felhasználási területen nyitnak utat ezeknek az eszközöknek. Egy ilyen felhasználás a MEMS rezonátorokon alapuló oszcillátorokkal történő időzítés. Ez az írás a SiTime MEMS megoldásain keresztül igyekszik bemutatni a technológiát.

GSM technológia ipari felhasználásra – GSM, UMTS vagy LTE modulok használata

Manapság egyre többször találkozunk olyan fogalmakkal, mint az IoT, Smart Home, Industry4.0. Mindegyik elnevezés mögött ipari környezetben működő szenzorok, adatgyűjtő és kiértékelő modulok, orvoselektronikai, vagy éppen bizton-ságtechnikai rendszerek – együttesen intelligens eszközök – bonyolult háló-zata áll, melyek közös tulajdonsága az Interneten keresztül való kommuni-káció. A fenti területek bármelyikén tevékenykedő fejlesztőcég számára jelentős piacok nyílnak meg és komoly forgalmat lehet realizálni. Az alapvető kérdés a fejlesztőmérnök számára az, hogy melyik vezeték nélküli technológia illeszkedik leginkább a tervezett felhasználáshoz, hiszen bonyolult rádiós modulokkal kell megvalósítani az adatátvitelt az intelligens eszköz és a hálózat között. Ez a témában kevésbé jártas mérnöknek ez komoly kihívást jelenthet.

A keskenysávú IoT technológia alkalmazása szenzorhálózatokhoz

Az Endrich GmbH a 2018-as Electronica kiállításon Münchenben, a Deutsche Telekom és leányvállalata a T-Systems Magyarország támogatásával élő NB-IoT tesztrendszert állít üzembe, melyen egy egyszerű hőkamera képét továbbítja UDP porton keresztül egy alkalmazásszerverre, mely gondoskodik a hőeloszlás vizuális megjelenítésről az Interneten keresztül.

GSM technológia ipari felhasználásra – GSM, UMTS vagy LTE modulok használata

Manapság egyre többször találkozunk olyan fogalmakkal, mint az IoT, Smart Home, Industry4.0. Mindegyik elnevezés mögött ipari környezetben működő szenzorok, adatgyűjtő és kiértékelő modulok, orvoselektronikai, vagy éppen bizton-ságtechnikai rendszerek – együttesen intelligens eszközök – bonyolult háló-zata áll, melyek közös tulajdonsága az Interneten keresztül való kommuni-káció. A fenti területek bármelyikén tevékenykedő fejlesztőcég számára jelentős piacok nyílnak meg és komoly forgalmat lehet realizálni. Az alapvető kérdés a fejlesztőmérnök számára az, hogy melyik vezeték nélküli technológia illeszkedik leginkább a tervezett felhasználáshoz, hiszen bonyolult rádiós modulokkal kell megvalósítani az adatátvitelt az intelligens eszköz és a hálózat között. Ez a témában kevésbé jártas mérnöknek ez komoly kihívást jelenthet.

MEMS oszcillátorok használata hagyományos kristály rezonátorok kiváltására

Úgy, mint az emberi test számára a szív, minden digitális elektronikai eszköznek létfontosságú az ütemet adó „metronóm”, a megbízható, stabil és hosszú élettartamú időzítő áramkör. A tervezőmérnökök leggyakrabban kvarckristály rezonátorokkal valósítják meg ezt a kritikus feladatot, ami az olcsóbb ár ellenére sok nehézséget okoz, és kompromisszumot feltételez, és esetenként hibaforrásként jelentkezik az alkalmazás életciklusa egy későbbi szakaszában. Felmerül a kérdés, hogy nem érdemesebb-e drágább, de robosztusabb kivitelű oszcillátort alkalmazni? Írásunkban körüljárjuk ezt a témát, úgy, hogy az oszcillátor technológiák közül a MEMS alapú megoldások további előnyeit is bemutatjuk.

Új Fibocom LPWA modemek az Endrich kínálatában

Az elektronikai ipart napjainkban meghatározó piaci trendek az IoT eszközök alkalmazásának ugrásszerű növekedése irányába mutatnak, szenzorhálózatok gyűjtik az adatokat körülöttünk, a felhő alapú adatbázisokban felépülő BIG DATA kiértékelése lesz a jövő informatikusainak legfontosabb feladata. Cikkünkben azt tárgyaljuk, hogy az egyik legismertebb LPWA ( Low Power Wide Area) technológia - a keskenysávú IoT (NB-IoT) - milyen módon és eszközökkel képes eljuttatni a szenzor adatokat a felhőbe. Ezt a FiboCom MA510 és N510 GSM modemjei, és az Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH - a nürnbergi Embedded World 2020 kiállításon bemutatásra kerülő - IoT megoldásának ismertetésén keresztül tesszük meg.

MEMS oszcillátorok használata vezetékmentes kommunikációt használó hordozható készülékek telep élettartamának növelésére

A digitális elektronikai eszköz mikrovezérlője számára szükséges órajelet a tervezőmérnökök ma még leggyakrabban kvarckristály rezonátorokkal állítják elő meg, ami az oszcillátorokkal összevetve az olcsóbb ár miatt kétségtelenül vonzó megoldás, viszont használatuk esetenként kompromisszumokat feltételez, és potenciális hibaforrásként jelentkezik az alkalmazás életciklusa egy későbbi szakaszában. Amennyiben elemes táplálású, valamilyen vezetékmentes kommunikációra képes, akár hálózatba kötött IoT eszközről beszélünk további, az elem élettartamával kapcsolatos szempontokat is figyelembe kell venni. Kísérleti úton igazolt tény, hogy egy BlueTooth LE modul fogyasztása fordítottan arányos annak „alvásban töltött” idejével, és az ebben az állapotban az időzítést biztosító 32,768 kHz-es valósidejű óra (RTC) pontossága (SCA – Sleep Clock Accuracy) közvetlen hatással van az elem élettartamára. Cikkünkben megmutatjuk, hogy a szokásos kristály rezonátorokat MEMS alapú oszcillátorokkal helyettesítve milyen előnyöket élvezhetünk.

Okos energiaelosztó rendszerek a gyakorlatban

Az energia a természettudomány és mindennapjaink meghatározó fizikai fogalma, a fizikai, kémiai és biológiai rendszerek változatos formában, mozgási energiaként, elektromos energiaként, kémiai energiaként hasznosítják. Az energiaátalakítók, mint az emberi test, az élőlények általában, az ember készítette eszközök, például a villamos motorok, transzformátorok, akkumulátorok az energia egyik formáját másikká alakítják, mindeközben sajnos veszteségeket termelnek, mely egy újabb energiafajta – általában hőenergia formájában jelenik meg. Az energiamegmaradás jól ismert törvénye szerint zárt rendszerben az összes energia mennyisége állandó marad, és igyekszünk a hasznosíthatatlan energia mennyiségét, - amit mi veszteségnek értékelünk - csökkenteni, a rendszer „hasznosságát”, azaz hatásfokát növelni. A zárt rendszer számára rendelkezésre álló és az rendszerek működéséhez pillanatnyilag igényelt energia csak úgy illeszthető jó hatásfokú egységgé, ha az energiaelosztást a dinamikus priorizálás, a megfelelő időben való rendelkezésreállás elvét figyelembevéve intelligens módon valósítjuk meg. A természet megteszi ezt magától például az emberi test működtetésekor, a mai kor mérnökeinek feladata, hogy ezt átültesse a technológia világába is, és mind a villamos energiaelosztó-hálózatok (smart grid), mind a mikroközösségekben (smart home, smart factory), mind pedig az egyes villamos készülékekben is hasonló intelligens energiaelosztást valósítson meg. Írásunkban egy lehetséges megoldást, a német Olmatic cég mesterséges intelligencia alapú energiaelosztó rendszerét mutatjuk be, mely bevezetése Európában az Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH támogatásával történik.

Endrich IoT infrastruktúra – az Endrich Cloud Database szolgáltatás és a hozzá kapcsolódó hardver fejlesztések

Napjaink egyik legfontosabb kihívása az ipari folyamatok digitalizálása, a hagyományos gépek kiegészítése adatgyűjtő szenzorokkal, az ezeket vezérlő kis fogyasztású és nagy tudású mikrokontroller alapú elektronikával, a vezetékmentes kommunikációt lehetővé tévő rádiófrekvenciás, például valamely GSM technikával működő modulokkal, melyek segítségével megvalósul a sok mindenre felhasználható adatok gyűjtése, a „BIG DATA” építése. Az Ipar 4.0 elvárásainak megfelelő működéshez szenzorok adatainak tömkelegét kell központi adatbázisba szervezni a későbbi feldolgozás számára. Mindehhez ökoszisztémát az IoT, a „dolgok Internete” kínál. Írásunkban az Endrich GmbH, Európa egyik vezető elektronikai alkatrészforgalmazója által készített demonstrációs célú IoT infrastruktúra modell alapján áttekintjük a lehetőségeket és megismerkedünk egy konkrét keskenysávú technológiával működő GSM modemmel és a cég által az IoT fejlesztők munkáját segítő ingyenes felhő alapú adatbázis szolgáltatással is.

SiTime MEMS oszcillátorok programozása – a Time Machine II TM

A Magyar Elektronika korábbi lapszámában már részletesen bemutattuk a digitális elektronikai eszközök számára létfontosságú ütemet adó „metronóm”, a megbízható, stabil és hosszú élettartamú időzítő áramkörök új generációját - a MEMS oszcillátorokat. Az ezzel a technológiával gyártott oszcillátorok számos előnnyel bírnak a hagyományos kvarckristály rezonátorok alkalmazásához képest, mely utóbbi az olcsóbb ár ellenére sok nehézséget okoz, és sok esetben a tervező kompromisszumot kénytelen kötni, mely hátrányként jelentkezik az alkalmazás életciklusának egy későbbi szakaszában. A témáról szóló legújabb cikkünkben szeretnénk megmutatni, hogy milyen egyszerűen állíthatunk elő tetszőleges paraméterekkel ellátott időzítő áramkört saját magunk a SiTime Time Machine IITM asztali programozó készülékével.

Az Endrich IoT ökoszisztéma – hardver fejlesztések

A komponens gyártók érdekesebbnél érdekesebb és egyre olcsóbb szenzormegoldásaikkal fizikai jellemzők széles skálájának érzékelésére nyújtanak manapság megoldást. A klasszikus érzékelés, mint a környezeti tényezők (hőmérséklet, légynyomás, páratartalom) mérése, a mozgásérzékelés, világításvezérléshez használt fényérzékelés és a betörésvédelem szenzorai mellett megjelennek olyan korábban futurisztikusnak tűnő feladatokra szánt érzékelők, mint például a kommunális hulladékgyűjtők telítettségének függvényében megvalósuló szemétszállítás, az saját feltöltöttségét figyelni képes áruházi polc vezérelte önműködő árurendelés vagy az önvezető autó rendkívül összetett rendszere. Napjaink egyik legfontosabb mérnöki kihívása, hogy a korábbi időszakban minket körülvevő érzékelők számát sokszorosan meghaladó számosságú eszköz által küldött adatot gyűjteni, gazdaságosan továbbítani és tárolni tudjuk. Ezt megkönnyíti az adattárolás árának drasztikus csökkenése és az a tény, hogy sok szakember szerint az adatvesztés kockázata vagy az adatok elpazarlásából származó későbbi versenyhátrány ma többe kerülhet, mint az adatok tárolása még akkor is, ha jelenleg nem vagyunk képesek ezek feldolgozására, vagy még nincs szükségünk erre.

Elektromechanika

Hűtőventilátorok

Az Endrich GmbH számára lassan 10 éve, A Novitronic A.G. megvásárlásával nyílt lehetőség arra, hogy hagyományos alkatrészkínálatát kiegészítve hűtőventilátorokat is kínáljon partnerei számára. Elsősorban magas minőséget képviselő, gyakran egyedi kialakítású megoldásokkal igyekszünk a mérnökök figyelmét az általunk képviselt gyártók termékeire irányítani. Most induló cikksorozatunkkal szeretnénk az áramköri hűtéstechnika, mint fontos tervezési szempont kérdéskörét körbejárni az NMB, ETRI-Ecofit, AVC és ADDA axiális ventilátorok és radiális blowerek jellemzőinek áttekintésével.

Elektromechanika

Rendszerhűtés méretezésének kérdései axiális DC hűtőventilátorok alkalmazásakor

A hűtés korunk elektronikájának egyik legfontosabb kérdése, mert felhasznált aktív és passzív komponenseink élettartama nagyban függ attól, hogy az átfolyó áram keltette hőt milyen hatékonyan vezetjük el a külvilág felé. A helyesen megválasztott hűtőbordák és maga a nyomtatott áramköri lemez kialakítása is nagyban hozzájárul a kielégítő hőelvezetéshez, azonban bizonyos esetekben aktív hűtésre, például kényszerített légmozgatásra van szükség. Ennek pontos méretezésével sok esetben nem bajlódnak a tervezőmérnökök, mert csak a funkcionalitásra fókuszálnak, és egy találomra kiválasztott ventilátorral megoldják a kérdést, ami a mechanikai méretek szükségtelen növelését, vagy rosszabb esetben a hűtés alul-méretezését vonja maga után. A mai miniatürizálási trendek nem engedik meg a felesleges térfogatot és a verseny pedig kikényszeríti a megbízhatóságot. Így a hűtés tervezésére a tervezés korai fázisában sort kell keríteni. Szem előtt kell tartani, hogy nem csak az elsődleges funkció a fontos, hanem a teljes rendszer, hiszen csakúgy, mint áramkörvédelem nélkül, hűtés nélkül sem biztosítható ez a funkció hosszú távon, megbízhatóan és takarékosan. A kielégítő hűtési megoldás néhány fontos szempontját tárgyalja cikkünk.

Elektromechanika

A hűtésteljesítmény befolyásolása axiális hűtőventilátorok alkalmazásakor

Cikksorozatunk előző részeiben áttekintettük az axiális DC hűtőventilátorok méretezésének és munkapontbeállításának kérdéseit annak érdekében, hogy az elektronikai rendszerünkben keletkezett hő kényszerített légáramlással való elvezetése a lehető leghatékonyabban valósuljon meg. Bemutattuk a szükséges légmennyiség számítását, és a készülék statikus nyomás – légáram (rendszer impedancia) görbéjének ismeretében meghatároztuk azt a statikus nyomástartományt, amit a hűtéshez minimálisan szükséges légáram biztosításához a ventilátornak le kell győzni. Az esetek nagy részében a gyártói katalógusban találunk olyan ventilátort, ami a szükséges légmennyiséget ezen nyomásértéken képes szállítani, de mit tehetünk akkor, ha valamilyen oknál fogva ez az eszköz nem használható, például nem áll elegendő hely a beépítéséhez. Ebben az írásban áttekintjük azokat a módszereket, melyekkel befolyásolhatjuk a szállítható légymennyiséget, illetve az elérhető légnyomást adott eszköz alkalmazásakor. Megvizsgáljuk a fordulatszámváltoztatás lehetőségeit, illetve azokat az eseteket, amikor egynél több eszköz felhasználásával jutunk kielégítő megoldáshoz.