Elektroniktidningen november 2019

NR 11 NOVEMBER 2019

ELEKTRONIK TIDNINGEN

TEMA: EMS, PRODUKTION & BYGGSÄTT

TESTAR SIN EGEN MEDICIN

Ericsson storsatsar på att industrin ska se fördelarna med 5G. En kund är den egna basstationsfabriken i Tallinn, som ska bli effektivare. /12–15

KONFERENS:

MIDSUMMER:

AI dominerade inbyggnadsmässan ECS

Satsar på många maskiner som gör små solceller

/10–11

/16–18

PRENUMERERA KOSTNADSFRIT T! ETN.SE/PREN

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

Tidningshuvud

05-12-12

14.29

INNEHÅLL ETN 11/19

Sida 1

Utges av Elektroniktidningen Sverige AB adress: Folkungagatan 122, 4 tr, 116 30 Stockholm. telefon: 08-644 51 20 | www.etn.se bankgiro: 5456-3127 redaktion: Anna Wennberg (ansv. utg.), Per Henricsson, Jan Tångring.

22

grafisk formgivning och layout: Joakim Flink, TYPA jocke.flink@typa.se annonser: Anne-Charlotte Sparrvik, 0734-17 10 99 | e-post: ac@etn.se

26

prenumeration: webb: etn.se/pren | e-post: pren@etn.se telefon: 08-644 51 20

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

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

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

4

28

En titt inunder Microsofts cyberglasögon Suni Acharya på Microsoft delar med sig av innehållet i Hololens2, den andra generationen av ett holografiskt AR-headset, som just släppts i delar av världen.

8 20

Så används begagnade batterier I London hittar vi Hans Eric Melin i full färd med att mäkla affärer kring begagnade ­ atterier – en gryende jättemarknad. b EXPERT: Impedansanpassade ­mönsterkort Numera är det snarare regel än undantag med impedansanpassade ledare på mönsterkort. Esbjörn Johansson på Malmö Mönsterkort beskriver detaljer som påverkar resultatet.

4 22 26 28

EXPERT: IPC sluter cirkeln IPC har länge certifierat enskilda ­personer enligt sina standarder. Den som vill ta nästa steg kan IPC-certifiera hela fabriken, skriver Lars Wallin på IPC. EXPERT: AI ska göra ytmonteringslinan felfri Från miljontals datapunkter till ett enda klick. Vad blir nästa steg för deep learning i ytmonteringslinan? En artikel av Mycronic. EXPERT: Digitala tvillingar i energi- och processindustrin Energi- och processindustrin har ­förlitat sig på regelbundna inspektioner och ­statistisk analys av historiska data. Digitala ­tvillingar öppnar helt nya möjligheter att optimera underhållet, skriver Nina Ewerlöf på Ansys.

LEDARE

Elektrifieringens tryffeltaxar Återvinnare vill att vi ska krossa begagnade litiumbatterier och ta hand om råämnena. Men det finns ett ännu bättre mellanled som vi inte får glömma: återbruk. Anne-Charlotte Sparrvik Ansvarar för sälj- och ­marknadsföring. ac@etn.se | 0734-17 10 99 © Elektroniktidningen 2019 upplaga: 13 500 ex (exkl. emagasin) Allt material lagras elektroniskt. issn 1102-7495 Organ för SER, Svenska Elektrooch Dataingen­jörers Riksförening, www.ser.se Tidningen trycks på miljövänligt papper hos Stibo Complete. omslagsbilden: Ericssons basstationsfabrik i Tallinn. foto: Ericsson

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

Uppmuntrande nog är marknaden för återbruk redan igång. De begagnade batterierna går till exempel till energilager. Det är den kanske första tillämpning man tänker på, eftersom densiteten inte är viktig. Men inte bara dit. Till och med Nissan och Tesla försöker återanvända gamla batterier i nya bilar. Det skulle inte jag ha gissat på innan jag pratade med Hans Eric Melin – se intervjun på sidan 8. Han är en tryffelhund för klimatet. Tryffelhundar spårar upp värdefull svamp. Hans Eric Melin spårar upp och markerar för företag med fina begagnade batterier. Sedan leder han dem till företag som har nytta av dem. Du tillverkar alltså ett batteri – men får två, eller tre av helt godkänd kvalitet. Så fungerar återbruk. Återbruksvärdet på begagnade litiumjonbatte-

rier kommer om några år att vara helt okej – det kan idag ligga på kanske grovt räknat hälften av vad nya litiumjonceller kostar att tillverka idag. De stora volymerna av litiumjonbatterier ligger i framtiden. Elbilarnas batterier – det är där de stora volymerna kommer att finnas – kommer att hålla i tio år i sitt första bruk. Både återbruk och återvinning i meningsfulla volymer är teknik som nästan helt ligger i framtiden. Vilket gör det extra trevligt att handeln redan startat. Trots de relativt små volymer det ännu handlar om, jämfört med framtiden, är återbruk redan ekonomiskt motiverat. Till glädje för miljö och klimat. Jag associerar Hans Eric Melin inte bara till en tryffelhund utan också till människor som plockar aluminiumburkar i sopkorgar och söker igenom varuhusens svinn-containrar. Goda insatser – den ena i en smutsig gränd, den andra i en fin salong på finansmarknaden i London. JAN TÅNGRING jan@etn.se



START BLOCKET

Tekniken bakom Microsofts cyberglasögon Tänk dig en arbetsplats där du kan visualisera allt du behöver när det behövs i form av ett hologram. Du kan röra vid, ta tag i och flytta det, nästan som om det vore ett fysiskt föremål. Lite science fiction kan tyckas, men det är exakt vad Microsoft siktar på med sitt Hololens-koncept. Sunil Acharya avslöjar för första gången sensorerna under skalet på den andra generationen av Hololens.

H

ololens är inte enkel att beskriva. Det är ett holografiskt AR-headset som Microsoft väljer att presentera som mixed reality. Likt förstärkt verklighet (AR) blandas här den verkliga världen med den virtuella. Men till skillnad mot AR – där saker är framför dig och följer med dig när du rör dig – visar mixed reality hologram som ligger stilla i tid och rymd. – Hololens är en dator på ditt huvud. Den skapar hologram framför dig och du kan interagerar med den fysiska och den

virtuella världen på samma gång, säger Suni Acharya, som arbetar med utvecklingen på Microsoft. Den första versionen – Hololens 1 – har funnits ett tag. Först släpptes den till utvecklare och företag i USA och Kanada, och för knappt två år sedan kom den till Sverige. J AG T E S TA D E D E N i september, när jag besökte Microsofts huvudkontor i Seattle. Det var riktigt häftigt att se en haj vila i luften mitt framför ögonen – och att obehindrat kunna gå runt hajen, se den bakifrån, när jag själv rörde mig i rummet. Tyvärr satt enheten inte riktigt bra på huvudet. Det är också en detalj som Microsoft lagt stor vikt vid att förbättra i den nya version som just släppts i USA, och att antal andra länder. Den första generationen rekommenderas att bäras högst en timme eller två åt gången, men tanken är att en enhet ska kunna bäras bekvämt i flera timmar under en arbetsdag. – Vår andra generation, Hololens 2, är stor men betydligt

bekvämare. Vi har lagt mycket tid på att studera demografi och hur skallen är formad, säger Suni Acharya, på Mems & Imaging Sensor Summit, som nyligen gick i franska Grenoble. – Hur bekväm den är beror på väldigt många detaljer, men handlar till stor del om hur vikten är distribuerad, B AT T E R I E T Ä R T I L L E X E M P E L numera monterat på baksidan, så att belastningen på nacken minskat. Likaså har hårdvaran distribuerats över enheten på ett annat sätt än tidigare, så att headsetet ska känns mer balanserat. – Det är lite av den hårdvaran, främst sensorerna, som jag nu för första gången kommer att berätta om, säger Suni Acharya. Suni Acharya hamnade på Microsoft när företaget köpte den lilla sensorspecialisten Canesta för tio år sedan. Innan köpet hade Canesta uppmärksammats för en teknik som gjorde att det gick att styra en tv med gester. – I tio år jobbade jag med att utveckla 3D-sensorer som

använder Time-of-Flight-teknik. Därefter har jag arbetat lika länge på Microsoft med att ta in teknik, först i konsolen Xbox och sedan i Hololens, säger han och tillägger: – Nu är vi inne på den fjärde generationen med en pixelstorlek på 3,5 µm. Det är industrins mest avancerade ToF-sensor. Time-of-flight (ToF) används för att få djupseende. I sitt ur­ FAKTA

Under skalet på Hololens2 Med siktet ställt på sensorer hittar du fyra vanliga kameror, två ir-kameror för ögonföljning, en ToF-sensor för djupseende, en 8 Mpixelkamera för stillbilder och en IMU (inertial measurement unit). Skärmen använder genomskinliga holografiska linser (vågledarteknik) med upplösningen 2k-ljusmotorer. För databearbetning finns en Qualcomm Snapdragon 850 samt en holografisk ­processor (HPU). Inbyggt finns även minne, wifi-anslutning, USB, Bluetooth, högtalare och mikrofoner. Enheten väger 566 gram.

Hololens 2 är späckad med sensorer.

Den nya generationen sitter bättre på huvudet.



Hololens 2 är en dator med wifi-anslutning.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

sprung bygger tekniken på att man mäter tiden från det att ljuset skickas ut tills att det reflekterade ljuset kommit tillbaka. N U M E R A T I T TA R allt fler företag på så kallad indirekt ToF-teknik. Det innebär att det utsända ljuset moduleras med en sinusvåg, varmed fasskillnaden mellan skickat och mottaget ljus detekteras. Det är en sådan 1 Mpixel-sensor ­Microsoft utvecklat och använder i Hololens 2. – ToF-sensorns främsta uppgift är att följa handens rörelser och att hålla koll på omgivningen. För att skapa en bild av omgivningen har enheten fyra kameror som ser över hela spektrumet av synligt ljus. Data från kamerorna kombineras med IMU-data, det vill säga data från accelerometrar, magnetometrar och gyron. – Med detta bygger vi en karta av den fysiska världen. Vi använder något som kal�lad 6DoF-transformation, som gör att vi spårar både position och vinklar i tre dimensioner. Vi måste säkerställa att inget tappas bort under spårningen. – Slutligen använder vi detta data för att rendera. Det sker i vår HPU, som tillåter att vi visar hologram och i realtid korrigera för alla huvudrörelser som sker. HPU, kort för Holographic Processing Unit, är en ”holografisk” processor som Microsoft skräddarsytt för uppgiften. – Algoritmerna stöds av neurala nätverk och ger mellan 17 och 21 leder i handen. Det ger naturliga handrörelser och skapar en haptisk funktion som gör att du kan leka med hologrammet, som reagerar tillbaka. NY T T I H O LO L E N S 2 är att två irkameror stoppats in i enheten. De används för biometrisk inloggning, automatisk visnings­ inställning (auto view tuning)

samt ögonföljning. Den automatiska visningsinställningen är viktig för att displayen ska kunna anpassa sig och presentera ett hologram för en viss individ. – Olika personer har väldigt olika ögon, olika form, avstånd mellan pupiller, de sitter olika djupt och så vidare. Kamerorna för ögonföljning måste kunna hantera olika utseenden och om användaren bär glasögon. Suni Acharya avslöjar även att man gömt LED:er i enheten. LED:erna följer ir-kamerorna och är där för att stödja algoritmerna som är baserade på så kallad glints tracking. – Vi använder DNN-algoritmer för ögonföljningen. DNN är djupa neurala nätverk och väldigt synonymt med att bygga en 3Dmodell likt hur vår hjärna tänker. M E D H J Ä L P AV de avancerade algoritmerna och den holografiska processorn beräknar systemet i realtid ögonens position och blicken genom att betrakta olika delar av ögat, exempelvis pupillen och mönstret i iris. Under hela sin presentation betonar Suni Acharya att det ”nya Microsoft” är öppet. Han menar att vågen av mixad verklighet driver på öppenhet till skillnad mot den tidigare datorvärlden som begränsades av stängda ekosystem Hololens2 stödjer exempelvis öppna API:er och drivrutiner. – Du kan använda vanliga utvecklingsplattformar som Unity, Unreal och Vuforia för att skapa upplevelser. För att få utvecklare att börja bygga appar och upplevelser för mixad verklighet har Microsoft skapat utvecklingsprogrammet HoloLens 2 Development Edition. Till det kan alla ansöka.

Suni Acharay i Grenoble.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

Vi söker elektronikingenjörer som vill utveckla morgondagens teknik Vi söker just nu juniora och erfarna elektronik­ ingenjörer till våra kontor i Gävle, Göteborg, Linköping och Stockholm. Hos oss får du arbeta med spännande och utmanande uppdrag åt våra kunder som återfinns inom telekom, medtech, fordons­, försvars­ och verkstadsindustrin. Du kommer att jobba in­house eller on­site hos våra kunder. Exempel på dina arbetsuppgifter/ansvar • Simulering • Hårdvarukonstruktion inom ditt område: analogt, digitalt, radio, kraft • Programmering i t ex VHDL, VeriLog, C++ • AD- och DA-konvertering Du kommer att utveckla elektroniklösningar enligt följande process:

ANNA WENNBERG anna@etn.se

Låter detta intressant? Läs då mer på:

www.syntronic.com/vacancies-europe

 One step ahead

START BLOCKET

Mycronic återvänder till halvledarindustrin

SER-KRÖNIKA

Mässa med djupdykning i test

Maskritar- och ytmonteringsspecialisten Mycronic satsar återigen på halvledarbranschen. Den nya laserritaren SLX siktar in sig på de övre lagren i maskstacken där ledarbredderna är lite större.

Det tillverkas ungefär 600 000 fotomasker per år för halvledarindustrin varav 70 till 75 procent är enklare fotomasker ritade av laserbaserade maskritare. Fokus för branschen har dock varit på de undre lagren som kräver extremt smala ledarbredder och hög precision. Dagens mest avancerade processer är på väg mot en kanallängd på 5 nm. Många av de installerade maskritarna för de övre lagren är mellan 15 och 25 år gamla vilket gör dem komplicerade att underhålla och dyra i drift, skriver

Mycronic i ett pressmeddelande. Här ser företaget en möjlighet att komma in när dessa ska bytas ut. Dessutom satsar Kina hårt på att bygga upp egen halvledartillverkning vilket också driver efterfrågan. Den nya SLX-maskinen för halvledarindustrin baseras på samma teknik som företagets produkter för bildskärmar, inklusive det nya styrsystemet Evo. Den första planerade leveransen av SLX är runt årsskiftet 2020/21. PER HENRICSSON

per@etn.se

GÄSTTYCKARE

Sverige behöver innovativa och modiga start-up-företag N ÅG R A AV D E M E S T S PÄ N N A N D E småföretagen vi har i vårt land kan känna en oro inför att närma sig större leverantörer inom såväl utveckling som produktion. Ur en empirisk och intellektuell synvinkel är detta fullt förståeligt, men det finns definitivt företag som gärna lyssnar på småföretag. Note är ett av de företag som är intresserat av vilka behov och framtidsplaner som finns. Detta gäller oavsett om det är en start up eller ett gammalt familjeföretag. H I S TO R I E N F R Å N E T T A N TA L genomförda utvecklingsprojekt i samarbete med småföretag visar tydligt att det finns några fundamentala principer värda att beakta: l Totalkostnadsanalysen blir mer relevant tidigt i utvecklingen. l Det är väsentligt enklare att jobba effektivt i ett utvecklingsprojekt med en partner som har lokal närvaro. Ovanpå detta är det enklare att finna och allokera resurser. l Småföretag är ofta snabba på att ställa om sig efter nya förutsättningar. Utnyttja denna fördel och jobba med rätt partners från start så blir det bra i slutänden. l Skalbarhet i framtiden bör beaktas tidigt. Om produkten blir den succé som förväntats – när, var och hur ska den då produceras? l Våga även ställa de jobbiga frågorna när de dyker upp. Oavsett fas i projektet. V I PÅ N OT E V I L L G Ä R N A H Ö R A M E R om vad såväl små som stora företag i Sverige har i rockärmen inför framtiden.

JONAS ALEXANDER SÖDERLUND Business Development Manager, Note



E M B E D D E D CO N F E R E N C E (ECS) på Kistamässan är nu avklarad. Det blev ett trevligt tillfälle för styrelsen att träffa några nya och gamla medlemmar. Den här gången hade vi gjort en satsning på en föredragskväll efter Embedded Conference med två föredrag om testning av inbyggda system. De gick lite djupare än de korta föredrag som fanns på ECS. Det var två föredragshållare som är leverantörsoberoende från Mälardalens högskola som talade testning av komplexa inbyggda system. D E T VÅ F Ö R E D R AG E N gjordes av världsledande forskare inom quality assurance. Det blev flera intressanta diskussioner kring kvalitetssäkring. Inbyggda system har snabbt utvecklats till att bli mycket komplexa system-av-system med stora mängder av programvara i heterogena datorsystem. Föredragshållarna är kursansvariga inom två kurser i programmet med inriktning på ”Quality Assurance”. Det blev flera intressanta diskussioner kring aktuella säkerhetsproblem inom allt från medicinsk utrustning till havererande flygplan. D E T A N D R A F Ö R E D R AG E T var inriktat på certifiering av säkerkritiska system där vi fick en kort översikt om hur standardiseringsarbetet har utvecklats och hur principerna ser ut för kvalitetsarbetet inom olika domäner som medicinsk industri, fordonsindustrin, flygindustrin och andra områden. Det här kursprogrammet fortsätter inom utbildningsprogrammet PROMPT (http://www.promptedu.se/).

STAFFAN SKOGBY Ordförande SER, Svenska Elektro- och Dataingenjörers Riksförening

KTH-linser kan krama 25 procent extra ur solceller En film av mikrolinser framför befintliga solceller gör att de kan dra nytta av det infraröda ljus som går dagens solcellers näsa förbi.

Bakom genombrottet hittar vi en forskargrupp som leds av Hans Ågren, professor i teoretisk kemi vid KTH. Han tror att tekniken går att kommersialisera. – Vi har analyserat detta noggrant – eller så noggrant det går i detta stadium – och det är grönt ljus. Filmen kombinerar en speciell typ av nanopartiklar med mikrolinser och kan appliceras ovanpå vanliga solceller. – Vi har nått en tioprocentig effektivitetsökning utan att på något sätt optimera tekniken. Med lite mer arbete uppskattar vi att det skulle kunna gå att nå en 20 till 25 procentig effektivitetsökning.

Nästan hälften av solenergin består av infrarött ljus. Men de ljuskänsliga material som används i solceller, till exempel mineralen perovskit, har en begränsad möjlighet att reagera på infrarött ljus. E N M AT R I S av mikrolinser modulerar ljuset. Metoden kan förbättra prestanda på solceller baserade på uppkonverterande nanopartiklar, som färgsensibiliserade solceller. Hans Ågren och två forskarstudenter – Haichun Liu och Qingyun Liu – har kombinerat så kallade uppkonverterande nanopartiklar med kedjor av mikrolinser. Mikrolinsernas förmåga att koncentrera ljuset gör att nanopartiklarna kan omvandla energi redan vid svag ljusbestrålning. JAN TÅNGRING

jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

START BLOCKET

Smart handbok i uppdaterad version Den ska hjälpa allt från utvecklare och inköpare till producerande företag att prata samma språk. Det undviker missförstånd och kvaliteten på slutprodukterna blir högre. Nu finns version två av Smartare Elektronikhandboken. Den är lite mer teknisk och här finns dessutom exempel på hur man INTE ska göra.

– Det har varit ett fantastiskt mottagande i branschen av den första upplagan av handboken vilket gav mersmak, säger Maria Månsson, ordförande i Smartare Elektroniksystems Värdekedjaråd, men till vardags på konsultbolaget Prevas. Redan när den första versionen av handboken släpptes den 14 februari i fjol stod det klart att det skulle komma en andra. Nu är den färdig. Den finns att ladda ner kostnadsfritt som pdf. Som komplement finns fyra bilagor plus mallar och en checklista.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

Version 2.0 av handboken har fått en ny disposition som följer en produkts resa från utvecklingslabbet till fabriken. Precis som tidigare behöver man inte läsa boken från pärm till pärm, det går bra att välja enstaka kapitel. D E S S U TO M H A R I N N E H Å L L E T

arbetats om och kompletterats med tumregler. Det har också tillkommit mer tekniskt innehåll som i första hand riktar sig till personer som sysslar med utveckling. – Tidigare har vi nämnt design-for-excellence, nu dyker vi ner och förklarar vad man ska tänka på rent tekniskt, säger Maria Månsson. Samtidigt har det inte blivit en tung bibel. Den som verkligen vill grotta ned sig i detaljer får söka sig till något av verken som listas i den nya litteraturförteckningen. Ett helt nytt kapitel handlar

om hur man INTE ska göra. Varje exempel är markerat med en dödskalle för att undvika missförstånd. – Vi var lite tveksamma om vi skulle ha med det. Det är svårt med ironi. Men det är så mycket erfarenhet och visdom samlade i antiråden att vi valde att köra. Precis som tidigare finns det tre bilagor i form av pdf:er. Det är en ordlista, en bilaga som handlar om direktiv och regelverk liksom en bilaga om tillförlitlighet. Nytt för denna gång är en bilaga med litteraturhänvisningar. Vidare finns 18 mallar och en checklista. Dessutom hänvisas till IPC:s checklista som finns på nätet. B A R A F Ö R AT T V E R S I O N T VÅ av handboken nu är klar innebär det inte att arbetet är slutfört. Handboken är ett levande dokument och kan uppdateras. Dessutom finns redan tankar kring en tredje version. Exakt

vad den ska utökas med vill dock Maria Månsson inte avslöja än. Har du synpunkter eller vill vara med och bidra till nästa utgåva, hör av dig till Mats Andersson, som är processledare, eller Maria Månsson. Kontaktuppgifterna hittar du i handboken som kan laddas ned från Smartare Elektroniksystem och Svensk Elektronik. PER HENRICSSON per@etn.se



START BLOCKET

Han ger begagnade batterier T

illverkningen av litium­ jonbatterier kommer att växa med en eller ett par magnituder under de kommande tio, tjugo åren. De behövs för elektrifieringen. Många tror att efterfrågan trots det inte kommer att kunna mötas. Återbruk av batterier kommer troligen bli en del av lösningen på detta. Återbruket gör som bonus elektrifieringen både mer ekonomisk och miljövänlig. Marknaden existerar redan. Konsulten Hans Eric Melin och hans företag Circular Energy Storage håller noggrann koll. – Det är många som fortfarande inte upptäckt den stora ­potential för återanvändning som batterier har. – Med sin långa livscykel kommer de ofta att överleva de apparater de sitter i, och få ytterligare ett liv i någon annan tillämpning. Det är ett helt nytt fenomen. Jag tror att litiumjonbatterier faktiskt är en av de mest cirkulära produkter som är i bruk idag.

Det klassiska exemplet är att återanvända bilbatterier i energi­ lager. Där är det mindre viktigt att batteriet tappat kapacitet. Men tillämpningarna är många fler. Återbruk kommer att göras i backupplösningar, mobil laddning, support till laddning av elfordon, med mera. – Det finns en växande marknad nedströms i Afrika inte minst på microgridsidan. Sedan tror jag att det alltid kommer att finnas utrymme för nischlösningar, både upp- och nedströms. – Det är det som är så fantastiskt med batterier, så länge det finns möjlighet att lagra energi i dem så har de ett värde. T I L L O C H M E D E L B I L A R använder återbrukade batterier. Och det gäller inte bara kinesiska och indiska trehjuliga fordon och så kallade låghastighetsbilar. Nissan försöker i första hand att återanvända sina gamla batterier i nya bilar. Ibland efter att en eller

JOHAN HANEKOM

Batterikonsulten Hans Eric Melin hjälper företag hitta ny användning för begagnade batterier. Det är en gryende jättemarknad – där Europa halkar efter.

Arbetsplatsen är oftare Londonmarknaden, men Hans Eric Melin håller kontakten med batterierna. Här med Nissan Leaf-batterier i en microgrid i Sydafrika.

flera moduler bytts ut. Det kallas återtillverkning. Också Toyota och Tesla gör det. – De flesta batterier som når end-of-life gör det inte för att de är uttjänta, utan för att bilen ­skrivits av efter en kollision, berättar Hans Eric Melin. Dessutom finns batterier som av olika skäl fallerar och behöver bytas.

– Om det sker sent i en garantiperiod, eller för den skull efter att garantin slutat gälla, så är ett återtillverkat batteri där varje enskild modul fortfarande är välfungerande, en god idé. Biltillverkare förväntas kunna serva en bilmodell i tio år efter att den utgått. Där finns ett stort behov av batterier som reservdelar.

Second life är en gryende mångmiljardmarknad Mellan idag och år 2030 kommer en terawattimme begagnade batterier att ges ett andra liv.

Deras pris kommer att ligga på i snitt 45 dollar/kWh. Marknadsvärdet blir totalt 45 miljarder dollar under de kommande tolv åren, varav merparten under de sista tre åren. Skattningarna kommer från Hans Eric Melin. Han håller koll på batteribranschens til�lämpningar, aktörer och på vad de sätter på marknaden i bland annat Europa, USA, Kina, Japan, Kanada, Australien och Sydkorea. – För elbilar utgår vi från varje enskild bil med korrekta vikter och kapacitetstal för deras batterier, medan vi använder medelvärden på till exempel mo-



biltelefoner och UPS-system. Han stämmer av med andras prognoser, jämför med historisk utveckling, applicerar egna modeller för end of life och gör en bedömning av fördelningen mellan återbruk och återvinning. – Det ger en ögonblicksbild av vad vi ser nu baserat på hur vi ser att företag agerar eller förväntas agera. Samtidigt handlar det till mer än hälften om ett historiskt material där batterierna ju redan finns på marknaden och det gör att vi kan vara ganska säkra i de kommande årens siffror. H U R V I K T I G T ÅT E R B R U K E T blir på sikt är däremot dimmigt. Vi befinner oss ännu bara i början av elektrifieringen. – Att säga vad som händer 2040 är som att vi 1990 skulle ha

förutspått dagens marknad och då fanns inte ens litiumjonbatterier i kommersiell tillämpning. Mina data sträcker sig till 2030. Därefter går det att extrapolera själva end of life-utvecklingen men det är nog väldigt svårt att säga vad som händer i övrigt på marknaden. Den enkla ekonomiska principen är att den högsta budgivaren får batterierna. Om köparen tror att batteriet går att återanvända, är detta vad som kommer att ske. B A L A N S E N M E L L A N ÅT E R V I N N I N G

och återanvändning kommer att bero av den tekniska utvecklingen. Men många faktorer spelar in. – Jag kan tänka mig att vi kommer att byta ut batterierna tidigare än vi gör i dag. Inte för

att de är dåliga men för att det kommit batterier som är bättre. Om energidensitet och produktionskapacitet ökar kan det alltså öka utbudet av second life-batterier. Men för att de ska återbrukas krävs att second life-marknaden är effektiv. Och kanske att marknaden för nickel och kobolt inte är ansträngd. Och att energilagermarknaden inte är mättad. – I så fall kommer vi att se fler batterier gå direkt till återvinning. Men just nu är det inte så mycket som tyder på det. – Dessutom har de flesta batterierna som inom de närmaste fem-tio åren kommer att nå end of life, inte den kemi som återvinnare främst efterfrågar. JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

24 / 7 / 365 www.buerklin.com

ett andra liv Hans Eric Melin och hans företag Circular Energy Storage hjälper till att få återbruket att hända. Han har hjälpt flera av de stora Internetföretagen i Silicon Valley att hitta användning för backuppbatterier i datacenter. Han har hjälpt energilagerföre­ tag att använda bussbatterier. Just nu arbetar han med ett stort telekomprojekt i södra Asien. E N E R G I B O L AG A N L I TA R honom för att sätta upp strategier för hur de kan försörja energilager med batterier. Och han hjälper fordons- och batteriföretag att hitta användning för sina batterier när de tjänat ut i sina huvudtillämpningar. Han brukade jobba på USA:s största batteriåtervinnare. – Jag såg att det saknades både data och stöttning i branschen. Operationsbasen är ­numera London, eftersom det är en ledande finansmarknad. Han tänker på energilagringsbranschen som närmast en del av kapitalmarknaden. – Specialiserade investmentbolag investerar i batterikapacitet på samma sätt som i fastigheter. Storbritannien är dessutom ett av de största länderna på förnyelsebar energi, med stort behov av utjämningskapacitet. – Så det händer väldigt mycket här på området. Här finns dessutom stora energibolag, inte minst inom olja och gas, som söker nya möjligheter där energilagring ses som en av de främsta.

finns i London. Den täcker han för att han också jobbar med batteri­ återvinning. Konkret handlar hans arbetsdagar om att ta fram affärs- och finansieringsmodeller, skapa partnersamarbeten och forma affärsplaner. – Idag handlar det mycket om att säkra tillgång på batterier för företag på lång sikt. Det gäller både för återbruksföretag och för återvinnare. Främst i USA och Europa. O C K S Å R ÅVA R U M A R K N A D E N

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

Han larmar för att Europa håller på att halka efter. Det ser ut som om Asien är på väg att lägga beslag på återbruksmarknaden – även den europeiska. Aktörer från både Kina och Sydkorea ­satsar stort i Europa inom såväl fordon och batterier som återbruk och återvinning. Södra Asien köper idag second lifebatterier från Kina och Europa kan snart göra detsamma. – Hastigheten är hög i Asien. Jag är orolig för att bilföretagen i Europa för mycket fokuserar på att klara de nya koldioxidutsläppen och för lite på elektrifiering som total game changer. E N NYC K E L S T R AT E G I kan vara att se till att hålla kontakten med sina batterier. Att inte bara sälja och glömma. Det är en av hans missioner: att få tillverkare att förstå att de inte längre kan sätta batterier på marknaden utan att ha en aning om huruvida de kommer att återvända till dem, eller ej. – Proterra och Rivian i USA och Baic och CATL i Kina har betydligt bättre kontroll på batterierna. Antingen genom olika leasing- eller swappinglösningar, eller på ett tekniskt plan där de själva blir attraktiva som mottagare av batterierna i framtiden eftersom det är de som kan skapa mest värde. – Jag tror att vi öppnar upp för asiatisk dominans även på den stationära sidan eftersom flera företag snart kontrollerar ­batteriernas hela livscykel. Det finns olika lösningar för hur återbruket sker rent tekniskt. Ibland återanvänds hela pack med sitt ursprungliga batteristyrsystem – Daimler och BMW gör i princip så. Andra plockar ner batterierna i moduler eller celler. Det kräver mer arbete men ökar flexibiliteten. Här krävs bra teknik för testning och gradering. – Allting är svårt när saker görs från början men många har hållit på med detta i fem, sex år. Det börjar att bli mer och mer moget.

Our services: n 1.5+ million articles from

500+ renowned manufacturers n 75,000+ articles in stock in Munich, Germany n 500,000+ additional articles readily available n Delivery promise:

Same day shipping for all orders received by 6pm n Online Shop: buerklin.com n Industry-focus line cards of well-known and reliable manufacturers n eProcurement solutions: OCI, API, electronic catalogs, EDI n Large teams of multilingual inside sales and field sales in Germany n Sales representatives in Italy, France, United Kingdom, Ireland,

Scandinavia, Eastern Europe, Brazil and the Middle East

www.buerklin.com YEARS

JAN TÅNGRING jan@etn.se



KONFERENS: EMBEDDED CONFERENCE SCANDINAVIA

Årets upplaga av den svenska inbyggnads­ konferensen ECS bjöd på huvudtalare från ­jättarna Google, IBM, Amazon, Cisco och Bosch. På programmet för de 1 856 besökarna – på ­Kistamässan i Stockholm – fanns 62 utställare och 58 tekniska seminarier.

JAN TÅNGRING

JAN TÅNGRING

MÄSSANS TREND. Besökarna blev filmade från alla håll och det ritades rektanglar runt våra kroppar – bildigenkänning var mässans stora demo-trend.

Fina besökare på årets in IAR: Återanvänd inte fulkod – så här tvättas den bort Att återanvända källkod blir snabbt lika kostsamt som att skriva om den från noll, om du gör på fel sätt. Här är rätt sätt, enligt Rafael Taubinger på svenska kompilatorjätten IAR.

”Code reuse, myth or ­reality” var rubriken han satt på en av ­mässans 62 seminarier. Kodåterbruk är inte gratis. Snittkostnaden ligger på 20 procent av att skriva helt ny kod, berättar Rafael Taubinger. Detta gäller om du återanvänder koden omodifierad. Vid minsta lilla ändring –vilket görs i hälften av alla fall – skjuter snittpriset upp till 50 procent. Källkodens kvalitet är avgörande för kostnaderna. Rafael Taubinger ger flera tips hur den kan hållas hög. Låg ­kodkvalitet höjer kostnader för både debug-



att den inte upptäcker en ging och underhåll. Till optimeringsmöjlighet. debugging går redan 80 Akta dig för programprocent av utvecklingskod plockad på nätet, så kostnaderna. kallad Soup (Software of Det första knepet är unknown pedigree). Är enkel psykologi: om den koden testad? Kan den som skriver koden från början vet att den ska Rafael Taubinger plockas ur sitt sammanhang och sättas in i ditt återanvändas blir den projekt som kanske har andra bättre. bivillkor? – Precis som du städar mycket bättre när föräldrarna kommer på besök. N Ä S TA T I P S är att följa en kodFörsök inte vara smart och standard, som Nasa C, CWE, hitta kluriga lösningar. PC- Lint, Misra-C eller Cert. Det – Det här är ett av mina kanske är regelsamlingar som förbjuder viktigaste tips! Finurlig kod är kod som erfarenhetsmässigt svår att förstå och svår att under- attraherar buggar. Reglerna hålla. Skriv läsbar och begriplig säger saker som att du inte ska kod istället! använda C:s standardtyper Det är inte ens säkert att den eftersom de betyder olika saker blir så effektiv som du tror. för olika kompilatorer, att du ska Kompilatorer optimerar på egen innesluta alla kodblock i parenhand. Din kluriga kod kan göra teser för att inte luras av layout

vart koden egentligen hör, och att du ska begränsa variablers räckvidd i koden för minimera risken för sammanblandning. Införandet av en kodstandard sänkte tvärt andelen buggar med 41 procent, i en studie. Programmera hellre i C++ än C – det är som regel enklare att återanvända. Seminariet utmynnar i egenreklam: C-Stat och C-Run är IAR:s egna verktyg för statisk och dynamisk kodanalys. De upptäcker tvetydigheter i deklarationer eller potentiella numeriska överflöden under exekveringen. Certifiering av kritiska system kräver automatiska analyser från verktyg av detta slag. De ger din kod en extra automattvätt och några fler fula fläckar fulkod försvinner. JAN TÅNGRING

jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

Han lär Arm programmera Uppskattningsvis 1 000 ­ingenjörer på Arm har sedan 1995 fått programmerar­ utbildning från brittiska ­konsulten Feabhas. En del av dem var Arm-ingenjörer i Lund – den vägen hittade konsulten till Sverige.

Jordnära AI-tjänster bortom hajpen AI-tjänster sedan dess. En är luftinspektion – att skicka upp drönare 150 meter upp i luften för avsyna tågräls efter exempelvis lossnade bultar. – Det finns mycket ­gammal räls här i världen. Särskilt tuffa vintrar kan introducera defekter.

Hård hatt på huvudet ska du ha, annars kommer du inte in på verkstaden! Den typen av omtänksam bildigenkänning är en av ­indiska Ignitariums ­produkter.

nadsmässan ECS. Ytterligare svenska kunder ska vara på gång. – Det är första gången vi ställer ut här, berättar Sanjeev Sharma.

Ericsson använder Ignitariums smarta kameraövervakning i 5G-tillverkning i en fabrik i Kista för att höja säkerheten. AI-kameran bockar av att personalen klätt på sig skyddsglasögon och andra säkerhetspersedlar. I ett indiskt sjukhus används samma AI-kamerasystem för att påminna läkare om att hänga på sig sina vita rockar och attiraljer. Ignitarium ställer ut med en monter på svenska inbygg-

ensam på mässan att visa upp AI-lösningar – det är den kanske starkaste trenden på O C K S Å P I P E L I N E S och kraftfledmässan i år. ningar avsynas från drönare. – Vi visar upp verkliga use Ignitarium kan även spana cases för maskininlärefter fel på objekt på ning – bortom hajpen. löpande band. Inbyggnads- och 45 ingenjörer jobbar EDA-konsulten på företaget, som även Ignitarium grundades saluför en egen teknik 2012 och surfade in på för inomhuspositionedjup maskininlärning ring med centimeterår 2015. Företaget har noggrannhet. Sanjeev Sharma lanserat ytterligare JT

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

I G N I TA R I U M Å R L Å N G T I F R Å N

Ni måste ha konkurrens från online-utbildningar numera? – Nja, online fungerar inte så bra med programmerarutbildning. En del av våra kunder har försökt – och kommit tillbaka till oss. Men även vi funderar på att göra en egen, säger Steve Robinson. Feabhas är gaeliska och betyder ”utomordentlig”. JT

GÖTE FAGERFJÄLL

byggnadsmässa!

Inte Steve Robinson personligen – han hittade till Sverige redan på 80-talet på flottbesök med Royal Navy i Gamla stan i Stockholm. Feabhas ger kurser i bland annat C, C++, Python, UML, Linux, Free RTOS, Agile och Steve testdriven utveckling. Också Robinson Arm i Trondheim och Köpenhamn har haft någon av de idag tio anställda lärarna plus projektanställda som lärare. Italienska vapentillverkaren Leonard är en stamkund. Företaget är även konsult för utveckling och support av mjukvaruutveckling. Kunderna är typiskt stora företag, men företaget ger också kurser med öppet deltagande. En idé är att ge en sådan kurs i Sverige.

Thibault Helle, Marek Baczynski och Ramtin Massoumzadeh fick årets inbyggnadspris i studentklassen för en vattenmätare baserad på ultraljud – den installeras utanpå röret.



TEMA: EMS, PRODUKTION & BYGGSÄTT

Uppkoppling ska effektivisera 4.0 är inte supernytt. Vi har hållit – Vi har många kundbesök på med det ovanpå allt annat från stora operatörer. Idag är men det tog för lång tid. de huvudsakligen intresserade För att öka takten anställdes av smart tillverkning, de frågar Tähve Lõpp med en bakgrund vad vi tycker. De ser potentialen från IT-sektorn. Han började i och vill prata med någon som april och har fått en plats i led­kommer från golvet, säger ningsgruppen för att ge tyngd åt Lars Ottoson som är chef för uppdraget. ­Ericssons fabrik i Tallinn. – Så brukar det inte vara. Företaget har investerat en Normalt är det någon som har halv miljard kronor i fabriken det som ett sekundärt ansvarsde senaste två åren. Dels för att område, säger Lars Ottoson. öka automatiseringsgraden och Digitalisering är inget som digitalisera processerna, och dels sker över en natt i en befintlig för att kunna testa nya lösningar ­fabrik. Processen får ske i små inklusive uppkoppling via mosteg som inte stör tillverkningen. bilnätet. Dessutom finns inget facit för – För mig som ansvarig för hur man ska göra. Mycket av det produktionen handlar det i arbete som startade i Tallinn för första hand om att effektivisera ungefär två år sedan har handlat produktionen. Samtidigt blir jag om att prova sig fram i liten en kund till Ericsson. skala. Utmaningen för fabriken är – Vi har fokuserat på densamma som för resten att få de grundläggande av industrin. Produktdelarna på plats i år, säger cyklerna blir allt kortare Tähve Lõpp. samtidigt som antalet Det handlar om uppvarianter blir fler och kopplingen, att automauppstartsfasen hela tiden tisera delar av tillverkmåste gå snabbare. – Koncept som Industri Lars Ottoson ningen, men också om att FAKTA

ERICSSON

När planerna för 5G drogs upp var ett av målen att den nya radiostandarden ska kunna användas för att koppla upp industrin på ett tillförlitligt och kostnadseffektivt sätt. Ericssons fabrik i Tallinn testar nu den egna medicinen för att effektivisera tillverkningen av 5G-produkter.

alla nivåer inom företaget på fundera på hur all data som laddas upp till molnet kan användas ­lösningen för hur vi gör det, säger Lars Ottoson. för att trimma tillverkningen. Dessutom måste den vara Samtidigt måste alla grundläggemensam för hela koncernen, gande funktioner ses över. Det handlar bland annat om hur man annars blir det svårt att överföra lyckade lösningar från en fabrik hanterar säkerheten vilket gäller till en annan. för hela kedjan från hur man – Nästa år ska vi titta adderar nya noder till hur mer på tillämpningarna, man transporterar och säger Tähve Lõpp. lagrar data på ett säkert Här ser Lars Ottoson sätt. en analogi med smart– Vi kan inte bara mobilerna. När man har koppla upp 100 paddor, en produkt med kraftfull det är inte OK. Vi måste processor, mycket minne ha ett godkännande från Tähve Lõpp

Prototyper och nya produkter

För köpcentra, kontor, arenor och industrier

Fabriken som ligger i utkanten av Tallinn byggdes ursprungligen av den finska kontraktstillverkaren Elcoteq men förvärvades av Ericsson år 2009, efter att Elcoteq gått i konkurs.

Radio Dot presenterades hösten 2013 som ett enkelt sätt att förbättra mobiltäckningen i större inomhusanläggningar. Volymtillverkningen kom igång i november 2014 och i januari 2018 lanserades den andra generationen som klarar 5G.

Vid övertagandet låg fokus på volymproduktion. Idag handlar det om prototyper och att köra igång serieproduktion av nya produkter, ofta kallat NPI. Det är samma uppdrag som för Ericssons fabrik i kinesiska Nanjing och den blivande fabriken utanför Dallas. När det övergår till volymproduktion tar olika kontraktstillverkare med fabriker närmare slutmarknaden över. Uppgiften innebär att det kommer ut åtminstone 100 olika produkter per månad vilket kräver snabba



omställningar och stor flexibilitet. Fabriken utvecklar och bygger all utrustning för produktionstest som används inom koncernen. Det finns lite drygt 2 000 anställda, ungefär hälften är kvinnor. Räknar man antalet nationaliteter landar siffran på 47. Golvytan är på 23 000 kvadratmeter och tillverkningen pågår dygnets alla timmar. Bara på nyårsdagen står maskinerna stilla. Det finns ett mindre lager av komponenter i fabriken som räcker i två till tre dagar. Större volymer finns i ett outsourcat lager några kilometer bort, med leveranser ungefär varannan timme. I princip allt som tillverkas lämnar landet vilket gör att fabriken står för ungefär 5 procent av Estlands export.

Ericsson har paketerat ”radiopucken” med alla andra komponenter som behövs för att bygga ett mobilnät i en fabrik eller lager i ett erbjudande kallat Ericsson Industry Connect. Basversionen klarar 6 000 kvadratmeter med hjälp av åtta Radio Dots. Den första generationen av Radio Dot var inte mycket större än en brandvarnare och anslöts med vanlig Ethernetkabel (Cat 6a) för både datatrafiken och strömförsörjning-

en. Förutom antenn har ”pucken” integrerade lågbrusförstärkare för mottagning och effektförstärkare för sändning, liksom en AD- och DA-del. Kopplingen mellan radiopuck och basstation sker via en så kallad Indoor Radio Unit, IRU, som kan liknas vid en korskopplingsenhet i ett Ethernetnät. Varje IRU kan hantera upp till åtta radiopuckar eller andra antennenheter på avstånd upp till 200 meter. IRU:erna är i sin tur kopplade med fiber till basstationen. Rent praktisk kan man se signalerna från de åtta enheterna som är kopplade till en IRU som åtta olika signalvägar i luften, vilka basbandet kan hantera. När man rör sig mellan två puckar som är anslutna till olika IRU:er motsvarar det att röra sig mellan två sektorer (antenner) som är

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

TEMA: EMS, PRODUKTION & BYGGSÄTT

Ericssons fabrik i Tallinn Självkörande fordon, AR och miljösensorer Tre tillämpningar som testas i Tallinn är självkörande robotar som transporterar komponenter, ett över­ vakningssystem för miljön i fabriken och AR-teknik för att korta reparationstiderna.

och kamera som dessutom är uppkopplad med 100 Mbit/s ­eller mer finns fundamentet. – Sen laddar man ner appar. För mig är smart tillverkning det samma, man måste skapa apparna. Ett exempel kan vara digitala tvillingar som kan användas för att trimma fabriken i realtid. – Du får komma tillbaka om ett år. Då kommer vi att ha mycket mer att visa, säger Tähve Lõpp. PER HENRICSSON

cirka 70 kilo. Dessutom finns alla testinstrument i en gemensam pool som delas av teststationerna. Data från testerna levereras via kabel eftersom testlinan kommer att stå där den står ett antal år framöver och dessutom körs automatiskt. Däremot kan man tänka sig att koppla upp de kameror och andra sensorer som används för att övervaka testerna trådlöst eftersom de då blir enklare att flytta runt. Ytterligare ett exempel på en automatiseringsåtgärd som pågår är den slutmonteringslina som ska installeras i slutet av året. Den bestyckas med industrirobotar från ABB som klarar att hantera de förhållandevis tunga produkterna. Att man inte valt en kollaborativ och samtidigt ofarliga roboten som Yumi beror på att den inte klarar av att lyfta så tunga föremål. Även om uppkopplingen kommer att kunna automatisera och effektivisera tillverkningen ser Lars Ottoson ingen risk för att antalet anställda kommer att minska. – Vi kommer fortfarande att ha 2000 anställda men det kommer delvis att vara nya typer av jobb, mer IT och färre på golvet. PER HENRICSSON per@etn.se

Inte bara mobiluppkoppling

ERICSSON

För att koppla upp fabriken har man testat allt från mobilnät, wifi och Bluetooth till kablar.

anslutna till samma basstation. Upp till 96 radiopuckar kan vara kopplade till samma basstation. Beroende av hur lokalen ser ut täcker en radiopuck mellan 500 och 1 000 kvadratmeter. Det betyder att de behöver placeras ut med ett avstånd på 20 till 25 meter. Golv och tak dämpar signalen mer än väggar, därför bygger man normalt näten våningsplan för våningsplan. n

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

Ta ytmonteringslinan som exempel. Maskinerna i den har väldigt länge levererat data via kabel, och linan möbleras väldigt sällan om, så det finns ingen anledning att byta ut något som fungerar. Däremot är de miljösensorer som installerats i fabriken det senaste året och som levererar data om bland annat temperatur, fukt, ljudoch ljusnivå liksom koldioxidhalt uppkopplade via mobilnätet. Valet av uppkoppling föll på den smalbandiga och energisnåla ­tekniken NB-IoT. Noderna levererar data ungefär en gång per minut, men det finns tankar på att öka det

till var femte minut. Systemet är så trögt att det räcker. Vid start användes en lite äldre LTE-lösning med distribuerade antenner, även kallad DAS. Det ger vad som kan beskrivas som en light­ version av ett privat nät. För att få bättre täckning och dessutom skapa ett helt privat nät har man installerar 46 stycken ­”radiopuckar”, av Ericsson benämnda Radio Dots. Installationen är gjord i samarbete med Telia (se ruta intill). Än finns det bara tio noder uppkoppade till det privata nätet. De har speciella SIM-kort som gör att de bara fungerar i det nätet, och inte i det publika som också täcker fabriken.

Men planerna framöver är betydligt större. – Vi har diskuterat det och vi tror det blir en uppkopplad nod varannan kvadratmeter, säger Lars Ottoson. Det skulle i så fall innebära ungefär 12 000 uppkopplade noder i den 25 000 kvadratmeter stora fabriken. Varje robotcell skulle exempelvis ha 10 till 20 noder med kameror och andra sensorer som registrerar arbetet. För positioneringen har man använt ett system som utvecklats av företagets kontor i Ungern. Det ger en noggrannhet på ungefär tio centimeter. Man har också testat en UWB-lösning från företaget Eliko som är en extern leverantör. n



▲ ▲

per@etn.se

Under rundvandringen i fabriken möter vi Lovisa. Den självkörande roboten piper och vinglar lite hit och dit innan den försvinner in i nästa hall. Porten mellan hallarna råkar stå öppen men roboten kan öppna den på egen hand genom att skicka ett kommando via det privata mobilnätet. Från början nyttjades wifi men då hände det alldeles för ofta att roboten inte fick kontakt med porten och blev stående. De tre självkörande robotarna som används idag ­transporterar komponenter från lagret till beredningsstationerna vid ytmonteringslinorna. Planen är att de även ska hämta färdig kort från slutet av linan men ställningen blir för bred för den aktuella modellen så just nu överväger man att byta till en lite större robot som också kan röra sig i alla riktningar, vilket dagens modell inte kan. En annan tillämpning som testats i fabriken är förstärkt verklighet, ofta kallat AR eller

Augmentet Reality. Nu dyker demonstrationsdjävulen upp. När vi kommer till reparationsstationen där en surfplatta används för att visa överlagrad information om kortet som ska repareras fungerar den inte. Wifi-nätet vill inte ansluta till servern. Hade det fungerat skulle plattan kunnat hämta information som underlättat för reparatören att lokalisera felet. Det kan vara beskrivningar av komponenter, scheman, lagrade testresultat från fungerade kort och på sikt även data från testningen som visar vad det är för fel på kortet. Dessutom ska personer som finns på helt andra platser kunna se samma bild som reparatören och därmed hjälpa till med felsökningen. Det kan vara någon som varit med och utvecklat kortet men också personer i andra fabriker som är mer erfarna eller haft liknande problem. Framöver är planen att använda maskininlärning för att skapa funktioner som kan tala om för reparatören vad som brukar vara fel. Rundvandringen fortsätter sedan till en automatiserad teststation som ännu inte är riktigt klar. Här ska industrirobotar ta hand om hantering av radioprodukterna som kan väga upp till

TEMA: EMS, PRODUKTION & BYGGSÄTT

5G öppnar nya möjligheter att effektivisera tillverkningsindustrin. Det blir enklare att möblera om i fabrikerna men också möjligt att följa flödet genom fabriken och flytta upp styrsystemen i molnet. Ericssons utvecklingscentra i Aachen utforskar att samarbeta med den tyska industrin.

– Vår affärsidé är att kapa kablar, säger Jan-Peter Meyer-Kahlen halvt på allvar, halvt på skämt. Han är chef för Eurolab i Herzogenrath, strax utanför Aachen. – Vi har hållit på med det i 30 år. Först med fast telefoni och nu i industrin. Det är först då som man enkelt kan flytta runt på saker. En fabrik är sällan statisk. Maskiner, arbetsstationer och testutrustning flyttas och byggs om för att passa nya produkter

men också som en det av det ständigt pågående effektiviseringsarbetet. Ericssons ambition att klippa kablarna inbegriper också kraftförsörjningen, vilket kan verka förmätet, men om uppkopplingen kan ersätta exempelvis en styrdator i en robot blir den mindre, lättare och drar mindre energi. – Då måste uppkopplingen vara deterministisk med tillräcklig bandbredd och kort fördröjning. Det är exakt samma krav som i dagens trådbundna industribussar som Profinet, en industriell version av Ethernet. – För fyra år sedan satt vi här i Europas hjärta och funderade på hur vi skulle använda våra resurser. Här finns många stora tillverkande företag och det är här man myntade uttrycket Industri 4.0, säger Jan-Peter Meyer-Kahlen.

ERICSSON

Ericsson vill kapa kablarna En liten grupp anställda – Vi kom också till på Eurolab började lära insikten att operatörerna sig mer om tillverkning hade ett stort intresse i och hur den kan samspela att stödja industrin, säger med IT och uppkoppling. Jan-Peter Meyer-Kahlen. – Vi började också arSammantaget ledde arbeta med universitet som betet till att det skapades Jan-Peter bedriver tillämpad forsk- Meyer-Kahlen ett kompetenscenter för ning tillsammans med Industri 4.0 på Eurolab företag. Sen kom vi i kontakt där man samlade olika typer med Audi och Mercedes som av kunskap som behövs för att visade intresse för hur 5G kunde genomföra projekt tillsammans transformera tillverkningen. med kunder. Invigningen skedde den 24 september i år. – Vi samlade 300 partners från E U R O L A B Ä R D O C K ingen isolerad industrin, akademin, politiken ö inom Ericsson. Arbetet samoch media för att visa vad som ordnas bland annat med den går att åstadkomma med 5G i grupp i Kista som också tittar industrin. på hur industrin kan dra nytta Arbetet fokuserar på den tillav 5G plus att man har kontakt verkande industrin liksom lagermed företagets egna fabriker som ständigt strävar efter att vara verksamhet även om industriellt 5G mycket väl kan användas för så effektiva som möjligt – och många andra uppgifter inklusive därmed börjat koppla upp olika gruvor och autonoma fordon. delar av verksamheten. FAKTA

Eurolab i Aachen Ett av Ericssons största utvecklingscentra i Europa med ungefär 500 anställda. Det startades under GSM-epoken för 28 år sedan. Här sker forskning och produkt­utveckling i nära samarbete med de lokala kunderna.

ERICSSON

Fr.v: Jan-Peter Meyer-Kahlen, Manuel Ruíz, Joe Wilke, Andreas Thuelig, Olaf Reus och Erik Josefsson.



ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

TEMA: EMS, PRODUKTION & BYGGSÄTT

– Det har varit en lång debatt i Tyskland men här har myndigheterna beslutat att avsätta ett speciellt frekvensband till företag som vill bygga egna nät. Vi rekommenderar dock att man gör det med hjälp av en operatör. B E S LU T E T Ä R U N I K T, normalt är det operatörerna som äger spektrum för mobilkommunikation om man undantar fria band som finns i vissa länder. Där får man dock räkna med att det finns andra användare som kan störa trafiken. Biltillverkarna Audi och ­Mercedes är två som Ericsson samarbetar med. Samarbetet med Audi blev officiellt i augusti 2018 och ett första steg blir att koppla upp limrobotarna i företagets teknikcenter i Gaimersheim. Tanken är att sedan överföra lösningarna till bland annat fabriken i Ingolstadt. – Det företag vi arbetat närmast med här i Aachen är e.Go, en startup som utvecklat en liten fyrsitsig elbil för stadskörning, säger Jan-Peter Meyer-Kahlen.

Räckvidden blir 100–150 km, priset startar på 15 900 euro med leverans från och med maj 2020. Fabriken som håller på att färdigställas har inget löpande band utan varje bil som ska tillverkas flyttas mellan de olika monteringsstationerna med hjälp av självkörande dragfordon. Delarna som behövs levereras automatiskt och uppkopplingen gör att flödet genom fabriken kan styras så att alla delar finns på rätt plats vid rätt tillfälle. – Det är en bra möjlighet att komma så nära Industri 4.0 som möjligt eftersom man inte bromsas av gamla saker. Den absoluta majoriteten av alla tillverkande företag har dock redan en fullt fungerande fabrik som man inte gärna gör allt för stora ingrepp i. – Då kan man bygga ett överlagrat system och sätta in sensorer som hämtar data från maskinerna. Ett första steg att närma sig visionen om Industri 4.0 kan vara att koppla upp flödet av material genom fabriken. Inkommande

gods registreras och spåras sedan under sin väg genom fabriken. Det behöver inte nödvändigtvis vara alla komponenter som är spårbara, det är till stor hjälp om man kan hålla reda på de större delarna. Dessutom behöver noggrannheten inte vara på centimeternivå. – Klarar man tio meter är det till stor hjälp. I stora fabriker är det en utmaning att veta vad som finns var, man spenderar mycket tid på att leta. E N H E LT A N N A N möjlighet som öppnas med 5G är att flytta upp de industriella styrsystem i molnet, lämpligen ett som är lokalt vilket ger korta svarstider och bättre säkerhet. – De industriella styrsystemen är ofta egenutvecklade och ska tåla tuffa miljöer. Om de får mer beräkningskraft kan de göra mer avancerade saker. Dessutom blir maskinen mindre och lättare plus att energiförbrukningen går ned. Exakt vilka av fördelarna som har störst betydelse beror på hur

stor och energislukande maskin det handlar om. För att testa tekniken samarbetar Ericsson med ett antal maskin- och robottillverkare inklusive italienska Komau, och japanska Makino. En annan tillämpning man tittat på tillsammans med forskningsinstitutet Fraunhofers kontor i Aachen handlar om att redan under tillverkningen kunna se vilken kvaliteten ett turbinblad till en flygplansmotor kommer att få. Det tar 15 timmar att fräses fram bladet ur en solid bit metall. Genom att stoppa in en sensor i råämnet, som känner av vibrationerna och koppla upp den via mobilnätet, går det att förutsäga hur slät ytan kommer att bli. Och därmed även kvaliteten. – Det är en tuff miljö med både olja och vatten men när man kan ”titta in i processen” går det att fräsa fram bränslesnålare profiler på rotorbladet samtidigt som man vet att ytan blir slät, säger Jan-Peter Meyer-Kahlen. PER HENRICSSON per@etn.se

Co-Creation skapar framtidens städer Advantech och dess Co-Creation partners samarbetar för att utveckla och lansera en rad olika IIoT-lösningar som förändrar framtidens städer och värdeadderande SRP’s (Solution Ready Packages) för att accelerera tillväxt. Den tredje vågen av den digitala revolutionen har officiellt börjat.

Advantech Nordic, Sweden, Stockholm office Toll Free: 00800 2426 8081/80 | Phone: +46 (0)8 64 60 500 eMail: customercare@advantech.eu | Österögatan 1, 164 40 Kista, Sweden ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19



TEMA: EMS, PRODUKTION & BYGGSÄTT

Sven Lindström håller en solcellsmodul för Benders takpannor. Bakom syns en Duo-maskin på väg att slutmonteras i Järfällafabriken.

Midsummer gör allt för Järfällaföretaget Midsummer är ensamt i världen om att tillverka maskiner som gör små, lätta och flexibla solceller. Att sälja dessa maskiner, tillsammans med processen, är kärnan i verksamheten. Samtidigt bygger företaget ut egen tillverkning av solcellsmoduler för takpannor och falsad takplåt, för att visa hur solcellerna kan användas.

I

höst har Midsummer expanderat kraftigt. Företaget har dels invigt en produktionslina för byggnadsintegrerade solcellsmoduler, dels invigt ett nytt utvecklingslabb. Totalt handlar det om ytterligare 1 000 kvm, vilket ger 3 500 kvm för hela verksamheten i Järfälla. – Men vi vill framförallt sälja maskiner, säger Sven Lindström, vd på Midsummer, och adderar:



Duo är namnet på företagets egenutvecklade system för tillverkning av tunnfilmssolceller. Det skapar lager på lager av CIGS-material – alltså koppar, indium, gallium och selen – på rostfritt stål med produktionsteknik hämtad från cd-industrin. Hela affärsidén bygger på det lilla formatet. Företaget vill skyffla väldigt många små celler genom små vakuumkammare

för att få upp produktiviteten. – Alla som tillverkade maskiner för cd- och dvd-industrin gav sig in i solcellsbranschen på ett eller annat sätt, men bara vi behöll det lilla formatet. Andra skalade upp med storleken på substratet, exempelvis genom att använda stora glasskivor eller gå över till rulle-till-rulle-process, säger Sven Lindström och fortsätter: – När jag lämnade cd- och dvdbranschen för 15 år sedan tillverkades det 35 miljarder skivor varje år med hjälp av väldigt många små maskiner. De stora cd- och dvd-tillverkarna hade 100-tals maskiner i sina fabriker. Det är vår tanke kring uppskalningen. Idag tillverkas upp till 40 maskiner per år. Företaget köper in alla detaljer till maskinerna,

men en svensk underleverantör monterar själva stommen i Taiwan. Från beställning till att en maskin är i Järfälla tar det fyra till fem månader. PÅ P L AT S I J Ä R FÄ L L A börjar Midsummer att hänga på elskåp och dra kablar. Därefter adderas sensorer, strömmen kopplas på, mjukvara laddas in och allt testas. När det är gjort koppas kylvatten på och alla gaser adderas. Då är det dags att köra maskinens för fullt. Det görs i fyra timmar, ofta med kunden närvarande. – Från att en kund beställer en maskin till att vi kan leverera tar det 9 till 12 månader. En anledning till att företaget satsar på egen tillverkning av solceller och moduler är att hjälpa

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

TEMA: EMS, PRODUKTION & BYGGSÄTT

HISTORIK

Från solcell till maskin till modul solcellsindustrin mellan 2008 och 2010. Det gjorde att det fanns 60–70 GW-produktionskapacitet i landet år 2010, medan marknaden var 30 GW. Priserna kollapsade. År 2010 sålde Midsummer sina två första system till Kina. Det första fick företaget fullt betalt för. Det installerades i början av 2011. Det andra avbokades. Alla maskinbyggare i Europa drabbades. 2010 gjorde de flesta sitt bästa resultat någonsin, året därpå gick väldigt många i konkurs – framförallt de som tillverkade maskiner till kiselsolceller. År 2011 tvingades Midsummer att säga upp två tredjedelar av personalen. Kvar blev knappt tio personer. Företaget gjorde en nyemission till extremt låg värdering, fick in lite pengar och funderade på vad det skulle göra.

Idén att göra lätta flexibla moduler kom upp. Mot slutet av 2012 riktade företaget in alla resurser på att ta fram moduler utan glas. Under 2014 kom några ordrar och året därpå tog ett samarbete fart med den amerikanska affärsfamiljen Gao, med rötter i Kina. År 2015 var Gaos företag Sunflare – som utvecklar lätta flexibla solcells­paneler – redo att köpa ett stort antal maskiner. Sunflare tillverkar i Kina, men säljer solceller på den amerikanska marknaden för olika tillämpningar, exempelvis till tak, fordon och integrerade i prefabricerade hem. Midsummer började återigen att bygga organisationen och tog in far och son Gao som delägare. Idag har företaget cirka 110 anställda i Järfälla.

GÖRAN LOMBÄCK

GÖRAN LOMBÄCK

Midsummer startade 2004 i Högdalen, och flyttade 2007 till Järfälla. Idén var att tillverka tunnfilmssolceller på rostfritt stål som direkta ersättare till kiselsolceller i standardpaneler. Kiselsolceller var en dyr bristvara. Iden höll till 2008. Lehman Bro­ thers-kraschen satte stopp för alla investeringar. Samtidigt gav den kinesiska staten alla som investerade i förnyelsebar energi stort stöd. I Kina såg Midsummer ett intresse för sin process och utrustning. Företaget bytte inriktning och började att tillverka maskiner med bidrag från Energimyndigheten. Beslutet var enkelt då alla fyra grundare kommer från maskintillverkare: före detta Micronic Laser Systems och M2 Engineering. Kina investerade massivt i

Här skapas solcells­moduler för tak.

att sälja maskiner

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

modulerna i byggnadsmaterialet på ett eller annat sätt. I O K TO B E R I N V I G D E företaget dessutom en helt ny produktionslina för solcellsmoduler anpassade att läggas på takplåt eller takpannor. Likaså har företaget börjat tillverka egna falsade plåttak för sina moduler. – En skillnad mellan vår produktionslina och andras är att vår är väldigt flexibel. Vi kan göra många olika format på modulerna, medan tillverkare av exempelvis paneler med kiselsolceller alltid har ett fast mått. – Ingen annan gör något liknande oss. Det finns bara två andra som gör lätta flexibla paneler, men de kör båda rulle-till-rulleprocess med specialbeställda

maskiner som ger extremt dålig yield och upptid. I den nya produktionslinan kan strängar om upp till 12 seriekopplade solceller tillverkas som en enhet. Därefter kan två sådan strängar kopplas i serie. En modul kan sedan byggas upp med flera strängar i bredd, upp till sex stycken, där alla solceller är seriekopplade. Modulerna till takplåt är upp till 24 seriekopplade solceller långa, och två strängar bredda. Den vågiga modulen till Benders takpannor består av tio solceller, fem i bredd och två på höjden. – Den är också lite annorlunda. En stor del består enbart av plast som placeras på undersidan av raden takpannor som ligger ovanför. Därmed kan kopplings-

dosan hållas dold under takpannorna samtidigt som modulen hålls fast, säger Sven Lindström En viktig detalj är också att Midsummer inte försöker konkurrera med kisel, som numera är väldigt billigt. Istället arbetar företaget med att hitta tillämpningar där kisel av olika anledningar inte går att använda, exempelvis för att det är för sprött, tungt eller oflexibelt. – Hela idén är att bygga en marknad som gör att företag vill köpa våra maskiner. Vi får mellan 3,5 och 5 miljoner dollar för en maskin. Det är en jättestor affär jämfört med ett hustak som kostar en till tvåhundratusen kronor. ANNA WENNBERG anna@etn.se

Läs mer om Midsummers labb!



▲ ▲

de kunder som köper maskiner att snabbare komma upp i full fart. Under tiden de väntar på maskinerna kan de börja marknadsföra sina produkter. – Vanligtvis vill våra maskin­ kunder också ha paneler för att testa hur de fungerar, och om de håller, innan de tar beslut om att köpa en maskin. Samtidigt har Midsummer sett ett behov av att utveckla tillämpningar för att visa vad man kan göra med de flexibla modulerna. Den första idéen att förverkligas var att integrera moduler i falsade plåttak. Därefter lanserades vågiga moduler som kombineras med Benders takpannor i våras. – Vi har även några andra produkter på gång där vi integrerar

TEMA: EMS, PRODUKTION & BYGGSÄTT

Vässar verkningsgraden i labbet I oktober invigde ­Midsummer ett nytt labb i Järfälla för forskning och utveckling. Här ska företaget utveckla sin maskin och process så att den ger ännu effektivare tunnfilmssolceller. En utmaning i labbet är att skapa helt kvadratiska solceller, en annan är att höja verkningsgraden ytterligare.

I

I VA R J E S P U T T E R K ATO D skapas ett lager av en tunnfilmssolcell, som från start är en rentvättad platta i rostfritt stål. I sputterkatoden placeras den blivande solcellen mitt emot en sputter-target. Båda dessa delar sitter fast. Bakom sputter-target sitter en roterande platta med integrerade magneter. – Detta är lite av det hemligaste vi har. Hur magneterna är placerade och hur de är vända, plus och minus. Sputterkadoderna sitter i en vakuumkammare som fylls med en gas, oftast en blandning av argon och någon mer gas. När sputter-target spänningssätts med -600 V bildas ett plasma och ett magnetfält. Plasmat gör att argonjoner accelererar mot sputter-target, när de träffar slår de bort en liten atom som sedan landar på

GÖRAN LOMBÄCK

september nådde Midsummer en milstolpe. Efter gediget utvecklingsarbete kunde företaget presentera den nya solcellen R100, som utnyttjar sex procent mer av ytan än den tidigare ­cellen R90. Skillnaden mellan de två cellerna är att den nya är mer kvadratisk än den äldre. Båda har en sida på 156 millimeter, men medan hörnet på R90 har diametern 90 millimeter har R100 en diameter på 100 millimeter. Det ger en solcell som är 13,56 kvadratcentimeter större. En modul byggs upp av många solceller på ett substrat. När R100 används istället för R90 minskar den outnyttjade sub­stratytan från åtta till två procent, och effekten per yta hos modulen ökar med sex procent. – Nästa steg att göra det döda utrymmet ännu mindre, säger Sven Lindström, och adderar: – Det som är stort mellan R90 och R100 är att vi inte ändrat på sputter-target och materialåtgång, utan vi använder precis lika mycket material i båda fall och det hoppas vi kunna återupprepa.

Maskinen som används har tre vakuumkammare och totalt 25 sputterkatoder. Varje station laddas med en så kallad sputtertarget – en rund platta med ett pressat material anpassat för att skapa CIGS-solceller (kopparindium-gallium-selen). – Sputterkatoden är vår nyckelteknik. Vi har lagt ut en stor del av tillverkningen av maskinen, men inte den. I labbet arbetar forskarna just nu med detaljer hos sputter­ katoden som ska ge uniformitet ända ut i hörnet på solcellen, utan att ändra storlek på sputtertarget. Först då kan maskinen tillverka helt fyrkantiga versioner.

– Har du en rulle-till-rulleprocess kan du aldrig göra så utan allt måste sputtras samtidigt. Då måste du istället ändra sputtereffekten, men det är inte alltid bra eftersom det kan krävas en viss effekt. Att höja verkningsgraden på cellerna är en annan utmaning i labbet. Genom att byta ut R90 (ovan) mot R100 (nedan) utnyttjas ytterligare sex procent av modulytan.

substratet. Med hjälp av magnetfältet går det att styra formen på plasmat. – Plasmat ligger utefter magneternas position. När vi roterar plattan med magneter kommer plasmat att flytta med magneterna, in mot mitten av target och ut mot periferin, fram och tillbaka. På så sätt kan vi styra hur vi nöter sputter-target. – Det vi gör är världsunikt. När andra tillverkare lovar att du kan utnyttja 30 procent av materialet i ett sputter-target, som mest kanske 40 procent, utnyttjar vi 60 till 70 procent. I D E F L E S TA S P U T T E R K ATO D E R

Sputterkatoderna – de gula runda delarna – är lite av det hemligaste ­Midsummer har i sin maskin.



sitter magneterna på samma sätt. Mönstret beror bland annat på materialet som ska sputtras. Totalt använder Midsummer tre magnetkonfigurationer, och för att lyckas skapa en solcell utan rundade hörn måste bara konfigurationen i en av de 25 sputterkatoderna modifieras. – Så vi är absolut på väg. Nyckeln till företagets flexibilitet i tillverkningen är de individuella stationerna där varje solcellslager blir till. Säg att man önskar skapa ett något tunnare lager, då är det bara att ändra tiden som en station sputtrar.

I D AG LO VA R F Ö R E TAG E T att kunderna kan tillverka solceller med en verkningsgrad på minst 15 procent. De flesta ligger närmare 16 procent i produktion. – Men vi nöjer oss inte med det, och historiskt har vi ökat med nästan en procent per år. Den teoretiska gränsen ligger runt 30 procent medan världsrekordet på den typ av solceller som Midsummer gör är cirka 23 procent – men då handlar det om en pytteliten cell i labbet. Företaget är enbart intresserat av vad som går att köra i genomsnitt i produktion. Uppåt 20 procent är möjligt att nå. – När vi kopplar ihop solcellerna så screentrycker vi ett silver­mönster på dem, sen lägger vi på tre-fyra lite tjockare busbars över cellen. Vi undersöker olika sätt att förbättra verkningsgraden genom att skugga mindre av solcellens yta. D E M YC K E T T U N N A tryckta linjerna på en solcell – fingrarna – samlar in elektronerna till det som kallas busbar, som går längs cellen och för bort strömmen. Målet är att få ut elektronerna från solceller­ na så förlustfritt som möjligt, utan att skugga ytan. Ett sätt är att göra en busbar högre och smalare genom dubbelprint. – Ett annat alternativ är att lägga på många tunna trådar istället för busbars. Det ­skuggar fem istället för tio procent av cellen och kommer i nybeställda produktionslinor under 2020, säger Sven Lindström och förtydligar: – Rent generellt jobbar vi med att minska förlusterna genom att ta bort silvertrycket som skapar döda ytorna, då kan ett alternativ också vara att trycka kortare fingrar. ANNA WENNBERG

anna@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

Analog av världsklass från en ledande styrkretsleverantör?

Om Du tror att Microchip bara gör styrkretsar, var beredd på en överraskning Microchips framgångar handlar även om våra analoga lösningar. Vår ställning som en ledande leverantör av lösningar som tillhandahåller fullständigt konstruktionsstöd och ett brett produktsortiment stöder sig inte enbart på våra styrkretsprodukter. Vi erbjuder även högpresterande, lätta-att-implementera linjära, blandsignal-, krafthanterings-, termiska och gränssnittsprodukter. I olika kombinationer kan Microchips omfattande portfölj användas för en rad olika tillämpningar med varierande prestandakrav. Du har möjlighet att välja rätt lösning för din konstruktion oavsett vilken kraft eller flexibilitet som behövs. Dra nytta av vår erfarenhet och våra fullständiga systemlösningar för att spara tid och förenkla ditt utvecklingsarbete.

Din framgång startar på www.microchip.com/Real-Analog

Microchips namn och logotyp samt Microchip-logotypen är registrerade varumärken tillhörande Microchip Technology Incorporated i USA och andra länder. Alla andra varumärken är respektive registrerad ägares egendom. © 2019 Microchip Technology Inc. Eftertryck förbjudes. DS20006063A. MEC2243A-SWE-08-19

PE R

R TA T

EX

TEMA: EMS, PRODUKTION & BYGGSÄTT

Impedansanpassade

IKEL

Detaljerna som påverkar impedansen

Av Esbjörn Johansson, Malmö Mönsterkort Esbjörn Johansson är teknikchef på Malmö Mönsterkort där fokus är process- och kvalitetsutveckling. Han har översatt IPC-standarder och är författare till två böcker inom mönsterkortsteknik. Esbjörn brinner för utbildning och att sprida kunskap inom elektronikbranschen.

I

mpedansanpassade ledare på mönsterkort är snarare regel än undantag idag. Typiskt är 50 Ohm single-ended och differentialpar på 90 Ohm eller 100 Ohm (figur 1och 2) och de kan ligga på inner- eller ytterlager. För impedansberäkning finns gratis beräkningsprogram som bygger på enklare formler som inte tar hänsyn till alla paramet­ rar. Påkostade CAD-program har mer avancerade verktyg för flerlageruppbyggnad och impedansberäkning som ger riktigt bra resultat. Men varför kommer mönsterkortstillverkaren fram till andra beräkningar och ändringar av lageruppbyggnaden? Varför stämmer inte beräkningarna bättre och varför kan olika tillverkare komma fram till olika resultat?

E N A N L E D N I N G kan givetvis bero på att beräkningsprogrammen, beräkningsmodellerna och teorierna ser lite olika ut. Men främst

Figur 1. Ledare, single-ended.

Figur 2. Ledare, differentialpar.

beror avvikelserna på material- och processtoleranser. Mönsterkortet består av flera lager med glasfiberväv, epoxi med fyllnadsmaterial samt koppar och lödmask. När man kombinerar dessa får man oförutsäg­ bara värden och toleranser som är svåra att beräkna med exakthet eftersom varje mönsterkortsdesign är unik. Därför bör en räkna med ± 10 procent tolerans på impedans­värdet, 50 Ohm kan bli 45–55 Ohm. En vanlig beräkning i CAD-program utgår ofta från branschtypiska värdena, där dielektricitetskonstanten ofta utgår från bulk εr typiskt 4,2. Lageruppbyggnader kanske

görs med dielektriska avstånd i jämna 0,1 mm steg, materialtjocklekar som ibland inte finns på marknaden. Koppartjockleken anges ofta som nominellt värde 35 µm (figur 3) eller 17 µm på inner- och ytterlager. D I E L E K T R I S K T M AT E R I A L i form av laminat och prepreg (isolationsark som binder samman lagren) är det som orsakar störst avvikelse från beräkningarna. En till synes identisk lageruppbyggnad kan ge helt olika impedansvärden beroende på tillverkare. Mönsterkortstillverkarna använder sina egna fab­

FAKTA

PREPREG – VÄV OCH HARTSHALT Laminat och prepreg (isolationsarken) består av glasfiberväv och epoxi. Det finns ingen teknisk skillnad på materialen förutom att laminaten till innerlager redan är uthärdade och styva, medan prepreg består av halvt uthärdad epoxi med ett enda lager glasfiberväv. Vid pressning av flerlagerkortet binds innerlager samman med prepreg genom värme och tryck i en flerlagerpress. Pressprocessen får epoxin i prepreg att flyta ut och in mellan ledningsmönster på innerlager, just därför ger glesa ledningsmönster en större tjockleksminskning och variation i tjockleken.

Figur 5. Ett glest ledarmönster ger ett ­tunnare prepreg efter pressning.



Stabilast impedansvärden kan följaktligen uppnås genom att placera ledare och referensplan (jord) på ett innerlager eftersom dessa är stabilast i tjocklek, då det inte påverkas i samma utsträckning av pressning och layout. Genom att fylla ut mönsterplan med koppar minskar utflytningen hos prepreg och det blir lättare att förutse den slutliga pressade ­tjockleken. Ytterligare en vinst med kopparutfyllning är jämnare plätering på ytterlager och mindre risk för buktning och vridning. Men tänk på att koppar­balansering måste ha tillräcklig frigång till impedansanpassade ledare för att inte ge upphov till ofrivillig koppling. Även om vi tar hänsyn till tjockleksminskningen hos prepreg efter pressning, så återstår det faktum att en mönsterkortstillverkare kan välja ett prepreg från leverantör A med en viss hartshalt (epoximängd), medan en annan tillverkare väljer ett till synes nästan identiskt prepreg från leverantör B som har en annan hartshalt. Även om glasfiberväven är av samma typ så kommer slutlig tjocklek och utflytning skilja sig åt, likaså dielektricitetskonstanten εr som avgörs av förhållandet mellan glasfiberväv och epoxi.

Figur 6. Med utfyllnadsmönster minskar epoxiutflytningen som ger tjockare prepreg.

Givetvis finns det fler parametrar som påverkar impedansvärdena, men dessa kräver minst lika många artiklar för att förklara. Design och layout i sig kan påverka impedansen mer än man tror, speciellt vid höga frekvenser och snabba stig/falltider, till exempel lokal avsaknad av referensplan, variationer i ledarbredd, passage genom vior eller passage runt vior där isolationsavståndet i ett diffpar varierar. Under­ etsning, pläteringsvariationer, vävvariationer och lödmasktjocklek är ytterligare process­ parametrar i mönsterkortet som påverkar impedansen i mindre skala.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

TEMA: EMS, PRODUKTION & BYGGSÄTT

mönsterkort rikat och prepreg med olika epoxihalt, v­ ilket påverkar dielektricitetskonstanten. Bulk εr på 4,2 stämmer bra på ett dubbelsidigt kort. Men flerlagerkort med flera tunna dielektriska avstånd har lägre εr runt 3,8– 4,0 eftersom tunn prepreg innehåller mer epoxi. Materialens tjocklek minskar även efter flerlagerpressning och minskningen beror bland annat på layouten. Ett glest signal­lager ger tunnare dielektriskt avstånd, medan ett jordplan gör att pressad tjocklek hamnar närmare teoretiskt värde. hos ledningsmönster påverkar också mer eller mind­ re beroende på dielektriskt avstånd och på vilket lager ledarna ligger. Lika stor påverkan på impedansen kan koppartjockleken ha. Koppartjockleken på innerlager minskar från 35 µm ned till 30–32 µm genom slipning och kemiska behandlingar. På ytterlager ökar istället koppartjockleken genom pläteringsprocessen, där 35 µm snarare hamnar på 40–45 µm (figur 4). ETS-

OCH

P L ÄT E R I N G S TO L E R A N S E R

Figur 3. Beräknad uppbyggnad och impedans.

Figur 4. Verkligt resultat med avvikande impedans.

Jag rekommenderar trots allt att göra beräkningar och uppbyggnad med nominella värden eftersom varje tillverkare har sina egna material- och processtoleranser. Visserligen kan man få mer exakta impedansvärden genom att räkna med mönsterkortstillverkarens värden, men det kan också låsa konstruktionen till allt för snäva tillverkningsparametrar och laminat. Lämpligast är att ta fram en önskad lageruppbyggnad med impedansberäkningar och sedan låta mönsterkortstillverkaren

j­ustera lageruppbyggd ledarbredd och isolation för att möta önskade impedansvärden.

ODU-MAC

®

D U K A N O C K S Å B E mönsterkortstillverkaren att ge förslag på lageruppbyggnad baserad på önskade impedansvärden och ledarbredd/isolation. Genom att redan vid designstadiet ta kontakt med mönsterskortstillverkaren och tillåta justeringar i samband med produktion kan impedansvärdena hamna riktigt nära beräkningarna. n

PRESTANDA I EN KLASS FÖR SIG Modulärt kontaktdonssystem med maximal packningstäthet Brett utbud av kontaktmoduler Flertal alternativ för låsning Lätthanterlig med verktygsfri montering och demontering av modulerna Enkelt att ta ur monterade crimp-clip kontakter Separata kretskortmoduler för effektiv anslutning > 10.000 matnings cykler

För mer information: www.odu.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19



D

et är ett vedertaget faktum att IPC har utvecklat internationella standarder för hela kedjan inom elektronikproduktionens olika steg i över 60 år. För att få en enhetlig bedömning enligt organisationens utvecklades det tränings- och certifieringskurser på personnivå med början på 1980-talet. Tillsammans har IPC:s standarder, dess tränings- och certifierings utbildningar erövrat i stort sett hela världens elektronikindustri. Det stora diskussionsämnet i anslutning till IPC de senaste två decennierna har varit klassificeringssystemet där de elektroniska slutprodukterna delats in i tre generella klasser som skall avspegla skillnader i tillverkningsmöjligheter, komplexitet, funktionella prestandakrav och kontrollfrekvens (avsyning/test) i form av IPC Klass 1, 2 och 3.

F Ö R AT T Y T T E R L I G A R E komplicera användningen av IPC-standarder innehåller vissa av dessa (IPC-2221, IPC-2222 och IPC-7351) tre olika producerbarhetsnivåer av parametrar som dimensionsmått och dess toleranser. Enkelt uttryckt är dessa producerbarhets­ nivåer ett tillägg till IPC-klasserna och ett mått på hur robust ett färdigmonterat kretskort är. I mitten av 2000-talet var tillämpningen av IPC:s regelsystem i Europa högst varierande hos många av EMS-företagen (Electronic Manufacturing Services) och OEM-företagen (Original Equipment Manufacturer). Generellt lovade de sina kunder både IPC Klass 2 och 3 för de kretskort som levererades medan den bistra sanningen var att kretskorten knappt nådde upp till IPC klass 0,2 respek-

Skiss 1.

Skiss 2.



IKEL

IPC har länge certifierat enskilda personer enligt sina standarder. Den som vill ta nästa steg kan IPC-certifiera hela fabriken.

PE R

R TA T

IPC sluter cirkeln

EX

TEMA: EMS, PRODUKTION & BYGGSÄTT

Av Lars Wallin, IPC

Lars Wallin är, sedan 16 år tillbaka, Europarepresentant för bransch­

organisationen IPC, the Association Connecting Electronics Industries. Han började sin karriär med elva år som säljare av maskiner och material för tillverkning av mönsterkort och för kretskortsproduktion. Därefter blev det tre år på ett CAD-företag, sju år på en mönsterkorts­ tillverkare samt fem år på en kontraktstillverkare.

IPC Klass 1

Allmänna elektroniska produkter – Inkluderar produkter som är lämpliga för tillämpningar där det huvudsakliga kravet är den färdiga utrustningens funktion.

IPC Klass 2

Speciella elektroniska produkter – Inkluderar produkter där kontinuerlig funktion och lång livslängd krävs, och där oavbruten drift är önskvärd men inte kritisk. Typiskt sett ska inte slutanvändningsmiljön orsaka fel.

IPC Klass 3

Högpresterande elektroniska produkter – Inkluderar produkter där kontinuerligt krävande funktioner eller prestation på begäran är kritisk, driftsavbrott för utrustningen kan inte tolereras, slutanvändningsmiljön kan vara ovanligt krävande och utrustningen måste fungera när så krävs, såsom livsuppehållande utrustning eller andra system med kritisk betydelse.

Tabell 1.

Nivå A

Ger robusta elektronikprodukter som sitter i flygplan och fordon.

Nivå B Standard. Nivå C

Reducerad robusthet för elektronik i leksaker och mobiltelefoner.

Tabell 2.

tive 0,3. Uppfattningen, som EMS- och OEMindustrin i Europa till stora delar hade, var att det räckte med att avsyna de färdiga kretskorten enligt IPC-A-610 (Acceptanskrav för kretskort) så var allt klappat och klart för att uppnå IPC Klass 2 eller 3. Har ett elektroniktillverkande företag en IPC-kedja enligt skiss 1, kan företaget kalla den vad de önskar men inte IPC Klass 2. Resultatet var och är fortfarande att en överväldigande majoritet av alla kretskort som produceras i Europa inte håller vare sig

IPC klass 2 eller 3. Kravet för att verkligen leverera IPC Klass 2 enligt J-STD-001 (Krav för lödda elektriska och elektroniska kretskort) som inspekterats och godkänts enligt IPCA-610 är att hela tillverkningskedjan minst håller IPC klass 2. F Ö R C I R K A T I O T I L L TO LV Å R S E D A N , när IPCklassificeringens alla parametrar och villkor började bli mer känt hos elektroniktillverkarnas kunder insåg några företag med militär inriktning i Danmark att det inte räckte med att använda IPC-standarder och utbilda samt certifiera personalen i hela användandet av standarderna. Nu krävdes att IPC eller något annat kvalitetsinstitut kunde verifiera hela företaget. IPC i USA hade till en början en ljum inställning till att starta ett program för att börja godkänna hela företag. Efter påtryckningar från Danmark samt att ett av IPC:s träningscenter självt började auditera danska militärföretag enligt J-STD-001, vaknade IPC och startade IPC Validation Services (VS) runt 2016.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

LINN SANDHOLM

TEMA: EMS, PRODUKTION & BYGGSÄTT

I slutet av oktober blev Eskilstuna Elektronikpartner första svenska företag att bli godkänt enligt IPC VS.

och IPC-A-610. Det innebar i förlängningen att kretskorten som levererades från dessa företag höll IPC Klass 2 eller 3.

Skiss 3.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

lig för alla som är intresserade av att låta montera och löda sina kretskort. Den stora fördelen var att nu kunde EMS- och OEMföretagen med gott samvete deklarera för sina kunder att de hade intyg från IPC i USA att de följde kraven i standarderna J-STD-001



▲ ▲

Huvudinriktningen i IPC:s VS-program var att sluta cirkeln. Klarade ett EMS- eller OEM-företag en IPC VS audit så hamnade företaget på en QMLlista (Qualified Manufacturer List) som finns på organisationens hemsida och är tillgäng-

I P C V S I N N E H Å L L E R I D AG även program respektive audit för mönsterkorttillverkare enligt standarderna IPC-6012 (Kvalifikations – och utförande specifikation för mönsterkort) och IPC-A-600 (Acceptanskrav för mönsterkort). För kablagetillverkare är det IPC-standarden IPC/WHMA-A-620 (Krav och acceptans av kablage). IPC i USA hade förväntat sig en stor efterfrågan på uppdrag men det visade sig snart att det gick ganska trögt. Ett av skälen var just att de flesta företag stod långt ifrån kraven i IPC VS och inte skulle klara en audit. Det fanns dock undantag. I vårt grannland Danmark, var företaget Alpha-Elektronik först i Europa med att bli godkända enligt IPC VS år 2016. Alpha-Elektronik lyckades också med att bli godkända enligt IPC Klass 3, JSTD-001/IPC-A-610, vilket är en stor bedrift då kraven för IPC Klass 3 är mycket höga. I Sverige blev EEPAB (Eskilstuna Elektronikpartner) det första företaget att bli IPC VS godkända och nummer tre i Europa. Den slutliga auditen skedde i slutet på oktober 2019 men resan till ett godkännande blev inte helt lätt och krävde en hel del resurser i form av nedlagd tid. Arbetet påbörjades redan i januari 2015 när ledningen med ­Mikael Joki i spetsen beslutade att anordna

TEMA: EMS, PRODUKTION & BYGGSÄTT

Skiss 5.

Skiss 6.

ER

EX

P I början på 2019 började EEPAB bli klara och i juni beställde företaget en IPC VS klass 2 audit. Direkt när IPC i USA erhållit en beställning börjar ett intensivt samarbete där organisationen skickar en checklista till EEPAB som skall kontrollera att det finns rutiner, kunskap och utbildning. IPC i USA är måna om att framhålla att organisationen mer än gärna hjälper till med råd och förklaringar för att arbetet skall gå så snabbt och smidigt som möjligt. IPC VS auditen utförs av den aktualiserade specialisten Poul Juul från Hytek i Danmark och tar två dagar. Idag är EEPAB godkänt enligt IPC VS.

ett IPC-relaterat försprång. EEPAB innehar en bronsplats i den europeiska IPC VS ligan och att vara först i Sverige är imponerande men slås av Sartorius Lab Instruments i Göttingen, 100 km söder om Hannover, som innehar silverplatsen. Sartorius är ett 150 år gammalt företag, kända för sina vågar men har också en stor verksamhet i medicinbranschen samt en ansenlig EMS-produktion av kretskort. Företaget har 8 200 anställda runt om i världen och en omsättning på cirka 16 miljarder kronor. Starten på IPC VS för Sartorius började precis som för EEPAB med ett tvådagars IPCseminarium där ett 70-tal kunder och egen personal deltog inklusive det klassiska misstaget att inte ha kollat vad IPC-representanten skulle presentera angående IPC och dess klassificeringssystem. Sartorius produktionsledning hade insett att det fanns brister i kedjan för IPC Klass 2 men inte att läget var så långt ifrån IPC Klass 2. Till Sartorius försvar kan sägas att det hade deras kunder inte heller, de satt i samma båt. Till skillnad från EEPAB såg tillverkningskedjan ut som i skiss 6.

R TA T

D E T FA K T U M AT T E E PA B inte levererade kretskort enligt IPC klass 2 orsakade visst rabalder men både företaget och många av kunderna insåg att bådas verksamheten måste skärpas till för att nå IPC-kraven för Klass 2. Kundernas cadunderlag måste följa IPC:s designregler och EEPAB blev medvetna om att kräva IPC Klass 2 från sina mönsterkortleverantörer. Lugnet återställdes rätt omgående men för EEPAB:s ledning blev det ett uppvaknade för att se över sina nuvarande IPC-rutiner samt lägga grunden till ett djupare IPC-engagemang. Skälen var att förbättra den redan höga kvalitetsnivån på kretskortstillverkningen samt att ligga i främre ledet när det gäller att kunna bevisa att EEPAB kan leverera IPC Klass 2. Under slutet på 2016 när IPC VS började introduceras, blev det ett uttalat mål att EEPAB skulle arbeta för att klara en IPC-audit enligt J-STD-001/IPC-A-610 klass 2. Flaskhalsen i arbetet var den interna kapaciteten, det vill säga tid att implementera IPC:s krav och att utöka den tog avsevärd tid.

Skiss 4.

IKEL

▲ ▲

ett seminarium med ett 30-tal kunder från både små och stora företag. Här fanns hela spannet på hightechföretag som kräver IPC klass 3 och företag som kan vara glada att kretskortet fungerar och inte kräver någon IPC-klass alls. EEPAB gjorde det klassiska misstaget att inte kontrollera vad IPC-representanten tänkte presentera när det gäller för att erhålla IPC Klass 2 och 3 på utgående leveranser av kretskort. På EEPAB fanns det i huvudsak två varianter i tillverkningskedjan, kretskort som EEPAB konstruerat och caddat själva liksom kretskort där kunden tillhandahåller cadunderlaget i form av Gerberfiler. I det första fallet såg tillverkningskedjan ut enligt nedan. Se skiss 4. I det andra fallet såg tillverkningskedjan ut enligt skiss 5.

S J Ä LVA AU D I T E N grundar sig på kraven i IPC standarderna J-STD-001 och IPC-A-610 och kontrollerar hur väl hela företaget anpassat sig och hur de interna rutinerna är uppbyggda för att klara dessa krav. Detta är naturligtvis en fjäder i hatten för EEPAB och gör att företaget ligger i framkant när det gäller att leverera kretskort enligt IPC Klass 2 vilket bör få andra EMS-företag i ­Sverige att inse att Eskilstunaföretaget har

SIEMENS

D E T S TA R TA D E S O M G Å E N D E ett projekt för att certifiera fabriken genom att återanställde en pensionerad produktionstekniker på deltid med ansvar att genomföra projektet. Efter cirka ett års internt arbete (ca 500 timmar) med att informera och övertyga berörda konstruktions-, kvalitets-, inköps- och marknadsavdelningarna samt IPC-utbildningar och certifieringar var Sartorius färdigt att beställa en audit som skedde en vecka före EEPAB. Drivkrafterna för Sartorius var att bli först med ett godkännande enligt IPC VS i Tyskland, höja kvaliteten i hela kedjan samt kunna erövra fler externa kunder. Det samlade avtrycket av programmet för IPC VS är att det tillför den parameter som sluter IPC-cirkeln för elektroniktillverkning och innebär ett kvalitets- och tillförlitlighetslyft för den växande floran av avancerade elektronikprodukter som översvämmar vår värld. n



ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

Kort-till-kort åt alla håll Robusta kontakter i FINEPITCH serien Med FINEPITCH, kort-till-kort kontakter, erbjuder Phoenix Contact för första gången skärmade och oskärmade kontakter för signal och dataöverföring mellan två kort. Detta ger er möjlighet att koppla ihop två kretskort enligt ert behov, med olika riktningar, höjder och antal poler, i kompakt format med 0,8 mm eller 1,27 mm delning.

För mer information ring 08-608 64 00 eller besök www.phoenixcontact.com/finepitch

DC 05-18.000.L1 © PHOENIX CONTACT 2018

TEMA: EMS, PRODUKTION & BYGGSÄTT

AI ska göra ytmonterings Från miljontals datapunkter till ett enda klick – vad blir nästa steg för deep learning i ytmonteringslinan?

ENLIGT ROMAIN ROUX



R TA T

är det denna nya nivå av deep learning samt ökad datorkraft som öppnar upp enorma möjligheter. Han återvänder till exemplet med Go och schack och konstaterar att det i en genomsnittlig spelomgång med Go genomförs 200 förflyttningar av spelpjäserna jämfört med 37 i schack. – När IBM:s schackspelande dator Deep Blue slog ledande schackmästare för 20 år sedan behövde den bearbeta färre möjliga drag. Go däremot innebär upp till 320 miljarder möjliga kombinationer, eller mer. – Uppenbarligen kan ingen mänskligt regelbaserad programmering hantera detta.

EX

F

örmågan hos tillverkningssystem att förutsäga och anpassa sig till oförutsedda situationer, ofta kallad artificiell intelligens (AI), kommer att revolutionera processen för elektronikproduktion. Forskare inom deep learning vid Mycronic förutspår att ytmonteringmiljön inom fem till tio år kommer att ha automatiserats till en nivå som närmar sig noll defekter med liten eller ingen mänsklig inblandning. – Det här är inte science fiction, vi är på god väg redan nu, säger Romain Roux, som doktorerat på AI och arbetar på Mycronics Center for Deep Learning in Electronics Manufacturing (CDLe) i San Jose, Kalifornien. På centret bedriver man forskning om deep learning och AI-tillämpningar för elektroniktillverkning. För att illustrera hastigheten på utvecklingen inom AI påminner Romain Roux om hur Googles AlphaGo, utvecklat av DeepMind, besegrade världens främsta Go-spelare redan 2017. Go anses vara betydligt mer komplicerat än schack eller poker, det är ett abstrakt brädspel för två spelare som placerar ut svarta och vita spelpjäser med målet att kontrollera en större del av spelplanen än motspelaren. – Denna milstolpe för AI möjliggjordes av något som kallas ”reinforcement learning”, vilket innebär användning av autonoma observationer och beslutsfattande som baseras på studier av tidigare mönster samt att spela tusentals spel mot sig själv, säger Romain Roux och fortsätter: – Vid den tiden trodde alla att det skulle ta minst 20 år till innan det här målet uppnåddes!

F Ö R M YC R O N I C S D E L har detta krävt att företaget skapat ett stort bibliotek med tiotusentals 3D-bilder, inklusive data om komplexa geometrier som snabbt kan identifieras med hjälp av algoritmer. – Det här är en bra start. Vi kommer att behöva tio gånger eller till och med hundra gånger mer data så att vårt djupa neurala nätverk kan generalisera alla typer av komponenter och alla typer av kort. Det är R en ganska normal mängd data för E P deep learning-applikationer. Han förklarar att ”machine learning” – vilket är nödvändigt för en Det var AlphaGo:s neurala nätverk rad olika autoprogrammerande, som gjorde det möjligt att kreativt prediktiva och slutna system för Mygå igenom miljontals datapunkter för cronics produkter idag – innebär att gå att utveckla nya strategier och identifiera igenom och strukturera data för att träna nya mönster. algoritmer enligt fastställda kriterier. Deep Avsikten med CDLe är att påskynda ut- learning, ett underfält till machine learning vecklingen av deep learning och AI till gagn och AI, strukturerar algoritmerna i lager för för kunderna, och Mycronic räknar med att att skapa ett artificiellt neuralt nätverk som införliva det i produktutvecklingsplanerna kan generera och simulera nya situationer år 2020. för att förbättra beslutsfattandet utan att – Vårt fokus ligger på Mycronic 4.0 och förlita sig på regelbaserad programmering. den intelligenta fabriken som förlitar sig på När ett neuralt nätverk har tränats kan det breda informationsflöden – horisontellt, ver- installeras i molnet, på ett lokalt nätverk eller tikalt och i molnet, säger han och fortsätter: på den lokala hårdvara som också samlar in – Vår ambition är att erbjuda våra kunder data. en produktionsprocess med noll fel, och vi – Vilken lösning man väljer beror på utsamlar redan in data i samarbete med krets- rustningens tillgänglighet till molnet, förklakorttillverkare från flera fabriker. rar Romain Roux och fortsätter: Enligt Romain Roux är en utmaning, förut– Bandbredden i det lokala nätverket, om att samla in stora datamängder och bild- komplexiteten i det neurala nätverket och storleken på data och behovet av inferens i realtid är också viktiga aspekter när man ska välja lösning.

IKEL

Av Mycronic

bibliotek, att uppnå repeterbar och korrekt identifiering av elektronikkomponenternas geometrier. Detta innebär att förbättra automatiserade optiska inspektionssystem (AOI) för att säkerställa stabiliteten och noggrannheten när nya komponenter ska definieras, även i dynamiska produktionsmiljöer där designen av kretskort snabbt förändras.

AlphaGo:s neurala nätverk gjorde det möjligt att gå igenom miljontals datapunkter för att utveckla nya strategier och identifiera nya mönster.

N Ä R M A N B E S LU TA R VA R man ska köra nätverket beror det oftast på sammanhanget för dataanalysen. Vid exempelvis offlineprogrammering av tillverkningsutrustning kan man använda en dedikerad server eftersom latenskravet inte är en begränsning, och den lokala offlineprogrammeringsstationen (en vanlig bärbar dator) kanske inte uppfyller grundläggande specifikationer. I inlinesystem med mycket tuffa krav på snabbhet och latens kanske vi inte har något annat val än att köra neurala nätverk på lokal hårdvara. Slutligen kan behov av att skydda data helt enkelt förbjuda molntjänster. När neurala nätverk körs i molnet eller på

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

TEMA: EMS, PRODUKTION & BYGGSÄTT

linan felfri

en dedikerad serverlösning behövs beräkningsplattformar. På CDLe har stor bandbredd för att undvika för vi tillgång till ett fjärrsystem med mycket fördröjning mellan frågan till många avancerade GPU:er från D2S. det neurala nätverket och svaret. När I dag bygger forskare inom deep det gäller maskinvara krävs för det learning virtuella kopior av fysiska mesta minst en GPU för beräkningsfabriker och kombinerar detta med enheten som det neurala nätverket AI och analyser för att simulera verkRomain Roux samhet i realtid. Den här nya metokörs på. Under träningsfasen kan man använda den kallas ofta digitala tvillingar och gör det så kallad distribuerad träning för att snabba möjligt att analysera data och system (i den upp beräkningarna. I vissa extrema fall kan virtuella modellen) för att avvärja problem träningen av komplexa neurala nätverk med innan de uppstår i den fysiska fabriken. Enstora databaser kräva veckor av beräkningar. ligt Romain Roux kommer detta att möjligGenom att fördela träningen på GPU-pro- göra prediktivt underhåll, tillverkning med cessorer kan man reducera beräkningstiden noll fel och kreativa produktdesignlösningar dramatiskt. i simulerade miljöer. Han uppskattar att en – I sådana fall är cloud computing-tjänster utbredd användning av digitala tvillingar i från företag som Amazon, Google och IBM SMT-branschen kan ligga tio år fram i tiden. ett enkelt sätt att få tillgång till anpassade Det hänger också på ett annat viktigt ge-

nombrott: synkroniserad datakorrelation av alla system i de olika maskinerna – något som inte är möjligt i dag. M YC R O N I C H A R R E D A N utvecklat en avancerad programsvit som ger bättre kontroll och förbättringsmöjligheter inom produktkvalitet och processautomatisering. Den erbjuder datakorrelation mellan SPI- och AOI-system från samma produktionslinje och från flera linjer utan att det krävs ett överordnat system för produktionsstyrning (MES). Programsviten förbättras kontinuerligt med hjälp av större mängder högkvalitativa träningsdata. – Inkluderandet av deep learning-funktionen kommer att lyfta det här systemet till en helt ny nivå under de närmaste åren, avslutar Romain Roux. n

Bli medlem i SER nu! SER är föreningen för Sveriges Elektro-, Data- och IT-ingenjörer. Vi arrangerar studiebesök, föredrag och seminarier för våra medlemmar där du får möjlighet att höra det senaste inom olika teknikområden. Genom oss kan du utöka ditt kontaktnät och möta nya intressanta företag. I medlemskapet ingår även Elektroniktidningen samt vår egen medlemstidning Elteknik. Läs mer om oss på www.ser.se Du kan även mejla oss på ser@ser.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19



TEMA: EMS, PRODUKTION & BYGGSÄTT

Digitala tvillingar

i energi- och processindustrin



Nina Ewerlöf är sedan januari 2018 nordiskt ansvarig på Ansys.

Hon har en bakgrund inom teknisk design och simulering, bland annat på Autodesk, där hon var ansvarig för flera av koncernens stora inter­ nationella konton, samt på Mathworks. Hon har även lett utvecklingsteam på Vironova, specialiserade på mikroskop och kameror.

EX

förändringar i driftsförhållanden ovanligt att hitta sensorbaserade PE R innan de provas på den fysiska utdigitala tvillingar i tillverkningsinrustningen. dustrin redan idag. Men när terEtt nytt och spännande användmen digital tvilling blir något av ningsområde för digitala tvillingar ett buzzword, gäller det att se upp är i utvecklingen av nya produkter och förlita sig på etablerade aktörer, och system. Data som genereras av eftersom det är skillnad på digitala tvilverksamheten med kan med fördel använ- lingar och digitala tvillingar. das i designen av nästa version av produkten Fysikbaserade digitala tvillingar tar data och därmed avsevärt förbättra prestanda. som kommer från sensorer och bearbetar Rent organisationsmässigt öppnas alltså nya den i systemsimuleringar och styrprogram kommunikationskanaler mellan underhålls- där fysiska lagar tas med i beräkningen. Det tekniker och utvecklingsingenjörer som kan innebär att de återskapar hur en verklig proanvändas för produkt- och verksamhetsut- dukt reagerar under olika förhållanden. veckling. Inom energi- och processindustrin är digiBered dig på att höra mycket om digitala tala tvillingar redan idag en av de viktigaste tvillingar i den nära framtiden. Enligt Gart- drivkrafterna för digital transformation; inte ner planerar två tredjedelar av företagen att bara teknologiskt utan även affärsmässigt använda digitala tvillingar inom ett år för att eftersom de även ger viktiga insikter i hur understödja sina IoT-initiativ. Och det är inte nya processer för utveckling, drift och underhåll kan utformas och utvecklas vidare. Under en demonstration med ett pumpsystem Det gäller inte minst nya sätt att utvinna ma­visades hur sensordata som skickades via nätet till en fysikbaserad digital tvilling användes för att terial och använda resurser så tids- och kost”se” in i pumpen och hitta och åtgärda problemet. nadseffektivt som möjligt.

R TA T

E N D I G I TA L T V I L L I N G är en mycket exakt digital återgivning av ett fysiskt objekt, en maskin eller komponent och i vissa fall till och med en hel process. Genom att använda tekniska simuleringsprogramvara, till exempel Ansys Twin Builder, samlas data som temperatur, tryck, och flödeshastighet in via sensorer som monterats på eller finns integrerade på produkten. Data skickas kontinuerligt tillbaka till den digitala tvillingen i realtid. Den digitala tvillingen utsätts alltså för samma ”slitage” som det fysiska originalet den representerar, men virtuellt i en dator. Tekniker använder sedan den hela tiden uppdaterade modellen för att förutsäga problem som kan dyka upp i framtiden och för att schemalägga planerade driftstopp för reparationer. Hela området brukar kal�las prediktivt underhåll. Eftersom här finns stora summor att spara växer det inte oväntat snabbt. Det är betydligt billigare att schemalägga planerade driftstopp grundat på data från en digital tvilling, än att förlita sig på en kalenderbaserad underhållsrutin. För att inte tala om helt oplanerade driftstopp. Med digitala tvillingar är det också enkelt att köra virtuella simuleringar för att testa

Av Nina Ewerlöf, Ansys

IKEL

K

apitaltunga industrier som till exempel energi och process har alltid förlitat sig på regelbundna inspektioner och statistisk analys av historiska data som grund för beslut om underhåll och för att minska risken att utrustning havererar. Även med all denna historiska data är det svårt att bedöma hur länge utrustning kan fortsätta fungera säkert och felfritt när den åldras. Beslut om att ta system ur drift, eller om det är värt att investera i reparation och underhåll för att förlänga livslängden, kan vara svåra att fatta. I och med den snabba utvecklingen av IoT med smarta, uppkopplade maskiner och den ökande användningen av sensorer, öppnas nu helt nya möjligheter att i realtid mäta och analysera utrustning som utsätts för förslitningar, vibration, erosion med mera. Dessa så kallade digitala tvillingar, virtuella datorbaserade kopior av utrustningen, används redan idag för att övervaka och optimera utrustning, inte minst inom svårtillgängliga områden som olje- och gasutvinning, vindparker och olika typer av processtillverkning.

F Ö R S TA S T E G E T I AT T S K A PA en digital tvilling är att bygga en systemmodell som sedan verifieras och optimeras. För många av Ansys kunder är det här enkelt eftersom de redan använder Ansys Twin Builder och eller redan har existerande fysiska modeller skapade i någon av företagets många and­ ra produkter. Lösningen kombinerar fördelarna med ett modelleringssystem i flera domäner (multidomain systems modeler) med omfattande applikationsspecifika bibliotek, 3D-lösare (3D physics solvers), modeller med reducerat antal ordningar samt inbyggd styrkodsintegration. Med Twin Builder kan teknikerna återanvända existerande komponenter och snabbt skapa en mycket verklighetstrogen systemmodell av sin produkt, samtidigt som de har tillgång till detaljerad 3D-fysisk noggrannhet. Sammantaget gör det processen med att skapa en digital tvilling väldigt enkel.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

TEMA: EMS, PRODUKTION & BYGGSÄTT

Svårtillgängliga områden som vind­parker är uppenbara användningsområden för multifysiska digitala tvillingar. Men det står inte på förrän digitala ­tvillingar återfinns inom alla branscher och användningsområden.

inuti pumpen skapade en virvel. Det var tydligt att både bullret och vibrationerna orsakades av uppbyggnad och kollaps av virvlar inne i pumpen. Teknikerna använde därefter den digitala tvillingen för att utvärdera hur olika åtgärder skulle kunna påverka driften. Efter att ha testat olika ventilinställningar kom de fram till att det bästa vore att öppna inloppsventilen till 100 procent vilket skulle leda till att tryck och flödeshastigheten återställdes till normal nivå. Värmeväxlare används i många gas-, oljeoch processanläggningar. I det här exemplet skapades en multifysisk digital tvilling av en värmeväxlare som användes för att simulera olika typer av fel. Genom att använda traditionell, accepterad simuleringsteknik i kombination med snabb och exakt modell som är förenklad (Reduced Order Model, ROM) kunde fel snabbt lokaliseras och olika åtgärder testas.

Men även för den som startar från scratch är det verkligen värt investeringen. Det betalar sig både kostnads- och tidsmässigt. I byggfasen går det att spara halva tiden med upp till 25 procents förbättring vad gäller produktprestanda i verifieringsfasen. Väl implementerad kan en digital tvilling minska underhållskostnaderna med upp till 20 procent under produktens livslängd. Ansys demonstrerade nyligen hur en maskininlärningsalgoritm hade förmågan att förutsäga hur många dagar ett pumpsystem hade kvar innan det slutade fungera. Systemet omfattade centrifugalpumpens hydrauliska system inklusive styrventil på insugningssamt tömningssidan. Syftet med demonstrationen var att visa hur simulering i kombination med sensordata från motorn och pumpen kan användas för att driva ett system effektivt och undvika att systemet havererar på grund av att till exempel virvlar uppstår. Under demonstrationen minskades flödeshastigheten medvetet med 50 procent. Sensormätningar på produkten visade omedelbart att något var fel. Sensorerna visade

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

att inloppstryck, utloppstryck och flödeshastighet genom pumpen minskade drastiskt, och att pumpens bullernivåer steg till högre än normalt. Men sensormätningarna i sig gav väldigt lite diagnostisk information. E F T E R S O M D E T VA R O M Ö J L I G T att se in i pumpen gick det inte att komma underfund med varför den vibrerade. Sensorvärdena gav också väldigt liten eller ingen indikation på vilka åtgärder som eventuellt skulle kunna lösa problemet. Däremot kunde den fysik­ baserade digitala tvillingen användas för att åtgärda problemen. Sensordata från pumpen skickades via nätet och användes som gränsvärden för simuleringsmodeller på system- och komponentnivå. Den digitala tvillingen började omedelbart uppvisa samma symptom som det faktiska systemet, dvs minskat tryck och flödeshastighet. Och till skillnad från den fysiska produkten kunde teknikerna se vad som hände inuti den virtuella produkten och förstå var problemet fanns. Den digital tvillingen visade att vätskan

M E D H J Ä L P AV databaserad vätskedynamik (Computational fluid dynamics) modellerades föroreningar och korrosion på värmeväxlarens ytor och i rör liksom på mellan- och ytterväggar. Effekterna av olika driftsvillkor, som till exempel variationer i insugningshastighet, kopplades till värmeöverföringsegenskaper och feltyper. CFD-resultatet (termohydrauliska belastningsvärden) överfördes sedan till lösare för finita elementmetoden för analys av metallförsvagning och deformering. Dessa felmodeller kopplades sedan till den digitala anläggningen på systemnivå via förenklade modeller som utvecklats särskilt för applikationen. Med digitala tvillingar kan vi få en utökad insikt i produkters livscykel, från utvecklingsfas, via tillverkning till drift vilket är fördelaktigt både ur investerings- och driftsperspektiv eftersom driftsproblem i verksamheten uppmärksammas och kan åtgärdas i produktutvecklingsprocessen. Det blir dessutom möjligt att skapa en återkoppling för att modifiera produktdesignen, något som skapar mervärde i verksamheten och optimerar driften i fält. Med digitala tvillingar går det att optimera underhåll och reparationer under hela produktens livslängd samtidigt som de sparar tid och minskar kostnaderna. Data ger även ovärderlig insikt som hjälper utvecklare ta fram bättre produkter för framtiden och därmed få en konkurrensfördel i en värld där teknikutvecklingen går allt snabbare. n



NYA  PRODUKTER

Designspark nu för proffs n VERKTYG Det har gått nio år sedan komponentdistributören RS Components lanserade den första versionen av sitt kostnadsfria kretskortsverktyg Design­ spark. Under åren har det byggts ut och blivit allt kraft­fullare. Nu kommer en speciell version som siktar på professionella användare men som samtidigt kostar en liten slant.

I Designspark PCB Pro har RS Components tagit bort många av de begränsningar som finns i ­gratisversionen. Det går exempelvis att ha obegränsat antal lager, noder, paddar och anslutningar. Det finns inte heller några begränsningar i antalet komponenter eller scheman. Vidare finns kopplingar till olika komponentbibliotek liksom möjlighet att skapa egna komponenter. N Ä R M A N Ä R N Ö J D går det att skapa Gerber- och ODB++filer utan några begränsningar, liksom materiallistor (BOM) i alla tänkbara format. Precis som med gratisversionerna kan även proffsversionen utbyta data med mekanik- och el-versionerna av Designspark. Att RS nu lanserar en proffsversion innebär inte att företaget överger gratisversionen, den kommer att fortsätta utvecklas lovar företaget. Ä N S Å L Ä N G E går det bara att köpa proffsversionen i ­Storbritannien där en licens kostar 375 pund för evinner­lig tid. I övriga världen ska den lanseras inom kort.

PER HENRICSSON per@etn.se



Plug and play för sensorer n PLATTFORM En plattform som gör det lätt för industrin att testa olika sensorer är vad Analog Devices just släppt. Företaget kallar det en Raspberry Pi för sensorer. Först ut är en enhet som stödjer sensorer som mäter temperatur, vikt och fukt.

Tanken med den nya plattformen kallad MeasureWare är att användaren snabbt och enkelt ska komma igång med sina mätningar. – Många nya företag vill använda sensordata, men ofta har de inte den kompetens som krävs för att snabbt kunna börja mäta. Vi har utvecklat MeasureWare för att överbrygga det tekniska gapet, säger Lorna Keane, som är ansvarig för plattformen på Analog Devices.

Som exempel på områden där behovet finns anger hon jord­ bruket och medtech, men också andra industrigrenar. MeasureWare-konceptet står på tre ben: hårdvara, mjukvara och ekosystem. H Å R D VA R A N I N K LU D E R A R sensorer och firmware. En molnbaserad mjukvara hjälper dig att beställa rätt sensorer för din tillämpning efter att du specificerat parametrar som exempelvis temperaturområde och hur ofta du vill mäta. Beställningen görs till Digi-Key, men på sikt kommer även andra distributörer att adderas. När hårdvaran finns på plats använder du mjukvaruverktyg MeasureWare Lab för att samla in och analysera mätdata. På sikt ska även en mobilapp adderas för att mäta och analysera data.

Den första versionen av MeasureWare är ett kort som kan anslutas till tre sensorer. Än så länge går det att välja mellan sensorer från Sensirion och TE Connectivity som mäter temperatur, tryck och fukt. Inom kort kommer ADI addera ett flertal egna sensorer, exempelvis planerar företaget för en sensor som mäter ph-värde. – Vi arbetar även med att bygga upp ett ekosystem där användarna kan dela sina kunskaper och lära av varandra. Här ingår även partnerskap med sensortillverkare som adderar sensorer som vi inte har, säger Lorna Keane. Det första kortet kan, som sagt, köpas från Digi-Key och kostar runt 250 dollar. ANNA WENNBERG anna@etn.se

Batterisimulator till svenska energiloggern n ENERGITEST Om du vill ha precision när du skattar batteritiden på din IoT-nod behöver du en batteri­ simulator. En sådan finns nu att köpa hos Digi-Key i form av en mjukvarukomponent till det lilla svenska mätinstrumentet Otii. Battery toolbox heter mjukvaran.

Qoitechs instrument Otii är en strömförsörjningsenhet, men dessutom ampere- och voltmätare med loggfunktion. Kopplad till mjukvara för Mac eller pc får den ännu fler funktioner. Du använder den för strömkonstruktion och -test, exempelvis för att profilera batterier eller mäta energiförbrukning hos din elektronikprodukt. Simulatorn har inbyggda profiler för olika batterityper.

Dessutom kan du addera egna. – Att välja rätt batteri för din produkt och applikation är inte det lättaste. Typiskt är du hänvisad till att använda datablad, men de är sällan realistiska för just din applikation, säger Qoitechs vd Vanja Samuelsson. Otii Battery Toolbox licenseras årsvis.

Qoitech har vuxit i en inkubator på Sony Mobile Communications och knoppade av sig från moderbolaget i förra månaden, efter investeringar på en halv miljon euro från Deeptech Seed Fund och från investeraren Mikael Ahlström. JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

Dialog sänker BLE-ribban n SYSTEMKRETS Brittiska Dialog Semi­ conductor har släppt vad företaget hävdar är världens minsta och mest effektiva systemkrets för Bluetooth 5.1. Det i kombination med lågt pris bäddar för helt nya IoT-­tillämpningar, menar ­företaget som lovar att inom kort även släppa SoC:en i en modul med integrerad antenn.

Den nya systemkretsen går också under namnet SmartBone Tiny, eller DA14531, och finns att få i volym redan nu. Den är bara 1,7 × 2,0 mm, vilket Dialog hävdar är mindre än halva fotavtrycket jämfört med konkurrerande alternativ. Systemkretsen är baserad på en 32-bitars Arm Cortex M0 +. Den integrerar en mängd minnen (OTP, RAM, ROM), DC7DC-omvandlare och ett antal analoga och digitala periferienheter. DA14531 är konstruerad med

tanke på att erbjuda en väldigt billig BLE-funktion. Dialog menar att prislappen ligger på låga 0,5 dollar i riktigt stora volymer, vilket enligt företaget banar väg för nästa våg av IoT-tillämpningar som exempelvis inhalatorer, vågar, termometrar, glukos­ mätare och så mycket mer. T I L L S A K E N H Ö R att DA14531 inte bara tar upp hälften så mycket yta som alternativen, kretsen kräver enbart sex externa passiva komponenter, en 32 MHz-kristall och drivning för att skapa en komplett BLE-lösning. Den kan drivas med både 1,4/1,5Vbatterier och 3V-batterier. För andra utvecklare innebär det att kretsen enligt Dialog är som klippt ock skuren för att användas i exempelvis Bluetooth-beacons, hylletiketter eller rfid-taggar för spårning Systemkretsen kommer, som nämnts, kapslad i en WLCSP som är 1,7 × 2,0 mm, men den går även att få i en FCGQFN

som är 2,2 × 3,0 mm. Kretsen kompletteras av utvecklingsverktyget (SDK) SmartSnippets som stöder kända kompilerare såsom Kiel och GCC. R E D A N N U AV S LÖ J A R Dialog att företaget planera att släppa en modul baserad på DA14531. Den kommer att bli mindre än 10 × 16 mm och ska integrerad antenn, rf-filter och mer minne. Planen är att den ska vara i produktion under andra kvartalet av 2020.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

20G vibration – 100G stöt

n FÖRBINDNING Brittiska Harwin har utökat sin kontaktdonsserie Gecko med kontaktdon där datakontakterna kompletterats med två eller fyra spänningskontakter. Det spar både utrymme och vikt, hävdar företaget.

M AX S T R Ö M M E N för ­respektive spänningskontakt är 10 A, medan den är 2,8 A per datakontakt.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

Mixed Layout miniatyrkontakter med 10 A per kontakt Blandad strömkapacitet 10A och 2A

Blandar spänning med data

Gecko är Harwins flaggskepp – en liten, lätt och robust kontakt, utan metall. Det är en kontaktdonsserie för säkerhetskritiska tillämpningar med ett benavstånd på 1,25 mm. Nu utökar företaget Gecko-familjen med kontakter som blandar för data och spänning, kallade Gecko MT. De kommer i två konfigurationer antingen 1+8+1 eller 2+8+2, där den förstnämnda har två spänningskontakter och den sistnämnda har fyra.

När SWaP betyder mest anslut med trygghet

1,25mm delning mellan signalstiften Temperatur upp till 150°C Låsskruvar av rostfritt stål Låg utgasning Vertikala och vinklade versioner

För data och provexemplar, gå till: www.harwin.com/ gecko-mt Till en början kommer Gecko MT som hon- och hankontakter för kabel samt vertikala honkontakter och rätvinkliga hankontakter för kretskortsmontering. De har robusta skruvlåsningar i rostfritt stål och klarar vibrationer upp till 20 G samt stötar upp till 100 G. De siktar på tillämpningar där data- och strömförsörjning

är nödvändigt, men vikt- och utrymme kan vara en utmaning. Några exempel är robotar och obemannade flygplan liksom batteriövervakning och satelliter. A R B E T S T E M P E R AT U R O M R Å D E T

sträcker sig från –65 °C till +150 °C.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

Harwin Gecko-MT Sweden Oct 19.indd 1



21/10/2019 16:33

NYA PRODUKTER

AD-kort som direktsamplar rf-signaler

Kraft för industrin n STRÖMFÖRSÖRJNING Japanska Cosel – ägare av den svenska kraftspecialisten ­Powerbox – har släppt två öppna AC/DC-omvandlare som är 30 till 50 procent ­mindre och har högre verkningsgrad än föregångarna. De kan användas världen över och kommer med tre respektive fyra utspänningsområden.

Nykomlingarna heter LHA150F och LHA300F – de täcker enfas in på 85 Vac till 264 Vac (50/60Hz). LHA150F är ett 150 W-aggregat med fyra utspänningar: 12 V (12,5 A), 24 V/6,3 A), 36 V(4,2 A) och 48 V (3,2 A). LHA300F levererar 300 W och kommer med tre utspänningar: 12 V (25 A), 24 V (12,5 A) och 48 V (6,3 A). Utspänningen kan justeras med en potentiometer, som är standard på LHA300F och ett tillval på LHA150F. har de nya kraftaggregaten en optimerad switchteknik, som höjt verkningsgraden till 93,5 procent. E N L I G T F Ö R E TAG E T

Vid låg last, eller i standby, går enheterna automatisk över till ett energisparläge med intermittent pulsmodulering. Jämfört med sina föregångare anger Cosel att LHA150 är upp till 4,5 effektivitetspoäng (efficiency points) bättre och 30 procent mindre i storlek medan LHA300F är upp till 6 poäng bättre i verkningsgrad (points of efficiency) och 50 procent mindre. Omvandlarna har temperaturområdet –10 °C till +70 °C, och är godkända enligt säkerhetsnormerna UL/EN62368-1. Likaså uppfyller de harmonisk dämpning enligt IEC61000-3-2. De siktar på en plats i mät- och analysutrustning, verktygsmaskiner och industrirobotar, displayutrustning och utrustning för halvledartillverkning. 150 W-enheten har storleken 75 × 27 × 160 mm och väger 320 gram, medan 300 W-enheten har måtten 84 × 37 × 180 mm och väger 580 gram. Båda kommer med fem års garanti. ANNA WENNBERG anna@etn.se

n KONVERTERING Men två kanaler, 12 bitars upplösning i amplitud och en bandbredd på 6,5 GHz är Teledyne SP Devices nya kort perfekta för direktsampling av rf-signaler. En tänkbar tillämpning är system för övervakning av navigationssatelliter.

Det nya kortet ADQ7WB samplar med 5 GSa/s och har 12 bitars upplösning medan företagets äldre produkt (med det väldigt likartade namnet ADQ7DC) finns med 5 eller 10 GSa/s och 14 bitar. – Faktum är dock att ADomvandlarna på dessa två kort skiljer sig åt, den nya 12-bitarsprodukten har jämförbar eller – i vissa avseenden – bättre prestanda än 14-bitarsprodukten, skriver Ulrik Lindblad på SP Devices i ett email till Elektroniktidningen. Den absolut största skillnaden är dock den analog

D E S S U TO M G Å R D E T att göra signalbehandling i realtid i det nya kortet med ett tillval som företaget döpt till FW4DDC. Det innehåller fyra digitala nedblandare som kan hantera var sitt frekvensband. En tänkbar tillämpning är övervakningssystem för satellitpositionering. – Dessa jobbar på höga frekvenser som kan direktsamplas eftersom ADQ7WB har så hög ingångsbandbredd. Satelliterna använder flera olika band som då kan fångas, separeras och blandas ned med kortet, skriver Ulrik Lindblad.

PER HENRICSSON per@etn.se

IAR optimerar styrkretsen i molnet n VERKTYG Amazon Web Services har integrerats med Arm-versionen av IAR:s mjukvaruutvecklingsverktyg Embedded Workbench – du kan läsa av TCP/ IP-gränssnittet från molnet, öppna MQTT-paket, under­ söka en skuggbild av enheten du utvecklar och inspektera och styra molnkommunikationen med IoT Core.

Den som utvecklar molnuppkopplade inbyggda system får därmed större möjligheter att övervaka och styra sina til�lämpningar under utveckling, optimering och avlusning.



ingångsbandbredden där nykomlingen har hela 6,5 GHz medan det äldre inte har mer än 3 GHz. Därmed går det att utan att använda externa analoga mixrar direktsampla signaler vid mycket höga frekvenser.

Den här versionen av Embedded Workbench stöder Amazons realtidsoperativsystemFree RTOS och dess mjukvarubibliotek för säkrad IoT-uppkoppling mot molnet. Ett antal styrkort finns kvalificerade, med processorer från NXP, ST Microelectronics och Texas Instruments. Även exempelprojekt ingår i paketet. JAN TÅNGRING

jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

NYA PRODUKTER

Även Achronix satsar på FPGA-kort att det finns ett internt flash­ minne för bootkoden. Tittar man istället på Achronix FPGA så har den 692 000 sexvägs uppslagstabeller, 40 000 DSPblock för åttabitars heltal vilket ger över 80 Tops. Kretsen har också en intern bussarkitektur, en NOC, som ger upp till 20 Tbit/s utan att ta upp FPGA-resurser.

n ACCELERERAR Xilinx har det redan, liksom Intel. Nu är det Achronix tur att lansera ett FPGA-kort med PCIe-buss. Precis som konkurrenterna är tanken att under­lätta för alla som behöver accelerera sina ­algoritmer.

Än så länge är det en ganska liten marknad, men den här typen av kort som accelererar algoritmer i datacenter förväntas växa från två miljarder dollar i år till över 20 miljarder dollar år 2023. En förklaring är att korten kostar en hel del, normalt över 60 000 kronor per styck. M A R K N A D E N D R I V S framförallt av AI, och korten kan användas för att först träna och sedan exekvera de neurala näten snabbare och ­energieffektivare än vad servrar och grafikprocessorer klarar av.

7t AC7t1500 som tillverkas i en 7 nm-process.

Achronix har tagit hjälp av Bittware för att utveckla kortet. Bittware är ett dotterbolag till Molex och därmed en godkänd leverantör till datacenter plus att företaget har en global försäljnings- och serviceorganisation. Företaget bidrar också med programvara för att övervaka och styra kortet som döpts till VectorPath S7t-VG6. Det innehåller Achronix senaste FPGA kallad Speedster

NOW!

E N S A K S O M F Ö R E TAG E N fram­ håller är gränssnitten som bland annat inkluderar 1 × 400 Gbit Ethernet och 2 × 100 Gbit Ethernet plus att man kan ansluta upp till åtta banker och en Gbyte vardera med GDDR6-minne med en sammanlagd bandbredd på 4Tbit/s. Ytterligare ett minnes­ alternativ är 4 Gbyte DDR4 plus

asier

en e v e W O N g n rderi

O

via

p

Drag & Dro

KO R T E T KO S TA R 7 500 dollar och ska börja levereras under andra kvartalet nästa år. Redan nu finns utvecklingsverktygen på plats för den som vill bygga en egen applikation. I Achronix ekosystem finns annars företag som specialiserat sig på just detta och som kommer att tillhandahålla färdiga IP-block.

PER HENRICSSON per@etn.se

with > 40,000 customers Europe‘s largest prototype manufacturer

*

+ * supported file formats

PCB-POOL® is a registered trademark of

Give it a try: www.beta-layout.com

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19



NYA PRODUKTER

Svenskt fingeravtryck med litet fotavtryck n MODUL Den mäter endast 15×15×2,8 mm, den senaste finger­ avtrycksmodulen FPC BMLite från svenska Fingerprint Cards.

Flexibel front-end-krets n MJUKVARUSTYRT En analog front-end-krets som konfigureras genom mjukvara och integrerar en 24-bitars AD-omvandlare är vad Analog Devices just lanserat. Siktet är ställt på processtyrning inom industrin.

Tanken är att den nya kretsen, AD4110-1, ska fungera som en plattform som kan konfigureras för ett flertal funktioner. Den har två ingångar som kan styras via mjukvara. De hanterar strömmar på upp till ±20 mA och spänningar på upp till ±10V. Därmed stödjer de, enligt ADI, direkt alla analoga signalgräns-

snitt inom industrin. På så sätt kan en referensdesign ersätta många, menar företaget, som dessutom påpekar att mjukvarustyrda IO:s är ett krav inom Industry 4.0. AD4110-1 innehåller förutom en AD-omvandlare med sigmadeltaarkitektur, en differentiell programmerbar förstärkare (PGA) som kan förstärka i 16 steg, från 0,2 till 24 gånger. Den finns att köpa och kommer kapslad i en LFCSP med 40 anslutningar. Likaså går det att köpa ett utvecklingskort för AFE:n, kallat EVAL-AD4110-1. ANNA WENNBERG anna@etn.se

Modulen är avsedd för att kontrollera fysisk och logisk access i dörrlås, hänglås, skåplås, kassa­ skåp, autentiseringsmoduler för standarden Fido, kryptovalutaportmonnäer, stämpelkort, betalterminaler med mera. FPC BM-Lite är standalone – kräver ingen ytterligare hårdvara för att implementera sin funktion. Mjukvara och algoritmer ingår i modulen och den ska kunna plockas ur paketet och sättas i drift omedelbart. Den drar 13 µA i vila och 12 mA aktiv vid en spänningsmatning mellan 1,8 och 3,3 volt. Autentisering tar 400 millisekunder och minnet räcker till 50 användare. Sensorn är kapacitiv med 160 × 160 bildpunkter i 508 dpi. Läsaren tål vatten, kolsyrad läsk, kaffe, olja, bensin, tvål, sötningsmedel och apelsinjuice. Skraptåligheten (pencil hardness) är 4H och den ska klara

fler än 10 miljoner användningscykler vid 0,6 newton. ESD-tåligheten går upp till ±15 kV (IEC61000-4-2, level 4, air discharge) och drifttemperaturen är 0 till 70 grader. D E N K A N S K E V I K T I G A S T E egenskapen är hur ofta den gör fel: FPC BM-Lite avvisar korrekta fingeravtryck var sjuttionde gång och autentiserar inkorrekta fingeravtryck en gång på en halv miljon. Fingerprint Cards sensorer är en Sveriges största halvledarsuccéer någonsin. De har sedan år 2014 tillverkats i mer än en miljard exemplar och finns bland annat i smartkort, kortlås och i 330 smarttelefonmodeller.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Två lite simplare hjärnceller från Arm utländska teveprogram. En rolig idé är att om teven visar något som inte är lämpligt för barn, kommer den att rikta kameran mot tevesoffan och verifiera via ansiktsigenkänning att där inte sitter några sådana.

n NEURONKÄRNOR Arm presenterar neuron­ kärnor optimerade för 1 respektive 2 Tops, och ger dessutom efter lång väntan sin neuronkärnefamilj ett namn – Ethos.

De nya kärnorna heter Ethos N57 och N3, och är inferens­ kärnor för bred konsumentelektronik där den tidigare kärnan snarare var avsedd för dyrare telefoner. från Arm har inte haft ordentliga namn utan bara refererats till som ”ML” – machine learning. Nu får de ett familjenamn och en bokstav – ”Ethos” respektive ”N”. En tidigare kärna som släpptes våren 2018 döps retroaktivt till Ethos N77. Ethos N57 och N37 skiljer sig åt i balansen mellan pris, TIDIGARE NEURONKÄRNOR



chiparea, bandbredd och ström­förbrukning. N37 har det lilla fotavtrycket – under en kvadratmillimeter. Den levererar dock bara 1 Tops (biljoner operationer per sekund) medan N57 levererar 2 Tops. Den gamla N77 levererar 4 Tops. Båda stöder aritmetik i åtta och sexton bitars heltal (Int8 och Int16). Augmented Reality kräver mycket AI-beräkningar, enligt Arm, och kommer snart att finnas i alla smarttelefoner, inte bara de dyraste. Hårdvarustöd för AI och multimedia möjliggör

röstinmatning och always-on även i annan bred konsumentelektronik vid sidan av mobil­ telefoner. A R M H ÄV D A R att dedikerade neuronkärnor behövs. Företaget pekar inte uttryckligen ut en svag länk, men syftar på processorer, signalkärnor och grafikkärnor - de har inte prestanda nog för att bygga ”individualiserade” och ”immersiva” upplevelser i konsumentelektronik. Arms nya neuronkärnor kan komma att användas för att röststyra teven och realtidstexta

P R E S TA N D A ? Arm jämför sig i en pressrelease med ett diffust ”andra NPU:er” – och det torde därmed vara svårt att motbevisa Arms påstående att N57 och N37 lyfter prestanda med 200 procent jämfört med dessa. Arm berättar att det använder en 80-talsteknik av en forskare vid namn Shmuel Winograd. Hans teknik har även lyfts fram av Nvidia och Google på sistone och ska vara effektiv på att hantera vissa neuronnät för bildigen­ kännning om många vikter är noll – glesa konvolutionsnät.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 11/19

Svensk Elektronik – först in i framtiden.

Se till att bli medlem och ta del av våra förmåner! KALENDARIUM 28 november Höstmöte. 15 januari 2020 Kurspaket Handboken.

Årets Embedded Conference Scandinavia

21 januari 2020 Direktivsdagen.

Under två dagar, 5–6 november, arrangerade Svensk Elektronik tillsammans med BraMässor Europas största embeddedkonferens på Kistamässan.

konferensprogrammet var bättre och mer omfattande än tidigare. Keynote speakers i år var bland annat Ted Schönbeck från Google, Colin Williams från IBM Watson IoT och Richard Elberger från Amazon. Nästa års datum för Embedded Conference Scandinavia på Kistamässan är den 4–5 november, 2020. För vidare information: www.embeddedconference.se eller kontakta Anna Weilemar, BraMässor, på anna.weilemar@bramassor.se

5–7 maj 2020 S.E.E. Scandinavian Electronics Event.

Handboken 2.0, en kra igt reviderad och uppdaterad utgåva av Elektronikhandboken, hade sin release under konferensen. Handboken finns nu tillgänglig för nedladdning på vår hemsida. 400 nedladdningar har redan utförts sedan den släpptes.

Scandinavian Electronics Event – S.E.E. 2020 Följ med in i framtiden – produktion, utveckling och digitalisering möts på S.E.E. den 5–7 maj 2020, Kistamässan. Du som är medlem har självklart förmånlig rabatt, Boka din plats redan nu!

Nytt för i år var att ECS, förutom högprofilerade nyckeltalare, fokuserar på speciellt utvalda talare som talade om bl.a. Robotics, AI och IoT. Återkommande på agendan finns Swedish Embedded Awards, ett pris som årligen delas ut till framgångsrika projekt inom inbyggda system i kategorierna Enterprise, Student och IoT. ECS attraherar en stor internationell publik och konferensen hålls uteslutande på engelska. Deltagarna kom från 25 olika länder och många av talarna och utställarna är utländska. Utbudet av sessioner och bredden av

svenskelektronik.se/ kalendarium

Passa på att träffa dina medlemsvänner på Svensk Elektronik och ta del av vad som händer i branschen. Passa även på att lära känna höstmötets värd – Scania: deras produkter och verksamhet och kanske testköra en toppmodern lastbil (obs begränsat antal platser). Gör din anmälan via vår hemsida! Tillsammans skapar vi branschens framtid. Ditt företag är väl med? Ett medlemskap i Svensk Elektronik stärker dig och ditt företag. www.svenskelektronik.se info@svenskelektronik.se

SCANIA

Boka in Svensk Elektroniks Höstmöte på Scania den 28 november i din kalender!

Tycker du att det vi gör är bra och värdefullt, hoppas jag att ditt företag ser till att vara medlem i Svensk Elektronik så vi tillsammans kan göra än mer för ditt företag och branschens konkurrenskra !

Peter Björkholm Svensk Elektronik

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

HIGH PERFORMANCE, BENCHTOP VERSATILITY. Discover the new R&S®RTP oscilloscope (4 GHz to 16 GHz): Realtime de-embedding ► Multiple instruments in one ► Smallest footprint ►

Oscilloscope innovation. Measurement confidence. www.rohde-schwarz.com/RTP

Now with up to 16 GHz bandwidth.