I en värld där nätstörningar helt enkelt inte får förekomma, är det nödvändigt för IIoT-branschen att lämna gammal teknik och gamla protokoll bakom sig, inklusive första generationens industriella Ethernet-nätverk.
Många elektroniktillverkare funderar på vilka strategier de ska välja för att problem i produktionen inte ska upprepas år efter år men också för att öka kapaciteten och flexibiliteten samtidigt som de minskar kostnaderna och öka konkurrenskraften. År 2016 handlar allt om att automatisera.
Den ”smarta fabriken” är inte enbart en vision om framtiden. Många elektroniktillverkare har redan börjat övergången till en mer intelligent och, mjukvarustyrd produktionsprocess. För att komma dit krävs en bred förståelse för vilka utmaningar som finns. Genom att kombinera erfarenhet och kunskap med innovativa lösningar kan elektroniktillverkare redan idag tillämpa morgondagens lösningar på dagens problem.
Isolerade spänningsaggregat är idag vanligt i serversystem och industriella tillämpningar, liksom i telekom- och nätverksutrustningar. I den bandbreddshungriga tidsålder som Internet-of-Things skapat behöver allt fler system en effektiv spänningsmatning, vilket skapar behov av energi- och kostnadseffektiva lösningar.
Konstruktörer av bärbara elektronikprodukter känner till de utmaningarna som följer när utrymme och vikt reduceras. Det verkar inte finnas någon hejd på konsumenternas begär efter tunnare, lättare och mer stilrena enheter. Och hos en produkt som en hörsnäcka (eller hörlur i örat) är formfaktorn begränsad av storleken på det mänskliga örat.
Av: Pradeep Shenoy och Rich Nowakowski, Texas Instruments
Tänk om du kunde krympa kortets nätaggregat till 20 procent av storleken, eller kanske ännu mer! Ok, de flesta slutanvändare skulle knappast bry sig, eftersom de överhuvudtaget inte är särskilt intresserade av omvandlare, trots att sådana kan använda upp till halva kortytan i ett elektroniksystem. Men bortsett från det – med fyra femtedelar av nätaggregatets yta borttrollad, skulle många produkter kunna byggas mycket mindre och lättare. Eller så kunde de byggas lika stora som förut, men med utrymme över för att addera ny kraftfull funktionalitet.
Den ökande populariteten för bärbara, batteridrivna tillämpningar leder till att det stoppas in allt fler funktioner i allt mindre formfaktorer. De nya funktionerna, främst trådlös kommunikation, ställer högre krav på strömförsörjningen. Utmaningen är att inte bara implementera funktionerna utan att också utöka batterilivslängden. Hjälp finns att få i nya integrerade funktioner och periferienheter. De ger en smartare energihantering och gör strömstyrning allt lättare att implementera. Lösningarna blir också av högre kvalitet också ur ett rent konstruktionsperspektiv.
Kommunikation mellan maskiner (M2M), snabb konfigurering, datasäkerhet och minskad energiförbrukning är de grundläggande målsättningarna för det initiativ som känner som Industri 4.0. Industrin – och alla andra aktörer också för den delen – har ett intresse av att automatiseringen i fabrikerna rör sig i den här riktningen, så därför kommer gammal utrustning och gamla maskiner att bytas ut eller om möjligt uppgraderas med motsvarande funktioner.
Av: Peter Eckelmann, MSC Technologies och Tim Jensen, Avnet
Nyligen presenterade Standardization Group for embedded Technologies (SGeT) revision 2.0 av SMARC-standarden för inbyggnadsmoduler, och ett antal företag har redan visat upp tidiga provexemplar av relaterade produkter på mässan Embedded World 2016 i Nürnberg. Det stora intresse som denna modulstandard väckt är anledning nog att ta en närmare titt på denna ”slutgiltiga” standard för lågeffekts-processormoduler, liksom att peka ut skillnaderna mellan denna och standarder som SMARC 1.1 och Qseven.
Testning av elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) kräver detaljerade metoder för att säkerställa noggrann mätning av alla emissioner. Tyvärr skapar detta långa testtider vilket minskar antalet enheter som kan certifieras under en given tidsperiod. Detta begränsar även intäkterna för ett testhus medan det för en intern testenhet begränsar antalet nya produkter som kan utvecklas utan att köpa in externa testtjänster.
De nya utmaningarna när det gäller fordonstestning för felfri och säker funktion hos elektroniska delsystem i en bil är väldigt komplexa ur EMC-perspektiv.
Linjära regulatorer ingår i många moderna elektoniksystem. Även om den linjära LDO-(low dropout)-regulatorn sällan är den dyraste systemkomponenten är den ofta en av de mest värdefulla när kostnad ställs mot nytta.
När allt mer av produktens egentliga värde ligger i mjukvaran behöver produktutvecklingen inte bara nya arbetssätt utan en helt ny strategi. Och strategier går på djupet och handlar om mycket mer än hanteringen av tekniken i sig. Svensk industri har mycket att återta, men det finns goda exempel på hur det kan gå till.
Dagens kretskort har en stor spännvidd vad gäller storlek, antal lager, packningstäthet, materialval, klockfrekvenser, erforderlig ström med mera. Dessutom har många av signalerna ett stort frekvensinnehåll beroende på drivkretsarnas allt kortare stigtider. Analysen av kortet tillsammans med de ingående komponenterna är många gånger nödvändigt för att försäkra sig om att det färdiga kretskortet kommer att fungera.
Ropen efter ökad minneskapacitet till allt lägre priser har nått ett nästan öronbedövande crescendo. Fram tills nyligen var litografisk nerskalning det enda sättet att öka minnesdensiteten – antalet bitar som kan lagras per kiselenhet.
Temperatur är en av de vanligaste storheterna som mäts i elektroniksystem. Det finns en mängd olika typer av sensorer som alla har sina för- och nackdelar. Den som konstruerar ett system måste försäkra sig om att den valda temperatursensorn har den noggrannhet som specificerats.
Sakernas internet är ett fenomen som sakta håller på att utvecklas från ett omdiskuterat koncept till reella tillämpningar. Många delar av det tekniska ramverk som krävs för att förverkliga ett IoT-system måste fortfarande prövas praktiskt då konceptet utvecklas.
Vi är redan bekanta med många portabla medicinska utrustningar som digitala termometrar, blodtrycksmätare, blodsockermätare, syresättningsmätare och puls-/hjärtfrekvensmätare. De är alla non-invasiva. Sådana redskap har med tiden flyttat ut från läkarmottagningen till våra hem. Denna trend fortsätter i takt med att det utvecklas utrustning för allt känsligare mätningar och med avancerade algoritmer.
Du har säkert redan sett den i otaliga wearables-demos. Så här kan du i utvärderings- och utvecklingssyfte bygga din egen pulsoximeter av analoga kretsar och digitala signalstyrkretsar.
På senare tid har rejäla framsteg gjorts inom området energisnål ultraminiatyriserad elektronik – inklusive rf-kretsar och trådlösa sensorer. Det har i sin tur skapat ett stort intresse för energiskördning för medicinska implantat. Om det går att ta bort batteriet helt, eller förlänga batteritiden avsevärt, blir det möjligt att tillverka implantat som är mindre, mer praktiska, mer tillförlitliga och som dessutom har längre livslängd.
Vanliga processorer räcker inte till för framtida datatjänster. Deras begränsade förmåga till parallellisering innebär att processorkraften inte blir tillräcklig utan att effektförbrukningen blir oacceptabelt hög.
xDDR4 är den senaste standarden i jakten på ständigt kompaktare och snabbare dynamiska RAM. DDR4, eller ”double data rate, fourth generation synchronous dynamic random-access memory” har precis som alla tidigare standarder för DDR- och SDR-RAM för server- och datorbranschen gränssnitt och protokoll för fysiska lager definierade av JEDEC som kan hämtas kostnadsfritt av alla via ett gratis inloggningskonto. Sök på jedec.org efter JESD79-4.
Av: Danilo Sarri, Microlease & Bill MckInley, Keysight
Den tekniska förfiningen av moderna bilar innebär att de är mycket olika tidigare modeller, bland annat är konventionella mekaniska system ersatta av sofistikerad elektronik. Detta medför betydande förbättringar i funktionseffektiviteten och möjliggör ett bredare utbud av nya funktioner som man kan dra nytta av.
Inom en inte alltför avlägsen framtid kommer sakernas Internet, IoT, att ha flera miljarder uppkopplade enheter. Enligt Harbour Research uppskattas att 2 miljarder IoT-enheter ha sålts under 2014 och år 2020 räknar man med mer än 7 miljarder sålda enheter. Detta är bara möjligt om det finns kostnadseffektiva nätverk för kommunikationen och kostnadseffektiva trådlösa enheter. Genom att använda trådlösa tekniker som Bluetooth, Zigbee, Wi-Fi eller mobilnät, kan nästan allt överallt i världen, snabbt och säkert kopplas upp mot Internet. De nyaste cellbaserade teknologierna, LTE-M och NB-IoT, kommer att spela en viktig roll för framgången för Internet of Things.
En ny generation Wi-Fi-chip och Wi-Fi-moduler växer fram, som ger oss avsevärt lägre effektförbrukning och är enklare att integrera i olika konstruktioner. När Wi-Fi Direct och Wi-Fi HaLow nu också kommer för lågeffektsförbindelser uppstår dessutom många fler möjligheter att upprätta trådlösa anslutningar med låg effektförbrukning. Denna artikel handlar om hur dessa Wi-Fi-enheter och Wi-Fi-moduler kan användas i typiska tillämpningar för att uppnå bästa batterilivslängd.
I dagens uppkopplade hem används ett antal olika standarder för trådlös kommunikation för att koppla samman utrustningar som datorer, mobila enheter, mediaspelare och skrivare. Hittills har Wi-Fi varit arbetshästen för hemmanätverk, särskilt när det handlat om att flytta digitalt mediainnehåll.
Numera bär alla runt på elektronik – ibland faktiskt lite väl mycket. Tänk dig istället att du kan integrera en del av funktionerna i de kläder som du har på dig. Vid det belgisk-nederländska forskningscentret Holst Centre utvecklar forskarna just nu flexibla och töjbara tyger som innehåller elektronik. Och vem vet, om några år kanske dessa textilier är en central del i kläder som används inom idrott, i hälsosammanhang eller för att göra tillvaron säkrare.
Under de senaste åren har tillverkare av lysdioder tagit fram ett brett sortiment av högspända lysdioder (HV-LED). Dessa lysdioder gör det möjligt att optimera kraft-omvandlingen från nätet och samtidigt öka den totala effektiviteten liksom förenkla drivkretsarna. Med HV-LED kan konventionella AC/DC-drivkretsar användas parallellt med andra mer okonventionella topologier. De senare topologierna har sina egna utmaningar, men erbjuder ett effektivt sätt att driva lysdioderna.
Lysdioder matas normalt med likspänning samtidigt som elnätet levererar växelspänning på 230 V. För att fungera behöver de en omvandlare vilket ökar komplexiteten och kostnaden. Vid ett konvent i Sydkorea år 2014 presenterade 2014 års Nobelpristagare i fysik, Mr Nakamura, nästa generation av lysdioder som kan drivas direkt med en växelspänning på 230 V. Allt sedan dess har lysdiodstillverkarna arbetat med att miniatyrisera växelspänningslösningar för att kunna producera förenklade LED-moduler.
TECHNICAL PAPERS Nya systemkretsar som kombinerar FPGA-logik med hårda, flerkärniga processorer gör det enklare att möta tuffa specifikationer för prestanda, effektförbrukning och kostnad.
About / Advertise
I en värld där nätstörningar helt enkelt inte får förekomma, är det nödvändigt för IIoT-branschen att lämna gammal teknik och gamla protokoll bakom sig, inklusive första generationens industriella Ethernet-nätverk. 
Den ökande populariteten för bärbara, batteridrivna tillämpningar leder till att det stoppas in allt fler funktioner i allt mindre formfaktorer. De nya funktionerna, främst trådlös kommunikation, ställer högre krav på strömförsörjningen. Utmaningen är att inte bara implementera funktionerna utan att också utöka batterilivslängden. Hjälp finns att få i nya integrerade funktioner och periferienheter. De ger en smartare energihantering och gör strömstyrning allt lättare att implementera. Lösningarna blir också av högre kvalitet också ur ett rent konstruktionsperspektiv.
När allt mer av produktens egentliga värde ligger i mjukvaran behöver produktutvecklingen inte bara nya arbetssätt utan en helt ny strategi. Och strategier går på djupet och handlar om mycket mer än hanteringen av tekniken i sig. Svensk industri har mycket att återta, men det finns goda exempel på hur det kan gå till.
