JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 ETN.fi  Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise
torsdag 4 juni 2020 VECKA 23
Guidelines for contributing Technical Papers: download PDF

Den ständigt ökande komplexiteten i kraftelektroniken i kombination med kravet på sänkt effektförbrukning i slutprodukterna gör att utvecklarna behöver mätinstrument med bättre noggrannhet. Det handlar inte om att utvecklarna är mer ifrågasättande än tidigare utan är ett resultat av att kraftaggregaten använder ett allt större spektrum av frekvenskomponenter för att förbättra verkningsgraden.

Utvecklare över hela välden har en rättfram men samtidigt extremt komplex utmaning: att lösa det som ter sig omöjligt. Samtidigt förväntas de också att göra det på kortare tid och med mindre resurser än tidigare.

I samarbete med det tyska University of Applied Sciences Zwickau har ­Rutronik utvecklat en hybridvariant av ett energilagringssystem (Hybrid Energy Storage System, HESS). Genom att kombinera ett litiumjonbatteri och en så kallad ultrakondensator har karakteristiken hos toppströmmen i systemet förbättrats vilket avsevärt minskat slitaget på batteriet. Med hjälp av digital styrning har flexibiliteten ökat. I en mängd tillämpningar erbjuder denna teknik dessutom mycket hög tillförlitlighet samtidigt som utvecklingsarbetet blir smidigare. 

Video är nog den rikaste källan till sensordata. Forskare och ingenjörer har i decennier försökt använda bildteknik för att utveckla algoritmer som gör att datorer kan ”se”. Den första riktiga kommersiella tillämpningen – allmänt känd som maskinseende – analyserade objekt som snabbt passerade förbi för att inspektera och upptäcka fel i produkter. Sedan dess har maskinseendet flyttat upp till en ännu högre nivå, på grund av ökade processorprestanda, sänkt strömförbrukning, förbättrade bildsensorer, och smartare datoralgoritmer för maskininlärning.

Att vara ”maker” är en populär hobby för många och inspirerar unga att studera teknik och matematik. Många av projekten innehåller inbyggnadsprocessorer, vanligen någon medlem ur Arduinofamiljen eller Raspberry Pi, för att ge systemet intelligens.

Cyberfysiska system, som robotar och självkörande fordon, behöver miljötåliga och robusta kontaktdon. Systemen måste inte bara tåla fukt och smuts utan också ämnen som är aggressivt korrosiva. Det finns många kontaktdon vars datablad påstår att de är lämpliga för svåra miljöer. Men hur klarar de sig utanför den smala kravbild de dokumentationen specificerar? 

Deponeringen av de många lagren kemiskt material är ett kritiskt moment när halvledare ska tillverkas. Det måste ske med extrem noggrannhet, då uppgiften är att skapa kretsar med många tusen eller miljoner, i vissa fall miljarder, transistorer. 

Halvvägs till jobbet börjar du tvivla på om du verkligen släckte ljuset i sovrummet. Men du behöver inte åka tillbaka – lampan kan du numera släcka från en mobilapp. Smidigt. Men riskabelt.

Allt tyder på att 2017 blir året då Internet-of-Things (IoT) tar fart på allvar. Analysföretaget IHS publicerade en rapport i januari som förutspår att antalet anslutna enheter kommer att öka med 15 procent före årets slut – därmed är antalet anslutna enheter uppe i 20 miljarder.

Magnetiska minnen, MRAM, vinner allt fler socklar i fordonssystem. En väsentlig ­anledning är att minnet inte tappar data vid spänningsbortfall. Därmed går det snabbare att utveckla och verifiera ett system, samtidigt som firmware blir enklare och bootprocessen går snabbare. Här tittar vi på hur MRAM passar in i fordonstillämpningar.

Ingen som läser den här artikeln behöver övertygas om allvaret i säkerhetsfrågorna kring uppkopplade och självkörande fordon. Följderna av bristande säkerhet kan man bland annat läsa om i rapporten ”Remote Exploitation of an Unaltered Passenger Vehicle” av ­Miller och Valasek.

FPGA-konstruktörer har många hinder att övervinna innan de kan lämna över sin design till produktionen. Normalt börjar de med att välja en lämplig krets. Sedan implementerar de konstruktionen i ett hårdvarubeskrivande språk (HDL), gör ledningsdragningen (routingen) och avlusar slutligen hela FPGA:an innan den kan börja tillverkas.

Mohammad Reza Mousavi, professor på Högskolan i Halmstad, reder ut problemet med att säkerställa om självkörande fordon uppfyller personsäkerhetskraven. Klassiska testmetoder räcker inte till och han ger förslag till alternativa angreppssätt.

Nya röststyrda tekniker som Apples Siri Remote och Alexas rösttjänst Amazon Echo – men också system för fjärrstyrning av hemmet som Google Nest – har fått konsumenter sugna på att skaffa smarta produkter för hemmet. Det betyder att företag som tillverkar produkter som styr funktioner i hemmet, såsom termostater, också vill ta fram trådlöst uppkopplade och styrbara versioner. För detta krävs rf-teknik som wifi eller Bluetooth LE. 

Uppkoppling av produkter skapar säkerhetsproblem av helt nya slag. Första steget mot en lösning att är förstå relationen mellan data- och personsäkerhet. Därefter finns massor av god praxis att plocka fram i form av kodningsstandarder, statisk analys, kodrevisioner och hotmodellering.

Sakernas Internet (IoT) är inte en utan många tekniker som tillsammans underlättar vardagliga sysslor. 

Flaskhalsen i den digitalisering vi står inför är den begränsade data­hastigheten i de trådlösa länkar som kopplar upp användarna till Internets fiberbaserade stamnät.

I takt med att VoIP-program (Voice over IP) som Skype och Facetime blir allt vanligare – samtidigt som spridningen av VoLTE (Voice over LTE) ökar – kan vi ringa klarare och tydligare samtal än någonsin på våra bärbara datorer, surfplattor och smarttelefoner. Tyvärr har kvaliteten på Bluetoothsamtal i våra bilar släpat efter, där går det knappt att höra någon skillnad.

RGB-Lysdioder utnyttjas i effektiva och ljusstarka belysningssystem för projektorer, arkitektur, skärmar, scenbelysning och fordon. För förutsägbar färg från en RGB-lysdiod måste dimningen styras noga och individuellt i samtliga lysdioder (röda, gröna och blå). Avancerade system kan utnyttja en optisk återkopplingsslinga så att en styrkrets kan justera lysdioderna för färgnoggrannhet. Om en vit lysdiod läggs till en RGB-lysdiod ger det en RGBW-lysdiod med fler tillgängliga värden för färgnyans, mättnad och ljusstyrka. Varje RGBW-lysdiod måste ha noggrann dimning av fyra lysdiod-komponenter. Två RGBW-lysdioder kräver åtta kanaler.

Två av de teknikområden som utvecklats mest de senaste tio till femton åren är belysning och automation. Det elektriska ljuset såg i princip likadant ut under hela 1900-talet, men lysdiodernas genombrott som ljuskälla har revolutionerat vårt sätt att skapa belysning. På samma sätt har utvecklingen av kamerasensorn tillsammans med nya snabba processorer öppnat upp för en helt ny värld av automatisering för att förenkla vår vardag.

En ny generation mellaneffektslysdioder från Lumileds, LG Innotek och Nichia lovar gatubelysning med god prestanda till mycket lägre kostnad än de högeffektsdioder som används idag.

Konstruktörer inom fordonsindustrin har press från två håll. Å ena sidan jagar de nya produkter och ny teknik som lösning på nya utmaningar. Å andra sidan vill de ha högsta kvalitet och ingen risk för fel . Det senare tenderar att skapa en konservativ syn på ny teknik.

På senare tid har maskinseende blivit en allt vanligare komponent i självkörande fordon. Men algoritmer för maskinseende är väldigt beräkningsintensiva och att använda dem i realtidstillämpningar – samtidigt som flexibiliteten bibehålls – kräver ofta kraftfulla signalprocessorer eller grafikprocessorer.

Inom exempelvis fordonsindustrin är avancerade kamerasystem allt viktigare för aktiv säkerhet, autonom körning och andra applikationer. Utvecklingen av dessa system kräver testsystem och infrastruktur för att samla in sensordata för att träna, utvärdera och demonstrera algoritmer, som exempelvis objektklassificering. Även systemverifiering med Hardware-in-the-Loop är en viktig del av sådana projekt.

 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. 

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.

 
Här får du våra nyheter gratis
• Tidningen, i brevlådan (länk).

• Dagligt nyhetsbrev (länk).

245
elektronik­konsulter

Registrera ditt företag nu!
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)