Wissen.
Impulse.
Kontakte.
10
B19126
21. Mai 2015
€ 12,00
www.elektronikpraxis.de
Schnellanschlusstechnik
für große Querschnitte
Die Anschlusstechnik T-LOX ermöglicht einen komfortablen
und schnellen Anschluss von Leitern bis 95 mm2
Signalaufnahme
per Oszilloskop
Codefreier
Aufweck-Timer
High-PowerIGBT-Module
Der Tastkopf bildet den
Engpass bei einer
Signalmessung mit dem
Oszilloskop.
Seite 36
Ein programmierfreier
Baustein für das verzögerte
oder periodische
Aufwecken.
Seite 48
Da sich die Leistungsdichte
verdoppeln wird, brauchen
Power-Module neue Gehäusekonzepte.
Seite 52
LOSER
KOSTEN
NGEN
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FÜR BE ER 65 €!
ÜB
D
VERSAN
.DE
DIGIKEY
EDITORIAL
Bereits 110 kW/cm² Chip-Fläche
und kein Ende absehbar
B
ei Leistungshalbleitern in Form
gekapselter Bauelemente, zumeist
in Modulausführung, sind die thermischen und mechanischen Eigenschaften sowie ihre Zuverlässigkeit in der Anwendung essentiell; branchenübergreifend. Währenddessen drohen den Leistungsmodulen vielfache Ausfallgefahren.
Als da sind unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien in der Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT) oder die Beanspruchung
durch Temperaturwechsel im Betrieb mit
wechselnder Last.
Zwar wird die Powerzyklen-Festigkeit
permanent optimiert, doch sie läuft der
stetig steigenden Leistungsdichte der
Module immer hinterher. Warsteiner
Experten prognostizieren, dass schon in
den nächsten fünf Jahren mit einer Verdopplung der derzeitigen Leistungsdichte von 110 kW/cm² zu rechnen ist – getrieben u.a. durch optimierte Schaltungstechniken und neue Werkstoffe wie Siliziumkarbid (SiC).
Auch das Ansteuern moderner Leistungshalbleitermodule ist eine Ingenieurkunst für sich. Die Symmetrie der Ströme
beim Parallelschalten von IGBT-Modulen
ist nicht einfach beherrschbar. Erstmals
„Behalten die Experten
Recht, dann beträgt die
Leistungsdichte in fünf
Jahren mehr als 200 kW
pro cm² Chip-Fläche.“
Gerd Kucera, Redakteur
[email protected]
ist es jetzt Infineon gelungen, mit ihrer
neuesten High-Power-Modulplattform bis
zu vier solcher Leistungsmodule problemlos parallelzuschalten: aufgrund ausgefeilter symmetrischer interner und externer Stromaufteilung. Alle Module werden
mittels Zentrierhaken ohne Lücke verbaut
und passen damit exakt auf den Platz, den
zwei aktuelle IHV-Module mit 140 mm ×
190 mm Bodenplattengröße inklusive
Montageabstand einnehmen.
Ausgelegt ist die neue und aus zwei
Packages bestehende Gehäuseplattform
für den gesamten Spannungsbereich der
IGBT-Chips von 1,2 bis 6,5 kV. Die Modulplattform startet zur PCIM Europe 2015
mit dem Gehäuse für 3,3 bis 6,5 kV. Zu den
wichtigsten Neuerungen bei diesen HighPower-Modulen gehört ihre Skalierbarkeit, die eine System-Entwicklung stark
vereinfacht. In die Details geht es ab Seite
52 in dieser Ausgabe.
Herzlichst, Ihr
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
3
INHALT Nr. 10.2015
VERBINDUNGSTECHNIK
Schnellanschlusstechnik
für große Querschnitte
Die Schnellanschlusstechnik ist eine zeitsparende
Alternative zu bisher üblichen Anschlusstechniken und spielt ihre Vorteile vor allem im Industriebereich aus. Für den Geräteanschluss großer
Querschnitte hat Phoenix Contact jetzt eine weitere
Anschlusstechnik entwickelt: T-LOX ermöglicht
einen komfortablen und schnellen Anschluss von
Leitern bis zu 95 mm² bei anwenderfreundlichen
Bedienkräften. Die Leiter werden von oben in den
Klemmraum eingelegt und anschließend wird die
Klemmstelle geschlossen.
25
ELEKTRONIKSPIEGEL
6
Zahlen, Daten, Fakten
8
News & Personalien
16
Branchen & Märkte
SCHWERPUNKTE
Verbindungstechnik
TITELTHEMA
25 Schnellanschlusstechnik für große Querschnitte
Schnellanschlusstechnik ist bei den Geräteherstellern gefragt, aber Lösungen für große Querschnitte gibt es kaum.
Messtechnik
36 Verlässliche Signalaufnahme mit dem Oszilloskop
Der Tastkopf ist der Flaschenhals bei einer Messung mit
dem Oszilloskop. Im diesem Teil stellen wir Ihnen vier
Grundregeln vor, um zuverlässige Messwerte zu erhalten.
44 Wie die NASA ihre Raketen umfangreich testet
Strukturtests an einer Rakete der NASA sind aufwendig:
Mehr als 10.000 Sensoren werden benötigt, um die Modelle
der Analytiker zu validieren.
46 Der Speicher in einem digitalen Oszilloskop
Wie gut kennen Sie sich mit der Speicherverwaltung bei
Ihrem digitalen Oszilloskop aus? In unserem MesstechnikTipp stellen wir zwei wesentliche Funktionen vor.
Analog & Mixed Signal
48 Mit codierungsfreiem Aufweck-Timer am Ball bleiben
Der LTC2956 ist ein elektronischer Aufweck-Timer, der sich
für Anwendungen eignet, die den Bedarf für ein verzögertes
oder periodisches Aufwecken haben.
Leistungselektronik
52 Optimierte Gehäusetechnik für Leistungshalbleiter
Die Leistungsdichte in Power-Modulen wird sich in den
nächsten fünf Jahren verdoppeln. Neben optimierten Halbleitern sind auch neue Gehäusekonzepte erforderlich.
40 Die Verschmelzung von Arbeit und Freizeit
Embedded Computing
58 Berührungsbildschirme für Haushaltsgeräte
42 Eine Koax-Messleitung in rauer Umgebung
60 Speicher für das IoT: Trends und Herausforderungen
Die Entwicklungsarbeit fordert ein hohes Maß an Komplexität und Kreativität. Doch neben dem anspruchsvollen
Ingenieursalltag gilt es einen Ausgleich zu finden.
Worauf kommt es bei einer koaxialen Messleitung in rauer
Umgebung an, wenn hochfrequente Signale gemessen
werden sollen? Wir haben genauer hingeschaut.
4
Mensch-Maschine-Schnittstellen, die Multi-Touch-Bedienung unterstützen, finden sich in immer mehr Elektronikgeräten und Einrichtungen in verschiedensten Bereichen.
Netzwerke von Geräten, intelligente Datensammler mit
ständigem Datenaustausch erlauben es, dass komplexe
Ecosysteme integrierter Hardware zusammenarbeiten.
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
40
Die Verschmelzung von
Arbeit und Freizeit
44
Wie die NASA Ihre Raketen umfangreich testet
58
Berührungsbildschirme
für Haushaltsgeräte
60
Speicher für das IoT:
Trends & Hürden
TIPPS & SERIEN
18
Auf einer Wellenlänge!
Schaltungstipp
Strommessung für 500-V-Gleichtakt Spannung
Durch RF & Wireless Produkte von EBV
20 Power-Tipp
Warum sich Linearregler zum Filtern eignen
Die auf unserer Website präsentierten Märkte reichen von Auto­
motive, Consumer, Medizin und High­Rel bis zu Erneuerbaren
ZUM SCHLUSS
Energien und Industrieelektronik. Auf der Anwendungsseite wer­
den Bereiche wie Basestations, Broadcast, Connectivity, Industrial
Scientific, Medical RF oder Radar präzise beschrieben.
66 Stefan Dehn, Schulz-Electronic GmbH
Nachhaltigkeit – der Gegenentwurf zur Obsoleszenz
Wie umfassend wir aktuelle Applikationsbereiche abdecken ent­
decken Sie bitte am Beispiel Consumer. Hier behandeln wir detail­
RUBRIKEN
3
liert die Themen TV & Settop­Boxen, tragbare Navigationsgeräte,
Computer­Peripherie,Tablets & eBooks, Spielekonsolen und Fern­
Editorial
bedienungen.
22 Online
Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Ihre lokalen
64 Impressum & Inserentenverzeichnis
EBV RF & Wireless Spezialisten vor Ort oder besuchen Sie uns auf
ebv.com/rf­wl.
9. Steckverbinder Kongress
15. -17.06. 2015, Würzburg
Auf dem 9. Anwenderkongress Steckverbinder werden
praxisorientiert technische Aspekte beim Design und Einsatz
moderner Steckverbinder beleuchtet.
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ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
5
Distribution is today.
Tomorrow is EBV!
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Bild: Bosch
ELEKTRONIKSPIEGEL // ZAHLEN, DATEN, FAKTEN
AUFGEMERKT
Winzling mit Rieseneffekt: MEMS-Sensor
Für ihre MEMS-Sensortechnik hat Bosch vor 20 Jahren das zugrundeliegende Verfahren im Werk Reutlingen selber entwickelt
und dort bis heute 5 Mrd. MEMS-Bausteine in Großserie gefertigt.
Mikro-Elektro-Mechanische Systeme (MEMS) erfassen kleinste physikalische Größen. Aktuell produziert Bosch mehr als vier
Millionen Stück täglich. Dieses Bild eines Rasterelektronen-Mikroskops (REM) zeigt die feinen geätzten Silizium-Strukturen eines
Beschleunigungssensors von Bosch in MEMS-Technologie. Zum
6
Größenvergleich liegt ein menschliches Haar auf der Struktur. Die
Silizium-Strukturen in der Mitte des Chips messen die Beschleunigung oder Neigung in allen drei Raumrichtungen. Die einzelnen
„Balken“ sind rund 2 µm breit und 20 µm hoch. Wenn ein solcher
Sensor in einem Handy bewegt wird, beträgt die Auslenkung der
„Balken“ abhängig von der Beschleunigung einige 10 nm. Das
Haar ist im Vergleich rund 90 µm dick. Die Aufnahme wurde nachträglich am Computer eingefärbt.
// KU
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
ELEKTRONIKSPIEGEL // ZAHLEN, DATEN, FAKTEN
AUFGEDECKT: Apple Watch Sport
Gehäuse
Pflaster misst
Temperatur
Insgesamt 3600 Flüssigkristall-Fühler sind in der
Lage, die Temperatur auf
der Hautoberfläche zu ermitteln. Das Epidermal
Photonic Device besteht
aus einem elastischem
Kunststofflappen mit einer
Größe von 5 cm². Bei der
Temperaturänderung entsteht ein Muster, das mit
einer Digitalkamera abfotografiert und anschließend mit einem Algorithmus innerhalb von 30 s
ausgewertet wird. Ärzte
können dann beispielsweise auf eine Herzkrankheit
schließen.
// HEH
AUFGESCHNAPPT
Die digitalen Krone
erinnert an das Touchwheel früherer iPods
und ermöglicht flüssiges Scrollen, Zoomen
und Navigieren .
Display
Laden
Das Ion-X-Display hat
2,5 Zoll mit Touchscreen und Force Touch
Funktion.
Der Ladestecker dockt
magnetisch an und lädt
den Strom induktiv. Die
Akkulaufzeit beträgt ca.
18 Stunden.
Animationen
Favoriten
Zahlreiche ZiffernblattVarianten können eingestellt werden, egal ob
Chronograph, modulare
Anzeige, schlicht oder
in Farbe.
Die Apple Watch ist seit dem 24. April erhältlich
und schon jetzt sind die Reaktionen gemischt.
Ohne gekoppeltes iPhone 5 (mindestens mit iOS
8.2) bietet das Gerät wenig Nützliches, die AkkuLaufzeit ist vielen zu kurz und die Bedienung
„Ich habe mir noch keine Apple
Watch bestellt.“
Steve Wozniak, Mitbegründer von Apple
47
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
Digitale Krone
Die Apple Watch Sport
hat ein Gehäuse aus
eloxiertem Aluminium in
Silber mit einer Größe
von 38 oder 42 mm und
ist IPX7-fest.
AUFGEZÄHLT
Über diese Taste lassen
sich die wichtigsten
Kontakte auf ein
Favoriten-Rad legen
und mit einem Klick
aufrufen.
komplex. Allerdings überzeugt das Design. Die
Verarbeitung der Apple Watch ist hochwertig
und es gibt sie in vielen Varianten und Farben.
Eingehende Mitteilungen werden via sanfter Vibration auf dem Handgelenk ausgegeben.
// ED
Mobile Retter in
Notsituationen
Die Mobilen Retter übernehmen die Erstversorgung: Eine für die medizinisch qualifizierte Person lädt sich die App herunter. Bei einem Notfall
werden von der Leitstelle alle Personen in der
Nähe geortet und via App über den Notfall informiert. Damit ist die Zeit bis zum Eintreffen des
Notarztes überbrückt.
// HEH
Nur 47 Prozent der Uni-Absolventen trauen
sich einen Direkteinstieg zu. 46 Prozent wünschen sich, dass ihr Start in die Arbeitswelt
über ein Traineeprogramm gelingt. Sieben
Prozent ziehen ein Praktikum vor. Über die
Studie: Kienbaum hat rund 600 Studierende,
die kurz vor ihrem Abschluss stehen, nach ihren Wünschen zu Beruf und Karriere befragt.
7
ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS & PERSONALIEN
Unternehmer Werner Turck
ist verstorben
Der Mitbegründer der Turck-Gruppe, Werner Turck, verstarb unerwartet
im Alter von 82 Jahren. Mitarbeiter und Mitmenschen standen für ihn
immer im Mittelpunkt seiner unternehmerischen Tätigkeit.
Bild: TURCK
W
erner Turck, Mitbegründer der
Turck-Gruppe, ist am 25. April 2015
unerwartet im Alter von 82 Jahren
verstorben. Die Unternehmensgruppe verliert eine einzigartige Persönlichkeit, die die
Entwicklung der Industrieelektronik nachhaltig geprägt hat.
Der weitsichtige Unternehmer hat mit seinem ausgeprägten Gespür für marktorientierte Innovationen die Turck-Gruppe in den
vergangenen 50 Jahren zu einem weltweit
erfolgreichen Unternehmen mit mehr als
3.500 Mitarbeitern geführt.
Erst im Dezember war Werner Turck für
seinen unternehmerischen Einsatz und sein
jahrzehntelanges ehrenamtliches Engagement im kommunalen Bereich mit dem Bundesverdienstkreuz 1. Klasse ausgezeichnet
worden.
Geboren wurde Werner Turck 1932 im heute polnischen Tarnowo, von wo er 1945 nach
Halver zog – in die frühere Heimat seiner
Großeltern. Bereits zwei Jahre nach Abschluss eines Elektrotechnik-Studiums übernahm er die Geschäftsführung der Lumberg
KG in Schalksmühle, die er bis 1980 beibehielt. Parallel gründete Turck 1965 sein eige-
Entrepreneur: Als Visionär der Industrieelektronik hat Unternehmer Werner Turck den Erfolg der Unternehmensgruppe maßgeblich mitgestaltet.
nes Unternehmen und fertigte die ersten
Sensoren im heimischen Wohnzimmer.
Mitarbeiter und Mitmenschen standen für
ihn immer im Mittelpunkt. Sein offenes und
fürsorgliches Wesen prägten nicht nur die
Unternehmenskultur in der Turck-Gruppe.
Auch im Umfeld der Produktions- und Entwicklungsstandorte Halver und Beierfeld
unterstützte Werner Turck mit großem Engagement soziale und kommunale Projekte. In
beiden Städten wurde er für seinen Einsatz
mit der Ehrenbürgerwürde geehrt.
// KU
Bild: VBM-Archiv
Start am Ende des Wirtschaftswunders
TURCK duotec Beierfeld: Als Standbein in den „Neuen Bundesländern“
gründete Werner Turck 1990 den Standort TURCK Beierfeld GmbH.
8
Zechenstilllegungen und Arbeitsplatzabbau prägten 1965 das
Ruhrgebiet als Werner Turck zusammen mit seinem Bruder Hans
Turck in Mühlheim mit 20.000 DM Startkapital und der Idee,
Fertigungsprozesse durch Elektronik zu automatisieren, ihr Familienunternehmen gründeten. Zweiundzwanzig Jahre später
etablierte Werner Turck im unweit gelegenen Halver die TURCK
duotec; das Wort duotec symbolisiert zwei neue Techniken:
Dickschicht und Chip on Board. Als eigenständiges Unternehmen gehört die TURCK duotec GmbH mit den Standorten Halver
(seit 1988) und Beierfeld (seit 1990) zur Unternehmensgruppe
TURCK, die mit über 15.000 Produkten für die Industrieautomation bekannt ist. TURCK duotec entwickelt und fertigt kundenspezifische Elektronik für eine Vielzahl von Branchen wie Automotive, Antriebstechnik, Bildverarbeitung, Mess- und Regeltechnik,
Medizintechnik, Sicherheitstechnik sowie Spezial-Sensorik.
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS & PERSONALIEN
EUROPÄISCHER ERFINDERPREIS
Europäisches Patentamt würdigt NFC-Technologie
Das Europäische Patentamt würdigt Franz Amtmann und Philippe Maugars mit ihren Teams für
die bahnbrechende Entwicklung
der Near Field Communication
(NFC). Die gemeinsam von NXP
(früher Philips Semiconductors)
und Sony 2002 entwickelte NFCTechnologie ermöglicht die sichere Verbindung hunderter
Millionen von Smartphones,
Tablets und anderer Elektrogeräte. Über NFC können Geräte mit
anderen Geräten und Infrastrukturen kommunizieren, übermittelt werden die Daten durch Be-
NFC: Nominiert für den europäischen Erfinderpreis 2015. Philippe Maugars (li)
und Franz Amtmann (re) von NXP.
rührung oder bloße Nähe. Franz
Amtmann ist leitender RFIDEntwickler und arbeitet seit über
25 Jahren bei NXP Semiconductors in Österreich. Philippe
Maugars hat bei Philips und später NXP über 30 Jahre erfolgreich
Projekte in den Bereichen Kartenlesegeräte (Smart Card Reader), Power Management und
LED basierende Smart LightingSysteme geleitet. Der Preis wird
am 11. Juni 2015 im Palais Brongniart in Paris vergeben.
// DF
NXP
INPUT/OUTPUT-SYSTEM
16 digitale und analoge I/Os auf 4 Teilungseinheiten
Das Input/Output-System Web.
Compact 16 ist eine vielseitige
Lösung für den Elektrokleinverteiler. Das I/O-Modul von Creative Electronic besitzt weder Festplatte noch Lüfter und ist frei von
bewegten Teilen. Dank eines
schlanken Designs auf vier Teilungseinheiten lässt sich das
Gehäuse schnell im Schaltschrank oder Installationskleinverteiler nach DIN43880 verbauen und kann mittels abziehbarer
Anschlussklemmen zügig ausgetauscht werden. Werkzeuglose
Hebelklemmen erleichtern dem
Anwender den Einbau der Baugruppe, woraufhin das Gerät mit
24 Volt DC versorgt wird. Sämtliche Daten können über einen
µSD-Karten-Slot gespeichert und
per Webpage visualisiert werden. Als Plattform dient hierzu
ein Webserver, der sich mittels
eingebauter Ethernet-Schnittstelle ansteuern und vollgrafisch
konfigurieren lässt. Über gesicherte Webpages lassen sich zudem alle IO-Zustände visualisieren. Das Gerät ermöglicht die
Belegung von 16 digitalen und
analogen Inputs/Outputs, die
sich um bis zu 64 digitale I/Os
auf bis zu 80 I/Os erweitern lassen. User haben dabei die Möglichkeit ihren Anwendungsfall
aus 6 Temperatureingängen, 4
Kombieingängen, 2 PWM-Ausgängen, 2 Relaisausgängen und
2 analogen Ausgängen beliebig
zu kombinieren. Ein Alarm per
E-Mail gewährleistet die Gebrauchstauglichkeit der Installation. Zudem zeigen LEDs den
Betriebszustand und die Aktivitäten der Baugruppe an. // JW
Creative Electronic
Mit 16 I/Os auf kompakten vier TE:
Die Web.Compact 16 spart Platz im
Schaltschrank
AUTOMATISIERUNG
Bild: Festo
Gewinner des „Productivity Contest“ von Festo
Productivity Contest: Die drei Finalisten aus Deutschland, Ungarn und Indien
Thomas Ullrich (li), Bálint Füvessy (mi) und Ajith Anil Meera
10
Festo lobte im Rahmen der Facebook Aktion „Productivity Contest“ die drei besten Tüftler und
Bastler, die in ihrer Freizeit pneumatische oder elektrische Anwendungen kreiert haben, aus.
Zur Siegerehrung im Rahmen der
Hannover Messe waren die drei
Preisträger zu einem mehrtägigen Messebesuch eingeladen.
Der Sieger Thomas Ullrich aus
Augsburg entwickelte eine Einschenkmaschine für Hefeweizenbier, die sogar das übermäßige Aufschäumen im Bierglas
unterbindet und die gute Hefe
mit mehreren gekonnten Drehungen im richtigen Moment aus
der Flasche löst und präzise ins
Glas fließen lässt. Nicht neu,
aber einfach, originell und zielgruppenorientiert. Der zweitplatzierte Ungar Bálint Füvessy
baute einen automatisierten
Weinöffner und beeindruckte
damit seine Freundin. Der Drittplatzierte, Ajith Anil Meera aus
Indien, ließ (als Alternative zum
Fensterputzer) einen Roboter die
Wände hochklettern.
// KR
Festo
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
ELEKTRONISCHE BAUELEMENTE & SYSTEME
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ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS & PERSONALIEN
LADETECHNIK
IKEA hat kürzlich Möbel mit integrierter kabelloser Ladefunktion vorgestellt, mit denen sich
mobile Endgeräte wie Smartphones und Tablet-PCs drahtlos laden lassen. In Sachen Technik
hat sich der schwedische Möbelriese dabei für die Wireless Power Transmitter von IDT entschieden. Die IDT-Transmitter P9030
basieren auf magnetischer Induktion und werden in die neuen
Nachttische und Lampen von
IKEA integriert. Die Produkte
sollen demnächst in Läden in
Nordamerika und Europa zur
Verfügung stehen. Neben den
Möbeln selbst hat IKEA auch eine Reihe von Lade-Pads sowie
einen Wireless Charger entwickelt, den Nutzer selbst in Möbel
integrieren können. Diese Lösungen basieren ebenfalls auf
den Wireless-Halbleiterlösungen
von IDT. „IKEA hat die Möbelindustrie revolutioniert und ist
nun mit der Integration der IDT
Wireless Charging Transmitter in
seine Produkte weiterhin führend bei Neuerungen im Wohnbereich“, erläutert Arman Naghavi, Vice President Analog Po-
wer Technology bei IDT. „Die
Einbindung unserer Qi-Technologie unterstreicht das wachsende Interesse an drahtloser Ladetechnik.“ Der Transmitter P9030
entspricht dem Qi-Standard des
Wireless Power Consortium und
stellt eine 5-W-Einchip-Lösung in
einem kompakten Gehäuse dar.
Wireless Power Transmitter und
Receiver von IDT finden sich
auch in Smartphones, Mobiltelefon-Zubehör, Wearables und Ladestationen.
// TK
IDT
Bild: IDT
Nutzer kann drahtlose Ladetechnik selbst in IKEA-Möbel integrieren
Möbel laden Smartphones & Co: die
Drahtlos-Ladetechnik von IDT macht‘s
möglich.
KOMPLEXE STRUKTUREN ERFASSEN
Bild: PHOT‘ON AIR
3-D-Scanner für den Einsatz auf Raumstationen
Extremen Bedingungen: Der Space Spider verfügt über ein modernes Kühlsystem, womit er auch im All verwendet werden kann.
Der Space Spider von Artec 3D ist
ein professioneller 3-D-Scanner
für kleine Gegenstände mit komplexer
Oberflächenstruktur,
scharfen Kanten und dünnen
Rippen, der mit einem verbesserten Kühlsystem ausgestattet worden ist. Damit bleibt während
des Scans die Temperatur konstant und es lässt sich ein präzises
Scanergebnis erzielen. Konzipiert wurde der Scanner für Einsätze im All, beispielsweise auf
internationalen Raumstationen.
Das Kühlsystem schützt den
Scanner vor Überhitzung. Mithil-
fe von blauem LED-Licht scannt
das Gerät die verschiedensten
Objekte in allen möglichen Formaten, selbst Objekte mit scharfen Kanten, beweglichen Teilen
oder texturierten Oberflächen.
Erfasst werden Objekte mit einer
Genauigkeit von 50 µm und einer
Auflösung von bis 100 µm. Somit
ist der 3-D-Scanner ideal für
CAD, Reverse-Engineering und
additive Fertigungsverfahren.
Für den Scanner ist keine Neukalibrierung notwendig. // HEH
Artec 3D
NANOTECHNIK
Forscher arbeiten an einem reflexionsarmen Display
12
sichtbare Spektrum schwach,
sondern unterdrückt auch die für
Tiere wahrnehmbaren Infrarotund Ultraviolett-Wellen.
Wissenschaftler des KIT um
Hendrik Hölscher untersuchten
den Flügel des Glasflüglers unter
dem Rasterelektronenmikroskop. Die Forscher fanden Nanosäulen die im Gegensatz zu den
bisherigen Funden gänzlich unregelmäßig angeordnet und unterschiedlich groß waren. In
theoretischen Experimenten
haben die Forscher diese Unregelmäßigkeit der Nanosäulen in
Größe und Anordnung mathematisch abgebildet. Diese Unregelmäßigkeit der Nanosäulen
verursachen die geringe Reflexion bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln. Damit können schwach reflektierende
Oberflächen entwickelt werden.
Die Infrastruktur am Institut für
Mikrostrukturtechnik ermöglicht neben der theoretischen
Erforschung des Phänomens
auch die tatsächliche Umsetzung
in die Praxis.
// HEH
KIT
Foto: Radwanul Hasan Siddique, KIT
Durchsichtige Materialien, wie
etwa Glas, reflektieren immer
einen Teil des einfallenden Lichtes. Die Flügel des in Mittelamerika beheimateten GlasflüglerSchmetterlings reflektieren nur
sehr schwach, wenn man schräg
auf die Flügel blickt. Je nach
Blickwinkel sind das zwischen
zwei und fünf Prozent des einfallendes Lichts. Zum Vergleich:
Eine Glasscheibe wirft, je nach
Blickrichtung, zwischen acht
und 100 Prozent zurück. Dabei
reflektiert der Flügel nicht nur
das gesamte für den Menschen
Kaum Reflexion: Die Flügel des Glasflüglers reflektieren kaum Licht.
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
Für PAM-4 brauchen Sie große Fortschritte.
Mit uns machen Sie den
entscheidenden Sprung.
Die unendliche Geschichte: Tag für Tag, Jahr für Jahr verlangt die
Welt mehr Bandbreite. Engpässe gibt es überall im Netz. Abhilfe
könnte die Implementierung von PAM-4 schaffen. Arbeiten Sie
daran, die technischen Herausforderungen von PAM-4 oder von
Ethernet-Tests anzunehmen? Dann können wir Sie mit unseren
führenden Technologien unterstützen. Wir bieten Lösungen für
digitale Test- und Messtechnik, einschließlich Simulationssoftware
für den kompletten PAM-4-Entwicklungsprozess.
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Instrumente für PAM-4-Tests von der Simulation bis zur Konformitätsprüfung
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Messung sowie Workflow
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ologies
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n Challenge
s and the
Implications
on Test
Application
Note
ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS & PERSONALIEN
KOOPERATION MIT LICHTBLICK
Bild: Tesla Motors
Tesla kündigt 10-kWh-Batteriespeicher für deutsche Haushalte an
Notstrom-Akku fürs Eigenheim: Die
Tesla Powerwall soll in Kooperation
mit Lichtblick im Sommer 2015 nach
Deutschland kommen.
Die Tesla Powerwall ist ein aufladbarer Lithium-Ionen-Akku für
den Haushaltsbedarf, der als
energieautarke Einheit und Notstromaggregat dient. Tesla-CEO
Elon Musk legt dabei besonders
Wert auf erneuerbare Energie:
Besitzer von Solaranlagen sollen
eine Powerwall aus den eigenen
Solarzellen speisen können.
Die Powerwall wird ab Sommer 2015 in den USA und in
Deutschland erhältlich sein.
Hierfür geht Tesla eine Kooperation mit dem Hamburger Ökostromanbieter Lichtblick ein.
Die Powerwall erscheint für
Privathaushalte in zwei Ausführungen: Eine Einheit mit zehn
kWh Speicher dient primär als
Notstromaggregat und soll im
Falle eines Stromausfalls auch
den gesamten Haushalt versorgen. Alternativ wird es eine Batteriespeicherausführung mit
sieben kWh geben, die in erster
Linie das hauseigene Stromnetz
entlasten und die Nutzleistung
von hauseigenen Solaranlagen
unterstützen soll.
Die 10-kWh-Ausführung wird
voraussichtlich 3500 US-Dollar
(ca. 3100 Euro), die 7-kWh-Variante 3000 US-Dollar (ca. 2700
Euro) kosten. Der wandmontierte
Batteriespeicher
misst
1300mm x 860mm x 180mm und
wiegt etwa 100 kg. Die LithiumIonen-Akkus sind in der Lage,
eine kontinuierliche Leistung
von 2 kW abzugeben, mit einer
Spitzenlast von bis zu 3,3 kW. Für
industrielle Anwendungen stellt
Tesla auch leistungsstärkere Varianten in Aussicht.
// SG
Tesla Motors
www.tesla.com
GRÜNDUNGS- UND KOMPETENZZENTRUM
Auf dem Campus der Universitätsmedizin Mannheim gibt es
das Gründungs- und Kompetenzzentrum für Medizintechnologie
CUBEX41, um Unternehmen,
Kliniken, Forschungseinrichtungen und Existenzgründer zu vernetzen. Auf zwei Etagen verfügt
es über eine Fläche von 1800 m²,
Platz für 24 Startups, die von der
Nähe zu Fraunhofer profitieren,
denn die Projektgruppe für Automatisierung in der Medizin
und Biotechnologie des Fraunhofer IPA betreibt in diesem Gebäude Labore für Bioprozess-
technik, für mikromechatronische Systeme, für die optische
Bio-Messtechnik, für Steuerungssysteme sowie einen eng
an die Labore gekoppelten experimentellen Interventionsraum
mit moderner Bildgebung als
Technologie-Entwicklungsplattform.
Das Experimental-OP verfügt
über Endoskopietürme, OP-Tische und dem bildgebenden
Röntgensystem Artis zeego von
Siemens. Damit lassen sich neue
Systeme erproben und Ideen in
einer klinischen Umgebung
überprüfen. Für Versuche stehen
den Forschern etwa Nachbildungen von Körpern zur Verfügung.
Eines der aktuellen Forschungsvorhaben der Projektgruppe ist
die Entwicklung eines vernetzten und automatisierten Interventionsraums mit dem Artis
zeego für die Bildgebung und
einem zusätzlichen Leichtbauroboter für diagnostische und therapeutische Prozesse und daran
angepassten Instrumentensystemen.
// HEH
Fraunhofer IPA
Foto: Fraunhofer IPA
Forschen im Operationsraum der Zukunft
Experiemental-OP: Robotergestützte
Platzierung einer Nadel an einem
menschlichen Modell.
Standardmäßige und
modifizierte Gehäuse aus
Aluminium-Druckguss,
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14
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS & PERSONALIEN
mouser.de/new
Autorisierter globaler Distributor für die
NEUESTEN elektronischen Komponenten.
5G-STANDARD
NI übernimmt BEEcube
National Instruments hat das USamerikanische Technologieunternehmen BEEcube übernommen: Künftig wird es als hundertprozentige NI-Tochtergesellschaft weitergeführt. Das
Unternehmen ist Anbieter von
Produkten für die Prototypenerstellung und den Einsatz von
FPGAs im Umfeld der WirelessForschung, Wirreless-Infrastruktur und der Verteidigungstechnik. Beide Unternehmen wollen
ihre Vorreiterrolle beim 5G-Standard weiter ausbauen. Grund:
Das Internet der Dinge (IoT) er-
zeugt einen wachsenden Bedarf
an immer höherer Bandbreite
sowie an einer Vernetzung von
immer mehr Geräten. Mit der
Übernahme stärken sowohl National Instruments als auch
BEEcube den plattformbasierten
Ansatz.
Das Unternehmen wird den
Vertrieb und Support seiner Produkte weiterhin unter der Marke
BEEcube durch direkte Vertriebskanäle sowie Distributoren
durchführen.
// HEH
National Instruments
SENAT DER WIRTSCHAFT
Neumitglied Michael Knappmann
Michael Knappmann, Avnet Electronics Marketing: Als neues Mitglied in
den Senat der Wirtschaft Deutschland
berufen
Michael J. Knappmann vertritt
als Senator Avnet Electronics
Marketing im Senat der Wirtschaft Deutschland. Dieser setzt
sich aus Persönlichkeiten der
Wirtschaft, Wissenschaft und
Gesellschaft zusammen, die sich
ihrer Verantwortung gegenüber
Staat und Gesellschaft besonders bewusst sind. Sie helfen, die
gemeinwohlorientierten Ziele
einer Nachhaltigkeit im Sinne
der Ökosozialen Marktwirtschaft
praktisch umzusetzen.
// MK
Avnet Electronics Marketing
DREHZAHLSTARTER VON EATON
Neue ErP-Richtlinie im Blick
Neu im Online-Shop Automation24 sind die platzsparenden,
kosteneffizienten PowerXL-DE1Drehzahlstarter von Eaton. Diese
verbinden die einfache Handhabung eines Motorstarters mit der
variablen Steuerung eines Frequenzumrichters. Die Drehzahlstarter eignen sich für Pumpen,
Lüfter oder Förderbänder. Unter
automation24.de finden Automatisierungsprofis 1- und 3-phasige Drehzahlstarter für verschiedenste Antriebe und in Varianten
bis 7,5 kW. Die Sortimentserweiterung erfolgt aufgrund der neu-
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
en ErP-Richtlinie, die zukünftig
auch bei vergleichsweise einfachen Applikationen eine Energieeffizienz IE3 oder IE2 plus
Drehzahlregelung fordert. Mit
den aktuellen Drehzahlstartern
von Eaton lassen sich Applikationen noch energieeffizienter
realisieren. Weitere Kostenvorteile ergeben sich aus einem integrierten Netzfilter sowie der hohen Zeitersparnis von bis zu 80%
gegenüber handelsüblichen Frequenzumrichtern.
// MK
Automation24
15
Die Zukunft lässt sich nicht mit Produkten
aus der Vergangenheit gestalten.
ELEKTRONIKSPIEGEL // BRANCHEN & MÄRKTE
GESUNDHEITS-APPS
WEARABLE COMPUTERS
Datenweitergabe an die Kasse
150
125
74
100
63
50
75
38
50
26
25
4
0
15
2014
20
2015
27
2016
■ Basic Wearable
(47 Prozent). Das ergab eine repräsentativen Umfrage im Auftrag des Digitalverbands Bitkom.
„Die Daten können helfen, Patienten individuell zu informieren
und sie medizinisch besser zu
versorgen. Gerade ältere Menschen sehen das als Chance“,
sagt Bitkom-Hauptgeschäftsführer Dr. Bernhard Rohleder. // FG
BRANCHENBAROMETER
Automation erwartet weiteres Wachstum
36
2017
44
2018
52
2019
■ Smart Wearable
Neuer Boom-Markt: Bis 2019 sagt das Marktforschungsinstitut IDC eine
Verfünffachung des weltweiten Absatzes von Wearables voraus.
In fünf Jahren soll der Absatz tragbarer Kleinstcomputer von 19
Millionen auf 125 Millionen Geräte im Jahr steigen. Das ergibt einen
Wachstumsschnitt von 45,1 Prozent. Gründe hierfür sind neue Geräte, eine Zunahme der Anbieter und ein verändertes Bewusstsein
zum Markt beim Endverbraucher. Den Löwenanteil des Absatzes
(80,4 Prozent) sollen dabei Smartwatches ausmachen.
// SG
IT-SICHERHEIT
Datenangriff auf jede zweite Firma
Quelle: BITKOM
Smartphone-Apps können viele
Gesundheitsdaten messen, die
für die Prävention oder Behandlung von Krankheiten nützlich
sind. Gut jeder dritte Smartphone-Nutzer (37 Prozent) kann sich
vorstellen, diese Daten an die
eigene Krankenkasse weiterzuleiten. Bei den Nutzern ab 65
Jahren ist es sogar fast die Hälfte
Der Automationssektor zieht nach dem relativ schwachem Wachstum von 0,4 Prozent 2014 laut Prognose
des ZVEI auf voraussichtlich 1,5 Prozent im laufenden
Jahr an. Exporte der Automatisierungsbranche stiegen
im Vorjahr auf 35 Milliarden Euro, Importe legten mit
einem Plus von 8,5 Prozent auf 22,3 Milliarden Euro zu.
Virtual- und Augmented-Reality im Trend
Brillen, die auf AR- oder VR-Technologie setzen, sollen
in den nächsten fünf Jahren die Hype-Nachfolge des
Smartphones antreten. Wie die Consulting-Firma DigiCapital meldet, soll der Markt bis 2017 auf 20 Milliarden, bis 2020 gar auf 150 Milliarden US-Dollar wachsen.
Exporte der Elektroindustrie legen weiter zu
Der Aufwärtstrend der deutschen Elektroindustrie hält
weiter an. Waren die Branchenimporte schon im Januar
bereits um 3,5 Prozent gegenüber dem Vorjahr gestiegen, so legte der Bereich nach Zahlen des ZVEI im Februar gleich um 6,5 Prozent auf 13,3 Milliarden Euro zu.
Globale IT-Ausgaben leicht rückläufig
Auf bis zu 3,66 Billionen US-Dollar schätzt das USMarktforschungsunternehmen Gartner die weltweiten
Investitionen in Computer-Technik und IT-Dienstleistungen für das laufende Jahr. Gegenüber dem Vorjahr
entspricht das einem Rückgang von 1,3 Prozent.
16
Quelle: Statista, IDC
Prognose zum Absatz von Wearables weltweit von 2014 bis 2019
(in Millionen Stück)
Absatz in Millionen Stück
Bild: © Denys Prykhodov - Fotolia
Verfünffachung des Absatzmarkts
Alarmierend: Jedes zweite deutsche Unternehmen ist von digitalen Angriffen betroffen. Der Schaden beträgt jährlich 51 Milliarden Euro.
In den letzten zwei Jahren waren nach einer Bitkom-Studie 51 Prozent
aller deutschen Unternehmen Opfer von digitaler Wirtschaftsspionage, Sabotage oder Datendiebstahl. Am stärksten sind die Automobilbranche sowie die Chemie- und Pharmaindustrie gefährdet. , wo
etwa zwei Drittel aller Firmen schon betroffen waren. Der angerichtete Schaden beträgt rund 51 Milliarden Euro im Jahr.
// SG
Weitere Marktzahlen finden Sie unter:
www.elektronikpraxis.de/Marktzahlen
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
PANASONIC UND ADI
SORGEN FÜR WENIGER
KOMPLEXITÄT UND
MEHR INNOVATION
Kostengünstigere und weniger
komplexe Verkabelung mit geringerem
Gewicht; höhere Audioqualität,
reduzierter Kraftstoffverbrauch und
mehr Designflexibilität. All dies bietet
die Automotive Audio Bus (A2BTM)
Technologie von Analog Devices –
Branchenführer wie Panasonic
profitieren so von einer effizienteren
und flexibleren Design-Erfahrung und
sind in der Lage, ihren Kunden eine
revolutionäre Automotive-Erfahrung
zu bieten.
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SERIE // SCHALTUNGSTIPP
Schaltung zur Strommessung für
500-V-Gleichtakt Spannung
THOMAS TZSCHEETZSCH *
Bild 1: Schaltung des Stromsensors
S
tellt sich in einer Schaltung die Aufgabe einen Strom zu messen, wird häufig
die sogenannte Low-Side-Variante gewählt (der Shuntwiderstand liegt zwischen
der Last und Masse). Die Vorteile dieser
Schaltung sind: es kann ein Standard Operationsverstärker benutzt werden, da die
Gleichtaktspannung (engl. Common Mode
Voltage, CMV) über dem Widerstand klein
ist. Der große Nachteil dieser Position des
Widerstands ist jedoch, dass (Teil-)Kurzschlüsse der Last gegen Masse nicht erkannt
werden. Um auch diesen Fall zu erfassen,
eignet sich die High-Side-Messung (der Widerstand liegt oberhalb der Last, zwischen
Schalter/Versorgung und der Last). Mit dieser Variante können alle Fehlerfälle abgedeckt werden, der Nachteil besteht darin,
dass ein Verstärker mit einer hohen Gleichtaktspannung eingesetzt werden muss. Eine
derartige Schaltung ist in Bild 1 dargestellt.
Der zu messende Strom fließt durch den
* Thomas Tzscheetzsch
... arbeitet als Applikationsingenieur
bei Analog Devices in München.
18
Shunt, der so dimensioniert werden sollte,
dass bei maximaler Last ca. 500 mV abfallen.
Durch den externen PNP-Transistor Q2 kann
der AD8212 die kleine differentielle Spannung über dem Widerstand messen, wobei
die Gleichtaktspannung 500 V betragen
kann – größere Gleichtaktspannungen sind
möglich, wenn entsprechende Transistoren
verwendet werden. Diese Beschaltung erhöht die Durchbruchspannung des internen
Transistors. Sollte eine galvanische Trennung erforderlich sein, wird der ADuM5402
verwendet, der die SPI-Schnittstelle des A/DWandlers (AD7171) trennt und gleichzeitig
die Versorgungsspannung der Schaltung zur
Verfügung stellt.
Die Struktur, in der der AD8212 gefertigt
ist, erlaubt eine maximale Betriebsspannung
von 65 V, daher muss für höhere Spannungen
der externe Transistor zur Erhöhung des
Spannungsbereiches eingesetzt werden.
Weiterhin ist keine separate Versorgung für
den Baustein erforderlich, da er sich durch
einen internen Spannungsregler die benötigte Spannung aus der Differenz von U+ und
COM erzeugt. Dazu ist ein Widerstand (in der
Schaltung R2) nötig, der den Versorgungsstrom einstellt. Dieser sollte zwischen 200 µA
und 1 mA liegen. Ein Strom durch den Shunt
erzeugt eine Spannungsdifferenz an den beiden Eingangspins des Bausteins (U+ und
USENSE). Der interne Operationsverstärker
lässt durch den internen Transistor einen
Strom fließen, der dafür sorgt, dass an den
beiden Eingängen des internen Verstärkers
(invertierend und nichtinvertierend) die
Spannung ausgeglichen ist. Der Strom durch
den Transistor (und Iout) ist proportional zur
Eingangsspannung und damit zum Strom
durch den Shunt. Über dem externen Widerstand R1 wird der Ausgangsstrom in eine
Spannung gewandelt, die über den Spannungsfolger (AD8605) dem A/D-Wandler
(AD7171) zugeführt wird. Die Übertragungsfunktion des AD8212 verhält sich wie folgt:
IOUT = gm * USENSE; USENSE = ILOAD * RSHUNT
UOUT = IOUT * ROUT; UOUT = (USENSE * ROUT) / 1000
gm = 1000 µA/V
Dabei ergibt sich ein maximaler Strom IOUT
(bei 500 mV über dem Shunt) von 0,5 mA.
Die Schaltung in Bild 1 liefert bei maximalem
Laststrom einen Spannungswert am Ausgang von 2,5 V (durch R1 mit 4,99 kΩ wird der
Baustein mit einer Verstärkung von 5 betrieben). Da der AD8212 eine relativ hohe Ausgangsimpedanz besitzt, sollte ein Pufferverstärker nachgeschaltet werden. Der nachfolgende A/D-Wandler ist ein 16 Bit Sigma-Delta Wandler, der in einer Masse bezogenen
Konfiguration betrieben wird. Die Referenzspannung von 2,5 V wird durch die ADR381
erzeugt. Alle Bausteine (Puffer, A/D-Wandler
und Referenz) werden über die isolierte
Spannung des ADuM5402 versorgt, der auch
die digitale Schnittstelle isoliert. Dadurch
wird eine vollständige galvanische Trennung
erzielt. Der ADuM5402 ist bis zu einer Isolationsspannung von 565 V einsetzbar. Höhere
Isolationsspannungen sind mit anderen Bausteinen der „iCoupler“-Serie erzielbar. Sollte
die Anwendung die Messung von bidirektionalen Strömen vorsehen, können zwei Bausteine des AD8212 antiparallel geschaltet
werden. Ein Baustein gibt dann den Laststrom aus, der andere den Ladestrom. // KR
Analog Devices
+49(0)89 769030
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
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SERIE // POWER-TIPP
Warum sich Linearregler zum
Filtern eignen, Schaltregler nicht
FREDERIK DOSTAL *
Bild 2:
Typisches PSRR eines Schaltreglers
Bild 1: PSRR über der Frequenz der eingangsseitigen Störungen bei einer
Ausgangsspannung von 3,3 V
I
n der heutigen Elektronikentwicklung
werden Linearregler sehr häufig nicht
zum eigentlichen Wandeln einer Spannung eingesetzt, sondern zum Filtern von
Spannungsschwankungen. Linearregler eignen sich im Allgemeinen hervorragend dazu.
Linearregler können mit einem PSRR (Power
Supply Rejection Ratio, deutsch: Versorgungsspannungsdurchgriff) von bis zu
100 dB glänzen.
PSRR ist die Fähigkeit eines Reglers,
Schwankungen einer Versorgungsspannung
zu dämpfen. Bild 1 zeigt ein typisches PSRRDiagramm des Linearreglers ADP7142 von
Analog Devices. Er hat einen Eingangsspannungsbereich bis 40 V und ist für das effektive Filtern von höheren Spannungen ausgelegt. Der PSRR ändert sich mit der Frequenz
der Störungen (Spannungsschwankungen)
am Eingang. Die Fähigkeit zur Dämpfung von
Störungen und damit zum Filtern ist also
abhängig von der Frequenz der jeweiligen
* Frederik Dostal
... ist bei Analog Devices in München
im technischen Bereich für Power
Management in Industrieanwendungen zuständig.
20
Störung. In Bild 1 sind verschiedene Spannungsunterschiede zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung des
Linearreglers gezeigt. Bei kleinem Spannungsunterschied ist die Dämpfung wesentlich geringer als bei höherem Spannungsunterschied. Der Linearregler kann also besser
filtern, je höher die Eingangsspannung in
Bezug zur Ausgangsspannung ist. Der maximale PSRR liegt bei –119 dB. Bei sehr hohen
Frequenzen ab 1 MHz erreicht die Dämpfung
nur noch ca. 40 dB.
Warum sich Schaltregler nicht
zum Filtern eigen
Warum eignen sich Schaltregler nicht zum
Filtern? Dies hat mehrere Gründe. Zum einen
verursachen Schaltregler immer eine gewisse Spannungswelligkeit am Ausgang. Diese
ist von der Schaltreglertopologie, der Schaltfrequenz, der verwendeten Induktivität sowie des Ausgangskondensators abhängig.
Ein Filter sollte generell keine zusätzlichen
Störfrequenzen einbringen.
Der Hauptgrund, warum sich Schaltregler
nicht zum Filtern eignen liegt aber darin,
dass die Regelschleife eines Schaltreglers
durch die Schaltfrequenz begrenzt ist. Der
0-dB-Durchgang der Regelschleife liegt üblicherweise bei 1/5 bis 1/10 der Schaltfrequenz. Dies ist nötig, um Instabilitäten zu
vermeiden. Beim Einstellen eines 0-dBDurchgangs bei höheren Frequenzen koppeln sich leicht Störungen durch das Schaltverhalten in die Regelschleife mit ein. Es
entsteht ein Jitter an der fallenden Flanke des
Schaltknotens.
Bild 2 zeigt schematisch wie das PSRR bei
einem Schaltregler immer weiter abnimmt,
je näher man mit der Störfrequenz an die
Schaltfrequenz des Schaltreglers kommt. Die
Regelschleife kann also üblicherweise ab
Frequenzen von einigen 10 kHz bis zu ca.
100 kHz Störungen an der Eingangsseite
nicht mehr aktiv dämpfen. 100 kHz hätte
man als Grenze beim 0-dB-Durchgang der
Verstärkung der Regelschleife bei 1/10 der
Schaltfrequenz bei einem Schaltregler, welcher mit 1 MHz arbeitet. Einen gewissen Einfluss auf die Filterung haben jedoch weiterhin die Eckfrequenzen der Leistungsstufe.
Bei einem Buck-Regler (Abwärtswandler) die
Doppelpolstelle des LC-Filters.
// KR
Analog Devices
+49(0)89 769030
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
10341
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LESERMEINUNGEN ZU
Wie grün müssen Elektro- und Hybridautos eigentlich sein?
Sehr geehrter Herr Kuther, es ist
wieder einmal erfrischend Ihr
Editorial zu lesen. Die „Smartphones auf Rädern“ lassen mich
schmunzeln, und doch ist sehr
viel Wahres dran. Wenn man sich
auf dem Markt der Elektro- und
Hybridautos umschaut, scheinen die „grünen“ Autos immer
leistungsstärker und immer
schwerer zu werden. Dass dabei
dann auch noch ganz viel Smartphone-Schnickschnack eingebaut wird ist selbstverständlich.
Man muss sich allerdings fragen,
für welche Käuferschicht diese
Boliden eigentlich noch erschwinglich sind und ob das
Verhältnis von Nutzen zu Kosten
noch als sinnvoll bezeichnet werden kann. Warum muss ich unbedingt einen Extrem-Boliden
einen (pseudo)-grünen Anstrich
geben, wenn ich diese Technik
auch bei einem normalen Fahrzeug einsetzen könnte. Vermutlich weil diese dort noch so teuer
und unvollkommen ist, dass
man sie einem Normalsterblichen nicht verkaufen kann. Es ist
sicher sinnvoll, mit Energie sparsam umzugehen und z.B. Bremsenergie zu speichern und beim
Beschleunigen wieder frei zu
setzen. Wenn man dazu aber erst
einmal einen mehrere 100 PS
22
starken und mehrere Tonnen
schweren mit überflüssigem
Schnick Schnack ausgerüsteten
Boliden braucht, kann man nur
von einer Mogelpackung sprechen. Wenn wir denn eines Tages
in unseren Autos von einem
Computer gelenkt durch die Gegend gefahren werden, müssen
diese Autos keine Boliden sein.
Es geht schließlich nur darum
von A nach B gebracht zu werden, und das möglichst sicher
und möglichst effizient. Wenn
man die Vorteile eines elektrischen Antriebs voll nutzen könnte und leichte und leistungsfähige Energiespeicher hätte die
auch wartungsarm und langlebig sind, dann käme man der
grünen Elektromobilität ein
Stück näher. Im Moment geht es
eher um das Image der Automobilindustrie, notfalls auch mit
Mogelpackungen.(Klaus Busch)
autonom, Gewicht in etwa
400kg, Vmax.=60km/h, minimale Wartung, modular aufgebaut,
Openhard- und Software, Preis
ca. sieben bis neun TDM. Zu den
technischen Voraussetzungen:
Stand der Batterietechnik, Ressourcen und Ökologie, solch einen würde ich mir als Zweitwagen zulegen. Mit solch einem
Auto könnte man die Mehrheit
an die Elektromobilität heranführen wenn diese dadurch einen Mehrwert erhält. Doch dafür
braucht es Visionen in der Gesellschaft, die es in dieser Form
leider nicht gibt. Technisch möglich wäre es mit den Randbedingungen allemal. Es müssten die
Verwerfungen im Patente-Unwesen und Urheberunrecht ausgebügelt werden. Das Google-Auto
erscheint mir wie eine Sternschnuppe am Horizont. (anonym)
Sie sprechen mir aus dem Herzen. Nicht nur, das an meinen
Bedürfnissen vorbei entwickelt
wird sondern auch das die technischen Voraussetzungen von
der Automobilindustrie nicht
beachtet werden. Zu den Bedürfnissen: Ich würde mich über eine
Art Google-Auto freuen: Reichweite 25 km, autonom oder teil-
Der größte Etikettenschwindel
liegt woanders. BEV sind nämlich hierzulande noch sehr lange
alles andere als emissionsfrei,
ausgenommen man hat genau im
Ladezeitpunkt
echten
Grünstromüberschuss. Sonst
springen andere Kraftwerke ein.
Bei Atomstrom wäre es noch
emissionsfrei, der soll aber ver-
schwinden. Bei Gas-und-Dampf
gibt es noch einen kleinen Vorteil zum Verbrenner, diese Kraftwerke kommen aber nicht zum
Einsatz. Bei Kohle entsteht dann
leicht doppelt so viel CO2 als würde man gleich mit einem modernen Verbrenner fahren. Bitte
nicht mit dem Strommix argumentieren. Erstens wäre auch da
der Vorteil weg, aber zweitens
darf man den nicht ansetzen.
Denn die implizite Annahme, der
würde skalieren, ist falsch. Der
grüne Strom ist schon wegen des
Einspeisevorrangs meistens ausgelutscht, da skaliert dann
nichts mehr. (anonym)
Das Argument des Kohlestroms
wird meistens von denjenigen
verwendet, die selbst keinen grünen Strom bestellt haben. Da die
Energieversorger nachweisen
müssen, dass der angeforderte
grüne Strom tatsächlich grün ist,
liegt der Hebel beim Volk. Wird
100% grüner Strom gefordert,
müssen die Versorger auch 100%
grünen Strom liefern, ohne wenn
und aber! Wie die das technisch
hinbekommen, liegt in deren
Händen. (anonym)
Kommentare sind z.T. redaktionell gekürzt
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
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VERBINDUNGSTECHNIK // KLEMMEN
TITELSTORY
Die Schnellanschlusstechnik ist eine
zeitsparende Alternative zu bisher
üblichen Anschlusstechniken und
spielt ihre Vorteile vor allem im Industriebereich aus. Auch bei den Geräteherstellern wächst die Nachfrage
nach Schnellanschlusstechnik stetig,
aber Lösungen für große Querschnitte sind kaum zu finden. Für den Geräteanschluss großer Querschnitte
hat Phoenix Contact jetzt eine weitere
Anschlusstechnik entwickelt: T-LOX
ermöglicht einen komfortablen und
schnellen Anschluss von Leitern bis
zu 95 mm² bei anwenderfreundlichen
Bedienkräften. Die Leiter werden von
oben in den Klemmraum eingelegt
und anschließend wird die Klemmstelle geschlossen.
24
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
VERBINDUNGSTECHNIK // KLEMMEN
Neue Schnellanschlusstechnik
für große Querschnitte
Schnellanschlusstechnik ist bei den Geräteherstellern gefragt,
aber Lösungen für große Querschnitte sind kaum zu finden. T-LOX
ermöglicht einen komfortablen, schnellen Anschluss bis 95 mm².
JANINA LATTWESEN *
A
n neue Gerätegenerationen werden
ständig zusätzliche Anforderungen
gestellt – immer kleiner, immer leistungsfähiger und immer wirtschaftlicher
sollen die Geräte werden. Diese Trends definieren auch die Geräteanschlusstechnik –
neben dem klassischen Schraubanschluss
haben in den zurückliegenden Jahren vor
allem Federkraft-basierte Schnellanschluss-
* B.Eng. Janina Lattwesen
... arbeitet im Produkt-Marketing
Combicon Power, Leiterplattenanschlusstechnik bei Phoenix Contact in
Blomberg.
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
techniken an Bedeutung gewonnen. Dazu
zählen etwa der werkzeuglose Push-in-Anschluss sowie auch der selbsterklärende
Push-Lock-Anschluss. Diese Federkraft-basierten Anschlusstechniken ermöglichen
heute einen bequemen Leiteranschluss in
Sekunden, und dank der definierten Kontaktkraft ist der Anschluss auch sicher. Zudem wird der Ausfall einer Klemmstelle
durch ein fehlerhaftes Anzugsdrehmoment
auf diese Weise vermieden.
Für Querschnitte über 35 mm² gab es bis
jetzt keinen Geräteanschluss mit Schnellanschlusstechnik auf dem Markt. Die Bedienkräfte der traditionellen Federkraftklemmen
sind zu hoch, denn je größer der anzuschließende Leiter ist, desto größer muss auch die
Vorspannkraft der Feder sein.
Neues Anschlussprinzip
T-LOX bis 95 mm2
T-LOX setzt genau hier an. Dabei handelt
es sich um eine Technik, mit der auch mehrdrahtige Leiter von 50 bis 95 mm² flexibel,
komfortabel und sicher angeschlossen werden können. Die T-LOX-Anschlusstechnik
basiert ebenfalls auf einer Feder. Um eine
hohe Andruckkraft bei komfortablen Bedienkräften zu realisieren, wird die Feder durch
einen sogenannten Kniehebel-Mechanismus
25
VERBINDUNGSTECHNIK // KLEMMEN
Bild 1: Die Hochstrom-Durchführungsklemmen mit T-LOX-Anschlusstechnik gibt es in zwei Ausführungen,
für Ströme bis 150 A und für Ströme bis 232 A
Bild 2: Der Anschluss auf der Geräteinnenseite ist frei wählbar – zur Verfügung stehen ein direkter Anschluss des Kundenstrombalkens (links) sowie ein Bolzenanschluss für Ringkabelschuhe (rechts)
unterstützt – damit werden die Leiter sicher
und zuverlässig kontaktiert. Mit Hilfe eines
handelsüblichen Schraubendrehers wird die
Klemmstelle geöffnet und geschlossen. Dank
der Kniehebeltechnik bleiben die Bedienkräfte dabei anwenderfreundlich.
Zahlreiche Applikationen verfügen nur
über einen kleinen und schlecht zugänglichen Bereich für den Leiteranschluss – bei
großen Querschnitten lassen sich die kurzen
Leiterenden dann nur schwer in die richtige
Position bringen. Der T-LOX-Anschluss besitzt einen vollständig nach oben geöffneten
Klemmraum. Das hat den Vorteil, dass – anders als bei vielen marktgängigen Lösungen
– der Leiter nicht in die Klemmstelle gesteckt, sondern bequem von oben eingelegt
werden kann. Zusätzlich vereinfacht die freie
Sicht auf die Klemmstelle den Leiteranschluss.
T-LOX-Technik auch für
Hochstromanwendungen
Die T-LOX-Technik wird nun erstmalig bei
den neuen Hochstrom-Durchführungsklemmen eingesetzt. Bisher gab es das Programm
der Hochstrom-Durchführungsklemmen mit
Schraubanschluss bis 95 mm², mit Bolzenanschlusstechnik für Ringkabelschuhe bis
150 mm² sowie mit programmierter Kontakt-
„Federkraft-basierte Anschlusstechniken
ermöglichen heute einen bequemen und sicheren
Leiteranschluss innerhalb von Sekunden.“
Janina Lattwesen, Phoenix Contact
26
kraft bis 16 mm². Bei den federbasierten
Klemmen gibt es zwei Serien: Zum einen gibt
es die PW-Serie mit Push-in-Anschluss – die
Serie bietet mit der Betätigung und dem Leiterabgang aus einer Richtung eine platzsparende Verdrahtung. Zum anderen gibt es die
PLW-Serie, die sich mit ihrem Push-LockAnschluss sowie weiteren Funktionen wie
Plombiermöglichkeit im AC-Anschlussbereich von Wechselrichtern etabliert hat (Aufmacherbild).
Die Serie TW mit T-LOX-Anschlusstechnik
ergänzt das Programm der HochstromDurchführungsklemmen im Bereich großer
Leiterquerschnitte mit definierter Kontaktkraft. Sie umfasst die Klemme TW 50 mit
einem Anschlussvermögen von 16 bis 50 mm²
und einer Stromtragfähigkeit bis 150 A sowie
die Klemme TW 95 mit einem Anschlussvermögen von 25 bis 95 mm² und einer Stromtragfähigkeit bis 232 A. Beide Klemmen erreichen nach IEC 60947-7-1 eine Spannung
von 1000 V (Bild 1).
Damit die Klemmen auch in unterschiedlichen Weltregionen eingesetzt werden können, wird die amerikanische UL-Zulassung
für die Gerätehersteller immer wichtiger. Die
Klemmen der TW-Serie sind nach der ULNorm 1059 für 600 V in Use group C zugelassen. Ein universeller Einsatz der Durchführungsklemmen ist durch die Zertifizierung in
nahezu allen Bereichen möglich.
Anschluss und Montage
des Systems
Auf der Geräteinnenseite ist standardmäßig ein Bolzenanschluss für Ringkabelschuhe vorgesehen. Je nach Applikation und
Geräteaufbau können gerade im höheren
Leistungsbereich der Geräte zur internen
Verdrahtung Stromschienen zum Einsatz
kommen. Deswegen hat der Anwender zusätzlich die Möglichkeit, seine eigenen
Stromschienen direkt anzuschließen. In diesem Fall wird die Klemme ohne integrierten
Strombalken ausgeliefert, und der Anwender
kann seinen eigenen Strombalken nutzen.
Durch das Einsparen einer Anschlussstelle
wird nicht nur Zeit eingespart, auch die technischen Eigenschaften – wie etwa die Übergangswiderstände – werden deutlich verbessert (Bild 2).
Anders als bei den Standard-Durchführungsklemmen, welche beim Anwender in
der gewünschten Polzahl geblockt werden,
sind die Klemmen als Monoblock ausgeführt.
Somit werden die Kräfte, die auf die Klemmstelle wirken, optimal aufgenommen. Sowohl die TW 50 als auch die TW 95 sind in
den Polzahlen 1 bis 6 verfügbar. Die Montage
der T-LOX-Klemme erfolgt werkzeuglos an
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
VERBINDUNGSTECHNIK // KLEMMEN
Die neue
TSON Serie:
UltraminiaturMOSFET-Relais
Bild 3: Die SPT-Serie verfügt über einen Push-in-Anschluss - auch für große Querschnitte bis 35 mm und
Ströme bis 125 A
Gehäusewänden mit einer Dicke von 1 bis
5 mm. Mit Hilfe eines Keils wird die Klemme
am Gehäuse befestigt. Die doppelte Rasterung des Keils sorgt für einen festen Sitz.
Um Fehler bei der Verdrahtung zu vermeiden, können die TW-Klemmen beschriftet
werden. Zum einen stehen dazu Flächen zur
Verfügung, die individuell bedruckt werden
können. Zum anderen besitzen die Klemmen
eine universelle Markierungsnut, in der sie
mit Zack- und Flachband beschriftet werden
können.
Die Durchführungsklemme für
Hochstrom im Überblick
Mit den neuen Hochstrom-Durchführungsklemmen der TW-Serie lassen sich Leiter bis
95 mm² einfach und sicher anschließen. Der
Anschluss außerhalb des Gerätes erfolgt mit
der neuen T-LOX-Anschlusstechnik. Auf der
Geräteinnenseite kann der Anwender wählen, ob er den Anschluss mit Hilfe eines Ringkabelschuhs ausführt oder ob er seine eigene
Stromschiene direkt anschließt. Durch einen
Befestigungskeil werden die Klemmen ohne
Werkzeug und mit geringem Kraftaufwand
schnell und sicher an der Gehäusewand befestigt.
Das T-LOX-Anschlussprinzip basiert auf
einer Feder, die eine programmierte Kontaktkraft erzeugt. Dabei bleiben die Bedienkräfte komfortabel. Zusätzlich bietet der T-LOXAnschluss einen vollständig nach oben geöffneten Anschlussbereich mit freier Sicht
auf die Klemmstelle. Dadurch lassen sich
selbst kurze und mehrdrahtige Leiter ohne
großen Kraftaufwand in die Klemmstelle
einlegen und anschließen.
Die TW-Serie umfasst die Klemme TW 50
mit einem Anschlussvermögen bis 50 mm²
und einer Stromtragfähigkeit bis 150 A, sowie
die Klemme TW 95 mit einem Anschlussvermögen von bis 95 mm² und einer Stromtragfähigkeit bis 232 A. Beide Klemmen erreichen
nach IEC 60947-7-1 eine Spannung von 1000 V
und nach UL 1059 eine uneingeschränkte
600 V UL Zulassung in Use Group C. // KR
Phoenix Contact
+49(0)5235 312000
Schnellanschlusstechnik für die Verdrahtung
Für die geräteinterne Verdrahtung der
Leiterplatte bietet Phoenix Contact ebenfalls Klemmen mit Schnellanschlusstechnik für große Querschnitte an.
Mit den Leiterplattenklemmen der SPTSerie können Leiter mittels komfortabler
Push-in-Technik angeschlossen werden.
Starre Leiter oder Leiter mit Aderendhülse werden direkt – also ohne zusätz-
liches Werkzeug – in die Klemmstelle
eingeführt und ermöglichen damit eine
zeitsparende Verdrahtung.
Das bisherige Programm der Leiterplattenklemmen der SPT-Serie bis 16 mm²
wurde erweitert. Mit der SPT 35 können
Leiter bis zu einem Querschnitt von 35
mm² angeschlossen werden und Ströme
bis 125 A übertragen werden (Bild 3).
Kapazitiv gekoppelte
MOSFET-Relais in neuer
Ultraminiatur-TSON-Bauform –
geringster Platzbedarf und zahlreiche technische Vorteile:
•
Schaltspannungen bis 60V
•
Schaltströme bis 0,75A
•
E/A Isolation 200VAC
•
LxBxH = 1,8 x 1,95 x 0,8mm
•
Bis +105°C Umgebungstemperatur
•
Ansteuerung 3–5V / 0,2mA
•
Applikationen: Messtechnik, ATE,
Medizintechnik
Panasonic Electric Works
Europe AG
Tel.: +49 (0) 8024 648-0 • Fax: +49 (0) 8024 648-111
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ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
27
www.panasonic-electric-works.de
AKTUELLE PRODUKTE // INDUSTRIEELEKTRONIK
TRIPLE-SENSOR-MODUL
Die kleinste Wetterstation der Welt
Das ultra-miniaturisierte 24-BitTriple-Sensor-Modul-MS8607
dient zur Messung des barometrischen Druckes, der Temperatur
und der relativen Feuchte. Es
besteht aus zwei MEMS-Messelementen auf Siliziumbasis. Das
erste Element ist eine piezoresistive Messzelle, die den Druck
und die Temperatur misst. Das
zweite Element ist eine kapazitive Messzelle, die die relative
Feuchtigkeit ermittelt. Beide
Sensorelemente werden durch
einen integrierten ∑Δ-ADC ausgewertet, der die nicht kompen-
sierten analogen Spannungswerte der Messzellen verstärkt und
digitalisiert. Die Druck- und Temperaturwerte werden in 24bitDatenworte, die relative Feuchtigkeit in ein 16bit-Wort gewandelt. Die Datenwerte stehen als
unabhängige Ausgangssignale
im I²C-Format zur Verfügung.
Das interne I²C-Interface dient
zur Kommunikation mit einem
externen Mikroprozessor. Dieser
verknüpft die Ausgangsignale in
einem einfachen Algorithmus
mit den gespeicherten, individuellen Korrekturkoeffizienten und
gleicht somit die Messwerte ab.
Der Druckbereich des MS8607
liegt zwischen 10 und 2000 mbar
bei einer Gesamtgenauigkeit von
±2,0 mbar (bei 25°C, im Barometerintervall von 300 bis 1200
mbar). Die Druckauflösung be-
trägt 0,016 mbar. Der Feuchtigkeitsbereich erstreckt sich von 0
bis 100% RH und weist eine Gesamtgenauigkeit von ±3,0%RH
(bei 25°C, im Bereich von 20 bis
80% RH). Die Auflösung wird mit
0,04% RH angegeben. Der Temperatursensor weist im Bereich
von -20 bis + 85 °C eine Gesamtgenauigkeit von ±2,0 °C und einer Temperaturauflösung von
0,002 °C auf. Das Messsystem
MS8607 kommt ohne zusätzliche
Bausteine aus.
Amsys
MESSTASTER
Misst nahezu ohne Krafteinwirkung mit sehr hoher Genauigkeit
Zerstörungsfreie, nicht taktile
Messprinzipien gibt es viele.
Doch diese meist optisch messenden Verfahren erreichen
nicht die Genauigkeit taktiler
Messgeräte mit photoelektrischer Abtastung. Die große Herausforderung ist also die Entwicklung eines Messgeräts, das
eine hohe Genauigkeit mit einer
zerstörungsfreien Messung kombiniert. Diese Aufgabe hat HEIDENHAIN mit dem neuen Messtaster METRO 1281 MW gelöst.
Er weist über seinen kompletten
Messweg von 12 mm einen außer-
gewöhnlich niedrigen Messkraftverlauf zwischen 0,01 N und 0,07
N auf. Der neue Messtaster erschließt damit neue Felder innerhalb der taktilen und hochgenauen Metrologie. So ist es nun
möglich, kleinste Zahnräder,
Besuchen Sie uns:
Intersolar in München
10.–12.06.2015 · Halle B3, Stand 350
unterschiedlichste Arten von
Gläsern und Wafern oder medizintechnische Produkte zu vermessen. Ungewollte Deformationen des Werkstücks durch das
Messgerät, die das Messergebnis
verfälschen oder gar das Werkstück beschädigen bzw. zerstören könnten, sind ausgeschlossen. Transparente Materialien,
die optische Verfahren immer
wieder vor Probleme stellen,
können einfach und genau vermessen werden. Neben der Abtastung ist die hochpräzise Kugelführung ein weiteres Herz-
stück des METRO 1281 MW. Das
Zusammenspiel von Kugelführung und hochgenauer photoelektrischer Abtastung ermöglicht eine Wiederholgenauigkeit,
die kleiner als 0,03 µm ist und
über den kompletten Messweg
ermittelt wird. Die Systemgenauigkeit des Messtasters liegt innerhalb von ±0,2 µm. Die Umgebungstemperatur hat von 0 °C
bis 50 °C quasi keinen Einfluss
auf die Ausdehnung des Maßstabs aus Zerodur.
Heidenhain
AKTUELLE PRODUKTE // INDUSTRIEELEKTRONIK
CADFEM
Fachkonferenz zur Numerischen Simulation
Die Fachkonferenz zur Numerischen Simulation in der Produktentwicklung präsentiert
vom 24.-26. 6. 2015 in Bremen
mehr als 150 Vorträge aus den
unterschiedlichsten Anwendungsbereichen (www.usersmeeting.com). Zielgruppe sind
ANSYS-Anwender und Interessierte, die als Einsteiger oder
Entscheider mehr über den Nutzen der Numerischen Simulation
erfahren wollen. Der erste Konferenztag der ANSYS Conference
& des 33. CADFEM Users‘ Meeting informiert die Teilnehmer
zunächst in Übersichtsvorträgen
aus Industrie und Forschung
über aktuelle Anwendungen und
Trends. Einer der Hauptredner
wird Dr.-Ing. Dirk Abendroth
(Leiter Antrieb BMWi) sein, der
über den Einsatz der Simulation
bei der Entwicklung der Elektroautomobile i3 und i8 berichtet.
An Interessierte, die noch nicht
selbst simulieren, richten sich
anschließend sechs Vortragsstränge, die sich mit den Themen
Mechatronik, elektrische Antriebe und rotierende Maschinen
sowie den Branchen Automobil,
Elektronik und Maschinenbau
beschäftigen. Gleichzeitig erfahren ANSYS Anwender in den
Update-Sessions die Details zu
den Software-Neuheiten sowie
zur Produktstrategie in den verschiedenen Anwendungsberei-
chen. Am zweiten Konferenztag
berichten Anwender in zwölf
Vortragssträngen über ihre Simulationserfahrungen in Industrie, Forschung und Lehre. Sie
verdeutlichen, wie mit Simulationen mehr Innovationen ermöglicht, die Qualität verbessert und
die Kosteneffizienz erhöht wurde. Der dritte Konferenztag bietet
Weiterbildungsmöglichkeiten in
Form von halbtägigen Kompaktseminaren und einem sogenannten Management Track.
CADFEM
DC-QUELLEN
Komfortable Bediensoftware für DC-Quellen
Für seine drei Baureihen an
Gleichspannungsquellen hat ET
System electronic eine eigene
Bediensoftware entwickelt. Sie
vereinfacht die Bedienung und
Programmierung der Geräte und
erweitert den Funktionsumfang.
ET System electronic bietet seinen Kunden mit den primär getakteten Gleichspannungsquellen der Baureihe LAB/HP, LAB/
SMP und LAB/SMS drei Gerätelinien, die hohe Leistungen auf
kleinstem Raum bieten und für
den Einsatz in Laboren und Prüffeldern konzipiert wurden. Beim
Test von Bauteilen in der Leistungselektronik, beim Prüfen
von Trennschaltern oder Solarwechselrichtern, bei der Entwicklung von Umrichtern oder
als Akkumulator-Ersatz: Überall
dort, wo in Industrie und Elekt-
ronikproduktion große Ströme
oder Spannungen erforderlich
sind, können sich die Anwender
laut Hersteller auf die hohe Genauigkeit der DC-Quellen verlassen. Die Geräte mit ihren zahlreichen Einstellmöglichkeiten wurden bisher über zwei Taster und
einen Drehimpulsgeber bedient.
Nun aber wurde zur Bedienung
und Programmierung eine entsprechende Software entwickelt.
Die LabView-programmierte
Software kann sämtliche Geräte
der Baureihen LAB/HP, LAB/
SMS und LAB/SMP über alle vor-
handenen Schnittstellen ansteuern. Die Bediensoftware ist so
ausgelegt worden, dass für den
Anwender eine vollständige
Fernbedienung der Geräte möglich wird. Sie erlaubt nicht nur,
sämtliche Betriebsmodi und Einstellwerte vom Computer aus
einzustellen, sondern auch komplette Prüf- und Testabläufe am
Rechner zu erstellen und auf jedes beliebige Gerät zu übertragen - per Internet auch rund um
den Globus.
ET System electronic
World’s first.
Blue e+.
Das
Prinzip für Energieeffizienz
und Bedienkomfort in einer neuen
Dimension.
AKTUELLE PRODUKTE // INDUSTRIEELEKTRONIK
DREHGEBER
PCB-Prototypen &
kleine Serien
Für explosionsgefährdete Bereiche
Der Explosionsschutz zählt zu
den besonders sicherheitsrelevanten Aufgaben. Kübler bietet
als Drehgeber-Hersteller einen
großes Portfolio an explosionsgeschützten Drehgebern an.
Gleich zwei Baureihen bietet der
Spezialist für Positions- und Bewegungnssensorik an. Die Baureihe 70xx und 71xx. Bei beiden
Baureihen stehen inkrementale,
absolute, Feldbus-Drehgeber sowie zertifizierte Drehgeber bis
SIL3/PLe zur Verfügung. Bis dato
hatten beide Baureihen lediglich
Wellendrehgeber im Angebot. Ab
sofort werden beide Baureihen
als Wellen- und Hohlwellenvariante verfügbar sein. Durch die
Hohlwellen-variante ist eine optimale Montage insbesondere in
engen Einbauräumen von Vorteil. Aufgrund dieser Montage ist
die Bautiefe geringer als bei Wellendrehgebern. Mit ihren druckfest gekapselten Edelstahlgehäuse im Safety-Lock Design sind sie
für die Zonen 1, 2, 21 und 22, zugelassen. Der weite Temperaturbereich von -40° bis +60 °C und
die hohe Schutzart IP67 sorgen
für einen zuverlässigen Einsatz
und bietet hohe Sicherheit gegen
Feldausfälle. Mit diesen Eigenschaften sind die Drehgeber
selbst für Offshore-Anlagen geeignet und absolut salz-wasserfest.
Fritz Kübler
LOW-POWER-SENSORMODUL
Schnelle Messung der Luftqualität
Eine schnelle Erfassung und
Auswertung unterschiedlicher
flüchtiger organischer Verbindungen in der Luft ermöglicht
das Low-Power-SMD-Sensormodul USM-MEMS-VOC von Unitronic. Es ist 15 mm x 17 mm x 3 mm
klein und hat einen hochpräzisen langzeitstabilen MiniaturMEMS-Sensor TGS8100 von Figaro Engineering, der in weniger
als 8 s auf die Freisetzung schäd-
Pünktlich oder kostenlos
in allen Eilservices
Gratis
Edelstahl SMD-Schablone bei
jeder Prototyp-Bestellung inklusive
Unitronic
PCB-POOL® ist eine eingetragene Marke der
www.pcb-pool.com
licher Gase reagiert. Der Stromverbrauch im Dauerbetrieb liegt
unter 14 mA. Aufgrund seiner
niedrigen Verbrauchswerte und
der geringen Größe ist das für 1,8
V Versorgungsspannung ausgelegte USM-MEMS-VOC vor allem
für den Einsatz in batteriebetriebenen Anwendungen prädestiniert. Ein PWM-Signal zur analogen Auswertung, drei digitale
Ausgänge, ein UART-Interface,
eine automatische Base-LevelAnpassung und eine automatische Luftfeuchtigkeits- und Temperaturkompensation mittels
optionalen externen Sensors
erleichtern dabei die Integration
in Anwendungen. Kombiniert
mit einem Klimasteuergerät lässt
sich eine Raumbelüftungsteuerung realisieren, die automatisch
auf Schadstoff- und Geruchsbelästigungen reagiert.
30
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
AKTUELLE PRODUKTE // INDUSTRIEELEKTRONIK
TOUCH-TERMINALS
Vollständig in einem Metallgehäuse untergebracht
Besonders hervorzuheben ist
nach Herstellerangaben das gelungene Zusammenspiel von
Performance und die Ergonomie.
Als Basis dient ein ARM-Cortex-A8-Prozessor mit 600 MHz
bis 1 GHz . Die Touch-Terminals
sind mit einer Dual 100-MbitEthernet-Schnittstelle mit integriertem Switch ausgestattet und
unterstützen die VNC-Technologie sowohl für Remote-VNC-Applikationen als auch RemoteUnterstützung. Die Serie besteht
aus vier Modellen in den Größen
4,3 Zoll, 7 Zoll, 10,4 Zoll und 13,4
Zoll mit TFT-Farbdisplay und
LED-Hintergrundbeleuchtung.
Alle Modelle lassen sich horizontal und vertikal montieren. Alle
Touch-Terminal-Systeme verwenden die Visualisierungssoftware HMWin. HMWin ist eine
leistungsstarke und flexible Software zur einfachen und intuitiven Programmierung von HMIAnwendungen. Die professionelle Grafik-Engine basiert auf der
SVG-Technologie. Die HMWinClient/Server-Architektur entspricht den aktuellen Web-Techniken mit den erforderlichen
Steuerungsmöglichkeiten. Die
Remote-Steuerung ist über jeden
Browser und jedes Internet-fähige Gerät zugänglich. Ein große
Sammlung Symbole und Objekte
steht ebenso zur Auswahl wie
zahlreiche Funktionen, zum Bei-
spiel E-Mail, RSS, PDF-Berichtssoftware und anderes mehr. Wesentliche Schlüsselmerkmale
der Geräteserie sind nach Herstellerangaben: IP66-geschützt
(Vorderseite), helles LED-Display
mit 64K Farben,Ethernet-, USBund eingebaute konfigurierbare
serielle Schnittstellen, Steckplatz für SD-Speicherkarte, Gateway-Funktion, Remote-Überwachung und -Ansteuerung sowie
Online-Kundenbetreuung, intuitive Bedienoberfläche (HMWin).
Panasonic Electric Works
HUTSCHIENEN-NETZTEILE
50 ms Netzausfallüberbrückungszeit unter Volllast
Am Ausgang der neuen Netzteile
stehen wahlweise 12 oder 24 VDC
zur Verfügung, die sich durch ein
frontseitiges Potentiometer präzise einstellen lassen. Die hervorragende Netz- und Lastregelung der REDIN-Serie sorgt für
eine konstant stabile DC-Ausgangsspannung. Sie wird via DCOk-Leuchte signalisiert. Optional
sind die Module mit spannungsfreien Relaiskontakten ausgestattet, die entweder direkt eine
Betriebsanzeige in der Schranktüre ansteuern, oder einer SPS
zugeführt werden, die im Falle
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
eines Defekts eine Fehlermeldung an die Zentrale schickt.
Dabei können mehrere Module
in Serie geschaltet werden, um
ein generelles „Gut/Schlecht“Signal zu erzeugen. Die Din-Rail
Netzteile von RECOM ergänzen
das Rutronik-Portfolio, um so bei
den Stromversorgungen jegliche
Kundenanforderung abzudecken, vom Kleinst-DC/DC-Wandler bis zur kompletten Stromversorgung. Der Wirkungsgrad von
über 87% und die geringen Leerlaufverluste (<00,5 W) reduzieren den Energieverbrauch und
die Wärmeentwicklung der REDIN-Netzteile auf ein Minimum.
Sie agieren problemlos in einem
Temperaturbereich von -20° bis
+70 °C, zusätzlich wird eine hohe
Betriebssicherheit durch eine
hohe Netzausfallüberbrückungs-
zeit von 50 ms unter Volllast gewährleistet, konstatiert der Anbieter. Die standardmäßig integrierten Schutzmaßnahmen wie
Kurzschluss-, Überstrom- Übertemperatur- und Überspannungsschutz mit automatischem
Neustart nach Fehlerbehebung
runden die Sicherheitsvorkehrungen ab. Alle Netzteile sind für
einen 24/7-Dauerbetrieb ausgelegt und nach den Sicherheitsstandards EN/UL60950 sowie
UL508 zertifiziert.
Rutronik
31
AKTUELLE PRODUKTE // INDUSTRIEELEKTRONIK
INDUSTRIE-RECHNER
RISC-Panel-PC mit Android
Als wesentiche Vorteile der RISCCPU sind nach Herstellerangaben u.a. die geringe Leistungsaufnahme und weniger Wärmeentwicklung sowie größerer Betriebstemperaturbereich. ICP
Deutschland bietet mit der IOVUF-Serie industrielle Panel-PC mit
einem i.MX6-Cortex-A9 QuadCore-Prozessor von Freescale
(1 GHz) und vorinstalliertem
Android-4.2.2-Betriebssystem
an. Derzeit sind die Displaygrößen 12.1“, 15“ und 17“ mit projected capacitive Touchscreen ver-
fügbar. Alle Modelle sind mit
8GB DDR3 SDRAM und 8GB Boot
Flash ausgestattet. Über einen
internen SD Card Slot kann die
Speicherkapazität um 32GB erweitert werden. Zu der Standardausstattung zählen ein GbE, zwei
USB und zwei COM sowie ein
CAN 2.0 und vier GPIO Schnittstellen. Die industrielle Einsatzfähigkeit stellen die Betriebstemperatur von -20°C~+60°C, die
IP65 geschützte Front mit dem
kratzfesten Touchscreen sowie
der weite Eingangsspannungsbereich von 12VDC~36VDC sicher. Die IOVU-F-Serie von ICP ist
für die Panel-Montage vorbereitet, kann aber auch über den
VESA 100 Anschluss befestigt
werden. Optional werden alle
Modelle auch mit Wi-Fi und Bluetooth geliefert.
ICP Deutschland
WEARABLES
Kleinster Umgebungslichtsensor
Der TSL2584TSV ist ein Umgebungslichtsensor (ALS, Ambient
Light Sensor) in einem TSV-Gehäuse (Through-Silicon Via) mit
einer Grundfläche von 1,145 mm
x 1,66 mm und einer Höhe von
0,32 mm. Beim Displaymanagement erzielt man durch automatische Regelung der Helligkeit
der Hintergrundbeleuchtung mit
Hilfe eines Umgebungslichtsensors ein optimales Nutzererlebnis und eine längere Batterielaufzeit. Der TSL2584TSV ist
nur etwa halb so groß und halb
so hoch wie vergleichbare Wettbewerbsprodukte und damit laut
Hersteller ams der kleinste ALS
Sensor der Welt. Die Firma hat
sein Knowhow in der Wafer-Fertigung dazu genutzt, die TSVGehäusetechnologie auf seine
Lichtsensoren zu übertragen. Die
TSV-Technologie
eliminiert
Drahtbonds und bietet eine direkte Verbindung von den Einund Ausgängen des Chips zu
Lötkugeln. Sie verbessert die
Zuverlässigkeit. Das Bauteil erfüllt die Anforderungen des
Moisture-Sensitivity-Level1-Standards (MSL 1) und verbessert das Feuchte-TemperaturZyklusverhalten und erhöht die
Korrosionsfestigkeit. Der Chip
liefere selbst hinter dunklem
Glas hochgenaue Lux-Messergebnisse.
ams
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JETZT
8. Juli 2015 · Würzburg · Vogel Convention Center VCC
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PROGRAMMHIGHLIGHTS: Was Geschäftsführer über Embedded-Software wissen sollten
Referent: Professor Dr. Jochen Ludewig, Universität Stuttgart
Die Zukunft des Embedded Software Engineering
Referent: Prof. Dr.-Ing. Peter Liggesmeyer, Fraunhofer IESE
www.ese-summit.de
10680
Geschäftsmodelle IoT – erfolgreich im Internet der Dinge
Referent: Alois Schwarz, Flexera Software
Hauptsponsor:
Themensponsoren:
Axivion GmbH
emlix GmbH
Hitex GmbH
WIBU-SYSTEMS AG
Willert Software Tools GmbH
Eine Veranstaltung von:
AKTUELLE PRODUKTE // INDUSTRIEELEKTRONIK
WIRELESS-DATENLOGGER
Messdaten per Funk übertragen
Der kompakte Handheld-Datenlogger GL100-WL von Althen ermöglicht die drahtlose Übertragung von Daten via Peer-toPeer-, LAN- oder WAN-Verbindungen an Mobilgeräte oder PCs.
Von besonderem Vorteil ist dies
beim Einsatz außerhalb von Gebäuden, etwa in landwirtschaftlichen und Photovoltaik-Anlagen
oder anderen Applikationen im
Bereich der Umwelttechnik. Die
gezielte Überwachung der
Wachstumsbedingungen in der
Landwirtschaft unterstützt PetitLOGGER GL100-WL durch seine
Sensormodule für Temperatur
und Feuchtigkeit, Kohlendioxidgehalt sowie Beleuchtungs- und
UV-Stärke. Für die Auswertung
dieser Messgrößen auf dem Endgerät bietet der Hersteller eine
spezielle Software an. Sie ist auf
diese Messgrößen zugeschnitten
und gibt schnellen Aufschluss,
ob die aus Erfahrung gewonnenen Bedingungen für optimalen
Ertrag eingehalten werden. Verlassen die Messwerte den definierten Bereich, kann in Gewächshäusern durch UV-Licht
und Belüftungsanlagen korrigierend eingegriffen werden. Mittels eines Routers kann der
Handheld-Datenlogger GL100WL auf unterschiedliche Weise
mit den Endgeräten kommunizieren.
IoT Building Blocks
Basierend auf
Intel® Quark™,
Atom™ und Core™
Prozessoren
Althen
BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN
Ultradünner 3-Achsen-Sensoren
Nach Angaben des Herstellers
Kionix (ROHM-Gruppe) sind der
KX112 mit 2 mm x 2 mm x 0,6 mm
und der KXCJB mit 3 mm x 3 mm
x 0,45 mm die ersten ultradünnen, voll funktionsfähigen
3-Achsen-Beschleunigungssensoren der Branche. KX112 ist geeignet für die kompakten Designs, die im Gesundheitswesen
sowie in medizintechnischen
und tragbaren Anwendungen
erforderlich sind. Bemerkenswert ist neben seinem ultradünnen kompakten Design, dass er
einer der am besten ausgestatteten verfügbaren Sensoren ist. Mit
16-Bit Auflösung und eine hervorragende Stabilität bietet er
eingebaute digitale Algorithmen
zum Erfassen von Bewegung für
das Power Management, eine
Erkennung des freien Falls sowie
Orientierungs-Funktionen für
Hoch-/Querformat-Erkennung
und Tap/Doubletap™ für Bediener-Schnittstellenfunktionalität.
Der KXCJB ist mit nur 3 mm x 3
mm x 0,45 mm der dünnste Beschleunigungssensor
überhaupt. Er unterstützt den Betrieb
dünnerer Smartphones, Tablets,
PCs und Festplatten sowie kompakter tragbarer Anwendungen
wie Aktivitätskontrolle und
Smartwatches.
■ Hardware und Software IP
Building Blocks für kundenspezifische Designs
■ Hardware Building Blocks für
modulare Systemkonzepte
■ Fertige Lösungen
TQ-Group l Tel. 08153 9308-0
Mühlstraße 2 l 82229 Seefeld
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Kionix
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
33
AKTUELLE PRODUKTE // INDUSTRIEELEKTRONIK
AUTOMATION & LOGISTIK
DRUCK | FEUCHTE | TEMPERATUR
MINI-TRIPLE-SENSOR
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Sensor + Test • Halle 12 • Stand 523 + + +
Der Weg zum LabVIEW-Könner
Mit Studentenversion 2013
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etherCON RJ45-Steckverbinder
Die Neutrik etherCON-Serie ist ein robustes und
verriegelbares RJ45 -Steckersystem, das für Pro Audio-,
Video- und Licht-Netzwerkapplikationen konzipiert ist.
10012
Grundlagen,
Aufgaben, Lösungen
G
Industrie-Tablet mit Windows 7
SOREDI touch systems offeriert
mit der Produktreihe SH
TaskBook erstmals auch Tablets
und Handhelds für den Einsatz
in Industrie und Logistik. Die
modular aufgebauten Mobilgeräte mit 7- und 10-Zoll-Multitouch-Displays arbeiten wahlweise mit den Betriebssystemen
Windows7 Professional und
Embedded oder Windows Embedded Compact 7. Dies gewährleistet effiziente Administration
und sicheren Betrieb nach aktuellen IT-Richtlinien der Industrie. Standard-Betriebssysteme
auf Mobilgeräten bringen eine
Reihe von Vorteilen für den unternehmensweiten Einsatz: Berechtigungskonzepte und Benutzerverwaltungen lassen sich
problemlos einrichten und überwachen. Die Kompatibilität mit
Standard-Software ist gewährleistet. Die langfristige Verfügbarkeit und die wirtschaftliche
Verwendung lassen sich darstel-
len. Damit gewinnen laut Anbieter IT-Verantwortliche ausreichende Sicherheit für einen
Einsatz der Handhelds und Es
stehen zwei Varianten zur Wahl:
Das SH7 TaskBook mit 7-Zoll TFTDisplay erreicht WSVGA-Auflösung mit 1024 x 600 Bildpunkten, das SH10 TaskBook mit
10-Zoll TFT-Display WXGA zeigt
1280 x 800 Bildpunkte.
SOREDI
INDUSTRIE-PCS
Board-Generation mit Intel-Core i7
etherCON CAT 6 – IP65 staub- und wasserdichter RJ45-Steckverbinder
im gesteckten Zustand | entspricht CAT6-Spezifikationen gemäß TIA
/ EIA 568B, ISO / IEC 11801, EN 50173 I Datenraten bis 10 GBit/s |
geschirmtes System - EMI Schutz I sichere und bewährte Push PullVerriegelung | Neutrik Spannzangen-Zugentlastung | Einbaubuchse im
D-Form Metallgehäuse und mit gasdichten IDC-Anschlüssen
erhöhte Parallelisierung, die
Abarbeitung mehrerer Aufgaben
gleichzeitig. Die Intel Turbo
Boost Technology erhöht dynamisch die Taktfrequenz einzelner Prozessorkerne und beschleunigt auch ältere oder nicht
parallelisierbare Programme.
Mit dem bis auf 16 GB erweiterbaren Arbeitsspeicher ist ein
wesentlich schnelleres Arbeiten
gewährleistet. Auch beim Datenaustausch zwischen Prozessor
und Festplatte wurde Wert auf
mehr Schnelligkeit gelegt, denn
aufgrund SATA 6G konnte die
Übertragungsgeschwindigkeit
deutlich erhöht werden. Von der
gesteigerten Performance profitiert der Anwender auch durch
die Intel-HD Graphics. Sie ermöglicht die Darstellung komplexer 3D-Grafik, z.B. zur Visualisierung eines Werkstückes.
www.neutrik.de
noax
Robustes RJ45-Steckersystem für ein raues Umfeld | robustes
Druckguss-Gehäuse
und
bewährte
Neutrik
SpannzangenZugentlastung | A-, B- und D-Form Einbaubuchsen verfügbar zur
horizontalen und vertikalen Leiterplattenmontage oder mit IDCAnschlüssen | hervorragend zur Panel-Montage und für Installateure
geeignet | Einbaubuchsen entsprechen Klasse D oder CAT5e
Ab sofort gibt es die IndustriePCs N11 von noax mit neuen Motherboards und verbesserter
Leistung, höherer Übertragungsgeschwindigkeit und mehr Speicher. So zeichnen sich die neuen
Boards durch die Verwendung
der CPUs Core i3 und Core i7 aus.
Die Intel Hyper-Threading Technology dieser Prozessoren ermöglicht durch Nutzung vorhandener Ressourcen sowie durch
l
34
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
AKTUELLE PRODUKTE // INDUSTRIEELEKTRONIK
AUTOMATION
Sicherheitslösung für SPS-basierte Industriesteuerungen
Digitalisierung und zunehmende Vernetzung der Produktion
erfordern deutlich höhere Sicherheitsstandards in der Industrieautomation als bisher. Denn
IT-Angriffe durch Schadsoftware, fehlerhafte Firmware-Aktualisierungen oder gefälschte
Bauteile können ganze Fertigungsstraßen zum Stillstand
bringen und erhebliche Kosten
verursachen. Laut einer aktuellen Studie von PwC und Strategy& soll allein die deutsche Industrie im Laufe der nächsten
fünf Jahre über 80% ihrer Wert-
schöpfungskette digitalisieren
und jährlich 40 Mrd. € in Industrie-4.0-Anwendungen investieren; die europäische Industrie
jährlich gar 140 Mrd. €. Infineon
Technologies und das Fraunhofer-Institut für Angewandte und
Integrierte Sicherheit (AISEC)
haben eine Lösung entwickelt,
die SPS (speicherprogrammierbare Steuerung)-basierte Industriesteuerungssysteme vor unerlaubtem Zugriff und Manipulation schützt. Auch geistiges Eigentum und Prozess-Knowhow wird
gesichert. Die Lösung kann ohne
großen Aufwand in Industriesteuerungen integriert werden.
Diese Sicherheitslösung besteht
aus sogenannten hardware-basierten Vertrauensankern. Das
sind Sicherheitschips der OPTIGA-Trust-Produktfamilie von In-
fineon und ergänzende Software.
Die Lösung lässt sich an die jeweiligen Kunden- und Anwendungsanforderungen anpassen.
Dank der Sicherheits-Chips erhalten nur solche Bauteile oder
Maschinen Zugriff auf das System, die sich eindeutig identifizieren lassen und damit als vertrauenswürdig eingestuft werden. Gefälschte Ersatzteile oder
unerlaubte Reparaturwerkzeuge
können auf diese Weise erkannt
und abgewiesen werden.
Fraunhofer AISEC
AUTOMATION
Ausfall der Stromversorgung durch höhere Zuverlässigkeit vermeiden
Zuverlässig arbeitende Schaltnetzteile sind ein wesentlicher
Faktor für die hohe Verfügbarkeit
von Maschinen und Anlagen.
Darum wurde bei der Entwicklung der neuen 3-phasigen
Schaltnetzteile sehr viel Wert auf
Zuverlässigkeit gelegt. Deutlich
wird dies anhand des bemerkenswert hohen MTBF-Wertes
von etwa 1.000.000 Stunden.
Möglich wird dieser durch den
ausnahmslosen Einsatz von
hochwertigsten Bauteilen, durch
ein modernes und schlankes
Schaltungsdesign sowie durch
prozessorgesteuerte Elektronik.
Ein integrierter Gasableiter
schützt das Schaltnetzteil vor
Störimpulsen bis zu 6 kV. So verursachen Überspannungen aus
dem Netz, EMV-Beeinträchtigungen (z.B. durch Frequenzumrich-
ter) oder prellende Hauptschalter keine Schäden.
Zur langen Lebensdauer von
Emparro 3-phasig trägt auch der
hohe Wirkungsgrad von bis zu
95% bei. Die eingesetzte Energie
wird effizient genutzt und es entsteht wenig Verlustleistung. Dadurch sind Bauteile wie Halbleiter und Kondensatoren einer
geringen thermischen Beanspruchung ausgesetzt und sie altern
langsamer. Stichwort Effizienz:
Emparro 3-phasig bietet nicht
nur bei hoher Auslastung einen
hervorragenden Wirkungsgrad,
sondern über den gesamten
Lastbereich, also auch und besonders bei geringerer Auslastung. Die Schaltnetzteile Emparro 3-phasig haben eine für viele
Anwendungen interessante Leistungsreserve. Sie sind darauf
ausgelegt, dass sie bei Umgebungstemperaturen von bis zu
45 °C mit bis zu 20% Überlast
betrieben werden können. Die
5-A-Varianten liefern dauerhaft 6
A, die 10-A-Varianten 12 A und
die 20-A-Varianten 24 A.
Murrelektronik
MESSTECHNIK // TEC DATES
Verlässliche Signalaufnahme mit
dem Oszilloskop, Teil 2
Der Tastkopf ist der Flaschenhals bei einer Messung mit dem Oszilloskop. Im zweiten Teil stellen wir Ihnen weitere 4 Grundregeln vor,
um zuverlässige Messwerte zu erhalten.
KLAUS HÖING *
D
er Messtechniker muss sich auf seine
Messergebnisse verlassen können:
Die abgegriffenen Signale sollen das
zeigen, wie sie in einer Testschaltung tatsächlich sind. Ohne die passenden Tastköpfe wird das Signal verzerrt oder die Messergebnisse sind irreführend.
Im zweiten Teil unseres Messtechnik-Tipps
stellen wir Ihnen die restlichen 4 der 8
Grundregeln vor, um zuverlässige Messwerte mit einem Oszilloskop und dem entsprechenden Tastkopf zu erhalten. Den ersten
Teil lesen Sie in unserer Ausgabe 8 oder online unter dem Link http://goo.gl/q4Cx7h.
Zuweilen müssen Messungen durchgeführt werden, bei denen keiner der beiden
Messpunkte direkt auf Masse liegt. Die direkte Messung der Spannung über den Serien-
Tipp 5: Potenzialfreies messen
mit differenziellen Tastköpfen
Die Messung ist also eine Differenzmessung zwischen dem Messpunkt und Masse.
Wird die Tastkopfmasse an einen anderen
Pegel als Masse verbunden, wird dieser
Punkt auf Masse gezogen (Kurzschluss). Wie
kann dieses umgangen werden? – Indem
man zwei Tastköpfe gleichen Typs verwendet
und die beiden Signale auf zwei Kanäle des
Oszilloskops führt. Die meisten Oszilloskope
verfügen über eine Subtraktions-Funktion
A-B, wodurch die Differenz dieser beiden
Signale dargestellt werden kann. Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass die beiden
Tastköpfe kompensiert sind.
Bei dieser Methode liegt die Gleichtaktunterdrückung bei weniger als -20 dB (im 10:1
Modus). Ist das Gleichtaktsignal bei beiden
Kanälen sehr groß aber das Differenzsignal
klein, wird jeder Verstärkungsunterschied
zwischen den beiden Kanälen die Differenz
oder das A-B-Ergebnis signifikant beeinflussen. Eine plausible Prüfung ergibt den A-BFehler der beiden Kanäle zueinander, wenn
mit beiden Oszilloskoptastköpfen dasselbe
Signal aufgenommen wird (siehe Bild 1).
Die Nutzung des differenziellen HochvoltTastkopfes, wie die N2790A, ist die weitaus
beste Methode, um sichere und genauere
differenzielle Messungen durchzuführen. Mit
einem differenziellen Verstärker in der Tastkopfspitze ist der N2790A in der Lage bis zu
einer differenziellen Spannung von 1400 V
Gleichspannung oder Spitzenwert einer
Wechselspannung bei einer Gleichtaktunterdrückung von bis zu -70 dB bei 10 MHz zu
messen. Ein differenzieller Tastkopf mit genügendem Dynamikbereich und Bandbreite
ist Voraussetzung für Floating-Messungen.
Neben dem Problem des potenzialfreien
messen mit einem differenziellen Tastkopf
Bilder: dataTec
* Klaus Höing
...ist für die Öffentlichkeitsarbeit bei
dem Messtechnik-Distributor dataTec
in Reutlingen zuständig.
regler U1 eines linearen Netzteiles. Bei den
meisten Oszilloskopen ist die Tastspitze am
Messpunkt und am Eingangsverstärker, wobei der andere Pol der Tastspitze mit der
Masse des Oszilloskops verbunden ist.
Der Tastkopf ist für die
Arbeit mit dem Oszilloskop ein wesentliches
Werkzeug: Wir geben
Ihnen insgesamt acht
Tipps, um möglichst
zuverlässige Messwerte
zu erhalten.
36
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
MESSTECHNIK // TEC DATES
Bild 1: Als plausible Prüfung
gilt die A-B-Funktion, wenn
dasselbe Signal von beiden
Kanälen gemessen wird.
TYPISCH RIGOL:
HIGH-END PERFORMANCE
LOW-END PREIS
DS/MSO4000
Digital Oszilloskop Serie
TECHNOLOGY
• 100 bis 500MHz, 2/4 Kanäle, 4GSa/s,
140 Mpts Speicher je 2 Kanäle
• 16 IO Kanäle (MSO), 1GSa/Dig.-Kanal,
28Mpts/Dig.-Kanal
• Capture Rate 110.00 wfrm/sec, RealTime
Recorder, Analyzer
• Opt. Decode I2C, RS232, SPI, CAN usw.
Bild 2: Aktive differenzielle Tastköpfe unterdrücken Gleichtaktrauschquellen wesentlich besser.
DSA832 (-TG)
Spektrum Analysator Serie
ist ein weiterer meist falsch verstandener
Aspekte, dass die Gleichtaktunterdrückung
die Genauigkeit einer Messung limitiert.
Tipp 6: Test auf Gleichtaktsignal-Unterdrückung
Ob mit einem Single-Ended- oder einem
differenziellen Tastkopf ist es immer lohnend, beide Tastköpfe auf die Masse des DUT
(Device under Test) zu legen, um herauszufinden, ob ein Signal auf dem Display des
Oszilloskops sichtbar wird. Werden Signale
erkannt, so sind sie Fehlsignale, die von einer nicht genügend starken Gleichtaktunterdrückung herrühren.
Gleichtaktrausch-Ströme können durch
andere Quellen als der zu messenden Signalquelle hervorgerufen werden, die dann
durch den Schirmmantel des Tastkopfkabels
vom DUT zum Oszilloskop fließen. Quellen
dieser Gleichtaktrausch-Ströme können sowohl innerhalb des DUT erzeugt oder extern
durch Versorgungsspannungsrauschen (EMI
oder ESD) hervorgerufen werden. Ein langes
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
Massekabel bei einem Single-Ended-Tastkopf kann dieses Problem sehr signifikant
verschlechtern. Aktive differenzielle Tastköpfe bieten eine wesentlich höhere Gleichtaktunterdrückung im Bereich von 80 dB und
können dadurch Gleichtakt-Rauschsignale
deutlich besser unterdrücken (Bild 2).
• 9kHz bis 3GHz BW, DANL <-157 bis
<- 161dBm/Hz mit PA On
• RBW -10Hz, <-98dBc/Hz Offset PhaseNoise
• Opt. PA bis 3.2 , EMI & Quasi Peak,
Tracking Generator
Tipp 7: Testen der Tastkopf-Kopplung
Wird der Tastkopf an den Testpunkt angeschlossen, sollte man anschließend das Kabel bewegen und in engen Schlaufen zusammendrücken. Beobachtet man eine deutliche
Signaländerung am Oszilloskop, so wird
wohl Energie auf die Schirmung des Kabels
eingekoppelt, die zu dieser Variation des
Messergebnisses führt. Wird zur Unterdrückung das Kabel durch einen Ferritkern geführt, so kann dieser Effekt beseitigt bzw.
deutlich reduziert werden. Der Ferritkern
erzeugt auf dem Kabel eine zusätzliche Serienimpedanz zu dem Widerstandsbelag des
inneren Leiterkabels. Der zusätzliche Ferrit-
37
DG1000Z
Arb. Funktionsgenerator Serie
• 30 od. 60MHz, 2 Kanäle, 8Mpts, 200Ms/sec
• Sinus, Rechteck, Dreieck, Puls, 14Bit
• Modulation: AM, FM, PM, ASK, FSK, PKS,
PWM
• 2.5mVpp bis 10Vpp max., 50Ohm (typ)
RIGOL Technologies EU GmbH
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Weitere Spezifikationen und aktuelle
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MESSTECHNIK // TEC DATES
kern am Tastkopfkabel (Bild 3) beeinflusst
das zu messende Signal kaum, denn es wird
durch den Innenleiter zum Oszilloskop geführt und fließt über den Außenleiter zurück,
wobei durch den Ferritkern der durch Störungen induzierte Strom, der durch den Innenleiter fließen würde reduziert wird. Dabei
ist die Positionierung des Ferritkerns auf dem
Kabel von entscheidender Bedeutung. Wegen des Gewichts und zur leichteren Hand-
habung wird der Ferritkern meist am scopeseitgen Ende des Tastkopfkabels positioniert.
Jedoch wird die Effektivität durch diese Positionierung deutlich reduziert.
Ein Verkürzen der Masseleitung bei einem
Single-Ended-Tastkopf führt ebenfalls zu
einer vorteilhaften Verbesserung der Gleichtaktunterdrückung. Der Wechsel auf einen
aktiven differenziellen Tastkopf ist die beste
Wahl. Viele Anwender unterschätzen den
Bild 3: Einsatz eines Ferritkerns am Kopf des Tastkopfes
minimiert den Einfluss von
eingestreuten GleichtaktSignalen.
Bild 4: Einsatz eines Ferritkerns am Kopf des Tastkopfes
minimiert den Einfluss von
eingestreuten GleichtaktSignalen.
Bild 5: Das Ersatzschaltbild des Tastkopfes mit und ohne Dämpfungswiderstand (links) und das Oszilloskop-Bild ohne und mit Dämpfungswiderstand. Der Einfluss des Widerstandes ist deutlich sichtbar.
38
Einfluss des Kabels auf die Variation in der
Qualität und Wiederholbarkeit der Messungen – speziell bei höheren Frequenzen.
Tipp 8: Dämpfen der
Resonanzeffekte
Die Messperformance wird wesentlich
durch die Verbindung des Tastkopfes mit
dem Oszilloskop beeinflusst. Nimmt die Geschwindigkeit in der Schaltung zu, wird man
mehr Überschwingen, Ringing und andere
Signalveränderungen feststellen, wenn ein
Tastkopf angeschlossen wird. Tastköpfe bilden einen möglichen Resonanzkreis wenn
sie an einen Testpunkt angeschlossen werden. Liegt die Resonanz in der Bandbreite
des Oszilloskop-Tastkopfes, so lässt sich
nicht eindeutig klären, ob die Störung von
der Schaltung herrührt oder erst durch den
Tastkopf gebildet wurde.
Wird aufgrund sehr enger Boardverhältnisse eine Kabelverlängerung an der Tastspitze angebracht, so sollte in den Signalweg
ein Widerstand eingebaut werden, der Resonanzeffekte wirkungsvoll dämpft (Bilder 4
und 5). Sind auf dicht bestückten Boards die
Testpunkte nicht zugänglich, so können dünne Messkabel angelötet werden, um die Testsignale an die Tastspitze zu führen. Hier
sollte der Widerstand die möglicherweise
entstehenden Resonanzeffekte dämpfen. Bei
einem Single-Ended-Tastkopf sollte der Widerstand nur in den Signalpfad eingebunden
werden, wobei die Masseverbindung so kurz
als möglich gehalten werden sollte. Bei einem differenziellen Tastkopf ist der Widerstand in den signalführenden Pfaden einzubinden und die beiden zusätzlichen Kabellängen sollten gleich lang sein. Die Größe des
Widerstandes kann durch einen Vergleich
festgestellt werden. Ein bekannter Puls wird
über einen Widerstand mit einem Scopekanal gemessen. Hat der Widerstand den richtigen Wert, sollte der Puls ohne Überschwingen und Ringing angezeigt werden. Ist das
nicht der Fall, muss der Widerstandswert
erhöht werden.
Das Tastkopf-Zubehör bietet eine flexible
Möglichkeit und bietet dabei geringe kapazitive und induktive Belastung des Messpunktes sowie einen flachen Frequenzgang
über den spezifizierten Frequenzbereich des
Tastkopfes. Eine wiederholbare Messung
beginnt immer mit der Wahl des richtigen
Tastkopfes. Um das beste Ergebnis zu bekommen, müssen die entsprechenden Tastköpfe
mit ihrem jeweiligen Zubehör gewählt werden.
// HEH
dataTec
+49(0)7121 515050
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
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MESSTECHNIK // HINTER DEN KULISSEN
Die Verschmelzung von
Arbeit und Freizeit
Bild: © alphaspirit - Fotolia
Die Entwicklungsarbeit an zukunftsweisenden Technologien fordert
ein sehr hohes Maß an Komplexität und Kreativität. Doch neben dem
anspruchsvollen Ingenieursalltag gilt es einen Ausgleich zu finden.
Work-Life-Blending: Arbeits- und Freizeit verschwimmen immer mehr
S
ie arbeiten im Spannungsfeld zwischen
Hard- und Software, treiben Innovationen voran und betrachten ihren Beruf als Berufung: Elektrotechniker, Nachrichtentechniker und Informatiker. Einer dieser
Ingenieure ist Ingo Jünemann, KerneltreiberEntwickler bei Rohde & Schwarz. Leidenschaft und Engagement besitzt er nicht nur
im Job, sondern auch beim Laufsport, dem
er in seiner Freizeit nachgeht.
Als Ingenieur beim Münchner Elektronikkonzern ist Ingo Jünemann mit seinem Team
für die reibungslose Kommunikation zwischen Hard- und Software in den hochperformanten Messgeräten von Rohde &
Schwarz zuständig. Gemeinsam planen die
Ingenieure der Entwicklungsabteilung Funkmessplätze die Hardware und schaffen aus
einer Vielzahl immer komplexer werdender
Komponenten ein funktionierendes Ganzes.
Die größte Herausforderung liegt darin, dass
die hochspezialisierten Messchips in den
Messgeräten immer kleiner und leistungsstarker werden. Aber auch das Marktumfeld
40
macht die Arbeit spannend: „Die Frequenzbänder werden immer voller und Standards
ändern sich alle vier bis fünf Jahre“, erläutert
Jünemann seinen Entwickleralltag. Langweilig wird dem Team somit nicht. Das ihm bei
der Bewältigung seiner anspruchsvollen
Aufgaben auch der Laufsport hilft, davon ist
Jünemann überzeugt: „Agilität, Ausdauer
und Durchhaltevermögen, aber auch körperliche Fitness ziehe ich aus meinem regelmä-
ßigen Training. Außerdem muss man in einer
so komplexen Entwicklungsumgebung ähnlich wie bei einem Marathon trotz des fernen
Ziels immer dran bleiben.“
Beruf und Privatleben weitestgehend voneinander trennen
Ingo Jünemann begann bereits während
seiner universitären Ausbildung mit dem
Laufen. Nicht nur das Studium der Nachrich-
Umfrage zum Thema Work-Life-Blending
Die von Rundstedt-Umfrage* zeigt, dass
rund zwei Drittel der Deutschen eine
Trennung zwischen Arbeit und Freizeit
brauchen. Aber bereits 41 % befürworten eine Vermischung, wenn sie ihre Arbeitszeit dadurch auch flexibel einteilen
können. Bei über 40 % der Berufstätigen
führt Work-Life-Blending zu Mehrarbeit
in Form von Überstunden. Konkret leisten 34 % dieser Gruppe sechs bis zehn
Überstunden pro Woche. Bei rund 10 %
sind es mehr als 15 Überstunden in der
Woche.
*von Rundstedt befragte im Feb. 2015
mit INNOFACT 623 berufstätige Männer
und Frauen in Voll- und Teilzeit.
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
tentechnik war damals eine bewusst lebensverändernde Entscheidung, sondern auch
der Entschluss zu laufen. Der Sport ermöglichte ihm einen Ausgleich zur ständigen
Theorie. Und nach seinem beruflichen Einstieg genoss er nach dem Arbeitstag die Stille und die Zeit, die er beim Laufen für sich
und zum Reflektieren hatte. Heute läuft und
schwimmt der gebürtige Osnabrücker zwei
Mal in der Woche, geht einmal Mal pro Woche
zum Yoga und fährt mit dem Rad zur Arbeit.
In seinen sportlichen Hochphasen absolviert
er auch Laufwettkämpfe. Doch Jünemann
betreibt den Sport nicht nur für sich, seine
Leidenschaft teilt er gerne. So besitzt er zwei
Trainerscheine beim Bayerischen Leichtathletikverband und trainiert seit vier Jahren
jugendliche und erwachsene Leistungs- und
Breitensportler im Bereich Laufen. Dieses
Ehrenamt begleitet er voller Engagement
neben seinen anspruchsvollen Aufgaben bei
Rohde & Schwarz.
Trotz oder gerade wegen seiner gelungenen Balance aus Beruf und Privatleben
trennt Ingo Jünemann weitestgehend beide
Bereiche voneinander. Dennoch kommt es
immer wieder vor, dass der Laufexperte Fragen von Kollegen zum Thema Sport beantwortet. „Einmal hat mich sogar ein Kollege
gefragt, dessen Tochter einen Aufsatz zum
Thema Laufsport in der Schule schreiben
musste. Ihr habe ich das Ganze dann erklärt“, lacht der 39-Jährige.
Für sich selbst eintreten und
Verbindlichkeit schaffen
Fragt man Jünemann, was es für eine optimale Verbindung aus Beruf und Privatleben
braucht, antwortet er: „Verständnis und ein
optimales Arbeitsumfeld seitens des Arbeitgebers, genauso wie die offene Kommunikation und das Einstehen für die eigenen Interessen seitens des Mitarbeiters.“ Gefunden
hat der Entwickler das perfekte Umfeld bei
seinem Arbeitgeber Rohde & Schwarz. „Dank
dem Gleitzeitmodell ohne Kernzeit kann sich
jeder Mitarbeiter seine Arbeitszeit flexibel
zwischen 6 Uhr morgens und 20 Uhr abends
einteilen. Allerdings werden nie mehr als
zehn Stunden täglich gearbeitet“, so Jünemann. „Für mich heißt das: Ich kann meinen
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
Bild: Rohde & Schwarz
MESSTECHNIK // HINTER DEN KULISSEN
Gleitzeitmodell ohne Kernzeit: Ingo Jünemann
arbeitet als Entwickler bei Rohde & Schwarz und
trainiert in seiner Freizeit jugendliche und erwachsene Leistungs- und Breitensportler.
Beruf ausleben und gleichzeitig meine zweite Berufung als Trainer ausüben.“ Für die
optimale Verzahnung von Beruf und Privatleben ist Jünemann selbstbewusst eingetreten und gestaltete seine Arbeitszeit aktiv mit.
So erkundigte er sich zunächst beim Arbeitgeber selbst, wie sich beide Elemente in Einklang bringen lassen. Nicht zuletzt, weil er
als Kerneltreiber-Entwickler in viele Projekte
eingebunden ist. Er beriet sich darauf mit
seinen Projektleitern und Vorgesetzten und
gemeinsam klärten sie den Arbeitsaufwand
von Jünemann für die einzelnen Projekte und
vereinbarten eine verbindliche Kommunikationsstruktur. Nun hält er die Projektleiter
über seinen Workload und den Stand der
Projekte ständig auf dem Laufenden. „Ich
habe eine 35- bis 40-Stunden-Arbeitswoche.
Zusätzlich setze ich bis zu 15 Wochenstunden
für mein Engagement als Trainer ein. Die
individuelle Regelung, die ich mit meinen
Chefs zusammen erarbeitet habe, funktioniert sehr gut. Jeder weiß, wie viel Zeit ich
pro Woche auf welches Projekt verwenden
kann, weil jeder über meine verfügbaren
Stunden informiert ist“, resümiert Jünemann.
Für Jünemann hält ein guter Arbeitgeber
nicht nur seine Rechte und Pflichten ein,
sondern pflegt einen fairen und wertschätzenden Umgang mit seinen Mitarbeitern.
„Bei Rohde & Schwarz geht das Engagement
über das normale Pflichtprogramm hinaus.
Wir haben ein Betriebsrestaurant mit täglich
frischen Gerichten, es gibt vielfältige
Sportangebote, eine eigene Physiotheraphiepraxis und das Unternehmen ermöglicht
uns Mitarbeitern ausgewogene Arbeitszeiten“, erläutert Jünemann. Allerdings kann
ein Arbeitgeber die individuellen Wünsche
des Mitarbeiters nicht erahnen. Deshalb ist
es umso wichtiger, dass Arbeitnehmer für
ihre Wünsche eintreten und diese im Konsens mit dem Arbeitgeber umsetzen. Ein fairer Umgang, der Rohde & Schwarz gelungen
ist.
// DF
Rohde & Schwarz
+49(0)8941 290
PRAXIS
WERT
Wandel eröffnet
neue Karriere- und
Arbeitsmodelle
„Die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen für Unternehmen ändern
sich heute rasant. So entstehen neue
Anforderungen an die Mitarbeiter.
Gleichzeitig werden ihre Bedürfnisse
immer individueller. Die Lösung sind
flexible Arbeitszeit- und neue Karrieremodelle. Bei vielen Mitarbeitern ruft
diese neue Freiheit Skepsis und Unsicherheit hervor. Daher benötigen die
Unternehmen eine Führungskultur,
die auf Vertrauen statt Kontrolle setzt,
sowie Führungskräfte, die mit gutem
Beispiel vorangehen."
Sophia von Rundstedt, CEO der
Rundstedt & Partner GmbH
41
MESSTECHNIK // HF-MESSTECHNIK
Eine Koax-Messleitung
in rauer Umgebung
Worauf kommt es bei einer koaxialen Messleitung in rauer Umgebung
an, wenn hochfrequente Signale gemessen werden sollen?
Wir haben genauer hingeschaut.
JENS WINKLER *
Hohe Phasenstabilität und
Rückflussdämpfung
Zu den besonderen Anforderungen des
industriellen Umfelds zählen vor allem mechanische Belastungen und ein weit größerer
Temperaturbereich als im Labor. Dennoch
müssen exakte, reproduzierbare Messergebnisse erreicht werden, und dazu müssen
Messleitungen auch unter den erhöhten Belastungen höchste Ansprüche bei Phasenstabilität, Rückflussdämpfung und Lebensdauer erfüllen.
Leitungen mit FEP-Kabelmantel und einem erweiterten Temperaturbereich von -55
bis 110 °C haben sich in der Praxis bewährt.
Dabei garantiert der Aufbau mit einem geschäumten PTFE-Dielektrikum, einer gewickelten Folie unter dem Schirmgeflecht und
einer zusätzlichen Kunststofffolie dazwischen eine hohe Phasenstabilität und Rückflussdämpfung selbst bei Biegebeanspruchungen von 90°. Ein Federschlauch aus
* Jens Winkler
... ist Produktmanager Koax bei
Telegärtner in Steinenbronn.
42
Bild: Telegärtner
H
ochpräzise Messtechnik und raue
Umgebungen scheinen sich auf den
ersten Blick auszuschließen. Dennoch wird in industriellen Fertigungsanlagen präzise Hochfrequenz-Messtechnik benötigt. Doch worauf kommt es koaxialen
Messleitungen für raue Umgebungen an?
Längst hat die Hochfrequenz-Messtechnik
die geschützte Umgebung des Labors verlassen und behauptet sich mittlerweile auch in
der rauen Umgebung industrieller Fertigungsanlagen. Anders als im Labor, wo Fachleute sorgsam mit der Ausrüstung umgehen,
sind die Messleitungen in der industriellen
Fertigungsumgebung weit höheren Belastungen ausgesetzt. Standard-Messausrüstung kann dort nicht eingesetzt werden.
Koax-Messleitung in rauer Umgebung: Hochfrequente Signale werden messtechnisch nicht nur im Labor
aufgenommen.
Edelstahl bietet einen wirksamen und zuverlässigen Schutz gegen das Knicken der Leitung und sorgt gleichzeitig für eine hohe
Trittfestigkeit und einen effektiven Schlagschutz. Die Leitung widersteht Druckbelastungen bis 80 kg pro 5 cm Leitungslänge. Das
ist besonders sinnvoll bei großen Längen
und bei Computer-zu-Maschine-Anwendungen, wo Leitungen entsprechenden Gefahren
ausgesetzt sind. Der Edelstahlschlauch ist
komplett mit einer zusätzlichen Isolation
versehen. Eine zusätzliche Knickschutztülle
im Steckerbereich verbessert die mechanische Belastbarkeit der Messleitung zusätzlich. Auch hier entscheiden Details, ob eine
Produktlösung für den Einsatz unter besonderen Bedingungen dauerhaft geeignet ist.
Neben der Leitung sind auch die Steckverbinder mechanischen Belastungen ausgesetzt. Dazu kommt eine sehr viel höhere
Anzahl ständig wechselnder Prüflinge als im
Labor und damit die Gefahr eines wesentlich
höheren Verschleißes. Steckerkörper und
Überwurfmuttern aus Edelstahl sind besonders widerstandsfähig und haben sich in der
Praxis bewährt. Zusammen mit einem vergoldeten, über den Rasthaken fixierten In-
nenleiter garantieren sie weit über 1000
Steckzyklen. Für besonders gute Übertragungseigenschaften sollten Innen- und Außenleiter des Steckers mit der Leitung verlötet sein. Zu beachten ist: Erst das aufeinander
abgestimmte Zusammenspiel einer durchdachten Konstruktion, speziellen Materialien und hochpräziser Fertigung liefert industrietaugliche, robuste Messleitungen, die
auch bei häufiger Bewegung und starker
mechanischer Beanspruchung phasenstabil
arbeiten. Und die auch bei hohen Steckzyklen exakte, zuverlässige und reproduzierbare Messergebnisse liefern.
Um das sicherzustellen, wird bei Telegärtner jede Messleitung im Rahmen eines lückenlosen Qualitätsmanagements einzeln
geprüft und mit einem ausführlichen Messprotokoll bezüglich Einfüge- und Rückflussdämpfung ausgeliefert. Konstruktion, Fertigung und Qualitätssicherung an einem zentralen Standort in Deutschland stellen dabei
ein gleichbleibend hohes Qualitätsniveau
sicher.
// HEH
Telegärtner
+49(0)7157 125100
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
AKTUELLE PRODUKTE // MESSTECHNIK
PHOTOELEKTRISCHER KONTRASTSENSOR
Unterscheidet nah beieinander liegende Kontraststufen
Der photoelektrische Kontrastsensor KT#-4155-407 von Contrinex kommt dort zum Einsatz, wo
Markierungen präzise erfasst
werden müssen. Das gilt im Besonderen für die Verpackungsindustrie und die Druckbranche.
Ausgestattet ist der Sensor mit
einer Teach-in-Funktion und
fünf Schalttoleranzstufen. Während des Einlernens sichert er
das Intensitätsniveau des Hintergrunds und der Markierung und
setzt den Erkennungslevel dazwischen an. Die fünf Toleranzstufen erlauben es dem Anwender, die Erkennungsschwelle
wahlweise nah oder sehr nah an
die Markierungsintensität, in der
Mitte oder nah bzw. sehr nah an
die Hintergrundintensität zu setzen. Funktionen können entweder direkt am Sensor oder aus der
Ferne via IO-Link oder externem
Teach hinzugefügt werden. Drei
Emitter-LEDs strahlen automatisch rotes, grünes oder blaues
Licht ab. Der Lichtpunkt misst 1,5
mm x 3,5 mm. Das ermöglicht
selbst die Erkennung kleinster
Markierungen. Sämtliche Parametereinstellungen des Sensors
lassen sich über die integrierte
IO-Link-Schnittstelle abrufen.
Contrinex
MIXED-SIGNAL-OSZILLOSKOP
Serielle
Bus-Optionen
Die Mixed-Signal-Oszilloskope
der Serie DLM2000 mit 4 Kanälen und DLM4000 mit 8 Kanälen
von Yokogawa bekommen eine
Trigger- und Analyse-Optionen
für den Test von seriellen Bussen
im Automobil. Die Optionen wurden speziell für die Messanforderungen von CAN FD- (CAN mit
Flexible Data Rate) und SENT(Single-Edge-Nibble-Transmission-)Bus-Systemen entwickelt.
CAN FD überträgt bis 8 MBit/s bei
größeren Datenmengen in Automobilanwendungen, beispielsweise für Firmware-Updates von
ECUs (elektronische Steuergeräte). SENT ist eine Punkt-zuPunkt-Verbindung von einem
Sensor zu einem Steuergerät.
Damit lassen sich hochauflösende und zusammengesetzte Daten
für niedrigere Systemkosten
übertragen. SENT kann eine vorhandene Analog- oder PWM-Signalübertragung ersetzen und
ist kostengünstiger als andere
serielle Busse wie CAN/LIN. Mit
der seriellen Bus-Optionen können die MSOs die Bus-Signale
dekodieren und die Ergebnisse
in Echtzeit anzeigen. Eine große
Auswahl dedizierter Trigger- und
Suchfunktionen stehen zur Analyse und Fehlersuche von Parametern, die die Bus-Signale beeinträchtigen, zur Verfügung.
Die Oszilloskop-Serie verfügt
über einen Speicher bis 250
MPunkte.
Yokogawa
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
Komplette Power Analyse
für 3-Phasen Motorantriebe
NEU! Motor Drive Analyzer MDA800 –
8 Kanäle, 12-bit, bis 1 GHz
350 MHz – 1 GHz
High Definition
Oszilloskope –
Die einzigen im
Markt mit 12 Bit
Hardware
Who’sdoingthat?
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MESSTECHNIK // TESTSYSTEME
Wie die NASA ihre Raketen
umfangreich testet
Strukturtests an einer Rakete der NASA sind aufwendig: Mehr als
10.000 Sensoren werden benötigt, um die Modelle der Analytiker zu
validieren. Wir haben uns die Tests genauer angeschaut.
Bild: NASA
MARTI CHANCE *
bar. Ein verlässliches Datenerfassungssystem ist notwendig. Dabei sollte es von Prozessen gestützt werden, bei denen jeder
Datenpunkt von jedem Sensor präzise und
korrekt kalibriert erfasst wird. Die gesamte
Datenerfassungslösung der NASA für Strukturtests basiert auf Hardware von National
Instruments. Die Softwarelösung der NASA
umfasst im Kern fünf Bestandteile, von denen jeder sicherstellen soll, dass die anspruchsvollen Anforderungen an diese großen Tests erfüllt werden:
Die fünf Haupt-Bestandteile
des NASA-Tests
Das Space Launch System: Bei den Strukturtests der NASA kommen bis zu 10.000 Sensoren zum Einsatz.
Die Datenerfassung basiert auf Hardware von National Instruments.
D
as Space Launch System (SLS) ist größer als die US-amerikanische Rakete
Saturn V und soll für bemannte
Raumfahrt zum Mars eingesetzt werden. Vor
ihrem Jungfernflug im Jahr 2017 wird die Rakete unzählige Prüfungen in unterschiedlichen US-Anlagen durchlaufen. Die wohl
beeindruckendsten davon werden die großen Strukturtests sein, die 2015 im NASA
Marshall Space Flight Center in Huntsville
(Alabama) stattfinden. Bei Strukturtests verifizieren Ingenieure, dass die von Analyti-
* Marti Chance
... ist Product Manager für SC-Express
und SCXI bei National Instruments.
44
kern erstellten mathematischen Softwaremodelle korrekt sind. Dazu werden Belastungen
und Umgebungsbedingungen an einem
physikalischen Prototyp simuliert, während
Sensoren die Reaktionen messen. Üblicherweise wird dabei mithilfe von Prüfständen
eine Kraft aufgewandt, während Dehnungsmessstreifen, Kraft- und Wegaufnehmer die
Antwort der Prüflinge charakterisieren. Bei
den Strukturtests am SLS wird die NASA
mehr als 10.000 Sensoren einsetzen, um die
Modelle der Analytiker zu validieren. Bei
Tests dieser Größenordnung gibt es nur einen einzigen Durchgang: Ein erneuter Test
ist kostenintensiv, wenn überhaupt möglich.
Wird ein Datenpunkt während eines Tests,
bei dem der einzige Prototyp eines Prüflings
beschädigt wird, verfehlt, so ist das untrag-
„ Testdatenbank: Jedes kleinste Detail des
Tests wird in dieser Datenbank verzeichnet
– von den Kalibriereinstellungen eines individuellen Kanals bis hin zu den tatsächlich
verwendeten Kabeln. Wenn die NASA je einen Test duplizieren muss, enthält diese
Datenbank alle benötigten Informationen.
„ Sensordatenbank: Damit die Messungen
so präzise wie möglich werden, erstellt und
speichert die NASA spezifische Kalibrierinformationen über jeden einzelnen Sensor
in der Sensordatenbank und nutzt diese
Informationen während des Tests.
„ Kalibrierprogramm: Der gesamte Aufbau
muss vor jedem Test kalibriert und verifiziert werden. Mit diesem interaktiven Programm kann die NASA eine Kalibrierung
durchführen, alle Verkabelungen verifizieren und vorhandene Fehler beheben.
„ Hauptprogramm für die Datenerfassung:
Dieses Programm ist das Herzstück der Softwarelösung und verfügt über zahlreiche beeindruckende Funktionen. Beispielsweise
unterstützt es mehrere Clients, die Daten
während der Tests einsehen können, damit
alles im Testverlauf engmaschig überwacht
werden kann. Es gibt mehr als 72 Personen,
die sich die Daten aktiv ansehen und nach
möglichen Warnsignalen während der SLSTests suchen.
„ Lokales RDH-Programm (Remote Data
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
MESSTECHNIK // TESTSYSTEME
Harvester): Jeder Knoten kann über das
Netzwerk mit dem Hauptprogramm für die
Datenerfassung verknüpft werden. Wenn
die Netzwerkverbindung abbricht, speichert jeder RDH die Daten lokal auf den NIPXI-Embedded-Controllern, bevor sie diese
an den zentralen Hauptcomputer weiterleiten.
Die Softwarearchitektur ist nur die eine
Hälfte des Testaufbaus. Die NASA erstellte
zudem eine Hardwarearchitektur und setzte
dafür die PXI-Plattform und Signalkonditionierungshardware von NI in ihrem StandardDatenerfassungssystem ein: den Remote
Data Harvester. Jedes RDH ist in der Lage, auf
256 Kanälen Daten von Dehnungs-, Spannungs- oder Wegsensoren sowie auf 64 Kanälen Daten von Thermoelementen zu erfassen. Da sich Sensortypen und Kanalanzahl
bei jedem Test ändern, musste die NASA auf
eine flexible Signalkonditionierung zurückgreifen und wählte das universelle Brückeneingangsmodul von NI. Für die Tests am SLS
werden brückenbasierte Messungen von
mehr als 10.000 Kanälen benötigt, die alle
synchronisiert werden müssen. Die NASA
nutzt die Flexiblität der NI-Hardwareplattform, um diese Funktionalität innerhalb
ihrer Datenerfassungssysteme umzusetzen.
Die NASA validiert vor jedem Test, damit
alle Messungen präzise verlaufen und der
Aufbau zu 100 Prozent korrekt ist. In jedem
RDH gibt es neben der Hardware zur Signalkonditionierung zwei PXI-Digitalmultimeter
von NI, ein PXI-Multifunktions-Datenerfassungsmodul von NI und integrierte Schaltmöglichkeiten, um Signale zu routen. Mit
diesen sieben Schritten lassen sich die Kalibrierroutinen durchführen. 1. Zustandstest:
Zur Zeitersparnis werden die Verstärker mit
einem schnellen, groben Scan nach toten
Kanälen geprüft. 2. Interne Kalibrierung: Die
Zwei-Punkt-Kalibrierung mit einem Analogausgang eines PXI-Multifunktions-Datenerfassungsmoduls von NI und das gleichzeitige verifizieren des Spannungsniveaus mit
einen PXI-Digitalmultimeter von NI.
3. Toleranztest:Um zu verifizieren, dass die
interne Kalibrierung in allen Eingangsbereichen gültig ist, wird eine Verifizierung an 16
Messpunkten durchgeführt. 4. Anregungstest und Brückenablgeich: Die Verkabelung
vom RDH zum Prüfstand muss korrekt sein.
Die Signalkonditionierungshardware von NI
kann sowohl die Anregung jedes Kanals als
auch den Brückenableich (oder Offset) messen. 5. Kanalaufteilung: Ist der umfassendste und zeitintensivste Schritt im Verlauf der
Kalibrierroutine. Während der Kanalaufteilung wird die Verbindung bei jedem Sensor
getrennt und durch einen Shunt ersetzt.
Durch Messungen wird dann verifiziert, ob
die gesamte Verkabelung intakt ist und alle
Kanäle mit dem richtigen Sensor verbunden
sind. 6. Rauschpegeltest: Wenn ein rauschender Kanal entdeckt wird, nimmt dieser
optionale Test 200 Messwerte auf und erzeugt ein Histogramm. Bei zu vielen Abweichungen werden die Kanäle oder Kabel ausgetauscht, um den rauschenden Kanal zu
entfernen. 7. Wiederholung 1 bis 4: Die Kanalaufteilung kann einige Tage dauern und
viele Messwerte der vorangegangenen
Schritte werden während des Tests verwendet.
// HEH
National Instruments
+49(0)89 7413130
Test&Measurement
Leistungsanalysator und Oszilloskop
Messung impulsartiger Leistungen
PX8000 Precision Power Scope
Praxis-Workshop „Leistungsmessung“
vom 14. bis 16. September 2015
im Yokogawa Schulungszentrum
> Infos auf unserer Homepage
Das Precision Power Scope PX8000 ist das erste Hybridinstrument, das die Funktionalität eines Oszilloskops mit den Anforderungen und der Genauigkeit eines Leistungsanalysators verbindet.
Diese Kombination prädestiniert es für die Messung impulsartiger
Leistungen. Die Messgenauigkeit und die Analysefähigkeiten des
PX8000 ermöglichen dem Entwicklungsingenieur ein effizientes
Design elektrischer wie elektronischer Baugruppen.
Beispiel: Das Bild unten zeigt den Leistungsverlauf beim Punktschweißen. Daraus lassen sich Qualitätswerte ableiten.
Details und Datenblatt in Deutsch:
http://tmi.yokogawa.com/de
Telefon +49 8152 9310-0
Precision Making
Funktionalität und
Vorteile des PX8000:
Hohe Genauigkeit
Transiente Messung
Motoranalyse
du/dt Messung
XY-Darstellung und
Phasenanalyse
Leistungsverlauf beim Punktschweißen
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
45
MESSTECHNIK // MESS-TIPP
Der Speicher in einem
digitalen Oszilloskop
Wie gut kennen Sie sich mit der Speicherverwaltung bei Ihrem digitalen Oszilloskop aus? In unserem Messtechnik-Tipp stellen wir zwei
wesentliche Funktionen vor.
Bilder: Teledyne LeCroy
THOMAS STÜBER *
Bild 1: CAN-Bus-Botschaften im Segment-Mode aufgezeichnet. Die Tabelle unten zeigt die Zeitstempel
der Segmente.
WaveSurfer 3000: Wie nutze ich den digitalen
Speicher in meinem Oszilloskop?
D
er Speicher in einem digitalem Speicher-Oszilloskop ist das Herzstück
beim Erfassen von Messwerten. Allerdings sind dem Entwickler die Möglichkeiten
und Unterschiede nur wenig bekannt. Die
Serie WaveSurfer 3000 von Teledyne LeCroy
bietet zwei Funktionen an, um den Speicher
zu managen, die so in dieser Klasse nicht
oder nur gegen Aufpreis zu haben sind. Mit
diesen Funktionen lässt sich die Fehlersuche
vereinfachen, weshalb wir die Funktionen
etwas näher betrachten.
Beim sogenannten segmentierbaren Speicher wird der Speicher in Blöcke unterteilt.
Bei jedem Triggerereignis wird nicht der ge-
* Thomas Stüber
... ist Leiter Applikationen und Produktspezialist bei Teledyne LeCroy in
Heidelberg.
46
samte Speicher, sondern nur ein Block des
Speichers gefüllt. Ein typisches Anwendungsgebiet, wo der segmentierbare Speicher Vorteile hat, ist die Messung an seriellen
Bussystemen. Möchte man beispielsweise in
einem UART-Bussystem so viele Datenpakete wie möglich aufzeichnen und analysieren,
werden bei der normalen Erfassung extrem
viele Lücken mit aufgezeichnet, in denen
keine Busaktivität stattfindet.
Jeder Speicherblock wird
gezielt ausgewählt
Der Segmentmodus erlaubt es immer dann
einen Block im Speicher zu füllen, wenn
auch wirklich eine Botschaft auf dem UARTBus übertragen wird. Dadurch kann eine
deutlich längere Zeit aufgezeichnet werden,
da die Zeiten ohne Busaktivität nicht erfasst
werden und somit auch keinen Speicherplatz
belegen. Um die Blöcke zeitlich wieder rich-
tig zuordnen zu können, wird für jedes Segment ein Zeitstempel mit in den Speicher
geschrieben.
Ein weiterer Vorteil des Segment-Modus
ist es, dass nachdem ein Block erfasst wurde,
sehr schnell wieder neu getriggert werden
kann. Die gesamte Auswertung, wie eine Parametermessung, erfolgt erst nach der Aufzeichnung aller Blöcke. Durch die intelligente Zoomfunktion im WaveSurfer ist es zudem
möglich, jeden Block im Speicher gezielt
auszuwählen, Teile davon zu vergrößern,
oder auch Parameter und Cursor-Messungen
durchzuführen.
Jeder Entwickler kennt das Problem, dass
bei einer Fehleranalyse auf dem DSO kurz
ein Signal aufblitzt, das man gerne analysiert
hätte. Hier hilft die zweite Speichermanagement-Funktion im WaveSurfer3000: die
History-Funktion. Sie bietet die Möglichkeit,
vorherige Signalerfassungen (History) auf-
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
digitizerNETBOX
MESSTECHNIK // MESS-TIPP
Ethernet / LXI Digitizer
tast ra te
b
A
s
/
S
G
5
ndbreite
a
B
z
H
G
1.5
PRAXIS
WERT
Messtechnik-Tipps
Zusammen mit dem MesstechnikSpezialisten Teledyne LeCroy haben wir eine kleine Serie von Tipps
zusammengetragen, um den Alltag
des Messtechnikers zu erleichtern.
Lesen Sie über den Link http://goo.
gl/11jWso, worauf bei automatischen
Messfunktionen geachtet werden
sollte oder im Heft in der Ausgabe
6/2015 auf Seite 58.
8 Bit A/D
2 bis 8 synchrone Kanäle
Simultane Abtastrate 1.25 GS/s, 2.5 GS/s oder 5 GS/s
50 Ω Eingangsbereiche von ±200 mV bis ±2.5 V
4/8 GSample Speicher für mehrere Sekunden
Aufzeichnungslänge
zurufen und zu analysieren. Oftmals wird im
Betrieb nur ein Teil des zur Verfügung stehenden Speichers benutzt. Werden beispielsweise für eine Signalerfassung nur 10.000
Punkte benötigt, obwohl der gesamte Erfassungsspeicher 10 Millionen Punkte umfasst,
so sind 99,9 Prozent des Speichers ungenutzt.
History-Funktion nutzt gesamten Speicher
Die History-Funktion nutzt den gesamten
Speicher. Dazu wird wie beim Segment-Modus bei jeder Erfassung ein Block in den Speicher geschrieben. Ist der Speicher voll, wird
der älteste Block im Speicher automatisch
gelöscht, um Platz für neue Messwerte zu
machen. Je weniger Speicher für die aktuelle
Erfassung benötigt wird, umso mehr Erfassungen liegen im History-Speicher. Wurde
die Datenaufnahme beendet, kann der Anwender in diesem Speicher blättern, vorherige Erfassungen aufrufen und diese sogar
wie ein gerade erfasstes Signal analysieren.
Eine weitere Anwendung des History-Modus ist das Analysieren von Startvorgängen.
Durch die History-Funktion lässt sich die
Abfolge von Erfassungen des Startvorgangs
im Speicher nachträglich betrachten und
analysieren. Eine Playfunktion kann dabei
die Erfassungen wie bei einem Rekorder immer und immer wieder Vor- und Rückwärts
abspielen. Ist die richtige Stelle gefunden,
kann diese geladen und analysiert werden.
Da die Histroy-Funktion im Speichermanagement integriert ist, lässt sich diese immer im
Hintergrund aktiv halten und muss nicht
extra eingeschaltet werden.
// HEH
19” Einbauoption verfügbar
Vor Ort anschließen,
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ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
Spectrum GmbH / Germany
Tel. 04102 - 69 56 -0 | [email protected] | www.spec.de
47
® Spectrum GmbH. SBench is a trademark of Spectrum GmbH, all other trademarks or
registered trademarks are the property of their respective owners.
ANALOG & MIXED SIGNAL // TIMER
Mit einem codierungsfreien
Aufweck-Timer am Ball bleiben
Der LTC2956 ist ein elektronischer Aufweck-Timer, der sich
für Anwendungen eignet, die den Bedarf für ein verzögertes oder
periodisches Aufwecken haben. Ein Codieren ist nicht nötig.
CHRISTOPHER GOBOK *
Timer: Der LTC2956 ist ein elektronischer Aufweck-Timer, der sich für eine große Palette an Anwendungen eignet, die den Bedarf für ein verzögertes oder periodisches Aufwecken haben
W
ir haben wohl alle schon diese Naturvideos gesehen, die eine Technik, genannt Zeitraffer benutzen,
um relativ lange Ereignisse in einigen wenigen Sekunden ablaufen zu lassen. Von einer
blühenden Blume bis zu herrlichen Wolken
in Bewegung, die Zeitrafferaufnahmetechnik
nimmt Bilder mit einer wesentlich geringeren
Rate auf, als mit der, die für eine normale
Aufnahme verwendet wird. Dabei werden die
Kameras mit einem internen oder externen
Intervallmeter getriggert, das Zeitintervalle
zählt und die Kamera nach festgelegten Pe-
* Christopher Gobok
... arbeitet als Product Marketing
Engineer Mixed-Signal Products bei
Linear Technology in Milpitas.
48
rioden aktiviert. Neben den Zeitrafferfilmen
können Intervallmeter auch so eingestellt
werden, dass sie Einzelbilder für überlagerte
Gesamtbilder (stacked images) aufnehmen,
wie den Weg einer Sternschnuppe oder um
die gewünschte Verzögerung für ein einmaliges Ereignis zu liefern.
Intervallmeter sind nur einer von vielen
elektronischen Timer-Bausteinen, die üblicherweise nur für einen kurzen Moment mit
Strom versorgt werden und die meiste Zeit
ihres Betriebs ohne Versorgung verbringen,
um Energie zu sparen. Ähnliche Anwendungen sind die Steuerungen von Bewässerungsanlagen, Herzschrittmacher, Energie-Harvesting-Systeme und Datenerfassungssysteme wie Dehnmessstreifen und Thermoelemente. Natürlich können nicht alle
elektronischen Komponenten in diesen
Systemen abgeschaltet werden, und mindestens ein Komponente – die Uhr – muss ständig eingeschaltet sein, um die Zeit zu messen.
Wenn es um das elektronische Zählen der
Zeit geht, sind die ersten Komponenten, die
einem dabei in den Sinn kommen Echtzeituhren oder Mikrocontroller. Diese Komponenten sind jedoch nicht unbedingt für Anwendungen geeignet, in denen die TimingGenauigkeit nicht oben auf der Prioritätenliste der Entwickler steht. Darüber hinaus
benötigen diese Lösungen relativ viel Leistung, erfordern ein Codieren und viele davon
brauchen viel Platz auf der Leiterplatte, besonders dann, wenn man noch zusätzliche
Logik benötigt. Solche Anwendungen erfordern eine Lösung, die hohe Spannungen
verkraftet, sehr geringe Ruheströme hat und
einfach zu konfigurieren ist. Dies ist beim
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
ANALOG & MIXED SIGNAL // TIMER
One Core
Countless
Solutions
Bild 1: Extern einstellbarer LTC2956Wake-up-Timer mit
Drucktastensteuerung
tion
Neuen Selecrladen
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Guide her unt
&
Solu tion K it
gewinnen
LTC2956 von Linear Technology der Fall, einer integrierten Schaltung, die speziell dafür
entwickelt wurde, die Leistung der Schaltung
zu optimieren, wenn sie sowohl die Zeit als
auch den Leistungsbedarf in speziellen „periodischen“ Anwendungen steuert.
Schnappschuss des
Timer-Bausteins LTC2956
Der LTC2956 ist ein konfigurierbarer Micropower-Wake-Up-Timer mit Drucktastensteuerung. Er kontrolliert die Versorgung für
ein System, das periodisch Aufgaben ausführt, wie z.B. Bilder für einen Zeitrafferfilm
aufzunehmen. Nachdem die Aufgabe erledigt ist, schaltet der LTC2956 das System aus,
um Energie zu sparen. Der Chip kann so
konfiguriert werden, dass er diesen Ein-/Ausschaltvorgang der Versorgung unendlich
fortführt oder das System nur einmal einund wieder ausschaltet.
Bild 1 zeigt, wie der LTC2956 in eine typische Anwendung eingebunden ist, in der er
die Systemstromversorgung steuert, die von
einem LDO geregelt wird, und der auch mit
einem Mikroprozessor kommuniziert. Die
Versorgung wird aus der Hauptstromversorgung gewonnen, in diesem Fall einer Batterie. Dabei zieht er nur 800 nA, wenn der LDO
ausgeschaltet ist, und 3 µA wenn der LDO
eingeschaltet ist. Die Eingangsstromversorgung kann zwischen 1,5 und 36 V liegen, was
besonders gut für Batterieanwendungen mit
einer und mehreren Batteriezellen passt.
Sämtliche einstellbare Timing-Parameter
des LTC2956 werden mit externen Widerständen oder Kondensatoren eingestellt. An die
PERIOD- oder RANGE-Pins angeschlossene
Widerstände erlauben es, die Periode des
Aufweck-Timers zwischen 250 ms und bis zu
39 Tagen einzustellen; im Zusammenhang
mit dem Fotografiebeispiel kann ein Inter-
RX 32-bit MCU-Plattform
Einzigartige Skalierbarkeit:
32 – 240 MHz (mit bis zu
4.55 Coremark/MHz),
8 kB to 4 MB zero wait
Flash Speicher
Bild 2: Vereinfachtes
Funktions-Zustandsdiagramm des
LTC2956
Fertige Lösungsansätze
für Motor, Safety, HMI,
Metering und IA
www.renesas.eu/rx
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
49
ANALOG & MIXED SIGNAL // TIMER
Bild 3a: Betrieb
des LTC2956 mit
dem auf Low
gezogenen /
SLEEP-Pin (passives System)
Bild 3b: Betrieb
des LTC2956 mit
dem toggelten /
SLEEP-Pin (aktives System)
vallmeter eine schnelle Reihenfolge von Aufnahmen, alle 250 ms, oder nur eine Aufnahme alle 39 Tage machen. Über die an den
LONG-Pin angeschlossenen Widerstände
kann man einstellen, wie lange ein optionaler Drucktaster gedrückt werden muss, um
den Wake-Up-Timer abzuschalten; diese
Funktion ist gut geeignet in Anwendungen,
die gelegentlich auf Befehl ein- oder ausgeschaltet werden müssen. Dieser LONG-Pin
wird auch benutzt, um zu wählen, wie sich
der LTC2956 mit ein- oder ausgeschaltetem
Aufweck-Timer beim Einschalten verhält.
Und schließlich begrenzt ein Kondensator
am ONMAX-Pin die Zeitspanne, die ein System maximal eingeschaltet sein kann, und
agiert damit als ein ausfallsicherer Mechanismus, da er verhindert, dass ein System
fehlerhaft ständig eingeschaltet bleibt.
Die codierungsfreie Einstellbarkeit des
LTC2956 ermöglicht es, das Ein-/Aus-Timing
von Produkten sowohl beim Hersteller als
auch beim Anwender zu justieren. Ein Hersteller kann z.B. einfach durch Kopieren und
Übernehmen eines LTC2956-Designs und
Verwenden unterschiedlicher Widerstandswerte eine ganze Familie von Produkten entwickeln, jedes mit einem anderen Timing. Im
50
Gegensatz dazu kann ein Hersteller auch nur
ein einziges Gerät produzieren und die Einstellbarkeit an seine Kunden weitergeben,
indem er alle unterschiedlichen Widerstandswerte auf der Baugruppe vorsieht und
es seinen Kunden überlässt, das Endprodukt
mit Jumpern und Schaltern zu konfigurieren.
Die Funktionsweise des
LTC2956 verstehen
Die Vorteile des LTC2956 sind ziemlich
deutlich – das Ein-/Aus-Timing von Systemen
mit niedriger und hoher Spannung kann einfach eingestellt werden und der Energieverbrauch wird dabei stets minimiert. Bevor
man diese Vorzüge genießt, müssen potenzielle Nutzer wissen, ob der Chip wirklich
alle Anforderungen eines Produktes erfüllen
kann. Also welche Betriebsarten sind im
LTC2956 enthalten und welche Quittungssignale sind verfügbar?
Bild 2 zeigt ein vereinfachtes Zustandsdiagramm für den LTC2956, in dem das IC so
konfiguriert werden kann, um entweder im
RUN-Modus (Wake-Up-Timer läuft) oder
SHUTDOWN-Modus (Aufweck-Timer gestoppt) automatisch einzuschalten. Wenn die
Spannung des LONG-Pin höher als UCC/2 ist,
schaltet der LTC2956 im RUN-Modus ein und
schaltet zwischen den Wach- und Schlafzuständen hin und her. Im Wachzustand ist der
EN-Pin auf high gezogen, um das System
einzuschalten und der fehlersichere ONMAXTimer wird gestartet.
Der Wachzustand wird nur dann verlassen, wenn die Aufgabe erledigt ist (und der
Mikroprozessor den /SLEEP-Eingangs-Pin
auf low zieht) oder wenn der ONMAX-Timer
ausläuft. Im Schlafzustand ist der EN-Pin auf
low gezogen, um das System auszuschalten
und der LTC2956 verlässt den Schlafzustand
nur, wenn der Aufweck-Timer abläuft oder
wenn das System dazu gezwungen wird, entweder mit einem kurzen Druck auf die Drucktaste oder einem Wechsel von /SLEEP auf
high durch den Mikroprozessor. Immer wenn
ein langes Drücken der Drucktaste erkannt
wird, verlässt Der LTC2956 seinen Zustand
und geht in den SHUTDOWN-Modus über.
Wenn die Spannung am LONG-Pin unter
UCC/2 liegt, schaltet der LTC2956 im SHUTDOWN-Modus ein, in dem alle Systemkomponenten abgeschaltet sind, außer dem Timer, der in einem Modus mit sehr geringem
Leistungsbedarf ist, um Energie zu sparen.
Diese Betriebsart ist besonders nützlich für
Produkte, die mit eingebauten Batterien ausgeliefert werden, wie z.B. Rauchmelder. Dabei ist ein kurzer Druck auf den Drucktaster
erforderlich, um das System einzuschalten
und den Aufweck-Timer im RUN-Modus zu
starten.
Immer wenn der LTC2956 aus dem SHUTDOWN-Modus in den RUN-Modus übergeht,
wird der /ONALERT-Eingangs-Pin auf low
gezogen, um dem System mitzuteilen eine
Power-up-Initialisierungsroutine auszuführen. Wann immer der LTC2956 aus dem RUNin den SHUTDOWN-Modus übergeht, wird
der /OFFALERT-Ausgangs-Pin auf low gezogen, um das System vor dem Ausschalten zu
warnen oder mit einer LED zu verbinden, um
eine visuelle Anzeige des Ein-/Aus-Zustands
des Systems zu liefern.
Der Chip ist sowohl für passive als auch
aktive Systeme geeignet. In einem passiven
System, in dem weder ein Mikrocontroller
noch ein FPGA nötig sind, um den /SLEEPPin zu managen, bestimmt der einstellbare
ONMAX-Timer die Einzeit, die natürlich länger eingestellt werden sollte, als die erwartete maximale Zeitspanne, die das System
braucht, um seine periodischen Aufgaben zu
erfüllen. Bild 3a zeigt das Timing-Diagramm
eines passiven Systems, das den LTC2956
einsetzt. Wenn die einstellbare Aufweckzeit
erreicht ist (tPERIOD), geht der Chip in den Aufwachzustand und zieht den EN-Ausgang auf
high, um das System einzuschalten; zusätz-
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
ANALOG & MIXED SIGNAL // TIMER
Bild 4: Der LTC295, eingesetzt in einem
Micropower-Intervallmeter für die
Zeitraffer-Fotografie
lich startet der Aufweck-Timer erneut und der
ONMAX-Timer (tONMAX) arbeitet. Ist der ONMAX-Timer abgelaufen, geht der LTC2956
wieder in den Schlafzustand über und zieht
den EN-Ausgang auf low.
In einem aktiven System, in dem ein Mikrocontroller oder FPGA vorhanden ist, kann
das System den /SLEEP-Pin toggeln, um den
Wachzustand zu erkennen, sofort nachdem
es seine periodische Aufgabe erfüllt hat. Dies
hält die „Wachzeit“ auf einem Minimum und
verringert die Leistungsaufnahme. Bild 3b
zeigt das Timing-Diagramm eines aktiven
Systems mit dem LTC2956. Wenn die Wachzeit erreicht ist, geht der Baustein in den
Wachzustand über und zieht den EN-Ausgang auf high, um das System einzuschalten;
zusätzlich startet der Wake-Up-Timer wieder
und der ONMAX-Timer startet. Wenn das System seine periodische Aufgabe erfüllt hat,
geht der Chip wieder in den Schlafzustand
über, wenn der Mikrocontroller oder FPGA
den /SLEEP-Pin mit einem Puls aktiviert.
Es mag schwierig sein, zu sagen, ob der
LTC2956 im Abschaltmodus ist (AufweckTimer gestoppt) oder im Schlafmodus (WakeUp-Timer läuft), da in beiden Betriebszuständen das System ausgeschaltet ist (EN-Ausgang auf low gezogen) und der Chip einen
Versorgungsstrom von weniger als 1 µA benötigt. Um sicher zustellen, dass der WakeUp-Timer im RUN-Modus und nicht im SHUTDOWN-Modus ist, kann man kurz auf den
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
Drucktaster drücken, um den EN-Ausgang
auf high und damit auch den LTC2956 in den
RUN-Modus zu zwingen, wenn er sich aktuell
im SHUTDOWN-Modus befindet. Das Drücken des Drucktasters startet zusätzlich den
Aufweck-Timer wieder, was nützlich für die
manuelle Synchronisation der Aufweckzeit
mit einem externen Ereignis ist. Wenn ein
externes Ereignis auftritt, schaltet ein kurzer
Druck auf den Drucktaster das System ein
und das nächste Einschalten erfolgt um
tPERIOD verzögert.
Am Beispiel eines fotografischen Intervallmeters zeigt Bild 4 wie der LTC2956 in einer
solchen Applikation implementiert wird.
Hier wird ein passives Modell angenommen,
so dass der /SLEEP-Pin deaktiviert wird, indem er auf Masse gezogen wird. Ein 10-nFKondensator am ONMAX-Pin stellt die maximale Zeit des Intervallmeters auf 133 ms ein.
Damit bleibt ausreichend Zeit, um ein Bild
aufzunehmen. Widerstände mit unterschiedlichen Werten sind parallel an den RANGEPin angeschlossen, jeder stellt ein, wie lange
das Intervallmeter „schlafen“ muss, bevor es
das nächste Foto aufnimmt. Mit einem Drehknopf auf dem Intervallmeter lässt sich die
gewünschte Zeitspanne wählen. Ein Drucktaster schaltet (± 25 kV ESD-geschützt) das
Intervallmeter ein- und aus.
// KR
Linear Technology
+44(0)7581 573724
51
LEISTUNGSELEKTRONIK // HIGH-POWER-IGBT-MODULE
Optimierte Gehäusetechnik
für moderne Leistungshalbleiter
Die Leistungsdichte in Power-Modulen wird sich in den nächsten fünf
Jahren etwa verdoppeln. Neben entsprechend optimierten Halbleitern
sind dazu auch neue Gehäusekonzepte und Bauformen erforderlich.
THOMAS SCHÜTZE, GEORG BORGHOFF, ALEXANDER HÖHN, MATTHIAS WISSEN *
L
eistungsmodule haben sich als die treibende Kraft hinter der zum Teil rasanten Entwicklung auf dem Gebiet der
leistungselektronischen Systemtechnik erwiesen. Der Fortschritt in der Leistungselektronik für Industrieanwendungen wird
hauptsächlich durch Aspekte wie Energieeffizienz, Miniaturisierung, Zuverlässigkeit
und Kostenreduktion getrieben. Der kontinuierliche Fortschritt bei Leistungshalbleitern verlangt entsprechende Verbesserungen
der Gehäusetechnologie. Infineon hat schon
im Rahmen der PCIM Europe 2014 die Anforderungen an ein zukunftsweisendes HighPower-Modul beschrieben. Im Folgenden
werden die Motivation hinter der Einführung
der neuen Plattform und weitere Eckdaten
der aktuellen und künftigen Technologie
dargestellt.
Seit mehr als zwei Jahrzehnten entwickelt
Infineon IGBT-Module. Im Jahr 1993 wurde
das erste IHM (IGBT-High-Power-Module) mit
etwa verdoppelt. Dabei wird klar, dass die
weitere Erhöhung der Leistung neben den
entsprechenden Halbleitern auch neue Gehäusekonzepte und Bauformen erfordert.
Nur damit ist man in der Lage, die leistungsstarken Halbleiter für die verschiedensten
Spannungsklassen zu integrieren.
Vor allem für äußerst anspruchsvolle Anwendungen wie der Windenergie, aber auch
in Zugantrieben, Mittelspannungs-Industrieantrieben oder bei der HochspannungsGleichstrom-Übertragung (HGÜ), müssen
IGBT-Lösungen noch robuster und langlebiger werden. Denn nur dann kann mithilfe der
HGÜ-Technik elektrische Energie äußerst
kosteneffizient über lange Strecken transportiert werden.
Die neue Plattform
der Power-Module
Bilder: Infineon
* Thomas Schütze, Georg Borghoff, Alexander
Höhn und Matthias Wissen
... arbeiten bei der Infineon Technologies AG.
Sperrspannungen bis 1,7 kV auf den Markt
gebracht. Darauf folgte die IHV-Familie
(IGBT-High-Voltage-Module) für Spannungsklassen bis 3,3 kV und im Jahr 1999, als
6,5-kV-Chips verfügbar waren, die Einführung des hochisolierenden IHV-Gehäuses
mit erhöhten Luft- und Kriechstrecken für
Sperrspannungen bis zu 6,5 kV. Mit dem 2006
eingeführten PrimePACK steht ein flexibles
Modul mit hohem Nennstrom in Halbbrücken-Konfiguration im Bereich von 1,2 bis 1,7
kV zur Verfügung. Alle Gehäuse-Designs
wurden auch von anderen Halbleiterherstellern nachträglich in den Markt eingeführt,
was zu einer hohen Akzeptanz dieser HighPower-Module führte. Entsprechendes gilt
für Module im unteren und mittleren Leistungsbereich wie dem Easy, Econo und EconoPACK+.
Parallel dazu verlief die Entwicklung der
Leistungsdichten in den Modulen. Von den
anfänglichen 30 kW/cm² ist man durch innovative Aufbau- und Verbindungstechniken
(AVT) inzwischen bei 110 kW/cm² angelangt.
Es wird erwartet, dass sich die Leistungsdichte in den nächsten fünf Jahren nochmals
Bild 1: Gehäuseformen im Verlauf der letzten 20 Jahre, in denen die Anforderungen an das Packaging stetig
zunahmen am Beispiel Infineon.
52
Die weiter steigenden Systemanforderungen und neue Chip-Generationen machen
die Entwicklung einer neuen Gehäuse-Technologie mit entsprechendem Formfaktor
erforderlich. Infineon antwortet auf die skizzierten Herausforderungen mit dem neuen
Gehäuse-Design „The Answer“ für Hochleistungs-IGBTs. Diese neue Gehäuseplattform
für High-Power-IGBT-Module ist für den gesamten Spannungsbereich für IGBT-Chips
von 1,2 bis 6,5 kV ausgelegt. Kernanwendungen sind u.a. die Bereiche Industrieantriebe,
Traktion, erneuerbare Energien oder Stromübertragung. Eine der wichtigsten Neuerungen bei diesen Modulen ist die Skalierbarkeit. Die System-Entwicklung wird damit
erheblich vereinfacht. Aufgrund einer außergewöhnlich robusten Architektur ermöglicht
diese Plattform auch in anspruchsvollen
Umgebungsbedingungen langfristig eine
hohe Zuverlässigkeit. Darüber hinaus wurde
bei der Entwicklung der Plattform ein
Schwerpunkt auf Flexibilität gelegt, um eine
einfache Integration in Kundensysteme zu
gewährleisten. Diese Flexibilität wird u.a.
durch einen modularen Ansatz und eine brei-
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
LEISTUNGSELEKTRONIK // HIGH-POWER-IGBT-MODULE
Bild 2: Optimiertes
Gehäuse für das HVModul.
Volumenaufträge
Mengenrabatte
Bild 3: Mit dem flexiblen Konzept der neuen Hochleistungsplattform lässt sich eine variable Anzahl
an Modulen einfach für verschiedene Anwendungen
parallel schalten.
te Skalierbarkeit mit hoher Stromdichte erreicht. Diese Plattform ermöglicht erstmalig
Halbbrückenmodule für 4,5 und 6,5 kV. Sie
sind für 1,2 bis 3,3 kV in einem Niederspannungsgehäuse (LV-Gehäuse) und für 3,3 bis
6,5 kV in einem hochisolierenden Gehäuse
(HV-Gehäse) jeweils für die spezifischen Bedürfnisse des entsprechenden Spannungsbereichs optimiert. Das intern niederinduktiv
aufgebaute Modul ermöglicht gleichzeitig
niederinduktive externe Verbindungen. Die
ultraschallgeschweißten Last- und Hilfsanschlüsse sorgen für eine hohe Zuverlässigkeit.
Variable Modulanzahl
und skalierbare Leistung
Für die High-Power-Modulplattform sind
mit einem LV- und HV-Modul zwei optimierte Gehäusebauformen vorgesehen. In das
LV-Modul werden Chips bis 3,3 kV eingesetzt.
Das HV-Modul, in das Chips mit 3,3 kV bzw.
4,5 kV und 6,5 kV Sperrfähigkeit verbaut werden, bietet mit entsprechenden Luft- und
Kriechstrecken eine Isolationsfestigkeit bis
zu 10,4 kV.
Die Modulabmessungen sind so gewählt,
dass ähnliche Abmessungen wie mit den
aktuell eingesetzten IHV-A- und IHV-B-Mo-
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
dulen erreicht werden. Aufgrund der unveränderten Tiefe von 140 mm sind identische
Kühlkörperprofile wie bisher nutzbar.
Vier Module mit einer Größe von 140 mm ×
100 mm, die mittels Zentrierhaken ohne
Lücke verbaut werden, passen damit exakt
auf den Platz, den heute zwei IHV-Module
mit einer Bodenplattengröße von 140 mm ×
190 mm inklusive Montageabstand einnehmen. Die bei dieser Konfiguration aus vier
parallel geschalteten Bauteilen erreichte
Stromdichte ist bei gleicher Chip-Technologie um 17% höher als eine Stromrichterphase gleicher Größe, die aus zwei IHV-Modulen
aufgebaut ist.
Mit dem neuen Konzept lässt sich eine variable Anzahl an Modulen der High-PowerPlattform einfach für verschiedene Anwendungen parallel schalten (Bild 3). Aufgrund
einer symmetrischen internen und externen
Stromaufteilung können bis zu vier dieser
neuen Module ohne Leistungsreduktion parallel geschaltet werden.
Die Anordnung der Lastanschlüsse der
neuen High-Power-Plattform ermöglicht ein
leicht zu implementierendes Durchflusskonzept. Die DC-Anschlussklemmen erlauben
dazu eine einfach strukturierte Verbindung
zur Kondensatorbatterie. Die AC-Anschlüsse
53
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de.farnell.com
LEISTUNGSELEKTRONIK // HIGH-POWER-IGBT-MODULE
können durch eine einfache Busbar-Verschienung parallel geschaltet werden. Im
dazwischenliegenden Bereich lässt sich eine
die einzelnen Module Gate-seitig verbindende Adapterkarte oder Treiberendstufe unterbringen. Die neue Plattform ermöglicht eine
geringe Streuinduktivität. Beim HV-Modul
beträgt die gesamte Kommutierungsinduktivität zwischen dem oberen und unteren
Schalter weniger als 25 nH, was ein schnelles
und EMV-verträgliches Schalten der IGBTModule ermöglicht.
Mithilfe dieses neuen Modulkonzepts können Applikationsentwickler nun ein einziges, einfach zu implementierendes und
leicht parallelschaltbares Modul nutzen und
müssen nicht auf eine Vielzahl verschiedener
Gehäusebauformen zurückgreifen. Das Mo-
dulportfolio für den Hochvoltbereich mit
Dual- und Einzelschaltern, das derzeit Module der Größe 73 mm × 140 mm, 130 mm ×
140 mm und 140 mm × 190 mm umfasst, kann
so auf ein Bauteil identischer Größe pro
Spannungsklasse reduziert werden. Dieses
kommt dann gegebenenfalls in einer skalierbaren Mehrfachparallelschaltung zum Einsatz.
Infineon gibt mit dieser neuen High-Power-Plattform eine Antwort auf die Fragestellungen, mit denen sich Hersteller leistungselektronischer Systeme stetig auseinandersetzen müssen. Deshalb bietet die neue
Plattform ein skalierbares Produktspektrum
auf Basis eines einzelnen Bauelements für
den LV- bzw. HV-Bereich mit flexiblen Rahmengrößen, durch die sich System- und Le-
benszykluskosten reduzieren lassen. Die
Unterstützung neuester Chip-Technologien
wie beispielsweise RCDC (Reverse Conducting Diode Controlled) und SiliziumkarbidChips sowie die Eignung für den Einsatz der
neuesten Verbindungstechnologien sichern
Zukunftsfähigkeit und Flexibilität der neuen
Plattform. Die in diesem Beitrag vorgestellte
High-Power-Plattform wird beginnend ab
dem Jahr 2016 sukzessive in den einzelnen
Spannungsklassen in den Markt eingeführt.
Ein erstes Produkt mit entsprechender Technologie und Gehäusedesign hat Infineon im
Rahmen der aktuellen PCIM Europe 2015
vorgestellt.
// KU
Infineon
+49 (0)89 23425869
Nach dem Zukauf von International Rectifier erweitert Infineon Technologies AG
jetzt die Gallium-Nitrid-(GaN)-on-SiliconTechnologie und das entsprechende Produkt-Portfolio. Das Unternehmen bietet
nun GaN-basierte Plattformen sowohl mit
Enhancement-Mode- als auch CascodeKonfiguration für hochleistungsfähige
Applikationen an, die eine bestmögliche
Energieeffizienz erfordern.
Zu den typischen Anwendungen zählen Schaltnetzteile (SMPS) in Servern,
Telekom-Applikationen, mobile Leistungs- und Konsumprodukte wie auch
Class-D-Audiosysteme. Aufgrund der
GaN-Technologie können Stromversorgungen signifikant kleiner und leichter
werden. Dies eröffnet neue Möglichkeiten
für innovative Endprodukte wie extrem
flache LED-TV-Geräte.
„Das GaN-on-Silicon-Portfolio von Infineon in Kombination mit der Übernahme der
GaN-Plattform von International Rectifier
und unserer Partnerschaft mit Panasonic
positioniert Infineon als Technologieführer im vielversprechenden GaN-Markt“,
konstatiert Andreas Urschitz, Präsident
des Geschäftsbereiches Power Management & Multimarket der Infineon Technologies AG, „entsprechend unseres
strategischen Ansatzes ‚vom Produkt zum
System‘ können unsere Kunden nun für
ihre jeweilige Anwendung zwischen Enhancement-Mode- und Cascode-Konfiguration wählen. Gleichzeitig wird Infineon
ein Gehäuse für die Oberflächenmontage
(SMD) und ICs entwickeln, um die Vorteile
54
Bild: Infineon
GaN-Bausteine mit Enhancement-Mode- und Cascode-Konfiguration
Andreas Urschitz: Präsident des Geschäftsbereiches Power Management & Multimarket der
Infineon Technologies AG.
von GaN auch in sehr kompakten Formaten bereitzustellen. Ein Beispiel für den
Nutzen: Es lässt sich jetzt ein Ladegerät
für Laptops produzieren, das viermal kleiner und leichter als die heute üblichen.“
Infineon erweitert das Produktangebot
ebenso um spezielle Treiber und Controller-ICs, die entsprechende Topologien
und höhere Frequenzen ermöglichen.
Hiermit können die Vorteile von GaN voll
ausgeschöpft werden. Das Portfolio wird
auch um weitere Patente (einen GaNon-Silicon-Epitaxie-Prozess und 100- bis
600-V-Technologien) erweitert, die mit
der Übernahme von International Rectifier einhergehen. Zusätzlich werden
Infineon und Panasonic auf Basis einer
strategischen Partnerschaft gemeinsam
Bausteine einführen, die die Enhancement
Mode-GaN-on-Silicon-Transistorstruktur (Normally-off) von Panasonic in
SMD-Gehäuse von Infineon integrieren.
Damit stehen hoch effiziente, einfach
einzusetzende 600-V-GaN-Bausteine mit
der zusätzlichen Sicherheit von zwei Lieferquellen zur Verfügung.
So offeriert Infineon nun GaN-Technologie in Kombination mit weitreichender
System-Expertise sowie dem nach eigenen Angaben umfassendsten Portfolio
an Technologien und Produkten. Zudem
hat der Hersteller, ebenfalls nach eigenen
Angaben, die modernsten Fertigungseinrichtungen für die Volumen-Produktion
sowie eine Second-Source für GaN-Leistungsbausteine (Normally-off) in einem
Infineon-SMD-Gehäuse.
GaN ermöglicht gegenüber Silizium-basierten Lösungen eine höhere Leistungsdichte und einen besseren Wirkungsgrad
bei weniger Platzbedarf. Daher ist diese
Technologie prädestiniert für zahlreiche
Anwendungen, von Konsumprodukten
wie TV-Stromversorgungen über Class DAudiover-stärkern bis hin zu Schaltnetzteilen in Servern und Telekom-Einrichtungen. Der Marktforscher IHS prognostiziert
für Leistungshalbleiter mit GaN-on-Silicon
ein durchschnittliches jährlichen Marktwachstum von über 50%. Das Marktvolumen, das 2014 laut IHS bei 15 Mio. US-$
lag, würde damit bis zum Jahre 2023 auf
800 Mio. US-$ ansteigen.
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
AKTUELLE PRODUKTE // LEISTUNGSELEKTRONIK
PRÄZISIONS-LEISTUNGSVERSTÄRKER / LASTEN
POWER-MANAGEMENT-IC
Miniaturisierung und Verlängerung der Akkulaufzeit
ROHM hat einen Power-Management-IC entwickelt, der speziell
für die Applikationsprozessoren
der Reihe i.MX 6SoloLite von
Freescale Semiconductor entwickelt ist. Der i.MX 6SoloLiteProzessor hat sich auf dem Markt
als Applikations-Plattform für
batteriebetriebene Anwendungen bewährt, in denen der
niedriege Stromverbrauch hohe
Priorität hat. Beispiele sind
eBooks, Wearable-Produkte,
Tablet-PCs, portable Terminals
für industrielle Anlagen sowie
weitere tragbare Geräte. Der Bau-
stein BD71805MWV von ROHM
nutzt für mobile Anwendungen
entwickelte
Schaltungstechnik,um den i.MX
6SoloLite-Prozessor optimal zu
versorgen. Das Resultat ist eine
signifikante Senkung der Leistungsaufnahme sowohl im
Standby-Status als auch im normalen Betrieb, sodass sich die
Akkulaufzeit erheblich verlängert. Der Wirkungsgrad wird mit
über 82% (im regulären Betrieb)
angegeben.
Antriebstechnik
Energietechnik
Kalibrierung
Komponententest
Laboraufgaben
Isoliermessverstärker
ROHM
DUAL-IGBT-TREIBER
Zwei-Kanal-IGBT-Treiber für 600 und 1200 V
Der universelle Zwei-Kanal-IGBTTreiber 2SC0106T von CONCEPT
(Vertrieb HY-LINE Power Components) stößt durch den optimierten Aufbau in neue Märkte vor:
Dank minimierter Komponentenzahl ist er vom Kostenlevel
vergleichbar mit diskret aufgebauten Lösungen, doch laut Anbieter mit mehr Funktionen und
höherer Zuverlässigkeit. Der
Baustein kommt ohne Optokoppler aus und kennt daher keine
Parameterdegradation. Er kann
IGBTs bis zu 1200 V Sperrspannung und 450 A Schaltstrom mit
15/-10 V, ±6 A und 2 x 1 W treiben.
Ein galvanisch getrennter und
mit geringer Koppelkapazität zur
Versorgung der High-Side geeigneter DC/DC-Wandler ist mit on
Board. Die Treiber sind mit unter
100 ns Verzögerungszeit bis 20
kHz Taktfrequenz einsetzbar,
sind kurzschluss- und unterspannungssicher, isoliert und
teilentladungsgetestet nach IEC
61800-5-1 und IEC 60664-1 sowie
UL. Die Betriebstemperatur ist
-20 bis 85 °C.
Tel.: 089 / 89 70 12-0
[email protected]
Tages-Newsletter
die Nachrichten der
letzten 24 Stunden
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GAN-LEISTUNGSHALBLEITER
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Aus der Partnerschaft zwischen
Transphorm Inc., Transphorm
Japan Inc. und ON Semiconductor entstanden unter beiden Markennamen angebotene 600-VGalliumnitrid-(GaN)-Transistoren in Kaskodenkonfiguration
sowie ein 240-W-Referenzdesign.
Die zwei GaN-Produkte TPH3202PS (ON Semi: NTP8G202N)
und TPH3206PS (ON Semi: NTP8G206N) mit Widerständen von
typisch 150 und 290 mΩ werden
zur leichteren Integration in die
beim Kunden existierende Leiterplattenproduktion in einem op-
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
timierten TO-220-Gehäuse angeboten. NCP1397GANGEVB (Transphorm: TDPS250E2D2) für ein
zweistufiges Evaluierungsverfahren wird als komplettes Referenzdesign offeriert, damit Kunden die GaN-Transistoren in
Kaskodenkonfiguration in ihre
Stromversorgungsdesigns implementieren können. Mit dem PFCController NCP1654 wird nach
Herstellerangaben in der BoostPhase ein Wirkungsgrad von
98% erzielt.
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AKTUELLE PRODUKTE // LEISTUNGSELEKTRONIK
50-V-BREITBAND-GAN-HEMT
Gehäuste 50-W-Version
Die FED-Konferenz gehört mit regelmäßig über 300 Teilnehmern zu den
führenden Kongressen der Elektronikindustrie im deutschsprachigen
Raum. Sie ist integrativer Treffpunkt für Entwickler und Designer von
Leiterplatten und Baugruppen, Bauteil- und Materialhersteller und
-lieferanten, Hersteller von Leiterplatten, Baugruppen und Systemen,
Instituten, Hochschulen und Forschungseinrichtungen.
23. FED-Konferenz
Bild: jakubkokubko - Fotolia
24.09. – 26.09.2015
im
Hotel Grand La Strada Kassel
Cree hat seine Familie von 50-VGaN-HEMT ohne Impedanzanpassung durch eine neue gehäuste 50-W-Version ergänzt. Der
Baustein ermöglicht breitbandige Lösungen für eine Vielzahl
von HF- und Mikrowellen-Anwendungen mit Frequenzen bis
4 GHz, darunter schmalbandige
UHF-Applikationen, L- und SBand-Anwendungen und mehrere Oktaven abdeckende Breitbandverstärker. Der in Flanschund Pill-Gehäusen mit zwei Anschlüssen
verfügbare
CGHV40050 hat einen hohen
Wirkungsgrad, eine hohe Verstärkung und große Bandbreite.
Ein im Datenblatt enthaltenes
HPA-Referenzdesign (High Power Amplifier) demonstriert die
Eigenschaften für Frequenzen
von 0,8 GHz bis 2,0 GHz. Hohe
Leistungsdichte und geringe parasitäre Elemente kommen als
weitere Eigenschaften hinzu. Der
CGHV40050 erzielt eine typische
Ausgangsleistung von 50 W bei
Frequenzen bis 4 GHz. Er kommt
auf eine Kleinsignal-Verstärkung
von 17,5 dB bei 1,8 GHz und einen
Wirkungsgrad von 55 % bei
PSAT. Er ist für Sperrschichttemperaturen (TJ) bis 225 °C ausgelegt und kann bei Gehäuse-Betriebstemperaturen (TC) von -40
°C bis maximal +80 °C betrieben
werden.
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HALBBRÜCKEN-GAN-FET-MODUL
Erster Baustein für 80 V/10 A
Sie suchen eine geeignete Plattform, um Ihre Unternehmensleistungen
einem breiten Fachpublikum zu präsentieren und bekannt zu machen?
Die 23. FED-Konferenz mit ihrer traditionsreichen, begleitenden
Firmenausstellung bietet hierzu die perfekte Gelegenheit.
Als Aussteller und zugleich Wissensträger haben Sie die einmalige Möglichkeit einer zielgerichteten Kommunikation mit Konferenzteilnehmern,
Fachkollegen und Interessenten.
Zudem bietet das umfangreiche wissenschaftliche und doch praxisnahe
Konferenzprogramm auch Ihnen die Möglichkeit sich über neuste
Entwicklungen und Trends in der Elektronikindustrie zu informieren.
Der zunehmende Einfluss von Industrie 4.0 und die damit verbundenen
Herausforderungen für unsere Branche werden ein Schwerpunktthema
der diesjährigen Konferenz sein.
Haben wir Ihr Interesse geweckt, dann laden wir Sie ein, sich an der
Firmenausstellung der 23. FED-Konferenz zu beteiligen.
Texas Instruments hat nach eigenen Angaben die industrieweit
ersten 80-V/10-A-Leistungsstufe
auf der Basis von GalliumnitridFeldeffekttransistoren (GaNFETs) vorgestellt. Das Modul
besteht aus einem Hochfrequenz-Treiber und zwei GaNFETs in einer Halbbrücken-Konfiguration. Das verwendete QFNGehäuse (Quad Flat No-leads)
vereinfacht das Design. Die GaN-
Detaillierte Informationen zur Anmeldung erhalten Sie unter den
folgenden Kontaktmöglichkeiten.
FED-Geschäftsstelle Berlin
Tel. +49(0)30 8349059
Fax +49(0)30 8341831
E-Mail: [email protected]
www.fed.de
Anschrift: Alte Jakobstr. 85/86 | 10179 Berlin
FET-Leistungsstufe LMG5200
soll zu einer beschleunigten Verbreitung von GaN-Leistungswandler-Lösungen der nächsten
Generation beitragen. Diese sorgen für mehr Leistungsdichte
und Effizienz in Industrie- und
Telekommunikations-Anwendungen, die durch hohe Frequenzen und beengte Platzverhältnissen gekennzeichnet sind.
Zu den größten Hindernissen,
die der Verwendung von GaN im
Leistungselektronik-Design bisher im Weg standen, gehörten
die Unsicherheiten hinsichtlich
der Ansteuerung von GaN-FETs
sowie die durch das Gehäuse
und das Layout bedingten parasitären Effekte. Hier will TI den
Leistungselektronik-Designern
helfen, das Leistungspotenzial
der GaN-Technologie in vollem
Umfang auszuschöpfen.
Texas Instruments
56
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
AKTUELLE PRODUKTE // LEISTUNGSELEKTRONIK
III/V-HALBLEITERMATERIALIEN
GaN-on-Si- und GaN-on-SiC-Epiwafer für die Performance-Steigerung
Die wachsende Nachfrage nach
Elektroniksystemen, die mit hoher Geschwindigkeit und bei
hohen Temperaturen arbeiten
und überdies eine günstige Leistungsbilanz aufweisen, zwingt
die Halbleiterindustrie zum zügigen Umdenken bei der Wahl
der best-geeigneten Materialien.
Galliumnitrid (GaN) ist wegen
seiner vorteilhaften Eigenschaften beim Einschaltwiderstand
(On-Resistance), seiner höheren
Durchbruchspannung, höheren
Betriebstemperaturen und höheren Schaltfrequenzen der bevor-
zugte Kandidat für zukünftige
Leistungswandlersysteme. Für
diese aussichtsreichen Marktsegmente fertigt EpiGaN qualifizierte epitaxiale Wafer auf der
Basis von GaN-on-Si und GaNon-SiC und liefert sie an IDMs
(integrated device manufacturer) für High-performance Leistungswandler (bis zu 600 V) und
HF-Bausteine in der Millimeterwellen-Kommunikation. Mit seiner bewährten und patent-geschützten GaN Epiwafer-Technologie ermöglicht EpiGaN seinen
Kunden, sich in neuen, rapide
expandierenden Marktsegmenten erfolgreich zu positionieren.
Der bedeutende Wettbewerbsvorteil der von EpiGaN angebotenen GaN-on-Si- (bis zu 200 mm
Waferdurchmesser) und GaN-onSiC Epiwafer besteht darin, das
sie in MOCVD- (metal-organic
chemical vapor deposition) Reaktoren gefertigt werden. Sie
sind somit kompatibel zur bestehenden Infrastruktur der Standard Si-CMOS Fertigung. Halbleiterhersteller können also beim
Übergang auf die GaN-Technik
ihr Investment in die Si-Prozesstechnik weiter nutzen. Dieser
Vorteil ergibt sich durch das bei
EpiGaN eingesetzte Schlüsselkonzept des In-situ SiN-Layering.
EpiGaN
LEISTUNGSÜBERTRAGER
IGBT-Ansteuerübertrager und kW-Leistungsübertrager
Die IGBT Ansteuerübertrager mit
nanokristallinen Magnetkernen
zeichnen sich durch die geringe
Baugröße bei gleichzeitig überragender Spannungsfestigkeit
aus. Dank flexibler Wickelkonzepte bieten die Übertrager eine
präzise Impulsübertragung bei
höchster Störungsresistenz. Einen Schwerpunkt der Präsentation auf der PCIM Europe 2015
bildete die Ausstellung eines
neuen Ansteuerübertragers, der
in Zusammenarbeit mit Infineon
entwickelt und auf die Kompatibilität zu einer speziellen IGBT-
Familie optimiert wurde. Darüber hinaus zeigte die VAC auch
drei Ansteuerübertrager, die erst
kürzlich vom VDE nach der IEC
61800 zertifiziert wurden und
somit dem Kunden die Zulassung
der Endgeräte deutlich erleich-
tern. Abgerundet wird dieses
Segment von zwei Prototypen,
die als Ansteuermodule sowohl
die Leistungs- als auch die Signalübertragung in einem Gehäuse vereinen. Auch die kW-Leistungsübertrager (Bild) für BahnAnwendungen, mit denen eine
Leistung von bis zu 60 kW in sehr
kompaktem Volumen übertragen werden kann, basieren auf
nanokristallinem VITROPERM.
Mit den vollständig kundenspezifischen Ausführungen können
hohe Isolationsspannungen sowie Ströme von bis zu 500 Arms
auf der Sekundärseite realisiert
werden, wodurch sich die Übertrager unter anderem für Hilfsbetriebeumrichter (HBU) und Batterieladegleichrichter
(BLG)
eignen. Für die Übertragung von
Leistungen im MW-Bereich, welche bei Traktionsumrichtern und
in Smart Grid-Anwendungen typisch sind, hat die VAC nanokristalline Schnittbandkerne im
Portfolio (hohe Sättigungsinduktion und niedrige Kernverluste
bei einigen kHz).
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EMBEDDED COMPUTING // DATENKOMMUNIKATION
Hochauflösende Berührungsbildschirme für Haushaltsgeräte
Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMIs; Human Machine Interfaces),
die Multi-Touch-Bedienung unterstützen, finden sich in immer mehr
Elektronikgeräten und Einrichtungen in verschiedensten Bereichen.
CHEE EE LEE *
S
ie erlauben eine bequeme, umfassende
Steuerung und ersetzen zunehmend
die weniger attraktiven und umständlichen elektromechanischen HMIs wie Tastenfelder. Mit der neuen Technik lassen sich
Bedienschnittstellen integrieren, die ästhetische Produktdesigns ermöglichen und die
Benutzerfreundlichkeit erhöhen. Der folgende Beitrag beschreibt, wie eine effektivere
kapazitive Berührungsschnittstelle die zahlreichen technischen und logistischen Herausforderungen erfüllt, die Entwicklungsteams heute erfüllen müssen.
Die Multi-Touch-Funktion kapazitiver Berührungssensoren findet sich bereits in zahlreichen Consumer-Elektronik- und Computing-Anwendungen. Auch außerhalb dieser
Bereiche finden sich nun zahlreiche Einsatzmöglichkeiten. Dazu zählt vor allem der
Markt für Haushaltsgeräte. Bedienfelder mit
Berührungsfunktion sind hier ein noch rela* Chee Ee Lee
... ist bei FTDI Chip, Glasgow, Schottland.
tiv junger Markt, aber seit neuestem finden
sich Kühlschränke, Kochfelder und Waschmaschinen mit Touchscreen in den Geschäften, die das Verbraucherinteresse wecken.
Kapazitive Berührungssensorik kann mehrere Berührungspunkte gleichzeitig unterscheiden und ist damit imstande, alle Arten
von Eingaben genau zu erkennen. Neben
dem Multi-Touch-Betrieb sind Berührungsbildschirme auf Basis kapazitiver Technik
auch robuster als herkömmliche resistive
Touchscreens, da kein direkter Druck aufgewendet werden muss, um eine Berührung zu
erkennen. Zudem besteht die Möglichkeit,
sie bei Bedarf hinter einem Schutzglas anzubringen. Damit eigenen sie sich ideal für
Haushaltsgeräte, die oft in anspruchsvollen
Betriebsumgebungen zum Einsatz kommen,
in denen resistive Berührungsbildschirme an
ihre Grenzen stoßen würden.
Bild 1 beschreibt eine hochauflösende Bedienschnittstelle einer Waschmaschine. Der
Anwender kann damit auf verschiedene,
einfach abrufbare Menüs zugreifen. Durch
LCD-Berührungsdisplay einer Waschmaschine: unter den Menüs befindet sich das Hauptmenü, das Menü
für die Einstellungen und das Menü für die Waschprogramme
58
den Multi-Touch-Betrieb lassen sich verschiedene Eingabemöglichkeiten erkennen,
z.B. Berührungen mit zwei Fingern, Seiten
scrollen, Cut-and-Paste, Größe verändern,
Wischen und lange Betätigungen mit zwei
Fingern. Der Aufbau besteht aus dem Modul
MM900A1A, das einen FT900-Mikrocontroller (MCU) enthält. Hinzu kommt ein DemoBoard für den neuen Grafikcontroller FT813
von FTDI Chip, der mit der Embedded Video
Engine (EVE) ausgestattet ist.
Embedded Video Engine (EVE)
von FTDI Chip
Neben dem Grafikcontroller enthält das
FT813 Demo-Board auch ein LCD mit WVGAAuflösung und einer parallelen 24-Bit-RGBSchnittstelle sowie einen FocalTech TouchController mit serieller I2C-Schnittstelle. Das
MM900A1A-Modul verfügt über eine SDKarte zur Speicherung von Bitmap-Bildinhalten und eine QSPI-Schnittstelle, über die
Befehle zum FT813 gesendet werden, um das
HMI-System zu steuern. Die Basis des Moduls
bildet die FT900 MCU, die als Host-Controller
fungiert und alle Bilddaten auf das LCD überträgt. Auf der anderen Seite erfasst die MCU
über den FT813 auch alle Berührungsdaten
vom LCD-Touch-Controller. Die Master-in/
Slave-out- (MISO) und Master-out/Slave-inSignale (MOSI) werden zwischen den beiden
Bausteinen hin- und hergeleitet. Der FT900
steuert das HMI durch Verfolgung der Berührungseingaben und die anschließende Verknüpfung mit den entsprechenden Menüs.
Unter den Menüs befindet sich das Hauptmenü, das Menü für die Einstellungen und
das Menü für die Waschprogramme. Alle
entsprechenden Bildinhalte sind auf der SDKarte des MM900A1A gespeichert und werden bei Bedarf über eine QSPI-Schnittstelle
auf den FT813 heruntergeladen. Screenshots
lassen sich mithilfe der FT813-Grafik und
Widget-Befehlen aufnehmen.
Der FT813 kann bis zu fünf Berührungspunkte gleichzeitig verfolgen und insgesamt
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
EMBEDDED COMPUTING // DATENKOMMUNIKATION
Bild 1: Blockschaltbild einer Multi-Touch-Bedienschnittstelle bei einer Waschmaschine, basierend auf der
EVE-Technologie von FTDI Chip
255 verschiedene Objekte unterscheiden. Wie
alle Bausteine der EVE-Serie vereinfacht
auch der FT813 die Umsetzung von HMIs
durch seine objektorientierte Architektur.
Dabei werden alle Audio-Ausgänge (Signaltöne) und visuellen Darstellungen (Overlays,
Schriftarten, Bitmaps, Vorlagen etc.) als einfache Objekte ausgegeben. Damit können
Bildinhalte zeilenweise gerendert werden
(mit 1/16 Pixel-Auflösung) anstatt Pixel für
Pixel (was wesentlich datenintensiver ist).
Ein Flash zum Speichern der Bilddaten und
ein Bildspeicher (Frame Buffer), wie sie für
ein HMI-System normalerweise erforderlich
sind, werden damit hinfällig. Auch die Spezifikation einer kostengünstigeren 8- oder
16-Bit-MCU anstelle einer teureren 32-BitMCU ist damit möglich. Die breiten parallelen Busse, die normalerweise für die Datenübertragung zwischen verschiedenen ICs
erforderlich sind, erübrigen sich damit ebenfalls.
Die Anzahl der Bauelemente für das HMISystem ist damit geringer als bei einer herkömmlichen Implementierung. Weniger
Platzbedarf auf der Leiterplatte ist erforderlich, die Entwicklungsdauer verkürzt sich
und der Entwicklungsaufwand sinkt. Ein
weiterer Vorteil liegt in der objektorientierten
Grafikarchitektur, die auch Animationen ermöglicht. Da alle dargestellten Bilder als
Objekte behandelt werden, lässt sich eine
Animation relativ einfach durchführen, indem die Koordinaten für die Platzierung des
Objektes einfach aktualisiert werden. Ein
einzelnes Objekt kann auch an mehreren
Stellen wiederholt dargestellt werden, ohne
mehrere Objekte erstellen zu müssen. Der
FT813 ist Teil der zweiten Generation von
FTDI Chips EVE-Bausteinen. Mit 800 x 600
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
Pixel bietet er eine höhere Auflösung als das
Vorgängermodell (512 x 512 Pixel). Damit lassen sich größere Displays ansteuern (>7 Zoll),
wie sie auch in Haushaltsgeräten zum Einsatz kommen. Auch der Speicher wurde von
256 kByte auf 1 Mbyte erhöht. Der FT813 wird
im 56-Pin VQFN ausgeliefert.
// HH
FTDI Chip
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PRAXIS
WERT
Kapazitive
Berührungstechnik
Mit Multi-Touch vereinfacht sich die
intuitive Bedienung von Geräten. Die
Einsatzmöglichkeiten der kapazitiven Berührungstechnik sind dabei
fast unbegrenzt. Das hier aufgeführte Anwendungsbeispiel erlaubt den
Aufbau fortschrittlicher und kostengünstiger Bedienschnittstellen, in denen Menüs und Widgets eine grafisch
hoch angereicherte und übersichtliche Lösung für die einfache Befehlseingabe ermöglichen. Durch ein HMISystem auf EVE-Basis, das von einer
MCU unterstützt wird, die genau für
diese Art der Anwendung ausgelegt
ist, ergeben sich ein wesentlich geringerer Platzbedarf auf der Leiterplatte
und niedrigere Stückkosten.
59
EMBEDDED COMPUTING // SPEICHER
Speicher für das Internet der Dinge:
Trends und Herausforderungen
IoT, Netzwerke von Geräten, intelligente Datensammler mit ständigem
Datenaustausch erlauben es, dass komplexe Ecosysteme integrierter
Hardware zusammenarbeiten für nahezu jede Industrie.
Flash-Speicher und DRAM-Module: ATP liefert die richtigen Produkte für das Internet der Dinge
Z
usammen mit der wachsenden Entwicklung der Technologie bekommen
Speicher eine immer bedeutendere
Rolle, als kritische Komponente im IoT, wo
Leistung, Kompaktheit, Langzeitverfügbarkeit und Zuverlässigkeit unter extremen Bedingungen zählen. Maschinengenerierte
Daten kommen in zwei Varianten, was zwei
völlig unterschiedliche Herausforderungen
schafft. Zum einen sind große Datenmengen,
wie Videos oder Log-Files von Sensoren oder
Rekordern, die in den Milliarden von Daten
zufällig zugegriffen werden müssen. Weil
NAND-Speicher seitenorientiert arbeiten,
bedeutet das, dass diese zufälligen Zugriffe
den Speicher extrem abnützen und seine
Lebensdauer verkürzen.
Verschiedene Anwendungen im IoT erfordern das Vorabladen von Daten in den Speicher. Diese Anwendungen erfordern höchste
Zuverlässigkeit beim konstanten Lesen, wie
z.B. das Betriebssystem (OS) oder Langzeitspeicherung von Daten (z.B. Anwendungsprogramme). Die Anforderung des Speichers,
die Daten sehr lange zuverlässig zu speichern, über einen weiten Temperaturbereich
60
ist daher wichtig. Lese-intensive Speicher
bergen erhebliche Risiken für Störungen und
Datenintegrität.
IoT-Hardware in industriellen Anwendungen wird normalerweise in extremen Umgebungen eingesetzt, z.B. extreme Temperatur,
Feuchtigkeit, Druck, Vibrationen, Stoß,
Strahlung, Dunst, Sand, Netzteilinstabilität,
usw. Langzeitzuverlässigkeit unter diesen
Bedingungen ist daher wichtig. Um zu verhindern, dass der NAND-Speicher degradiert, sollte der Entwickler die Programmierung an die Flash-Speicher-Seitenarchitektur
anpassen. Schreiben von Files, die größer
sind als eine Speicherseite ist jedenfalls zu
bevorzugen und kann die Lebensdauer des
Speichers verlängern, da es mit dem integrierten Algorithmus übereinstimmt. Zur Optimierung steht ATPs NAND Flash Monitor
zur Verfügung, der dem Entwickler helfen
kann, die Anwendung auf reduzierte Schreibzyklen zu optimieren. Integriert in den Host,
und mit Überwachung der „Spare Utilization
Rate“, hilft dies, den Zustand des Speichers
zu erkennen und zu warnen, wenn kritische
Werte erreicht werden, die den Speicher als
„Nur-Lese“-Speicher degradieren würden.
Lesestörungen und Datenverlust sind hier
die wichtigsten Faktoren, die bei Flash-Speichern im Flash-Controller-Mechanismus
verhindert werden, indem ECC-Checks (Fehlerkorrektur-Code) eingebaut sind, die Lesefehler korrigieren, und den betroffenen Block
danach sperren und die Daten in unbeschädigte Blöcke verschieben. Mit dem Einsetzen
des Intervall „Auto-Power-on“-Algorithmus
kann dieser Prozess automatisiert werden
und Datenverlust verhindert werden (ATP
Autorefresh und ATP AutoScan).
ATP führt umfangreiche Tests auf NANDChip-Ebene durch. Damit und inklusive Simulation und Analyse von Umgebungsbedingungsmodellen, mit Konditionen und
Temperaturprofilen für die Massenproduktion und das Filtern von Defekten, wird
höchste Zuverlässigkeit garantiert. Desweiteren werden Ein/Ausschalt-Zyklustests
durchgeführt, um sicherzustellen, dass keine
Daten verloren gehen.
// HH
ATP Electronics
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ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
AKTUELLE PRODUKTE // EMBEDDED SYSTEME
T H R E A D
ALL YOU
EMBEDDED-DESIGN
Entwicklungskonzept für kundenspezifische SBCs
Unter der Bezeichnung "SingleBoard-Recipe" bietet EEPD ein
neues zeit- und kosteneffizientes
Entwicklungskonzept für SingleBoard-Computer an. Das neue
Konzept basiert auf einer virtu-
ellen Bibliothek, aus der Entwickler verschiedene Formfaktoren, CPUs, Schnittstellen, Speicher etc. wählen können. Der
Unterschied beim Single-BoardRecipe zu bekannten BuildingBlock-Konzepten liegt darin,
dass sich das komplette Design
auf einer Baugruppenebene abspielt. Zusatzmodule in Aufstecktechnik sind nicht erforderlich. Die Vorteile der Ein-BoardLösung sind reduzierte Einbauhöhe, höhere mechanische
Stabilität und günstigere Kühlmöglichkeiten. Die Bibliothek
erlaubt es den EEPD-Entwicklern, mit wenig Aufwand unterschiedliche Designfaktoren und
Technologien zu bedienen. Inteloder AMD-basierte x86-Technik
oder ARM kann zum Einsatz
kommen. Im virtuellen Lager
finden sich vorgefertigte GPUund Netzteilvarianten sowie variable Schnittstellenblöcke. Zur
Auswahl stehen Intel Bay Trail,
AMD eKabini oder Freescale i.MX
6 und Bussysteme wie SATA, PCI
Express und DDR 3 C Interface.
EEPD
EASYTOUCH
USB Controller mit Atmels Controller der T-Serie
Die eigenentwickelte PCAP-Lösung von Data Modul easyTouch
hat sich schon in zahlreichen
Anwendungsgebieten wie HMI,
Transport und Logistik oder Medizin etabliert. Als Modulpartner
von Atmel wird dabei auf die
neuste Controllergeneration der
maXTouch-Reihe zurückgegriffen. Zwei wesentliche Herausforderungen, der PCAP-Technologie
geschuldet, sind dabei stets geblieben. Zum einen die sichere
Bedienung mit Industriehandschuhen und zum anderem das
Bedienen des PCAPs auch mit
einer Flüssigkeit auf der Bedieneroberfläche.
Zwei USB Controller auf Basis
der Atmel maXTouch T-Serie bieten eine Erkennung mittels Mutual und Self Capacitance. Mit
Mutual Sensing sind weiterhin
Multitouch Events bis hin zu 10
Finger möglich. Erkennt der Controller einen Handschuh bzw.
Wasser auf dem Screen werden
die betroffen Stellen mit SelfCapacitance Sensing gescannt.
Diese Methode ermöglicht dem
Bediener auch mit dicken Handschuhen das Terminal zu bedienen. Selbst bei großflächigen
Wasserpfützen ist nun das Bedienen auf der Benutzeroberfläche
problemlos möglich.
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BOX-PC
U S B
Verbrauchseffizient und flexibel konfigurierbar
Der Box-PC DE-1002P von CompMall basiert auf dem Intel Atom
E3845 Quad Core 1,91GHz-Prozessor mit nur 10 W Verbrauch
und bietet Vorteile bei Rechenleistung, Energieeffizienz und
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
Zuverlässigkeit. Er kommt ohne
Lüfter, ohne jegliche Kabelverbindungen im Inneren aus und
bietet Flexibilität durch vielseitige Anschlüsse und Erweiterungsmöglichkeiten.
Für den IoT-Embedded-Markt
eignet er sich durch Kommunikationsstrukturen, einfache Vernetzungsmöglichkeiten und die
Low-Power CPU. Mit 6x LAN mit
4x POE lassen sich Sensoren und
Geräte verknüpfen und permanent überwachen. So können
Daten effizient verarbeitet und
an Remote-Server übermittelt
werden. Als Speichermedium
sind bis 8GB DDR3L SO-DIMM
möglich und es lassen sich 2x
2,5" SATA HDD/SSD und 2x mSATA-Speicherkarten verbauen.
Möglich sind zwei unabhängige
Anzeigen via DisplayPort und
DVI (VGA über Adapter). Unterstützt werden u.a. Win 8/8E oder
Win 7/7E. Trotz kompakter Abmessungen bietet der Box-PC
Schnittstellen wie 4x USB 2.0,
USB 3.0, 6x RS-232/422/485, PS/2
für KB/MS und Audio.
Comp-Mall
61
Host and Device Stack
G U I
Embedded Graphics
T R A C E
Real-Time Event Trace
For Information visit
WWW.RTOS.COM
+49 5143-911303
AKTUELLE PRODUKTE // EMBEDDED SYSTEME
ENTWICKLUNGSUMGEBUNG
Integriertes Tool deckt MCU- und Wireless-Entwicklung ab
Mit der nächsten Generation seiner Entwicklungsplattform Simplicity Studio bietet Silicon Labs
eine integrierte MCU-/WirelessEntwicklungsumgebung an, die
ein gleichzeitiges MCU- und HF-/
Funk-Design für verschiedene
IoT-Anwendungen ermöglicht.
Die neue Version bietet die
Funktionen von Simplicity Studio und unterstützt nun Silicon
Labs’ neue 8-Bit EFM8 MCUs, die
neuen EZR32 Sub-GHz WirelessMCUs und die EM35xx Ember
ZigBee
Wireless-SoCs
als
2,4-GHz-Funkanbindung für
802.15.4-Maschennetze. Simplicity Studio vereinfacht die Entwicklung von IoT-Anwendungen, indem in einer einheitlichen
Software-Umgebung mit einem
Klick Zugriff auf alle Funktionen
besteht – vom anfänglichen Kon-
zept bis hin zum endgültigen
Produkt. Das Tool enthält eine
Eclipse-basierte (IDE), grafische
Konfigurationstools, Energy Profiling Tools, NetzwerkanalyseTools, Demos, Softwarebeispiele, Dokumentation sowie Zugriff
auf technischen Support und
Community-Foren.
Simplicity Studio ist intelligent ausgelegt und erkennt automatisch die angeschlossene
8- oder 32-Bit-MCU oder den
Funk-IC, ermöglicht eine grafische Konfiguration und zeigt
Konfigurationsmöglichkeiten
auf. Die Plattform ist eine kontextbezogene Entwicklungsumgebung, die Produktinformationen in Bezug zum Projekt bereitstellt. Integriertes Stromverbrauchs-Profiling in Echtzeit und
Netzwerk-Paketanalyse-Tools
sorgen für robuste Netzwerke
und energieeffiziente Funkknoten. Zudem wird der Stromverbrauch optimiert, um die Batterielebensdauer zu verlängern
oder die Batteriegröße zu verkleinern.
Silicon Labs
32-BIT-MIKROCONTROLLER
MSP432-MCUs von Texas Instruments mit ARM Cortex-M4F-Core
Mit der MCU-Plattform MSP432
bietet TI seine ersten 32-Bit-MSPMikrocontroller an. Die sparsamen 48-MHz-Controller optimieren die Leistungsfähigkeit, ohne
dabei die Verlustleistung zu erhöhen.
Die ARM-Cortex-M4F-basierten Bausteine nehmen im aktiven Zustand 95 µA/MHz auf, im
Standby-Status nur 850 nA. Die
Energieeffizienz und Performance wird durch analoge Funktionen optimiert, zu denen ein
schneller 14-Bit A/D-Wandler
(ADC) mit einer Abtastrate von 1
MSamples/s gehört. Entwickler
können mit den MSP432-MCUs
stromsparende Embedded-Anwendungen entwickeln, z.B. in
der Industrie- und Gebäudeautomatisierung, Sensorik, bei Security Panels, Asset Tracking
standardisierter, architekturunabhängiger Vergleichsmaßstab
für die Stromverbrauchseigenschaften verschiedener MCUs.
Während der integrierte Gleichspannungswandler die Energieeffizienz im Highspeed-Betrieb
optimiert, verringert der ebenfalls integrierte LDO-Regler die
Systemkosten und die Designkomplexität, so Barry. Ebenfalls
integriert ist ein 14-Bit-ADC, der
bei 1 MSamples/s nur 375 µA
Strom aufnimmt.
und in der Consumer-Elektronik,
wo es gleichermaßen auf effiziente Datenverarbeitung wie auf
geringen Stromverbrauch ankommt. Die MSP432-MCUs stellen die neueste Entwicklung im
Bereich der Ultra-Low-PowerInnovation von TI dar, so Texas
Instruments. Mit ihrem ULPBench-Wert von 167,4 lassen sie
sämtliche anderen Cortex-M3
und -M4F-MCUs hinter sich.
Der Ultra-Low Power-Benchmarktest ULPBench des Embedded Microprocessor Benchmark
Consortium (EEMBC) dient als
Texas Instruments
ALL PROGRAMMABLE 3 Tage Praxis, Praxis, Praxis
PLC2 Days 2015
Konferenz FPGA /
Embedded Design
In der Konferenz mit 48 Vorträgen in vier Tracks erfahren Sie
alles über den aktuellen Stand
bei Xilinx FPGA und SoC Embedded Design – aus erster Hand,
von den führenden Experten.
■ Theorie/Praxis-Vorträge
mit Live-Demos
■ Teilnehmer erhalten alle
Vorträge auf USB-Stick
Easy Start Workshop
Embedded Linux –
All inclusive!
Sie entwickeln ein vollständiges
Embedded Linux System auf dem
ZYNQ SoC und können zu Hause
sofort mit ihrem eigenen Projekt
loslegen.
■ Von der Definition der
Embedded-Plattform
■ bis zur Linux-Portierung
16.–18. Juni in Stuttgart
PLC2 ist der
einzige deutsche
Schulungspartner von
Easy Start Workshop
FPGA Vivado – All inclusive!
Die Teilnehmer lernen praktisches
FPGA-Design von A bis Z und üben
die Anwendung. Sie programmieren
eigenständig ein Board, das Sie mit
nach Hause nehmen können.
■ FPGA-Entwicklungsvorgang
■ SPI-Interfacing (ADC/DAC)
■ High Speed Connectivity
50 €
FrühbucherRabatt bis
11. Mai
Weitere Info und Online-Anmeldung: http://www.plc2.de/allprogrammable-plc2-days
62
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
AKTUELLE PRODUKTE // EMBEDDED SYSTEME
You CAN get it...
Hardware und Software
für CAN-Bus-Anwendungen…
PROGRAMMIERBARE LOGIK
UBM-freie WLCSP-Gehäuse
Die UBM-freie (Under-Bump
Metallization-Free) WLCSP-Gehäusetechnik von Altera und
TSMC sorgt für höhere Qualität,
Zuverlässigkeit und Integration
bei den MAX 10 FPGAs von Alte-
ra. Die Technik führt zu einem
flachen Gehäuse, das eine Höhe
von weniger als 0,5 mm (inklusive Lötkugel) aufweist. Zu den
Einsatzfeldern zählen alle Sensoranwendungen, Industrieanlagen mit kleinem Formfaktor
und tragbare Elektronikgeräte.
Im Vergleich zu einem StandardWLCSP-Gehäuse ergibt sich damit die doppelte Zuverlässigkeit
auf Leiterplattenebene, die Möglichkeit einer großen Chip-Größe
und vielen I/Os.
PCAN-GPS
Programmierbares Sensormodul
mit CAN-Anbindung zur Positionsund Lagebestimmung. Entwicklungspaket inklusive Library und
Programmierbeispielen.
240 €
Altera / TSMC
FPGA-TOOL
Einfach in Java programmieren,
ohne sich mühevoll in die Hardwarebeschreibungssprache VHDL einzuarbeiten – durch easyFPGA von os-cillation wird dies
möglich. Das Toolkit aus Board
und SDK ermöglicht eine schnelle und einfache Umsetzung in
Hardware, denn es liefert Codebausteine gleich mit. Ob Frequenzteiler, PWM oder Schnittstellen wie UART, I2C und SPI –
die easyCores machen easyFPGA
benutzerfreundlich. Mit easyFPGA sinkt die Einstiegshürde für
die Nutzung von FPGA. So könn-
ten Kunden die Vorteile konfigurierbarer Hardware ausschöpfen, ohne sich detailliert mit
Hardwarebeschreibungssprache
auseinandersetzen zu müssen.
Im vergangenen Jahr hatte oscillation den easyFPGA-Prototyp
vorgestellt. Nun ist die ausgereifte Vollversion erhältlich. Neben
Software- und Hardwareentwicklung führt os-cillation auch
Softwareprojekte sowie die Entwicklung elektronischer Baugruppen und Baseboards durch.
os-cillation
STRAHLUNGSTOLERANTES FPGA
Schnelle Signalverarbeitung
Mit der Serie RTG4 bietet Microsemi strahlungstolerante FPGAs
für die Highspeed-Signalverarbeitung an. Die wiederprogrammierbare Flash-Technologie der
FPGAs ist immun gegenüber
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
durch Strahlung verursachte
Konfigurations-Upsets in rauen
Umgebungen. "Configuration
Scrubbing" wie bei der SRAMFPGA-Technik ist nicht erforderlich. RTG4 unterstützt Raumfahrtanwendungen, die bis zu
150.000 Logikelemente und eine
Taktfrequenz bis 300 MHz verlangen. Anwendungen sind z.B.
Nutzlasten für die Fernerkundung in der Raumfahrt wie Radar, Bildgebung und Spektrometrie.
Alle Preise verstehen sich zzgl. MwSt., Porto und Verpackung. Irrtümer und technische Änderungen vorbehalten.
Einfache Hardwarekonfiguration
PCAN-ExpressCard 34
CAN-Interface für den
ExpressCard/34-Schacht mit
galvanischer Trennung bis 300 V.
260 €
PCAN-Explorer 5
Universeller CAN-Monitor,
Tracer, symbolische Nachrichtendarstellung, VBScript-Schnittstelle,
erweiterbar durch Add-ins
(z. B. Plotter & J1939 Add-in).
ab
450 €
www.peak-system.com
Microsemi
63
Otto-Röhm-Str. 69
64293 Darmstadt / Germany
Tel.: +49 6151 8173-20
Fax: +49 6151 8173-29
[email protected]
Inserenten
AMSYS GmbH & Co. KG.............................................................34
Analog Devices ........................................................................ 17
ATP Electronics, Inc. ................................................................. 59
Beta LAYOUT GmbH..................................................................30
Digi-Key Corp........................................................... 1.US, 2.US, 9
Dipl. Ing. Ernest Spirig ............................................................. 55
EBV Elektronik GmbH & Co. KG ................................................... 5
Express Logic, Inc .................................................................... 61
Farnell GmbH ........................................................................... 53
Impressum
REDAKTION
Chefredakteur: Johann Wiesböck (jw), V.i.S.d.P. für die redaktionellen Inhalte,
Ressorts: Zukunftstechnologien, Kongresse, Kooperationen, Tel. (09 31) 4 18-30 81
Chef vom Dienst: David Franz, Ressorts: Beruf, Karriere, Management, Tel. - 30 97
Redaktion München: Tel. (09 31) 4 18Sebastian Gerstl (sg), ASIC, Entwicklungs-Tools, Mikrocontroller, Prozessoren,
Programmierbare Logik, SOC, Tel. -30 98;
Franz Graser (fg), Prozessor- und Softwarearchitekturen, Embedded Plattformen, Tel. -30 96;
Martina Hafner (mh), Produktmanagerin Online, Tel. -30 82;
Hendrik Härter (heh), Messtechnik, Testen, EMV, Medizintechnik, Laborarbeitsplätze,
Displays, Optoelektronik, Embedded Software Engineering, Tel. -30 92;
Gerd Kucera (ku), Automatisierung, Bildverarbeitung, Industrial Wireless, EDA,
Leistungselektronik, Tel. -30 84;
Thomas Kuther (tk), Kfz-Elektronik, E-Mobility, Stromversorgungen, Quarze & Oszillatoren,
Passive Bauelemente, Tel. -30 85;
Kristin Rinortner (kr), Analogtechnik, Mixed-Signal-ICs, Elektromechanik, Relais, Tel. -30 86;
Margit Kuther (mk), Bauteilebeschaffung, Distribution, E-Mobility, Embedded Computing,
Tel. (0 81 04) 6 29-7 00;
Freie Mitarbeiter: Prof. Dr. Christian Siemers, FH Nordhausen und TU Clausthal; Peter Siwon,
MicroConsult; Sanjay Sauldie, EIMIA; Hubertus Andreae, dreiplus
Verantwortlich für die FED-News: Jörg Meyer, FED e.V., Alte Jakobstr. 85/86, D-10179 Berlin,
Tel. (0 30) 8 34 90 59, Fax (0 30) 8 34 18 31, www.fed.de
Redaktionsassistenz: Eilyn Dommel, Tel. -30 87
Redaktionsanschrift:
München: Grafinger Str. 26, 81671 München, Tel. (09 31) 4 18-30 87, Fax (09 31) 4 18-30 93
Würzburg: Max-Planck-Str. 7/9, 97082 Würzburg, Tel. (09 31) 4 18-24 77, Fax (09 31) 4 18-27 40
Layout: Agentur Print/Online
GlobTek Inc........................................................................... 1.US
ELEKTRONIKPRAXIS ist Organ des Fachverbandes Elektronik-Design e.V. (FED).
FED-Mitglieder erhalten ELEKTRONIKPRAXIS im Rahmen ihrer Mitgliedschaft.
Hammond Manufacturing Co. Ltd ............................................. 14
HY-LINE Computer Components Vertriebs GmbH ........................11
Vogel Business Media GmbH & Co. KG, Max-Planck-Straße 7/9, 97082 Würzburg,
Postanschrift:
Vogel Business Media GmbH & Co. KG, 97064 Würzburg
Tel. (09 31) 4 18-0, Fax (09 31) 4 18-28 43
Beteiligungsverhältnisse: Vogel Business Media Verwaltungs GmbH,
Kommanditistin: Vogel Medien GmbH & Co. KG, Max-Planck-Straße 7/9, 97082 Würzburg
Geschäftsführung: Stefan Rühling (Vorsitz), Florian Fischer, Günter Schürger
Publisher: Johann Wiesböck, Tel. (09 31) 4 18-30 81, Fax (09 31) 4 18-30 93
Verkaufsleitung: Franziska Harfy, Grafinger Str. 26, 81671 München,
Tel. (09 31) 4 18-30 88, Fax (09 31) 4 18-30 93, [email protected]
Stellv. Verkaufsleitung: Hans-Jürgen Schäffer, Tel. (09 31) 4 18-24 64, Fax (09 31) 4 18-28 43,
[email protected]
Key Account Manager: Claudia Fick, Tel. (09 31) 4 18-30 89 , Fax (09 31) 4 18-30 93,
[email protected]
Crossmedia-Beratung: Susanne Müller, Tel. (09 31) 4 18-23 97, Fax (09 31) 4 18-28 43
[email protected]
Annika Schlosser, Tel. (09 31) 4 18-30 90, Fax (09 31) 4 18-30 93, [email protected]
Marketingleitung: Elisabeth Ziener, Tel. (09 31) 4 18-26 33
Auftragsmanagement: Claudia Ackermann, Tel. (09 31) 4 18-20 58, Maria Dürr, Tel. -22 57;
Anzeigenpreise: Zur Zeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 49 vom 01.01.2015.
Vertrieb, Leser- und Abonnenten-Service: DataM-Services GmbH,
Franz-Horn-Straße 2, 97082 Würzburg, Thomas Schmutzler, Tel. (09 31) 41 70-4 88, Fax -4 94,
[email protected], www.datam-services.de.
Erscheinungsweise: 24 Hefte im Jahr (plus Sonderhefte).
Verbreitete Auflage: 37.999 Exemplare (II/2014).
Angeschlossen der Informationsgemeinschaft zur Feststellung der Verbreitung von
Werbeträgern – Sicherung der Auflagenwahrheit.
Bezugspreis: Einzelheft 12,00 EUR. Abonnement Inland: jährlich 230,00 EUR inkl. MwSt.
Abonnement Ausland: jährlich 261,20 EUR (Luftpostzuschlag extra). Alle Abonnementpreise
verstehen sich einschließlich Versandkosten (EG-Staaten ggf. +7% USt.).
Bezugsmöglichkeiten: Bestellungen nehmen der Verlag und alle Buchhandlungen im In- und
Ausland entgegen. Sollte die Fachzeitschrift aus Gründen, die nicht vom Verlag zu vertreten
sind, nicht geliefert werden können, besteht kein Anspruch auf Nachlieferung oder Erstattung
vorausbezahlter Bezugsgelder. Abbestellungen von Voll-Abonnements sind jederzeit möglich.
Bankverbindungen: HypoVereinsbank, Würzburg (BLZ 790 200 76) 326 212 032,
S.W.I.F.T.-Code: HY VED EMM 455, IBAN: DE65 7902 0076 0326 2120 32
Herstellung: Andreas Hummel, Tel. (09 31) 4 18-28 52,
Frank Schormüller (Leitung), Tel. (09 31) 4 18-21 84
Druck: Vogel Druck und Medienservice GmbH, 97204 Höchberg.
Erfüllungsort und Gerichtsstand: Würzburg
Manuskripte: Für unverlangt eingesandte Manuskripte wird keine Haftung übernommen.
Sie werden nur zurückgesandt, wenn Rückporto beiliegt.
Internet-Adresse: www.elektronikpraxis.de www.vogel.de
Datenbank: Die Artikel dieses Heftes sind in elektronischer Form kostenpflichtig über die
Wirtschaftsdatenbank GENIOS zu beziehen: www.genios.de
VERLAG
IC-Haus GmbH.......................................................................... 31
Keysight Technologies ............................................................. 13
Macnica GmbH......................................................................... 35
MEN Mikro Elektronik GmbH.......................................................3
MF Instruments GmbH.............................................................. 41
Mira-Electronic K. + G. Sauerbeck ............................................ 55
Mouser Electronics, Inc. ........................................................... 15
National Instruments Germany GmbH.......................................39
Neutrik Vertriebs GmbH............................................................34
Panasonic Electric Works Europe AG ......................................... 27
PEAK-System Technik GmbH .....................................................63
PLC2 GmbH..............................................................................62
Renesas Electronics Europe GmbH............................................49
Rigol Technologies EU GmbH .................................................... 37
Rittal GmbH & Co. KG ..........................................................28-29
Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG......................................... 4.US
Rohrer Mess- und Systemtechnik GmbH ................................... 55
setron GmbH.............................................................................51
Spectrum Systementwicklung Microelectronic GmbH ...............47
Teledyne LeCroy GmbH.............................................................43
TQ-Systems GmbH ................................................................... 33
Trinamic Motion Control GmbH & Co. KG................................... 57
YOKOGAWA Deutschland GmbH ............................................... 45
EDA
VERLAGSBÜROS
Verlagsvertretungen INLAND: Auskunft über zuständige Verlagsvertretungen:
Tamara Mahler, Tel. (09 31) 4 18-22 15, Fax (09 31) 4 18-28 57; [email protected]
AUSLAND: Belgien, Luxemburg, Niederlande: SIPAS, Peter Sanders, Sydneystraat 105, NL-1448
NE Purmerend, Tel. (+31) 299 671 303, Fax (+31) 299 671 500, [email protected]
Frankreich: DEF & COMMUNICATION, 48, boulevard Jean Jaurès, 92110 Clichy,
Tel. (+33) 14730-7180, Fax -0189.
Großbritannien: Vogel Europublishing UK Office, Mark Hauser, Tel. (+44) 800-3 10 17 02,
Fax -3 10 17 03, [email protected], www.vogel-europublishing.com.
USA/Canada: VOGEL Europublishing Inc., Mark Hauser, 1632 Via Romero, Alamo, CA 94507,
Tel. (+1) 9 25-6 48 11 70, Fax -6 48 11 71.
Copyright: Vogel Business Media GmbH & Co. KG. Alle Rechte vorbehalten. Nachdruck, digitale Verwendung jeder Art, Vervielfältigung nur mit schriftlicher Genehmigung der Redaktion.
Nachdruck und elektronische Nutzung: Wenn Sie Beiträge dieser Zeitschrift für eigene Veröffentlichung wie Sonderdrucke, Websites, sonstige elektronische Medien oder Kundenzeitschriften
nutzen möchten, erhalten Sie Information sowie die erforderlichen Rechte über
http://www.mycontentfactory.de, (09 31) 4 18-27 86.
Beilage: Chroma ATE Inc.
64
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
10326
SPONSOR
AUSSTELLER
2 5 . Juni 2 015, Vogel Convention Center Wür zburg
Der Würzburger EMS-Tag gilt als das wichtigste ManagementTreffen der EMS-Branche. Geschäftsführer und Führungskräfte
von EMS-Providern, Inhouse-Fertigern und deren Zulieferern
treffen sich, um sich über Themen, die die Branche bewegen,
zu informieren.
Highlights:
Exklusive Ergebnisse einer „ganz anderen“
Lieferantenauswahlmethode
Referent: H. Peter J. Bleif, ING QC Ingenieurgesellschaft
Zeit- und Kostenersparnis für den EMS-Dienstleister
bei der Angebotserstellung und im Einkauf
Referenten: Aygen Selcuk & Bao Ngoc An, ETIT SYSTEMS
JETZT
ANMELDEN!
Entstehungskette für Elektronik-Systeme –
gemeinsam zu optimalem Design und nachhaltigem Erfolg
Referent: Markus Biener, Zollner Elektronik
Aktuelle Lage und Tendenzen: Weltwirtschaft, Europa,
Deutschland und Elektroindustrie
Referent: Dr. Andreas Gontermann, ZVEI
Informationen und Anmeldung unter:
www.ems-tag.de
www.vogel.de
VERANSTALTER:
ZUM SCHLUSS
Nachhaltigkeit – der Gegenentwurf
zur geplanten Obsoleszenz
„Man muss über Themen wie geplante
Obsoleszenz auch im Industrieumfeld
sprechen, um die Menschen zu sensibilisieren
und klar dagegen Stellung zu beziehen.“
Stefan Dehn: Vertriebsleiter bei der Schulz-Electronic
GmbH in Baden-Baden, Deutschland.
D
as Thema geplante Obsoleszenz ist derzeit in aller Munde.
Und was im Bereich der Konsumgüter bereits als stillschweigender Konsens vieler Produzenten gilt, wird mittlerweile
auch bei den Industriegütern diskutiert: die geplante, verbaute oder
auch nur billigend in Kauf genommene verkürzte Lebensdauer von
Geräten.
Minderwertige Rohstoffe und unzureichende Verarbeitung senken
die Kosten und schaffen neuen Spielraum für die Gewinnspanne.
Der Verlierer dieser Rechnung ist der Anwender. Doch ist der Anwender wirklich nur Opfer? Nein, denn wer billig will und seine
Entscheidungen ausschließlich über den Preis trifft, der hat es
schwer, Gehör zu finden, wenn er sich nach dem Kauf über mangelnde Qualität beschwert.
Der Begriff Obsoleszenz, laut dem Duden die „Veralterung“ eines
Produktes, klingt wie die Essenz unserer schnelllebigen Zeit, in der
der Fortschritt im Sekundentakt stattfindet. Es ist uns von SchulzElectronic ein Anliegen, dass wir der Obsoleszenz den Begriff der
Nachhaltigkeit entgegen setzen. Nachhaltigkeit muss für Premiumanbieter eine tragende Säule der Unternehmensphilosophie sein.
Alles beginnt mit Ehrlichkeit und Verantwortung. Das heißt, dass
Produkteigenschaften offen kommuniziert und Kundenwünsche
realisiert werden. Schulz-Electronic kooperiert ausschließlich mit
Herstellern, die unsere Wertvorstellungen teilen.
Über allem steht die Haltbarkeit / Verfügbarkeit eines Produktes.
Unsere Partner bauen Geräte, auf die man sich über Jahre hinweg
verlassen kann und die auch unter schwierigsten klimatischen Bedingungen einwandfrei funktionieren. Das älteste sich noch in Betrieb befindende Stromversorgungsgerät, das von Schulz-Electronic
geliefert wurde, ist ein E 060-6 Delta Elektronika aus dem Jahre 1976.
Das niederländische Unternehmen ist ein Musterbeispiel für Nachhaltigkeit. Delta-Elektronika übernimmt nahezu alle Entwicklungs-
66
und Produktionsschritte in Eigenregie. Das beginnt mit dem Wickeln
der Trafos und geht über die Blechbearbeitung bis hin zur Klima
geführten Lagerung der Bauteile und einem intensiven Burn-in der
fertigen Geräte.
Und was geschieht, wenn Geräte aus dem Katalog in einer gegebenen Situation beim Kunden nicht gut nutzbar sind oder es sogar
unmöglich ist, sie einzusetzen? Diese Kunden schicken wir nicht
weg. Vielmehr bemühen wir uns, die Nutzbarkeit von Geräten auch
bei speziellen Anforderungen zu gewährleisten. Das kann beispielsweise bedeuten, dass wir die Anschlüsse von der Rückseite des
Geräts auf die Vorderseite verlegen – selbstverständlich mit dem
„Segen“ des Herstellers. Customizing mit Garantieleistung ist das
Stichwort.
Ist ein Gerät defekt, werden Kunden heutzutage oft mit der Aussage, das Gerät sei ja schon recht betagt, zum Kauf eines neuen
Modells animiert. Diese Haltung passt nicht zu unseren Werten. Wir
bemühen uns gemeinsam mit unseren Partnern darum, wenn es
wirtschaftlich Sinn macht, durch eine Reparatur die Funktionstüchtigkeit wiederherzustellen.
Eine weitere Facette von Nachhaltigkeit ist die Energieeffizienz.
Bei Stromversorgungsgeräten wird sie über den Wirkungsgrad gemessen. Schon wenige Prozente mehr Wirkungsgrad resultieren für
den Anwender in spürbar niedrigeren Betriebskosten. Neben der
Verlässlichkeit ist der Wirkungsgrad einer der wichtigsten Faktoren
bei Dauerbetrieb und großen Leistungen und geht ein in die „Total
Cost of Ownership“.
Wer diese Kostenrechnung anstellt, wird feststellen, dass gute
Geräte, die bei der Anschaffung mehr kosten, über einen Zeitraum
von zehn Jahren und mehr am Schluss die Gewinner sind.
Um es nochmal auf den Punkt zu bringen: „Obsoleszenz ist ein
Fremdwort für uns!“
// TK
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 21.5.2015
www.ese-summit.de
8. Juli 2015 · Würzburg · Vogel Convention Center VCC
PROGRAMMHIGHLIGHTS:
Was Geschäftsführer über Embedded-Software wissen sollten
Referent: Professor Dr. Jochen Ludewig, Universität Stuttgart
Die Zukunft des Embedded Software Engineering
Referent: Prof. Dr.-Ing. Peter Liggesmeyer, Fraunhofer IESE
Geschäftsmodelle IoT – erfolgreich im Internet der Dinge
Referent: Alois Schwarz, Flexera Software
JETZT
ANMELDEN
Hauptsponsor:
Themensponsoren:
Axivion GmbH
emlix GmbH
Hitex GmbH
WIBU-SYSTEMS AG
Willert Software Tools GmbH
10680
www.ese-summit.dee
Eine Veranstaltung von:
Von 50 MHz bis 4 GHz:
Leistungsfähige Oszilloskope
vom Messtechnik-Profi.
Schnelles Arbeiten, einfache Bedienung, präzise Ergebnisse:
Dafür stehen die Oszilloskope von Rohde & Schwarz.
R&S®RTO: Schneller analysieren. Mehr sehen. (Bandbreiten: 600 MHz bis 4 GHz)
R&S®RTE: Einfach. Leistungsfähig. (Bandbreiten: 200 MHz bis 2 GHz)
R&S®RTM: Einschalten. Messen. Fertig. (Bandbreiten: 200 MHz bis 1 GHz)
¸HMO3000: Das Oszilloskop für den Messalltag. (Brandbreiten: 300 MHz bis 500 MHz)
¸HMO Compact: Great Value. (Bandbreiten: 70 MHz bis 200 MHz)
¸HMO 1002: Great Value. (Bandbreiten: 50 MHz bis 100 MHz)
Alle Oszilloskope von Rohde & Schwarz umfassen Zeitbereichs-,
Logik-, Protokoll- und Frequenzanalyse in einem Gerät.
Tauchen Sie ein unter: www.scope-of-the-art.de/ad/all
Besuchen Sie uns auf der
Sensor & Test
in Nürnberg,
Halle 11, Stand 444
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