Videoüberwachungstechnologie in Echtzeit
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e AUSGABE 1 IHR ELEKTRONIKMAGAZIN 04 iSAY 16 Produktneuheiten Bringen Sie Ihr Geschäft zum Strahlen: 1.200 LEDs von Osram direkt ab Lager verfügbar. 06 28 Kapazitive Sensoren sind die lösung DaVinci ™ Videoüberwachungstechnologie in Echtzeit www.rsonline.de/osram 06105/401-234 www.rsonline.de/elektronik Innovative Produkte sind nur der Anfang. Die neuesten Elektronik-Produkte für Ihre zukunftsweisenden Projekte sind eingetroffen. Unsere Auswahl ist nicht von dieser Welt. www.rsonline.de/elektronik 06105/401-234 Geht es um technische Innovationen, spricht man von Molex. Schließlich haben wir allein in den letzten fünf Jahren 2.000 Patente angemeldet und weltweit eine Vielzahl von Standards mit eingeführt. Das reicht von High-Speed-Lösungen für den Einsatz in rauen Umgebungen über Mikrominiatur-Produkte bis hin zu Steckverbindern zur www.rsonline.de/molex Stromversorgung. Die Kompetenz, die wir bei der Entwicklung unserer breiten Produktpalette erworben haben, verschafft uns einen entscheidenden Vorsprung, wenn es um zukunftsweisende Konzepte geht. Innovation endet bei uns nicht allein mit den Produkten. Mit unserem konsequent auf Effizienz ausgerichteten Ansatz, gemeinsam als ein Unternehmen zu agieren, bieten wir Ihnen nahtlosen Service sowie umfassende Unterstützung und Lieferleistungen. Und das überall auf der Welt. Die Herausforderungen der Kunden annehmen und das Beste dafür geben: Das ist es, was Molex ausmacht. O DE I -V EIT Z T VINCI™ ECH EN SO REN TE CH NO LOG IE 8 2 06 DA S KAPAZITIVE 04 iSAY EDITORIAL „Never waste a good crisis“ ist eine englische Redensart, die ich in letzter Zeit häufig gehört habe. Zwar weiß ich nicht, von wem sie stammt, aber sie gibt sehr gut wieder, was wir bei RS Components in den letzten Monaten getan haben. Wir haben uns verschärft darauf konzentriert, unser Elektronik- und Messetechnik-Sortiment so aktuell wie möglich zu halten. Pro Monat haben wir 5.000 neue Produkte hinzugefügt. Gleichzeitig haben wir unsere Preisgestaltung gründlich überprüft und seit März 165.000 Preise reduziert. Und schließlich, ich denke dies ist nicht zu übersehen, wenden wir uns mit einem völlig neuen Magazin an Sie. Sein Gesicht und sein Name weicht völlig von dem ab, was Sie bisher von uns kennen. Damit wollen wir dem neuen Stil und Inhalt Rechnung tragen. Der Internetauftritt von RS hat für die Elektronikbranche schon lange Referenzcharakter. Unser herstellerunabhängiger Ansatz, macht unsere Website weltweit für Elektroniker genauso sympathisch wie zuvor bereits unser Katalog: Sie finden hier eine Sammlung weiterführender Informationen zu neuen Technologien, Bauelementen, Anwendungsgebieten und Tools, die am Markt verfügbar sind. Damit trägt unser Produktmanagementteam eine große Verantwortung. Wir haben es daher um eine Gruppe von Halbleiterspezialisten weiter verstärkt. Zusammen mit den bereits vorher für RS tätigen Kollegen stellen sie sicher, dass unser Allgemeine Geschäftsbedingungen: Sortiment das gesamte Produktspektrum von den Die Allgemeinen Geschäftsbedingungen finden Sie neuesten hochleistungsfähigen DaVinci™-Prozessoren im aktuellen RS Katalog. Er gilt von von Texas Instruments bis hin zu 8-Bit-Mikrocontrollern, November 2009 bis März 2010. Steckverbindern, passiven Bauelementen, Veröffentlicht von: Messtechnik sowie Werkzeugen bietet. RS Components GmbH Firmensitz: Hessenring 13 b, 64546 Mörfelden-Walldorf Registergericht: Amtsgericht Darmstadt, HRB 53277 RS ist eine eingetragene Marke der RS Components Ltd. Ein Unternehmen der Electrocomponents-Gruppe. Dieser und anderen Entwicklungen trägt unser neues Kundenmagazin Rechung. Wir haben es eTech genannt. Es soll nicht nur Informationen über die wichtigsten Technologien, und Produkte liefern, sondern auf den Seiten „iSAY“ und „Designtipps“ Gelegenheit zum Meinungsaustausch bieten. Teilen Sie uns Ihre Meinungen und Ideen unter [email protected] mit. INHALT eTech 04 05 06 10 13 16 18 20 23 26 28 31 32 36 40 42 iSAY RS KURZNACHRICHTEN DAVINCI™ VIDEOÜBERWACHUNGSTECHNOLOGIE IN ECHTZEIT LICHTTECHNOLOGIEN WÄRMEMANAGEMENT PRODUKTNEUHEITEN ENERGIEVERBRAUCH DRASTISCH REDUZIEREN MOTORSTEUERUNG – AUF ITALIENISCH DESIGN-TIPPS UMWELTFREUNDLICHE ENERGIE KAPAZITIVE SENSOREN SIND DIE LÖSUNG AKTUELLES ZUR GESETZESLAGE FALLSTUDIE PALAS USB 3.0 MITTAGSPAUSE INDUSTRIE NACHRICHTEN Glenn Jarrett Head of Electronics Marketing GLO_0088_1109 eTech - AUSGABE 1 03 iSAY „Hört auf, RS KURZNACHRICHTEN MIKE LLOYD, MANAGING DIRECTOR VON ML ELECTRONICS, MEINT: Bessere Kontrolle und Transparenz Ihres Onlineeinkaufes bei RS eure Ingenieure “ zu verstecken Wir haben es mit einer technikzentrierten Branche zu tun. Ich habe es daher nie verstanden, warum so viele Unternehmen ihre Mitarbeiter aus dem Bereich Entwicklung vor ihren Kunden verstecken. Wer juristische Dienstleistungen einkauft, spricht mit Rechtsanwälten. Wer buchhalterische Dienstleistungen einkauft, spricht mit Buchhaltern. Wer technische Dienstleistungen einkauft, spricht mit Vertriebs- und Marketingmitarbeitern, die früher einmal Ingenieure waren oder auch nicht. Mir geht es nicht darum, dass Entwickler die Aufgaben von Vertriebsmitarbeitern übernehmen sollen. Im Großen und Ganzen sind Entwickler für das Design zuständig, und die Vertriebsmitarbeiter für den Verkauf, und diese beiden Berufsgruppen haben unterschiedliche Fähigkeiten und Fertigkeiten. Aber selbst Unternehmen wie unseres, die Dienstleistungen rund ums Design verkaufen, trauen sich mitunter nicht, ihre Ingenieure auf echte Kunden loszulassen. Wovor haben sie Angst? Dass sich beide Seiten zu nahe kommen? Diese Probleme können durch entsprechendes Management und Training gelöst werden. Oder zweifeln sie an den Fähigkeiten ihrer Mitarbeiter? Es gibt den weit verbreiteten Mythos über Ingenieure, dass ihnen diese Fähigkeiten fehlten. Dies ist einfach falsch. Ich gebe zu, dass der Verkäufer in mir zusammenzuckt, wenn ein Ingenieur ausführlich Schwierigkeiten beschreibt, auf die wir bei einem Projekt gestoßen sind, aber der Fehler liegt bei mir. Ich war früher Ingenieur, doch ich bin lang genug im Verkauf tätig, um in Versuchung zu geraten, die Kunden in Watte zu packen und so zu tun, als passiere so etwas nicht. Ich habe noch nie einen Kunden erlebt, der sich von unseren Ingenieuren hat abschrecken lassen – vielmehr verleihen deren offene Äußerungen und deren 04 eTech - AUSGABE 1 Begeisterung dem Dialog eine Authentizität, die der Beziehung sehr zuträglich sein kann. Außerdem bereichert es den Arbeitsalltag der Entwickler, wenn der direkte Kundenkontakt gefördert wird. Wenn ich bei uns herumfrage, was der besondere Reiz an der direkten Zusammenarbeit mit Kunden ist, erhalte ich Antworten wie „da können wir mal ein bisschen angeben.“ Genau so soll es sein. Denn welche Botschaft vermittelt es ansonsten, wenn wir den Leistungsträgern der Branche nicht erlauben, mit denen direkt in Kontakt zu treten, die letztendlich ihr Gehalt bezahlen? Wenn Sie uns zu einem Thema gern Ihre Meinung mitteilen möchten, dann fassen Sie diese doch in 300 Worten zusammen und senden sie per E-Mail an [email protected] „ Wovor haben sie Angst? Dass sich beide Seiten zu nahe kommen? Mike Lloyd ist Managing Director von ML Electronics, einem Spezialisten für innovatives Elektronikdesign. “ Der RS Purchasing Manager™ ist ein E-Procurement-Tool, das RS eigenständig für seine Kunden entwickelt hat. Das System sorgt für Transparenz und Kontrolle beim Onlineeinkauf und senkt die Purchase-to-PayProzesskosten mittlerer Unternehmen genauso wie für große Konzerne deutlich. Durch den RS Purchasing Manager™ können Einkäufer den gesamten Bestellvorgang von der Auftragserstellung über die Genehmigung bis zur Rechnungslegung optimieren. Unternehmen wird ein effektives Management ihrer Beschaffungskosten möglich. Die neueste Version des RS Purchasing Manager™ bietet einige zusätzliche Funktionen: • Verbesserte Möglichkeiten zur Budgetkontrolle auf Abteilungsebene • Neue Genehmigungsoptionen • Vollständige Bestellhistorie von der Anfrage bis zur Auftragserteilung • Überarbeitete Terminologie • Unterstützung von Kundenkostenstellen, manuelle Vergabe von Bestellnummern und Blankoauftragsnummern • Konsistente Budgetvergabe 100 neue energieeffiziente Netzgeräte der Marke RS Die neuesten Produkte aus dem Sortiment der Marke RS stellen 100 ernergieeffiziente Netzgeräte dar. Die Geräte bieten Elektronikentwicklern hochwertige und kostengünstige Lösungen für die meisten Anwendungsfälle. Das neue Angebot ist auf Anwendungen ausgerichtet, bei denen eine erhöhte Effizienz und geringe Verbrauchswerte gefragt sind. Zum Lieferumfang gehören gekapselte und leiterplattenmontierbare Varianten genauso wie externe Tisch-Schaltnetzteile. Das über 30.000 Produkte umfassende Sortiment von Produkten der Marke RS bietet Entwicklern und Einkäufern Zugriff auf Qualität zu attraktiven Preisen. Weitere Informationen dazu, wie Sie mit RS Markenprodukten Ihre Kosten senken können, finden Sie unter www.rsonline.de/rs und -kontrolle • Erweiterte Reportingoptionen Über 5.000 Kunden nutzen bereits den RS Purchasing Manager™, um ihre Beschaffungsprozesskosten zu senken. Weitere Informationen erhalten Sie unter www.rsonline.de/ services Neue Bestelloptionen jetzt online Onlineservices für Angebotsanfragen und Lieferungen an Wunschterminen. RS hat zwei neue Online-Bestelloptionen eingeführt. Durch die Angabe von Wunschterminen können Onlinekunden festlegen, an welchem Datum sie eine komplette Bestellung erhalten möchten. Neu ist auch die Möglichkeit, ein Online-Angebot einzuholen. Bei Annahme des Angebotes bekommen die Kunden sofort einen zusätzlichen Rabatt von einem Prozent. Die neuen Bestelloptionen erleichtern es Entwicklern und Einkäufern, Zeitpläne für die Produktion zu erstellen, Lagerbestände zu planen und letztlich Kosten zu sparen. Dabei können sie sich darauf verlassen, dass RS die Artikel zu den gewünschten Terminen auf Lager haben wird. Anfragen für Onlineangebote und Lieferungen zum Wunschtermin können unter www.rsonline.de platziert werden RS erfüllt Carbon Trust Standard CO2-Ausstoß in drei Jahren um 2,5 Prozent verringert Die britische RS Ländergesellschaft erfüllt die Bedingungen des höchsten Carbon Trust Standards (CTS). Der Standard, der von der Stiftung Carbon Trust ins Leben gerufen wurde, ist ein objektiver Maßstab, mit dem das Engagement von Organisationen bei der Bewältigung des Klimawandels bewertet und anerkannt wird. Bis heute erfüllen weniger als 100 Unternehmen in Großbritannien die Anforderungen des Carbon Trusts und noch weniger haben Stufe Zwei der Zertifizierung erreicht. RS ist außerdem der erste Elektronikdistributor, der die Stufe Zwei des Standards erlangt hat. Dadurch wurden in drei Jahren über 345,5 Tonnen CO2 eingespart. Allein im Bereich der Beleuchtung wurden Kosten für Ausgleichsmaßnahmen in Höhe von rund 4.300 Euro eingespart. Die RS Strategie zur Reduzierung seiner CO2-Emissionen fußte im Wesentlichen darauf, klassische Glühlampen durch 1.382 Energiesparvarianten zu ersetzen. Weitere Informationen zu energieeffizienten Lösungen aus dem Hause RS und wie Sie die Kosten in Ihrem Unternehmen senken können, finden Sie unter www.rsonline.de eTech - AUSGABE 1 05 DaVinci ™ Videoüberwachungstechnologie in Echtzeit CCTV-Systeme gibt es mittlerweile überall – sie verbessern die öffentliche Sicherheit und Ordnung. Dies kann in unserem Alltag sehr wichtig sein. Manchmal werden die Informationen von einem Mitglied des Sicherheitspersonals in einem Kontrollraum überwacht – häufiger werden sie für eine spätere Analyse im Falle eines Vorkommnisses einfach nur gespeichert. Obwohl das Bildmaterial nützlich sein kann, um Täter zu ermitteln, wird aufgrund der hohen Kosten der Echtzeitüberwachung oft davon Abstand genommen. Die Verfügbarkeit von kostengünstigen, leistungsstarken DSP-Cores, wie z. B. die DaVinci™-Familie von Texas Instruments, ermöglicht es, Videomaterial automatisch und in Echtzeit auszuwerten. Sicherheitspersonal kann dann im Falle eines Vorkommnisses ohne Zeitverzug eingesetzt werden. Die Ausbreitung von IP-Netzwerken und die sich daraus ergebende Konvergenz vieler Technologien bedeutet, dass ein solches Netzwerk mit hoher Wahrscheinlichkeit an den meisten Orten verfügbar ist. Es bietet die idealen Voraussetzungen, um Videodaten zu übertragen. Innerhalb des Netzwerkes kann auch die Programmierung auf einzelne Teile wie z.B. Kameras übertragen werden. Sie lassen sich damit so steuern, dass nur relevantes Material über das Netzwerk weitergegeben wird. Ein Team an der Bristol University unter der Leitung von Dr. Naim Dahnoun untersucht derzeit Techniken zur Automatisierung des Überwachungsprozesses mithilfe von DaVinci™-DSP-Plattformen von Texas Instruments. Ein wichtiger Aspekt der Videoüberwachung ist die Klassifizierung von Videoobjekten. Sie wird im nächsten Abschnitt behandelt. 06 eTech - AUSGABE 1 Klassifizierung von Videoobjekten Eine wichtige Aufgabe, die im Rahmen der Automatisierung von CCTVÜberwachungen gelöst werden muss, ist die Klassifizierung von Objekten im Videomaterial in Echtzeit. Yu-An Shih, der unter Leitung von Dr. Dahnoun arbeitet, widmet sich diesem Thema. Er hat die geeignetsten Algorithmen zur Umsetzung eines Echtzeit -Klassifizierungssystems für Videoobjekte auf Basis der DaVinci™Plattform untersucht. Er fand heraus, dass ein automatisiertes Videoüberwachungssystem normalerweise die in Abbildung 1 dargestellte Folge von Schritten durchläuft. Der erste Schritt ist das Erkennen der sich bewegenden Objekte in den Bildsequenzen und die Trennung dieser Elemente von den Teilen des Bildes, die zum Hintergrund gehören. Dies kann in einem Lernmodus anhand eines Hintergrund-Modells geschehen. Der nächste Schritt ist die Nachverfolgung und Identifizierung des sich bewegenden Objekts. Handelt es sich um ein Auto, eine Person oder etwas anderes? Abschließend kann eine weitere Analyse zusätzliche Informationen liefern, z. B. über die Art der Handlung. Fortsetzung auf Seite 08 > eTech - AUSGABE 1 07 TRENNUNG VON HINTERGRUND UND OBJEKT OBJEKTNACHVERFOLGUNG IDENTIFIZIERUNG DES OBJEKTS WEITERE ANALYSE Abbildung 1: Die Stufen der Videoüberwachung < Fortsetzung von Seite 06 Dies mag einfach klingen, doch es gibt Herausforderungen, die auf den ersten Blick nicht erkennbar sind. Objekte im Hintergrund sind nicht notwendigerweise vollkommen unbeweglich. Immer wieder vorkommende Bewegungen, wie die von Blättern an Bäumen im Wind oder Vibrationen der Kamera müssen als solche erkannt werden und sind nicht als zu verfolgendes Objekt zu bewerten. An einem windigen Tag kann es schließlich eine ganze Menge von Bewegungen geben, die mit dem, was eigentlich zu beobachten ist, nichts zu tun haben. Zudem werden in Abbildung 1 einige Detailschritte nicht gezeigt. Das Erkennen und Entfernen von Schatten kann das Ergebnis ebenfalls verbessern. Außerdem ergibt sich aus der Abtrennung des Hintergrundes eine große Zahl von Vordergrundpixeln, die über Connected Component Labelling in unterschiedliche Regionen gruppiert werden müssen. Auswahl des Algorithmus Yu An-Shih weist darauf hin, dass die in den einzelnen Schritten verwendeten Algorithmen voneinander abhängig sind. Zum Beispiel lässt sich die Hintergrundsubtraktion durch einen Klassifikator verbessern, der falsche Vordergrundregionen erkennen kann. Andererseits können die späteren Stufen vereinfacht werden, wenn der Hintergrundsubtraktionsalgorithmus sehr genau ist. Auf der Hardwareseite verfügen Embedded-Systeme nur über begrenzten Speicherplatz, insbesondere der interne Fast Memory. Daher muss die Arbeitsspeicherauslastung in der Regel manuell angepasst werden. Ein weiteres Problem ist das arithmetische Format. Das Team aus Bristol setzt auf einen Festkomma-DSP und vermeidet so Algorithmen, für die Gleitkommaoperationen erforderlich sind. Damit werden Kosten und Energieverbrauch gesenkt. Zu einem möglichst einfachen Ergebnis zu kommen, ist ebenfalls ein wichtiger Aspekt bei der Auswahl des Algorithmus. Ein sehr komplexer Algorithmus ist im Allgemeinen langsamer und anfälliger für Fehler als ein einfacher. Hinzu kommt, dass es hier wesentlich schwieriger ist, mit Verbesserungen nachzusteuern. Deshalb sollte nur zu einem komplexen Algorithmus gegriffen werden, wenn mit ihm deutlich bessere Ergebnisse zu erzielen sind. Häufig für die Hintergrundsubtraktion verwendete Algorithmen sind „Running Gaussian Average“ (RGA) und „Mixture of Gaussian“ (MoG). Der MoG ist genauer, aber seine Verwendung anstelle des RGA hat eine vielfach höhere Auslastung des Arbeitsspeichers zur Folge. Letzlich kommt es bei der Auswahl des Algorithmus also stark auf die Anwendung an. In Abbildung 2 ist das Ergebnis des MoG-Algorithmus auf einem Video von PETS Metrics zu sehen. Abbildung 2: Originalbild und das Ergebnis nach Durchlaufen eines „Mixture of Gaussian“-Algorithmus 08 eTech - AUSGABE 1 Wenn es um das Erkennen und Entfernen von Schatten geht, bauen alle Vorgehensweisen darauf auf, dass die Beleuchtung einen größeren Einfluss auf die Helligkeit als auf die Farbwerte hat. Obwohl dies mehr Rechnerleistung erfordert, lohnt sich dies. Die auf diese Weise erreichten Darstellungen des Objekts stimmen wesentlich besser mit der Wirklichkeit überein. In Bezug auf Objektklassifikatoren sollten solche, die etwas weniger genau, aber schneller sind, gegenüber den langsameren bevorzugt werden. Aus diesem Grund finden häufig Methoden wie MLE, Entscheidungsbaum und K-Means Verwendung. Leistung In einem jüngst durchgeführten Projekt wurde eine Lösung auf Basis einer TI DM642 DSP-Plattform umgesetzt, bei der ein MoG-Algorithmus, die Schattenerkennung und die klassische Analyse verbundener Bildbestandteile zur Anwendung kamen. Das Ergebnis ist eine Leistung von 15 Bildern pro Sekunde. Um eine höhere Bildfrequenz zu erreichen, wären weitere Optimierungen nötig. Was die Klassifizierung angeht, besteht Yu An-Shihs Ziel für das aktuelle Projekt in einer Genauigkeitsrate von 75 Prozent mit mindestens zehn Bildern pro Sekunde. Ein langsameres oder weniger genaues System wäre seiner Ansicht nach in der Praxis nicht von Nutzen. Erste Schritte Unter den DaVinci™-DSP-Prozessoren von Texas Instruments befinden sich viele Dual-Core-Varianten. Diese Prozessoren bestehen aus einem ARM9 Core für grafische Benutzeroberflächen und einem DSP-Kern zur intensiven Signalverarbeitung. Normalerweise ist auch ein Video Processing Subsystem (VPSS) enthalten, das die Videoaufnahme und -anzeige unterstützt und die Auslastung des Prozessors verringert. Damit stellen sie eine hoch leistungsfähige, energiesparende und kostengünstige Plattform für viele Videoanwendungen dar. RS hat eine ganze Reihe von so genannten Digital Video Evaluation Modulen (DVEVM) von Texas Instruments im Angebot. Sie ermöglichen es Entwicklern, sofort mit der Einschätzung zu beginnen, ob DaVinci™-Prozessoren für Ihre Zwecke geeignet sind. Sie können unmittelbar in die Entwicklung von digitalen Videoanwendungen wie IPbasierten Überwachungskameras, digitalen Bilderrahmen und Gebäude-Leitsystemen, Video-Türsprechanlagen und zahlreichen weiteren portablen Video-Lösungen, die erst noch zu erfinden sind, einsteigen. Der TMS320DM365Prozessor bietet Entwicklern beispielsweise Zugang zu H.264 und anderen Videoformaten in verschiedenen Auflösungen, einschließlich 1080 p HD. Das Digital Video Evaluation Modul (DVEVM) ermöglicht Entwicklern das Schreiben von produktionsreifen Anwendungscodes für den ARM und bietet Zugriff auf den HMJCP-Coprozessorkern mithilfe von DaVinci™-APIs. Der Nutzer kann sofort mit der Entwicklung von Anwendungen beginnen, die auf digitalen Medienprozessoren der DaVinci™-Reihe basieren. Das DVEVM ist sofort nach dem Auspacken einsetzbar. Der Entwickler kann sofort das Board einschalten und den enthaltenen LCD-Bildschirm anschließen. MontaVista Linux wird geladen und eine grafische Benutzeroberfläche erscheint, die mittels der im Lieferumfang enthaltenen Infrarotfernbedienung gesteuert werden kann. Über die Benutzeroberfläche lassen sich drei Demos starten. Außerdem sind fünf verschiedene CodecKombinationen ausführbar. Die gesamte Palette an TI-Produkten im Sortiment von RS, einschließlich DaVinci™-Prozessoren, finden Sie unter www.rsonline.de/ti Omron’sA6S-H A6S-HSMD Surface Mount DIP from RS Omron’s DIP Schalter beiSwitch RS o Es stehen 1–10 polige Varianten zur Der hohen Löttemperaturen neue DIP Schalterthe A6S-H mit bis zu 260 °C Spitzentemperatur beim SMD -Löten. Designed for improved angepasste solder heat resistance, A6S-H has a peak solder temperature of 260 C. This range features 1-10 poles, Verfügung. Alle Varianten haben goldplattierte Zwillingskontakte mit einem selbstreinigenden Schiebemechanismus, womit eine hohe Zuverlässigkeit erreicht gold-plated twin contacts and slide-type self cleaning mechanism, which ensures high reliability. Supplied on sticks for automatic wird. Geliefert werden die A6S-H Serie in Stangen, geeignet für die automatische Bestückung. Waschdichte Varianten haben eine Tapeabdichtung die nach der placement,entfernt slide switches are available in washable form with a seal tape. Verarbeitung werden muss. Technische Daten Specifications Schaltleistung Switching Capacity 25 mA bei VDC 25mA at 24 24VDC 10 µA (minimaler Strom) VDC 10µA(minimum current)beiat3,5 3.5VDC Umgebungstemperatur bei Betrieb Ambient Operating Temperature -20 % max. oder Kondensation) -20bisto+70 +70°CoCbei at 60 60% max.(ohne (withVereisung no icing or condensation) Relative bei Betrieb AmbientLuftfeuchtigkeit Operating Humidity 35 % (bei 35bis to90 90% (at 5 bis to 35o°C) C) Isolationswiderstand Insulation Resistance 100 MΩ min. VDC) 100MΩ min.(250 (at 250VDC) Kontaktwiderstand Contact Resistance 200 mΩ max. Wert 200mΩ max(Anfangs-) (initial) value Prüfspannung Dielectric Strength 500 VAC für zwischen Kontakten Polarität und zwischen 500VAC for1 1min min between terminalsderselben of the same polarity, and Kontakten unterschiedlicher Polarität between terminals of different polarity Vibrationsfestigkeit Vibration Resistance Störung: 10 bis10 55 to Hz,55Hz, 1,5 mm Doppelamplitude Malfunction: 1.5mm double amplitude Stoßfestigkeit Shock Resistance Störung: 300 m/s Malfunction: 300min. m/s min Lebensdauer Life Expectancy Mechanisch: 1.000 Betätigungen Mechanical:min. 1,000 operations min. Elektrisch: mind. 1.000 Betätigungen Electrical: 1,000 operations min Betätigungskraft Operating Force Flach/erhöht 0,290.29 N min. (30 gf) Flat/raised typ N min (30gf) Gewicht Weight 0,25 g (2-polig), g (4-polig), 0,580.58g g (6-polig) 0.25g(2 poles),0,41 0.41g (4 poles), (6 poles) 0,73 g (8-polig), 0,87 g (10-polig) 0.73g (8 poles), 0.87g (10 poles) Omron entwirft Schalter, die sich durch Betriebsbereitschaft, und viele Omron designs operability, user-friendliness andBenutzerfreundlichkeit customer benefits Kundenvorteile Angebot finden Sie unter www.rsonline.de/omron into all of itsauszeichnen. switches.Das Visitgesamte www.omron-rs.eu to view the range „ Dass LEDs auch in unsere Branche Einzug halten, hat die Entwicklung und Produktion neuartiger Beleuchtungsanlagen einfacher gemacht und beschleunigt. Der Einsatz von LEDs spart Energie, verringert den Wartungsaufwand und erhöht die Ausfallsicherheit... Abbildung mit freundlicher Genehmigung von Osram Opto Semiconductor. “ Giuseppe Froio, Leiter der Produktentwicklung bei GRIVEN. Die LEDS STRAHLEN HELL UND EFFIZIENT Licht aus effizienten Quellen, wo Sie es wollen, wann Sie es wollen – das versprechen neue hochleistungsfähige, hoch effiziente Lichtquellen modernster Technologie wie die LEDs der OstarSerie von Osram Opto Semiconductor. Die neue Serie ist Bestandteil einer umfassenden Aufstockung des RS LED-Beleuchtungssortiments. Es umfasst jetzt 95 Prozent der hell leuchtenden LED-Produkte von OSRAM, ergänzende LEDBeleuchtungslösungen anderer Hersteller sowie LED-Controller, -Treiber und -Systemlösungen. 10 eTech - AUSGABE 1 guten Ansteuerungsmöglichkeiten und die hohe Energieeffizienz von LEDs eröffnet immer neue Anwendungsmöglichkeiten. Das Unternehmen GRIVEN aus dem italienischen Mantua, ein weltweit führender Anbieter von Unterhaltungs- und Architekturbeleuchtung, setzt beispielsweise LED-Technologie für eine zunehmende Anzahl von Leuchten ein. „Dass LEDs auch in unsere Branche Einzug halten, hat die Entwicklung und Produktion neuartiger Beleuchtungsanlagen einfacher gemacht und beschleunigt. Der Einsatz von LEDs spart Energie, verringert den Wartungsaufwand und erhöht die Ausfallsicherheit. Wir nehmen derzeit immer schnellere Verbesserungen der Leistungsfähigkeit wahr. Besonders gilt dies hinsichtlich der Leuchtkraft und der Effizienz. Hinzu kommt, dass die Preise sinken. Dies wird die Ausbreitung auf andere Marktsegmente fördern“, erläutert Giuseppe Froio, Leiter der Produktentwicklung bei GRIVEN. Anwendungsmöglichkeiten der OSTAR-Reihe Die SMT-LED-Module der OSTAR-Serie von OSRAM sind ein hervorragendes Beispiel für das Entwicklungstempo in diesem technologischen Bereich. Die Module der OSTAR-Serie wurden besonders für Beleuchtungs-, Ultraminiaturund Picoprojektionsanwendungen konzipiert. Immer öfter kommen sie in einer ganzen Reihe industrieller Anwendungen wie Mikroskopbeleuchtungen, Blitzlichtlampen, Verkehrsampeln und -Projektoren zum Einsatz. Natürlich werden sie auch eher konventionell zur Raum- und Effektbeleuchtung verwendet. Die OSTAR SMT-LEDs von OSRAM bieten eine größtmögliche Energieausbeute bei sehr kompaktem Design. Damit werden sie überall da zur ersten Wahl, wo kleine Abmessungen das ausschlaggebende Kriterium darstellen. Die neuen LEDs sind in vielen Größen und Farben verfügbar. Die SMD-Chips lassen sich problemlos mit sekundärer Optik kombinieren. Die hoch effizienten OSTAR-Module liefern eine maximale Lichtstärke bei minimaler Energiezufuhr. Infolgedessen produzieren sie auch ein Minimum an Abwärme – damit verringert sich der Aufwand für das Thermal Management und die zusätzliche Kühlung durch Lüfter und Kühlkörper ist nicht notwendig. Quanta Light Das britische Unternehmen Mekatronika präsentierte jüngst eine sehr innovative Anwendung der OSTAR-Serie. Mit nur zwei LED-Modulen stellten sie ein beleuchtetes Flexi-Seil her, dessen Länge zwischen 15 und 25 m variiert werden kann. Ihr Debüt gab die als „QuantaLight“ bezeichnete Produktinnovation auf der Messe „100% Design“. Die Effizienz und Flexibilität der OSTAR-Serie kommt bei dieser Anwendung besonders gut zur Geltung. Das Ergebnis besticht durch seine einzigartige Lichtstärke und schillernde Farbvielfalt. Niko Nikolic, Technischer Direktor von Mekatronika, hält LEDs für „das wichtigste Mittel, um den Energieverbrauch zu senken. Mit Quanta Light haben wir ein hochmodernes System entwickelt, das äußerst energiesparend ist und dessen Wärmeverluste gegenüber anderen Lösungen deutlich reduziert wurden. Die von RS angebotenen OSTAR-Module von OSRAM sind viel kleiner als die bereits auf dem Markt vorhandenen und können in einer dichtgepackten 2-D-Matrix angeordnet werden. Dies ermöglichte eine effiziente optische Kopplung mit unseren Flexi-Seilfasern. Das Kühlsystem führt zu einer deutlich längeren Lebensdauer (+50.000 Stunden). Das Allerwichtigste ist: Sie verbrauchen weit weniger Energie.“ Erste Schritte HB-LED-Demoboards von Cypress sind ein hervorragender Ausgangspunkt, um die Verwendbarkeit von LEDBeleuchtungstechnologie für aktuelle und künftige eigene Projekte zu evaluieren. Im Angebot von RS befinden sich außerdem die ACULED® Gold und Silver Designer Kits. Sie bieten eine breite Palette verschiedener LED-Farben und -Kombinationen. Jedes Kit enthält eine Auswahl vormontierter ACULED-Module, verschiedener Linsen und Kühlkörper sowie die erforderliche Stromversorgung. Natürlich unterstützen wir Sie gern bei der Umsetzung eines kompletten LEDDesigns einschließlich der entsprechenden Stromversorgung, passenden Treibern und dem Thermal Management. Auch bei Fragen aus dem Bereich der Optik können Sie auf uns zählen. Weitere Informationen finden Sie unter www.rsonline.de/elektronik OSRAM-Portfolio RS bietet jetzt eine umfassende Auswahl an LED-Produkten von OSRAM. Alle sind sehr kompakt, halten 50. bis 80.000 Stunden und geben sehr wenig Wärme ab. Die Module liefern jede gewünschte Farbe von Kalt- oder Warmweiß bis hin zum vollen RGB-Spektrum. Das Lieferspektrum umfasst rote, grüne, blaue und ultraweiße Chips sowie ein steuerbares RGB-Gerät, das den flexiblen Farbwechsel im laufenden Betrieb ermöglicht. Alle Artikel sind uneingeschränkt dimmbar. Erfahren Sie mehr dazu unter www.rsonline.de/osram eTech - AUSGABE 1 11 „Wenn Funktionsgeneratoren … WÄRMEMANAGEMENT ... dann die von Agilent“ Agilent steht seit jeher für innovative, zuverlässige Funktions-/Arbiträrgeneratoren. Der neue Agilent 33210A, die beste Kombination aus Zuverlässigkeit und günstigem Preis. Moderne LXI-konforme Anbindung, einfache Bedienung und zahlreiche Leistungsmerkmale, zeichnen den neuen 33210A aus. 33210A 33220A 33250A RS Bestell-Nr. 667-2591 667-2597 667-2594 Frequenz 10 MHz 20 MHz 80 MHz Arbiträrsignal Optional 14-Bit, 50 MSa/s, 8 K-Punkte 14-Bit, 50 MSa/s, 64 K-Punkte 12-Bit, 200 MSa/s, 64 K-Punkte Signalformen Sinus, Rechteck, Puls, Rampe, Sinus, Rechteck, Puls, Rampe, Sinus, Rechteck, Puls, Rampe, Dreieck, Rauschen, DC Dreieck, Rauschen, DC Rauschen, DC, Dreieck Schnittstellen GPIB, USB, LAN GPIB, USB, LAN GBIB, RS-232 Angesichts der ständigen Entwicklung der Prozessorleistung, immer kleiner werdender Bauteile und einer zunehmenden Bestückungsdichte in Geräten bleibt das Wärmemanagement ein kritischer Punkt für Konstrukteure. Einerseits muss die Wärme abgeleitet werden, andererseits soll dies möglichst leise und effizient geschehen. Genau dabei hilft Ihnen der frische Wind der Innovationen, der von den Lüfterherstellern her weht. Zum Beispiel weisen die Lüfter der S-Force-Serie von ebm-papst revolutionäre Verbesserungen in allen wichtigen Kennwerten auf. Fortsetzung auf Seite 14 > © 2009 Agilent Technologies, Inc. www.rsonline.de/agilent 12 TITLE NOVEMBER 2009 eTech - AUSGABE 1 13 „ Viele moderne Systeme weisen eine viel höhere Wärmebelastung auf einer viel kleineren Fläche auf, was dazu führt, dass der Luftstrom gegen einen höheren Systemwiderstand deutlich gesteigert werden muss. “ < Fortsetzung von Seite 13 Lüfter – Grundlagen Der einfachste Weg zur Reduzierung von Lüftergeräuschen ist der Einsatz eines Lüfters mit großem Durchmesser, der ein großes Luftvolumen bei niedriger Geschwindigkeit umwälzt. Gut, wenn die Größe dabei keine Rolle spielt, doch je kompakter die Anwendung ist, umso kleiner muss der Lüfter sein, umso höher ist die Luftstromgeschwindigkeit und umso höher ist demzufolge der Geräuschpegel. Wie bei den meisten technischen Lösungen ist ein Kompromiss notwendig. Was sind also die Optionen? Viele moderne Systeme weisen eine viel höhere Wärmebelastung auf einer viel kleineren Fläche auf, was dazu führt, dass der Luftstrom gegen einen höheren Systemwiderstand deutlich gesteigert werden muss. Bis vor Kurzem wären diese widersprüchlichen Charakteristika nicht ohne einen größeren Lüfter lösbar gewesen, doch die preisgekrönte S-ForceReihe von ebm-papst wurde speziell für dieses Szenario entwickelt. Diese leistungsfähigen DC-Kompaktlüfter können bis zu 950 m3/h erzeugen und Drücke von bis zu 1,2 kPa überwinden. Da sie die gleichen kompakten Abmessungen wie ihre herkömmlichen Pendants haben, kann dies nur erreicht werden, wenn sich der Lüfter mit 14.000 U/min dreht. Bei voller Last sind die Spitzen der Flügel mit über 225 km/h unterwegs! 14 eTech - AUSGABE 1 Der Vorteil ist, dass ein Lüfter derselben Größe die doppelte Leistung bringt. Dies birgt das Potenzial, die Größe derzeitiger Anwendungen zu verringern oder zukünftige Leistungssteigerungen zu ermöglichen. Da sie die gleichen Standardabmessungen und Merkmale wie vorhergehende Lüfter aufweisen, ist die Umstellung, Auf- oder Nachrüstung einfach, und sie sind so ausgelegt, dass sie genau dieselbe Lebensdauer haben. Kühlung von Schaltschränken Am anderen Ende des Spektrums muss manchmal statt einer direkten Kühlung elektronischer Schaltungen ein größerer Schaltschrank gekühlt werden. In diesem Fall ist der Ansatz ein ganz anderer. Statt des richtungsabhängigen Luftstroms eines Axiallüfters eignet sich diese Art der Anwendung besser für einen Zentrifugallüfter mit rückwärts gekrümmten Flügeln, der eine Luftmenge durch die Luftkammer des Schaltschranks bewegen kann. Normalerweise wird hierbei die Luft in das Auge des Laufrads durch eine Öffnung angesaugt und um 90 Grad zum Einlassstrom nach außen beschleunigt. Infolgedessen im gesamten Schaltschrank eine Druckerhöhung erzeugt, wenn die Luft das Gerät durchströmt und verlässt, wobei die Wärme mitgeführt wird. Obwohl der Lüfter mit den rückwärts gekrümmten Flügeln dies effektiver und leiser als ein Axiallüfter kann, ist bei seiner Installation etwas mehr Aufmerksamkeit erforderlich. Um potenzielle Geräuschprobleme zu vermeiden und eine optimale Leistung zu erzielen, müssen einige Faktoren Berücksichtigung finden. Die Einlassöffnung ist viel effizienter, wenn ein Einlassring mit einem Spezialprofil verwendet wird, um die Luft in das Laufrad zu leiten. Durch ein in eine ebene Fläche geschnittenes Loch hingegen werden der Luftstrom verringert und die Geräusche erhöht, da sich an der scharfen Kante Verwirbelungen bilden. Ebenso wirkt sich jede Lücke zwischen der Öffnung und dem Laufrad auf die Leistung aus und ist bei der Verwendung des richtig bemessenen Einlassrings, der einfach im Innern des Laufrads sitzen sollte, gleichermaßen relevant. Auch die Montage ist entscheidend. Ohne das integrierte Gehäuse eines kompakten Axiallüfters ist ein Rahmen erforderlich, der den Motor von hinten stützt. Wird dieser zu nah am rotierenden Laufrad positioniert, können weitere Geräuschprobleme durch sogenannte Schaufelfrequenzen entstehen. Vom Laufrad ausgehende Druckwellen können auf benachbarte Strukturen auftreffen und einen niederfrequenten Ton erzeugen, der in Abhängigkeit von der Anzahl der Flügel und Umdrehungsgeschwindigkeit des Laufrads steht. In ungünstigen Fällen kann dies in der Folge Resonanzfrequenzen in der gesamten Anwendung auslösen. Näheres zum Produktangebot von RS an Geräten für das Wärmemanagement finden Sie unter www.rsonline.de/elektronik eTech - AUSGABE 1 15 PRODUKTNEUHEITEN PRODUKTNEUHEITEN PHIHONG POE-8-PORTINJEKTOR ZUR RACKMONTAGE 125-W-Midspan-Injektor für Power over Ethernet. n Ein 8-Port-Gigabit-Power-over-Ethernet-Midspan für 10/100/1000 Base-T-Netzwerke, mit IEEE 802.3af-Erkennung, Unterbrechungs- und Überlastschutz. Bei einer vollen Leistung von 125 W (15,4 W pro Port, kein Leistungsverbrauchsmanagement erforderlich) und vollem Schutz ist dieses Gerät die ideale kostengünstige PoE-Lösung. RS Online-Suchbegriff: phihong power over ethernet NANOWATT-XLP™-MCUs VON MICROCHIP PIC-Mikrocontroller mit extrem niedriger Leistungsaufnahme und dem weltweit niedrigsten Ruhestrom. n Die neuen PIC-Mikrocontrollerfamilien mit nanoWatt- XLP™-Technologie von Microchip setzen einen neuen Branchenmaßstab für die niedrigste Stromaufnahme im Sleep-Modus und ermöglichen so einen kompatiblen und energiesparenden Entwicklungsschritt, der auch On-ChipPeripherie für USB und mTouch™ umfasst. Mit Ruheströmen von nur 20 nA, EchtzeitTaktgeberstromaufnahme von nur 500 nA und Watchdogtimer-Stromaufnahme von nur 400 nA sind die XLP™ PIC-MCUs ideal für batteriebetriebene Anwendungen und solche, denen sonst nur begrenzt Energie zur Verfügung steht. Microchip hat diese drei Leistungsmerkmale in die gesamte 8- und 16-Bit-XLP™-Serie integriert. Damit erhalten Konstrukteure noch mehr Freiraum, Ideen für Lösungen mit geringeren Batterieentladungen bei längeren Betriebszeiten umzusetzen. RS Online-Suchbegriff: Microchip XLP DC/DC-WANDLER DER TRACOPOWER TEP-SERIE Die idealen Lösungen, wenn Platinenmontage keine Option ist. n Die TEP-Serie von TRACOPOWER bietet verschiedene Optionen für Indutrieapplikationen. Die Wandler der neuen TEP100-Serie befinden sich in einem robusten und abgedichteten Metallgehäuse. Chassismontage oder die Montage an einen Kühlkörper ist schnell und einfach umsetzbar. Ein optionaler Chassismontageadapter vereinfacht die Installation erheblich. Mit der TEP-75-Serie stehen jetzt auch die Eingangsspannungen der gesamten TEP-Reihe von 9 bis 75 V DC zur Verfügung. Dabei sind Ausgangsspannungen zwischen 5 und 48 V DC bei den Produkten der TEP-100-Serie und eine reduzierte Ausgangsleistung von 75 W bei allen Produkten der TEP75WI-Serie möglich. Aufgrund des breiten Eingangsbereichs in Verbindung mit dem Verpolungsschutz sind diese Wandler eine hervorragende Lösung für batteriebetriebene Systeme. RS Online-Suchbegriff: Traco TEP OSRAM OSTAR SMT LED-Leistung in einem winzigen Gehäuse. n Die OSTAR SMT-LED LEITERPLATTENHALTERUNGEN UND ABSTANDSHALTER VON RICHCO Sortiment mit über 80 neuen Produkten erweitert – alle für die Lieferung am folgenden Tag verfügbar. n Zu den neuen Produkten gehören selbstsichernde Leiterplattenabstandshalter, Leiterplattenhalterungen mit Kantenhalterung und Mini-Doppelverriegelungsstifte, die am Chassis und an der Leiterplatte einrasten und Befestigungsschrauben überflüssig machen. RS Online-Suchbegriff: richco Leiterplatte 16 eTech - AUSGABE 1 von Osram Opto Semiconductors, die für Beleuchtungsanwendungen und für die Picoprojektion entwickelt wurde, vereint einen herausragenden Leistungswirkungsgrad und RGBFarbmischungsfunktionen in einem kompakten, oberflächenmontierbaren Gehäuse. Die Dünnfilm- bzw. ThinGaN-Chiparchitektur verhilft der OSTAR SMT zu einer hohen Leuchtkraft und einem extrem hohen Lichtstrom, während der Glasfensterschutz und die Antireflexionsbeschichtung (ARC) auf dem Austrittsfenster eine hohe Leistung sicherstellen. Die OSTAR SMTLED ist in verschiedenen Farben erhältlich und eignet sich ideal für Anwendungen, die eine höchstmögliche Leistungsdichte erfordern. RS Online-Suchbegriff: Osram OSTAR SMT Online erfahren Sie mehr: Jeden Monat werden unter KASSETTENLÜFTER MIT RÜCKWÄRTS GEKRÜMMTEN FLÜGELN MIT ECTECHNOLOGIE VON EBM-PAPST Effizienter Ersatz für Standardaxiallüfter. n Ein Zentrifugallüfter mit rückwärts gekrümmten Flügeln besitzt den Vorteil, einen höheren Druck als ein Axiallüfter aufzubauen. Der Nachteil ist der höhere Aufwand der Installation, die erhebliche Auswirkungen auf Geräuschentwicklung und Leistung haben kann. Diese Probleme gehören nun der Vergangenheit an, da ebm-papst ein „Plug-and-Play“-Produkt auf den Markt gebracht hat, das eine optimale Leistung garantiert. Die Serie der EC-Kassettenlüfter ist in den Durchmessergrößen 175 mm und 190 mm für den Betrieb mit 24 V DC, 48 V DC oder 230 V AC erhältlich. Der Lüfterbausatz besteht aus einem leistungsstarken ebm-papst EC-Zentrifugallüfter, Einlassdüse, Einbaurahmen, Fingerschutz und Verbindungskabel; alle Bauteile sind perfekt aufeinander abgestimmt. Sie müssen ihn nur noch am Einsatzort befestigen. RS OnlineSuchbegriff: EBM Papst ECKassettenlüfter MO3522/3524 – DIGITALE 2- UND 4-KANALOSZILLOSKOPE MIT 350 MHZ VON HAMEG DIE WAVESURFER® MXS-A-SERIE VON LECROY Ausgelegt für eine effiziente Fehlersuche, Validierung und Dokumentation im Bereich von 200 MHz bis 1 GHz. PROFESSIONELLE LEUCHTEN VON MARL Neue LED-Signalleuchtenserie im Metallgehäuse. n Die neuen LED-Signalleuchten von n Die neuen Oszilloskope Wavesurfer Xs und MXs-A wurden mit Blick auf Geschwindigkeit und Reaktionsfähigkeit entwickelt. Dies zeigt sich in verbesserten Triggerraten für jede Situation – von der Erfassung von Wellenformen und Durchführung von Messungen bis hin zur Verwendung von FFTs und Decodierung serieller Daten. Mit höheren Abtastraten, einem Speicher von 10 Mpt/ Kanal und LabNotebook™ bietet kein anderes Produkt dieser Klasse eine so leistungsstarke Kombination von Leistungsmerkmalen und Spezifikationen. RS Online-Suchbegriff: LeCroy Wavesurfer mxs Marl können mit einer beliebigen Spannung im Bereich von 12 bis 28 V betrieben werden und weisen eine nur geringe Variation in der Helligkeit auf. Damit sind sie wie geschaffen für batteriebetriebene Systeme und andere Anwendungen, bei denen die Eingangsspannung breiten Schwankungen unterliegt. Im Gegensatz zu den meisten LEDs sind sie unempfindlich gegenüber der Polarität der Eingangsstromversorgung und funktionieren unabhängig von der Verdrahtung gleich gut. Die neuen LEDs sind sehr energieeffizient und nehmen lediglich 8 mA aus einer 12-V-Spannungsversorgung auf – etwa 25 Prozent weniger als bestehende Versionen. Alle Versionen stehen in zwei Größen zur Verfügung – für 8,1- und 12,7-mm-Plattenöffnungen – und bieten einen breiten Sichtwinkel von 120 Grad. Sie sind steckbar, sodass sich bereits vorhandene LEDSignalleuchten von Marl und anderen Anbietern mühelos austauschen lassen. RS Online-Suchbegriff: Marl LED Die neuesten DSOs (Digitalspeicheroszilloskope) von Hameg. n Diese Messgeräte bieten 350 MHz Bandbreite, 4 GSa/s Abtastrate und 2 MB pro Kanal Speichertiefe und verfügen über ein 6,5-Zoll-TFT-Display mit VGAAuflösung. Mit der VirtualScreen-Funktion lässt sich die typische Anzeige für analoge Signale über den angezeigten Bereich hinaus erweitern. Ein DVI-Ausgang ermöglicht den Anschluss eines Projektors oder eines standardmäßigen TFTMonitors. Die Bedienung erfolgt über ein mehrsprachiges Menü. RS Online-Suchbegriff: HMO35 STECKVERBINDER DER EHSERIE VON SWITCHCRAFT Eine komplette Serie von Audio-, Video- und Datensteckverbindern in Standard-XLR-Gehäusen zur Frontplattenmontage. n Nach der Montage kann man sein Gerät schnell und einfach mit einem Steckverbinder der EH-Serie verbinden. Die meisten Steckverbinder sind als Durchführung ausgelegt – Standardkabel werden also einfach ins Gerät und hinten in den Steckverbinder der EH-Serie eingesteckt. Die Steckverbinder der EH-Serie, die nicht als Durchführung konzipiert sind, weisen klar gekennzeichnete Lötösen auf, die einfache, sichere Lötverbindungen gewährleisten. Alle Steckverbinder der EH-Serie sind einzeln mit Montageschrauben verpackt. RS Online-Suchbegriff: switchcraft eh xlr www.rsonline.de/elektronik über 5.000 neue Produkte eingestellt eTech - AUSGABE 1 17 Der ENERGIEVERBRAUCH DRASTISCH REDUZIEREN Neue ultra-ultra-energiesparende MCUs sorgen dafür, dass Embedded-Systeme während der gesamten Betriebsdauer mit einer Batterie auskommen. 18 eTech - AUSGABE 1 Erfolg der Embedded-Elektronik öffnet Märkte für neue Produkte, die Batterie-Standbyzeiten verlangen, die sich in Jahrzehnten statt in Jahren oder Monaten bemessen. Dazu gehören lebenslang versiegelte Sicherheits- und Brandschutzausrüstungen, wie z. B. Rauchmelder. Außerdem gibt es viele Gelegenheiten für Umweltprotokollierungsund Steuervorrichtungen, die ihren Energiebedarf aus Quellen in der Umgebung beziehen. Neue Mikrocontrollerfamilien, die für den Betrieb innerhalb beispiellos kleiner Leistungsgrenzen konzipiert sind, ermöglichen den Entwicklern von Embedded-Systemen, solche Anforderungen zu erfüllen. Da die Mehrzahl der Embedded Produkte 90 bis 99 Prozent der Zeit im Ruhezustand verbringt, sind innovative Energiesparmodi ein wichtiges Merkmal solcher Geräte. Erweiterung bewährter Techniken Die neueste Generation der ultraenergiesparenden MCU-Technologie von Microchip, genannt nanoWatt XLP™, erweitert die in die nanoWatt™-MCUs von Microchip bereits implementierten Niedrigverbrauchsmodi um einen neuen Deep Sleep-Modus. Zudem wird der Stromverbrauch durch kontinuierliche Unterstützung von nanoWatt-Techniken zur Reduzierung der dynamischen Energie, wie z. B. Start mit zwei Geschwindigkeiten und Taktumschaltmöglichkeit, während des gesamten Einschaltzyklus verringert. Neuer Deep Sleep-Modus Im „Tiefschlaf“ werden die CPU des Mikrocontrollers, der integrierte FlashSpeicher und das SRAM sowie die meisten Peripheriekomponenten nicht mit Energie versorgt. In Bausteinen, die über einen On-Chip-Regler verfügen, wird auch dieser ausgeschaltet. Damit wird die geringstmögliche Leistungsaufnahme erreicht, ohne das Gerät vollkommen von der Stromversorgung zu trennen. Der typische Deep Sleep-Strom für nanoWattXLP-MCUs liegt zwischen 13 und 50 nA. Der PIC24F16KA102 hat einen Deep SleepBetriebsstrom von nur 20 nA gezeigt. Um eine Unterbrechung der Anwendung zu vermeiden, werden die E/A-Pin-Zustände beibehalten und der Betrieb des 32-kHzQuarzes fortgesetzt. Dedizierte Deep SleepRegister liefern Speicherplatz für bis zu vier Byte kritischer Anwendungsdaten. Die nanoWatt-XLP-Architektur umfasst einzigartige Peripheriekomponenten, die in Betrieb sind, während sich der Mikrocontroller im Deep Sleep-Modus befindet. Diese ermöglichen eine zusätzliche Flexibilität zur Handhabung der Anwendung. Mithilfe des Deep Sleep Real-Time Clock and Calendar (RTCC), zum Beispiel, können Entwickler einen Aktivierungszeitraum von einer Sekunde bis zu mehreren Jahren festlegen. Ein dedizierter Deep Sleep Watchdog Timer (DSWDT), der weniger Energie verbraucht als ein herkömmlicher WDT, gestattet die Aktivierung des Chips mit einem Zeitüberschreitungsalarm. Darüber hinaus verhindert ein Deep Sleep BrownOut Reset (DSBOR) einen Ausfall, wenn die Batteriespannung sinkt oder die Batterie gewechselt wird. Auch ein Ultra-Low-Power Wake-Up-, ein externes Interrupt- (INT0) oder MCLR-Signal kann den Mikrocontroller aus dem Deep Sleep-Modus aktivieren. Maximierung der Deep Sleep-Einsparungen Deep Sleep bringt die größten Vorteile bei Anwendungen, die während des Ruhezustands keine Peripheriekomponenten nutzen, eine genaue Zeitmessung mit minimaler Stromaufnahme erfordern oder bei extremen Temperaturen funktionieren müssen. Da die Energiezufuhr zum Kern getrennt wird, führt eine Aktivierung aus dem Deep Sleep dazu, dass das Gerät zurückgesetzt wird und nicht den Betrieb ab der nächsten Anweisung fortsetzt, wie dies beim herkömmlichen Energiesparmodus der Fall ist. Daher ist zu beachten, den Chip nach der Aktivierung neu zu initialisieren. Infolgedessen eignet sich der Deep SleepModus normalerweise am besten für Ruhezeiten von einer Sekunde oder mehr. Um zu berechnen, ob der Deep Sleepoder der Energiesparmodus die größten Energieeinsparungen bringt, wenn die Anwendung inaktiv ist, wird die im Energiesparmodus verbrauchte Gesamtladung mit der Gesamtladung im Deep Sleep-Modus verglichen. Die Ladung des Energiesparmodus wird durch IPDSLP x TPD angegeben, wobei IPDSLP der Ruhestrom im Energiesparmodus ist und TPD die Zeit, die der Chip abgeschaltet werden soll. Die Deep Sleep-Gesamtladung wird ausgedrückt als: QDS = (TINIT x IDD) + (TPOR x IPOR) + (TPD) x IPDDS) Hierbei gilt: TINIT = Initialisierungszeit zum Fortsetzen des Volllastbetriebs IDD = Initialisierungsstrom TPOR = Erforderliche Zeit für das Reset bei Einschaltung (Power-On Reset) IPOR = POR-Strom IPDDS = Ruhestrom im Deep Sleep-Modus Wenn beide Ausdrücke gleich sind, gibt der TPD-Wert die minimale realisierbare Deep Sleep-Dauer an, die als Breakeven Time (TBE) bezeichnet wird. Erste Schritte Die neu eingeführten MCUs mit nanoWatt XLP™-Technologie, einschließlich der Familien PIC18F46J50, PIC18F46J11 und PIC24F16KA102, verfügen alle über einen Deep Sleep-Modus. Zu den verfügbaren Entwicklungstools gehören zahlreiche Entwicklungsplatinen und Kits, die die neuen Gerätetypen unterstützen. Weitere Informationen finden Sie unter www.rsonline.de/microchip eTech - AUSGABE 1 19 MOTORSTEUERUNG - auf italienisch Italien ist seit langem die Heimat weltweit führender Hersteller von Werkzeugmaschinen, Produktionszubehör und Elektrogeräten und damit so etwas wie ein Kompetenzzentrum für elektrische Antriebstechnik geworden. Wir haben mit einigen Kunden von RS in Italien gesprochen, die – wie sich herausstellte – eine feste Vorstellung von den neuen von der Halbleiterindustrie angebotenen Steuerungslösungen haben und davon, wie sie die Anforderungen, die von den neuen Regeln für energieverbrauchende Produkte definiert werden, bewältigen wollen. Höhere Integration Für Studioemme in Bologna, einen Spezialisten für die Konstruktion und Herstellung von integrierten Servoantrieben für bürstenlose Motoren, hat eine höhere Integration auf dem Zielmarkt der Werkzeugmaschinen höchste Priorität. Francesco Borghesi, F&E-Konstrukteur bei Studioemme, sagt dazu: „In unserer neuesten Produktlinie haben wir sowohl die Leistungsals auch die Steuerelektronik im selben System untergebracht, das unmittelbar auf dem Motor installiert ist. Dies bewirkt eine erhebliche Vereinfachung der Kabelführung zwischen der Maschine und ihrer Steuerplatine, da es möglich wird, alle Motoren mit nur einem CANopen-Kabel zu verbinden. Außerdem verringert eine höhere Integration Probleme 20 eTech - AUSGABE 1 mit der elektromagnetischen Verträglichkeit.“ Und er fährt fort: „Die größten Herausforderungen, die wir zu bewältigen hatten, waren die Miniaturisierung des Systems und die Wärmeableitung. Um eine Miniaturisierung zu erreichen, modifizierten wir die Netzteile und wechselten einige Komponenten. Zum Beispiel wurden rauscharme Stromsensoren, die optimal, aber sperrig sind, durch kleinere Sensoren ersetzt, und optische Encoder wurden durch absolute magnetische Encoder ausgetauscht. Unser feldorientierter Regelungsalgorithmus – welchen wir in Zusammenarbeit mit der Universität von Bologna für eine frühere Produktfamilie entwickelt haben – hat sich nicht geändert, obwohl hochauflösende Encoder und rauscharme Stromsensoren erforderlich wären, um sein volles Potenzial auszuschöpfen. Für die nahe Zukunft planen wir, diese Familie der integrierten Steuerungssysteme mit leistungsstärkeren Modellen zu komplettieren.“ Bekämpfung von Oberschwingungen Unter den aktuellen Regeln, die Auswirkungen auf Motorsteuerungssysteme haben, sind Normen, die Grenzen für den Oberschwingungsgehalt des Netzstroms festlegen. Selpro mit Sitz in Brescia, ein Lieferant von Drehzahlregelungseinrichtungen, die auf Spannungsstufen oder Phasenpartialisation basieren, konzentriert sich stark auf dieses Fortsetzung auf Seite 22 > eTech - AUSGABE 1 21 DESIGNTIPPS IN ZUSAMMENARBEIT MIT Power für die Tasche (1) < Fortsetzung von Seite 20 „ Thema. Die Produkte der Firma finden in großen HLK-Anlagen und industriellen Kältesystemen Anwendung. Fausto Rizzi, Entwicklungsingenieur bei Selpro, erläutert: „Wir haben In unserer neuesten Produktlinie haben wir sowohl die Leistungs- als auch die Steuerelektronik im selben System untergebracht, welches unmittelbar auf dem Motor installiert ist… Francesco Borghesi, F&EKonstrukteur bei Studioemme “ es geschafft, die IEC-Normen zu erfüllen, indem wir den Einsatz unserer Technologien aktualisiert und verfeinert haben. Spannungsstufensysteme sind an sich oberschwingungsfrei, da sie auf Spartransformatoren basieren, die lineare Bauteile sind und daher keine Verzerrungen erzeugen. Im Gegensatz dazu erzeugen Phasenpartialisationssysteme Verzerrungen. Durch Ausnutzung der induktiven Natur und Modularität der Last (welche aus mehreren Lüftern besteht) und den Betrieb innerhalb eines bestimmten Phasenwinkels ist es 22 eTech - AUSGABE 1 möglich, die Oberschwingungen auf das von der Norm für Ströme von 16 bis 75 A (IEC 61000-3-12) vorgegebene Limit zu reduzieren. Diese Lösung kann jedoch nicht für Ströme bis 16 A angewendet werden, da hier eine andere Norm mit niedrigeren Grenzwerten für Oberschwingungen (IEC 61000-3-2) gilt. Sehr bald schon werden wir mit dem Problem der Energieeffizienz konfrontiert werden, und ich denke, dass wir die Wechselrichtersteuerungstechnologie nutzen und DSP-Systeme einsetzen müssen.“ Praktische Ziele für Aufzüge, das Preis-Leistungs-Verhältnis und die einfache Installation sind derzeit das Hauptaugenmerk von SMS Sistemi e Microsistemi (Crespellano, Bologna), einem Unternehmen, das Steuerungssysteme für Aufzüge entwickelt und herstellt. Das Produktangebot des Unternehmens umfasst Starter, Geschwindigkeitsregler, Geräte, die ein Fahrzeug im Falle eines Stromausfalls zurück auf Bodenhöhe bringen, Platinen für Steuerpulte und Antriebswellen. „Wir versuchen, den Installationstechnikern das Leben leichter zu machen, indem wir vorverkabelte Produkte anbieten“, erklärt Emanuele Castagnini, einer der Konstrukteure des Unternehmens. „Die Wechselrichter, die dazu verwendet werden, das Fahrzeug im Falle eines Stromausfalls zurück auf Bodenhöhe zu bringen, sind nicht sehr kompliziert, da die Positionierung nicht allzu präzise sein muss. Für diese Produkte planen wir den Einsatz von Mikrocontrollern; hierzu brauchen wir keine DSPs.“ Die Notwendigkeit, den Energieverbrauch zu verringern, hat auch einen Einfluss auf diesen Markt. „Unsere Wechselrichter für den Normalbetrieb in sowohl elektrischen als auch hydraulischen Aufzügen stehen im Mittelpunkt unserer Bemühungen zur Energieoptimierung“, fügt Castagnini hinzu. „Bei Aufzügen sollte die Bewertung des Stromverbrauchs allerdings auf dem System als Ganzes, nicht auf einer einzelnen Komponente beruhen.“ EINFACHER PWMVERSTÄRKER Ton Giesberts (Elektor Labs) Schaltungen für einfache Endstufen gibt es im Überfluss. Meist sind das Klasse-ABoder Klasse-B-Entwürfe. Hier wird ein sehr kompakter Klasse-D-Verstärker vorgestellt, der sogar im Batteriebetrieb ordentlich Dezibel aus einem Lautsprecher kitzeln kann. Der Motorlösungen Ganz gleich, wie Ihre Herausforderung in puncto Motorantrieb und Motorsteuerung aussieht – RS hat Produkte, die Ihre Lösung unterstützen. Unser Sortiment an Mikrocontrollern, DSPs, DSCs, Encodern, Stromsensoren, MOSFETs, IGBTs usw. finden Sie unter www.rsonline.de/elektronik in diesem Artikel beschriebene Audioleistungsverstärker ist nicht einfach ein normaler analoger Verstärker, sondern eine „digitale“ Version, die die Pulsweitenmodulation (Pulsewidth Modulation, PWM) nutzt. Der Fairness halber sei gesagt, dass bei diesem Verstärker ein gewisses Maß an Verzerrung unvermeidlich ist; es handelt sich daher nicht um einen Hi-Fi- oder High-EndVerstärker. Dazu ist der Schaltkreis bei Weitem zu einfach. Andererseits sorgt er für einen sehr speziellen Sound. Man könnte beim digitalen Verstärker vielleicht von einem „röhrenähnlichen“ Sound sprechen. PWM-Verstärker Ein PWM-Verstärker hat aus Prinzip einen hohen Wirkungsgrad, da sein Ausgang (mit hoher Frequenz) zwischen maximaler Betriebsspannung und Masse hin- und herschaltet (siehe Bild 1). Die Ausgangstransistoren nehmen deshalb keine Zwischenstände ein, sondern leiten voll oder überhaupt nicht. Von Schaltverlusten abgesehen wird also kaum Energie vergeudet und die Schaltung bleibt daher auch recht kühl. Der Verstärker liefert im Prinzip kein analoges, sondern ein Rechtecksignal, dessen Impulsbreite von der Eingangsspannung abhängt. Die Impulsbreite ist also ein Maß für das aktuelle analoge Signal. Dieser Zusammenhang zwischen Impulsbreite und analoger Spannung ist in Bild 1 gut zu sehen: Die breitesten Impulse korrespondieren mit der maximalen analogen Spannung und die schmalsten entsprechen der minimalen Spannung. Bei einem Tastverhältnis (Verhältnis Impulsdauer zu Periodendauer) > 50 % ist die Spannung Technische Daten • 1 W an 8 Ω, 1,7 W an 4 Ω • Klasse-D • Betriebsspannung 6 - 9 V (4 AA-Zellen) • Sehr kompakter Verstärker • Einfacher Aufbau ohne SMDs positiv und bei < 50 % entsprechend negativ. Die Höhe der Ausgangsspannung hängt linear mit dem Tastverhältnis zusammen. Zur Rückumwandlung des PWM-Signals in das (verstärkte) ursprüngliche Signal ist lediglich ein Tiefpassfilter erforderlich. Dieser entfernt die hohe Schaltfrequenz von dem Signal, so dass nur eine Art „Durchschnitt“ zurückbleibt, der exakt dem ursprünglichen Signal entspricht. Fortsetzung auf Seite 24 > eTech - AUSGABE 1 23 DESIGNTIPPS DESIGNTIPPS < Fortsetzung von Seite 23 +9 C1 3 IC1 IC1 = 4050 8 R2 10k 470k 10u 63V R1 IC1B 5 1 9 I-PAK-Gehäuse (TO-251AA) von International Rectifier. Trotz der kleinen Abmessungen kann T1 bei noch bei 100 °C bis zu 3,6 A verkraften und T2 sogar fast das Doppelte. Dabei hat T1 im durchgeschalteten Zustand einen Drain-SourceWiderstand von etwa 0,5 Ω, wobei hier T2 mit weniger als der Hälfte wiederum bessere Daten aufweist. Aufgrund dieser niedrigen Kanalwiderstandswerte ist es wichtig, dass beide Transistoren nicht gleichzeitig eingeschaltet werden (d.h. es ist eine Totzeit erforderlich). In Serie mit den Ausgängen der Gates sind 220 Ω-Widerstände geschaltet, jeder parallel mit einer SchottkyDiode. Dadurch wird sichergestellt, dass die Spannung am Gate eines der MOSFETs schneller entladen wird als sie am Gate des anderen MOSFETs geladen wird. Für den Tiefpassfilter am Ausgang wird mit L1 eine Standard-Spule eingesetzt, die bis zu 1 2 1 1 11 270p 1 1 T1 220R R4 IRFU9120 10 L1 R5 220R D2 15 BAT85 C7 1000u 40uH IRLU120 12 IC1F 14 BAT85 D1 6 R6 25V C5 T2 LS1 8Ω 330n C6 220n 080277 - 11 Bild 2. Die Schaltung konnte ziemlich einfach gehalten werden, wodurch der komplette Digitalverstärker auf eine winzige Platine passt. 24 eTech - AUSGABE 1 2 A belastbar ist. Solange sie auf die Platine passen, können auch andere Spulentypen gleicher Induktivität verwendet werden. Die Strombelastbarkeit kann auch etwas kleiner als 2 A sein, denn selbst bei einer Belastung des Verstärkers mit 4 Ω liegt der Spitzenstrom noch unter 1 A. Eine Luftspule wäre viel zu groß. Spulen mit Kern weisen hingegen um so stärkere Nichtlinearitäten auf, je mehr man sich ihrer Sättigung nähert. Wenn die Spule mehr Strom als nötig verkraftet, reduziert dies also die Verzerrungen. Wenn man eine axiale Spule stehend bestückt, benötigt sie wenig Platinenfläche. L1 bildet zusammen mit C5 einen ButterworthTiefpassfilter zweiter Ordnung mit einer Grenzfrequenz von etwa 40 kHz. Höhere Frequenzen werden unterdrückt und die Grundfrequenz des PWM-Signals ist mehr als zehn Mal so groß. Das RC-Glied R6/C6 sorgt für Stabilität bei höheren Frequenzen. R1 zieht den Minuspol von C1 auf Massepotenzial, sodass kein „Ploppen“ zu hören ist, wenn erst nach dem Einschalten der Stromversorgung ein Audiosignal angelegt wird. Beim Lautsprecher wird davon ausgegangen, dass dieser permanent angeschlossen bleibt, weshalb kein extra Belastungswiderstand angeschlossen werden muss. +9V IC1E C4 080277 - 12 Bild 1. Das durch ein Sinus-Signal modulierte PWM-Signal. Nach Filterung kommt das verstärke Sinussignal wieder zum Vorschein. IC1D 4 Ein Lautsprecher ist kein Widerstand, sondern eine komplexe Last und bei höheren Frequenzen vor allem induktiv. Die „Verstärkung“ der Schaltung wird durch die Gegenkopplung bzw. durch das Verhältnis R2/R3 bestimmt. Mit der angegebenen Dimensionierung ergibt sich eine etwa einfache Verstärkung, was bezüglich Versorgungsspannung und erzielbarer Ausgangsleistung recht gut passt. Praxistests haben allerdings gezeigt, dass -6 10 C7 S1 R5 20 50 100 200 500 1k 2k Hz 5k 10 k 20 k Resultate Bei einer Versorgungsspannung von 9 V ist der Ruhestrom mit 44 mA deutlich zu hoch für Batteriebetrieb. Dieser Strom wird vor allem durch die ziemlich hohe Schaltfrequenz von 660 kHz verursacht. Ein weiterer Faktor ist die nicht ganz perfekte Methode der TotzeitEinstellung mittels Widerstand und Diode in der Gate-Leitung. Glücklicherweise aber nimmt die Frequenz und damit der Ruhestrom bei niedrigeren Spannungen deutlich ab, da die verwendeten Puffer bei niedrigeren Spannungen langsamer schalten. Bei 6 V sinkt die Frequenz auf 510 kHz und die Stromaufnahme in Ruhe beträgt nur noch 10 mA. Mit vier AA-Zellen in Serie kann man den Verstärker also durchaus einige Stunden betreiben. Bei 5 V und dann nur noch 450 kHz muss man sogar nur noch mit 6 mA rechnen. Wir empfehlen aber dennoch, den Verstärker mit Spannungen zwischen 6 V und 9 V zu betreiben. Der Maximalwert liegt mit 9,5 V etwa 5 % über dem größten Nominalwert und hierbei ergibt sich ein Ruhestrom von 60 mA. Bei weniger als 5 V Versorgungsspannung können die Gates von T1 und T2 nicht mehr voll ausgesteuert werden. Bei 9 V beträgt die maximale Leistung an 8 Ω gut 1 W. An 4 Ω sind etwa 1,7 W möglich. Bei 4 Ω spielen Verluste durch die Widerstände von Spule, Transistoren und Ausgangselkos schon eine größere Rolle. R4 D2 LS1 C5 C6 - 40 k 080277 - 13 Bild 3. Der Frequenzgang hängt etwas von der Lastimpedanz ab. Ein 8-Ω-Widerstand ergibt die blaue und ein realer Lautsprecher die rote Kurve. manche Signalquellen wie Soundkarten von PCs etc. einen etwas zu geringen Pegel für Vollaussteuerung liefern. Doch auch das ist kein Problem: In der nächsten Elektor-Ausgabe wird ein für diese Endstufe passender Vorverstärker beschrieben, der auch noch eine Klangeinstellung für Bässe, Mitten und Höhen mitbringt. C3 L1 R6 T1 T2 C4 -5 IC1C 7 R3 -4 D1 -3 8R2 C3 100u 40V IC1 1 C2 +0 -2 R3 12k 100n R1R2 +1 -1 t [s] + + d +3 B +2 r A BT1 C2 C1 +4 IC1A BT1 9V - +5 Die Ansteuerung der Ausgangstransistoren wird von einer Parallelschaltung einiger CMOS-Puffer aus der 4.000er Logik-Serie übernommen. Es müssen nämlich bei jedem Schaltvorgang die nicht unwesentlichen Eingangskapazitäten der beiden MOSFETs von zusammen rund 1 nF umgeladen werden. Die eingesetzte Logik-Familie hat den Vorteil eines hohen Versorgungsspannungsbereichs. Ihre begrenzte Schaltgeschwindigkeit wirkt sich bei den hier vorkommenden Frequenzen noch nicht aus. Der nichtinvertierende Typ 4050 hat gegenüber seinem invertierenden Äquivalent 4049 den Vorteil, dass ein Puffer aus zwei hintereinander geschalteten Transistorstufen besteht, was der Verstärkung nützt. Außerdem sitzt vor dieser Parallelschaltung noch ein einzelner Puffer, was dem präzisen Schalten und ebenfalls der Verstärkung zugute kommt. Die Leistungstransistoren sind MOSFETs im S1 +7 +6 Da der Verstärker unsymmetrisch mit nur einer Spannung versorgt wird, benötigt man am Ein- und Ausgang mit C1 und C7 je einen Koppelkondensator, um das Gleichspannungspotenzial abzutrennen. Die untere vom Verstärker noch übertragene Frequenz wird vom Ausgangselko bestimmt. Der vorgeschlagene Wert von 1.000 µF ist ein Kompromiss zwischen Abmessungen und Bandbreite (ab 20 Hz), ganz wie bei analogen Verstärkern. +9V +8 u [V] Die Schaltung Die Schaltung in Bild 2 besteht im Wesentlichen aus einem so genannten „selbstschwingenden Pulsbreitenmodulator“. Im Prinzip ist das ein oszillierender Verstärker, bei dem ein Signal am Eingang die Eigenschwingungen beeinflussen kann. Diese Beeinflussung geschieht dabei in Form einer Änderung des Tastverhältnisses bzw. der Impulsbreite. Bei 9 V kann der Winzverstärker durchaus schon eine Menge Krach produzieren, selbst wenn man nur kleine Lautsprecher anschließt. Bei 1 mW ergeben sich Verzerrungen von weniger als 0,5 %. Die Bandbreite beträgt bei 8 Ω Last gut 20 - 40.000 Hz (blaue Kurve in Bild 3). Die obere Grenzfrequenz wird durch den Tiefpassfilter aus L1 und C5 festgelegt. Die blaue Kurve in Bild 3 zeigt die Verhältnisse an einer ohmschen Last von 8 Ω. Bei der roten Kurve mit echtem Lautsprecher ist eine kleine Eigenresonanz bei etwa 120 Hz (Amplitudenerhöhung um etwa 1 dB) zu sehen. In der Nähe der Resonanzfrequenz des Filters aus L1 und C5 ist ebenfalls eine signifikante Amplitudenerhöhung um einige dB zu bemerken. Der Tiefpassfilter wird durch die Induktivität des Lautsprechers in diesem Bereich nicht mehr korrekt bedämpft. Besonderen Einfluss auf den Klang hat dies allerdings nicht, denn die Amplitude ist bei 20 kHz nur um 2,5 dB erhöht. Die meisten Menschen hören bei diesen Frequenzen sowieso kaum noch etwas. Die Platine ist sehr kompakt gelungen. Der für den nächsten Monat geplante Vorverstärker hat die gleichen Platinenabmessungen. Übereinander montiert ergibt sich ein äußerst kompakter Miniverstärker. In der nächsten Ausgabe (Februar 2010) werden wir auf die Verfügbarkeit der Platine eingehen. Bild 4. Trotz der Verwendung von StandardBauteilen ist die Platine klein geblieben. Dafür sind die Bauteile dann recht dicht gepackt. Teileliste RS Bestellnummern dienen nur zur Orientierung. Die vollständigen Spezifikationen finden Sie auf den Datenblättern. Widerstände R1 = 470 kΩ R2 = 10 kΩ R3 = 12 kΩ R4,R5 = 220 Ω R6 = 8 Ω2 (151-331) (150-928) (151-151) (157-569) (385-982) Kondensatoren C1 = 10 µF 63 V, radial, 6 mm Durchm. (228-6947) C2 = 100 nF Keramik, Anschlussabstand 5 mm (652-9995) C5 = 330 nF, MKT, Anschlussabstand 0,3” (7,5 mm) (483-3999) C6 = 220 nF, MKT Anschlussabstand 0,3” (7,5 mm) (483-3832) C7 = 1000 µF 25 V, radial, 10 mm Durchm., Anschlussabstand 0,2” (571-981) Induktoren L1 = 40 µH 2 A axial (vertikale Montage) Halbleiter D1, D2 = BAT85 (300-978) T1 = IRFU9120NPBF (TO-251AA/I-PAK, International Rectifier) (541-1275) T2 = IRLU120NPBF (TO-251AA/I-PAK, International Rectifier) (543-1718) IC1 = 4050 Verschiedenes S1 = 1 Kontaktschluss, 1 A min. (080277-I) eTech - AUSGABE 1 25 Umweltfreundliche Netzteile, Thermographie und die Farbe des Geldes Wie ein effizientes Stromversorgungsdesign wirtschaftlich sinnvoll ist. Qualitativ 26 eTech - AUSGABE 1 hochwertiges Schaltungsdesign ist der beste Weg zur Maximierung der Effizienz, der Zuverlässigkeit und der Leistungsdichte von Netzteilen. Dadurch können niedrige Gesamtbetriebskosten auf Systemebene erzielt werden, wie die neuesten Wandlerlösungen des schweizer Herstellers Traco Electronic beweisen. Betrieb bei höheren Umgebungstemperaturen auszulegen und kann das Wärmemanagement allgemein verkomplizieren. Andererseits können effiziente Wandler, mit hohem Wirkungsgrad, mit kleineren Abmessungen gebaut werden, was zu höherer Energiedichte führt und auch die Notwendigkeit von Zwangskühlungsvorrichtungen beseitigen kann. Effizienz und mehr Da immer deutlicher wird, wie wertvoll Energie wirklich ist, wird der Wirkungsgrad zu einem der entscheidendsten Verkaufsargumente auf den wichtigen Endverbrauchermärkten. Die Minimierung von Verlusten bei Energiewandlern, wie etwa AC/DC-Netzeilen oder verschiedenen Klassen von DC/DC-Wandlern, spielt daher eine entscheidende Rolle für die Vermarktbarkeit des Endproduktes. Gleichzeitig ist die Garantie hoher Effizienz auch wichtig, um die Wärmeentwicklung zu reduzieren, da exzessive Wärme der natürliche Feind der Zuverlässigkeit ist. Eine hohe Wärmeentwicklung zwingt Entwickler typischerweise dazu, die Geräte zum Das Design von Netzteilen für allgemeine Anwendungen illustriert den Einfluss der Wandlertopologie auf Effizienz, Zuverlässigkeit und Energiedichte. Diese verfügen gewöhnlich über eine Flybacktopologie, die Kosten für Komponenten senken hilft, aber auch Nachteile hat, wie etwa hohe Spitzen- und RMS-Ströme im Transformator, in Leistungshalbleitern und Kondensatoren. Diese Stromspitzen führen zu hohen Betriebstemperaturen, besonders bei sehr kompakten Konstruktionen. Möglicherweise ist es nötig, einen Lüfter zu verwenden, um die Betriebstemperatur der Netzteilkomponenten im sicheren Bereich zu halten. Dies führt zu zusätzlichen Kosten, fügt eine potenziell unzuverlässige mechanische Komponente hinzu, erhöht die Geräuschentwicklung und kann die Gesamtabmessungen vergrößern. Verbesserte Topologie Die Traco TOP-100-Familie verwendet eine verbesserte Topologie, um die Effizienz in AC/ DC-Netzteilen zu optimieren. Die resonante, getaktete Halbbrückenarchitektur führt zu einem deutlichen Rückgang der Kupferverluste in Transformator, Drossel und Halbleitern. Die Effizienz wird noch weiter erhöht durch den Ersatz der sekundären Dioden durch FETs geringem Spannungsabfall. Die TOP-100Netzteile erzielen eine Effizienz von bis zu 92 % und generieren bis zu 50 % weniger Wärme als alternative Produkte. Dies reduziert die thermische Belastung von Komponenten und Leiterplatte. Das Ergebnis ist, dass die berechneten MTBF-Werte bis zu zehnmal besser sind als für einen gewöhnlichen Rücklaufwandler unter den gleichen Lastbedingungen. Dadurch wird auch eine größere Energiedichte möglich: Die TOP-100Familie liefert 100 Watt Ausgangsleistung im Standard-2“ x 4“-Format, das für gewöhnliche 60-Watt-Rücklaufwandler typisch ist. Gleichzeitig können die TOP-100-Geräte ohne Leistungsverlust (und ohne Ventilatorkühlung) bei höheren Umgebungstemperaturen verwendet werden. Zusätzlich zur Senkung von Kosten, Geräuschentwicklung und der Ausschaltung der Gefahr des Ausfalls eines mechanischen Lüfters können Konstrukteure so auch versiegelte Gehäuse verwenden. Effizienz und Wirtschaftlichkeit RS unterstützt das gesamte Angebot effizienter und hochwertiger Energiewandlerlösungen von Traco. Unter mehr als 200 Produkten, darunter AC/DC-Netzteile, DC/DC-Wandler und DIN-Schienen-Netzteile, verfügt das lüfterlose 120 W AC/DC-Netzteil TEX120 über ein stoßfestes Gussaluminiumgehäuse (Schutzklasse IP67), das den Betrieb unter Volllast bei Umgebungstemperaturen von bis zu 60 °C erlaubt. Zu den DC/DC-Wandlerfamilien gehört die Reihe TEP-100 mit einem robusten, versiegelten Metallgehäuse (geeignet für die Chassismontage), hoher Effizienz und einem breiten Eingangsspannungsbereich. Die plattenmontierten Energiemodule TMR-3WI und THB-6 (u. a. für Lastpunkt-Anwendungen) verbinden hohe Effizienz mit effektivem Wärmemanagement und erreichen so eine hohe Energiedichte, hohe Zuverlässigkeit und minimale Leistungsminderung. Bei Wandlern von Traco wurde vor allem an hochwertiges Design, hohe Effizienz und niedrigen Leistungsverlust gedacht. Diese Produkte bieten so Spitzenleistung und die Möglichkeit, durch ihren Einsatz die Gesamtbetriebskosten der Endanwendung zu senken. Die neusten Netzteilprodukte finden Sie unter www.rsonline.de/elektronik Thermobilder, von oben (beide Einheiten mit 5 V/12 A Last) 60 W-Netzteil mit Rücklauftopologie TOP-100-Netzteil eTech - AUSGABE 1 27 „ Kapazitive Sensoren ohne bewegliche Teile sind eine grundlegend zuverlässigere Technologie als mechanische Schalter und Taster. “ KAPAZITIVE SENSOREN sind die Lösung Ob bewusst oder unbewusst: Heutzutage hat praktisch jeder Benutzer elektronischer Geräte Erfahrungen mit kapazitiven Sensoren gemacht. Von MP3 Playern bis zu Waschmaschinen und vom Laptop bis zu Mobiltelefonen bietet diese Technologie Anwendern modernen und bequemen Steuerungskomfort. Für Systemkonstrukteure eröffnet sich nicht nur eine neue Welt von flexiblen Möglichkeiten beim Gestalten von Benutzeroberflächen. Sie sind wesentlich zuverlässiger und ermöglichen es, die Elektronik in Gehäusen „abzudichten“, um sie vor Gefahren wie Flüssigkeiten oder Verschmutzungen zu schützen. Die Der iPod Touch von Apple ist der Vorreiter im Bereich kapazitiver Berührungssensortechnologie. Abb. mit freundlicher Genehmigung von Apple. Geschichte von Entwicklungen, die zuerst im High-End-Bereich der Verbraucherelektronik gemacht wurden, um dann nach und nach auch den Massenmarkt und den Markt für professionelle und industrielle Produkte zu erobern, ist lang und beeindruckend – Berührungssensoren sind hier keine Ausnahme. Anwender stellen an Elektronikprodukte, die sie am Arbeitsplatz nutzen, mehr und mehr die gleichen Anforderungen, die für privat genutzte Geräte gelten. Darüber hinaus kann diese Technologie – mit Milliarden von installierten Schaltern – als vollständig ausgereift angesehen werden; sie steht auf dem OEM-Markt umfassend zur Verfügung. RS bietet ein vollständiges Angebot von Entwicklungskits und Zubehörteilen von allen führenden Anbietern, darunter Cypress, Microchip, Analog Devices, ST Microelectronics, Atmel und Omron. Fortsetzung auf Seite 30 > 28 eTech - AUSGABE 1 eTech - AUSGABE 1 29 AKTUELLES ZUR GESETZESLAGE VDD 24 MHz FOSC VTH CP Counter16 CAPTURE PWM (Gate) CF CP(l) 10-30 pF Typ. Sensorkapazitanz (CS) = CP + CF < Fortsetzung von Seite 29 Vorteile kapazitiver Sensoren Der kapazitive Sensor besteht aus einem Leiterpaar, die durch eine dielektrische Schicht voneinander getrennt sind. Der Großteil des elektrischen Feldes in diesem System ist direkt zwischen den Platten konzentriert, einige „Randfelder“ reichen jedoch auch in den Bereich außerhalb der Platten. Wenn ein Leiter, wie etwa ein Finger, in das elektrische Randfeld gebracht wird, wird die Kapazität des Systems durch die Kapazität des Fingers (CF) erhöht. Die Änderung beträgt nur wenige Femto- oder Pico-Farad. Kapazitive Sensoren ohne bewegliche Teile sind eine grundlegend zuverlässigere Technologie als mechanische Schalter und Taster. Da der Bediener den Sensor nicht direkt berühren muss, kann dieser im Gerätegehäuse versiegelt werden, wo Schmutz, Flüssigkeiten oder scharfe Reinigungsmittel diesem nicht schaden können. Prinzipien der kapazitiven Sensortechnologie Um einen Sensor herzustellen, wird ein Kupferplättchen auf einem Stück FR-4 aufgebracht. Die Form dieses Plättchen ist nicht entscheidend. Der Entwickler kann den Sensor frei gestalten, um bestimmten Designvorgaben zu entsprechen. Die Fläche des Plättchens ist jedoch sehr wichtig. Je größer das Plättchen, desto besser die Sensitivität und umso leichter wird eine Berührung des Sensors vom Rest des Systems erkannt. Anschließend wird ein nichtleitendes Overlay aufgebracht. Hierfür kommen verschiedene Materialien in Frage, sofern die dielektrische Konstante des Materials auf ihre Funktionalität überprüft wird. Normalerweise empfiehlt es sich, eine dünne Berührungsoberfläche zu wählen. Das Sensorplättchen verfügt über parasitäte Kapazität (Cp). Wenn ein Finger auf das Plättchen gelegt wird, wird eine zusätzliche Finger-Kapazität (Cf) zugeführt. Die vom Finger verursachte Kapazität ist äußerst gering (etwa 5 – 15 pF). Wir wollen daher 30 eTech - AUSGABE 1 Kippschwingungs-Oszillation sicherstellen, dass die von unserem Plättchen erzeugte Kapazität ebenfalls klein ist, damit die Berührung erkannt werden kann. Zur Messung der Kapazitätsänderung gibt es verschiedene Techniken. Eine davon besteht in der Verwendung eines KippschwingungsOszillators (vgl. oben rechts). Wenn ein Finger auf das Sensorplättchen gelegt wird, erhöht die zusätzliche Kapazität die Zeitkonstante des RC-Netzwerks, so dass der Kondensator nicht länger lädt und entlädt. Der Ausgang des Komparators wird zur Taktung eines PWM verwendet. Die sich daraus ergebenden Impulse können dann gezählt werden. Implementierung Kapazitive Sensoren verschiedenster Form werden seit Jahren in industriellen Steuerungssystemen zur Messung von Flüssigkeitspegeln, Feuchtigkeit und Materialzusammensetzungen und in Näherungssensoren verwendet. Einer der größten Vorteile dieser Steuerungstechnologie ist die Flexibilität, die Konstrukteure in der Gestaltung von Benutzeroberflächen erhalten. Praktisch jede nichtleitende Oberfläche kann so zum „Steuerelement“ werden – das Bedienfeld kann somit modern und elegant gestaltet werden. Kapazitive Sensoren sind hervorragend für die Annäherungserkennung geeignet. Produkte können im (Tief-) Schlafmodus verharren, bis eine Hand erkannt wird und sie sofort „aufwachen“. Dies ist sowohl „cool“ als auch ein echter Beitrag zur Energieeinsparung. Kapazitive Sensoren können viele verschiedene Formen haben: Schieberegler, Tasten, Touchpads, Scrollräder oder Näherungssensoren. Zu den häufigsten Anwendungen von Berührungssensoren gehören Geräte mit 4 bis 10 E/A-Kanälen, welches den Betrieb mehrerer Steuerelemente von einem Gerät aus ermöglicht. Normalerweise wird dies durch wechselseitiges Polling erreicht (dies dauert ca. 40 ms). Unter www.rsonline.de/elektronik erfahren Sie mehr Erste Schritte RS verfügt über ein vollständiges Angebot an kapazitiver Sensortechnologie von verschiedenen Anbietern. Ein hervoragender Einstiegspunkt ist das PSoC® FirstTouch Kit™ von Cypress Semiconductor (Euro 24,99). Microchip bietet ein hervorragendes Kit, das Benutzer mit der Microchip Capacitive Touch Sensing Technology bekannt macht. Das PICDEM™ Touch Sense 1 Development Board ist mit einer Demonstrationsanwendung vorprogrammiert, um Anwendern alle möglichen Funktionen bei der Verwendung von kapazitiven Sensoren zu zeigen. Schlussfolgerung Kapazitive Sensoren sind eine bewährte Technologie, die einfach zu implementieren ist und das Erscheinungsbild und die Zuverlässigkeit elektronischer Systeme verbessert. Das RS-Angebot von Einstiegskits bietet eine hervorragende Möglichkeit, eine immer beliebter werdende Technologie zu evaluieren und auszuprobieren, wie sie zu Ihrer nächsten Entwicklung passen könnte. EuP... Bleiben Sie auf dem Laufenden Regulierungsbehörden wissen, wie wichtig eine frühe Einflussnahme ist, wie etwa die europäische Rahmenrichtlinie für energieverbrauchende Geräte (Energy using Products, EuP) zeigt. Das Ziel der EuP-Richtlinie besteht natürlich nicht darin, die Verwantwortungsbereiche von Konstrukteuren zu erweitern, sondern darin, umweltschädliche Einflüsse zu minimieren und gleichzeitig Handel und den freien Güteraustausch innerhalb der EU zu schützen. Ein weiterer Effekt besteht darin, dass innovative Unternehmen hiermit eine Grundlage erhalten, um ihre Märkte gegen Niedrigpreiskonkurrenz zu schützen. Zur optimalen Nutzung dieser Chance müssen Entwickler allerdings diese Richtlinien genau beachten und sich dabei im Klaren sein, dass sie es mit einem „beweglichen Ziel“ zu tun haben. EuP ist nicht für alle energiebetriebenen Produkte gedacht, sondern für solche, die erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt haben, die innerhalb der EU in großen Stückzahlen verkauft werden und die ein deutliches Verbesserungspotenzial aufweisen. Die Europäische Kommission ist noch dabei, festzulegen, welche Arten von Produkten von der EuP-Rahmenrichtlinie abgedeckt werden sollen. Ursprünglich wurden hierfür 14 Produktgruppen überprüft, mittlerweile ist man aber bei 30 Kategorien angelangt. Seit 2007 untersuchen Expertengruppen Produkte wie Heizgeräte, Beleuchtungen, Batterieladegeräte, Netzteile, Heim- und kommerzielle Anwendungen und motorgetriebene Pumpen/ Zirkulationsgeräte. Diese Expertengruppen wurden von der EU beauftragt, die am besten geeigneten Eco-DesignRichtlinien auszuarbeiten und ihre wahrscheinlichen Auswirkungen auf Faktoren wie etwa die Reduzierung des Kohlendioxidausstoßes zu untersuchen. Die ausgesprochenen Empfehlungen können von Etikettierrichtlinien bis hin zur Formulierung strenger Mindestleistungswerte reichen. Unter www.berr.gov.uk können Sie sich über die Entwicklung der EuP-Richtlinie informieren. eTech - AUSGABE 1 31 Distributon in der Partikelmesstechnik-Entwicklung: Palas® GmbH führt mit Hilfe von RS Produktionsverpackungen Laborideen zur Serienreife Seit mehr als 25 Jahren ist die Palas® GmbH auf dem Gebiet der Partikelmessung aktiv. Das Unternehmen bietet Lösungen, um die verschiedensten Arten von Partikeln zu messen und zahlreiche angrenzende Technologien an. Aktuelle Bedeutung erhält das Thema durch die immer größere Relevanz von Emissionsmessungen beispielsweise im Automobilbau. In RS Components hat Palas® einen optimalen Partner für den Bedarf im Bereich der Elektronik und Elektromechanik gefunden. Als Palas® Anfang der 80er Jahre gegründet wurde, erforderte es schon echten Pioniergeist, Produkte zur Erzeugung und Messung von Aerosolen (=Partikel in der Luft) in Serie auf den Markt zu bringen. Aerosolgeneratoren waren damals Einzelstücke und es gab weltweit nur einen einzigen Hersteller. In den Anfangsjahren bildeten Aerosolgeneratoren den Schwerpunkt des Unternehmens. Bereits 1986 prämierte Baden-Württemberg den Palas® Feststoffdosierer RBG 1000 mit dem Innovationspreis des Landes. Im Laufe der Jahre wurde das Angebot immer breiter. Und heute gehören Filtertestsysteme, Aerosolverdünnungssysteme, Kalibriersysteme, Aerosolspektrometer sowie anwendungsspezifische Sonderentwicklungen zu den Kernkompetenzen der Karlsruher Firma. Bei der Entwicklung und Produktion von Filterprüfständen und optischen Aerosolspektrometern ist Palas® Marktführer, was auch rund 50 Patente dokumentieren. In zahlreichen Anwendungen in der Automobil-, Chemie-, und Filterindustrie, in der Medizin- und Umweltforschung, in der Reinraumtechnik sowie in Forschungsinstituten stößt man auf Palas®Geräte. Heute genauso wichtig wie im Gründungsjahr 1983 ist der enge Kontakt zu Hochschulen und Forschungseinrichtungen weltweit. Palas® bietet komplette Prüfsysteme und Einzelkomponenten zur Entwicklung, Qualitätssicherung, Charakterisierung und Weiterentwicklung von Filtermedien und Komplettfiltern an. Um Messungen unter standardisierten, d.h. vergleichbaren Bedingungen durchführen zu können, müssen Aerosole mit definierten Eigenschaften hergestellt werden. Zur Messung der Qualität eines Diesel-Rußfilters, wie er im Automobilbau Einsatz findet, ist beispielsweise zunächst ein sehr exakt arbeitender Rußgenerator erforderlich. Palas® bietet zu diesem Zweck einen Diesel-Rußgenerator an, der den Ruß aus einer 32 eTech - AUSGABE 1 offenen Flamme herstellt. Am Generator lässt sich die Partikelgröße präzise einstellen, so dass genau feststellbar ist, bis zu welcher Größe Partikel im Filtermaterial stecken bleiben. In der Entwicklungsphase solcher Anlagen setzt Palas® auch auf RS: „Bei der Zusammenstellung der elektrischen Steuerung für das Rußfilter-Prüfsystem haben wir viele für uns neue Komponenten gesucht. Im RS-Katalog sind wir umfassend fündig geworden, sowohl bei den Komponenten selbst, als auch bei den zugehörigen technischen Dokumentationen“, berichtet Palas® Elektronik-Entwickler Manfred Schappacher. Bei der Untersuchung der Güte von Ölabscheidern spielt die isotherme und isobare Messung der Aerosole eine entscheidende Rolle. Hier ist ebenfalls sehr viel Elektronik im Spiel, wenn ganze Prüfstände und die Messtechnik beheizt werden müssen. Besonders wichtig wird die Elektronik bei einer weiteren Palas®Spezialität: Der Messung von großen Partikel-Konzentrationen. Ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu immer exakteren Messungen bedeutete hier die Entwicklung der „T-Blenden-Technologie“. Hierbei handelt es sich um ein äußerst genaues Verfahren zur optischen Messung von Partikeln. So genannte Randzonenfehler, die häufig zu ungenauen Messungen führen, schließt diese Technik aus. Eingesetzt wird diese Technologie im Weißlicht Streulichtspektrometersystem „welas® digital“. Es brachte Palas® im Jahr 2003 zum zweiten Mal den Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg. Einen ähnlichen Fortschritt bedeutet die neue hochauflösende digitale Signalverarbeitung. Fortsetzung auf Seite 34 > eTech - AUSGABE 1 33 “ < Fortsetzung von Seite 33 Durch den Einsatz eines neuen leistungsfähigen Prozessors ist die Signalverarbeitung nun vollständig digitalisiert. Der entscheidende Vorteil gegenüber der analogen Technik ist, dass das Signal jedes einzelnen Partikels während der Messung mit einem Zeitstempel markiert und abgespeichert wird. So ist die eindeutige zeitliche Zuordnung jedes gemessenen Partikels nachträglich möglich. Pro Partikel können drei Parameter erfasst werden. Daraus ergeben sich vollständig neue Möglichkeiten der Analyse. Der Service von RS ist unschlagbar. Dies fängt an mit den kurzen Lieferzeiten. Wir finden an RS aber auch die Flexibilität gut und dass die menschliche Komponente groß geschrieben wird. Hier spielt die Betreuung durch den Außendienst eine große Rolle. jetzt unserer eigentlichen Aufgabe widmen können. Ohne große Umwege landen die bestellten Produkte nach der Lieferung in unseren Sortierkästen“, beschreibt Manfred Schappacher. „Es ist auch wirklich praktisch, dass wir bei RS in Mengen bestellen können, die unserem Bedarf entsprechen. Wir profitieren davon, dass wir Teile in Fünferoder Zehner-Schritten bestellen können“, ergänzt er. Dass man bei Palas® auch den Service von RS schätzt, bringt Palas®-Elektroniker Leo Zerr zum Ausdruck: „Der Service von RS ist unschlagbar. Dies fängt an mit den kurzen Lieferzeiten. Wir finden an RS aber auch Palas® bezieht bei RS eine breit gefächerte die Flexibilität gut und dass die menschliche Komponente groß geschrieben wird. Hier Palette von Produkten aus dem Bereich spielt die Betreuung durch den Außendienst der Elektronik und Elektromechanik. eine große Rolle.“ Für die Elektroniker bei Zum Bestellumfang gehören Netzteile, Palas®-Elektroniker Leo Zerr Palas® ist es wichtig, dass die Abwicklung Automatisierungstechnik, Kontakte, aller Anliegen unkompliziert ist und dass Steckverbinder, Sensoren, IC´s Kabel aber das „man miteinander reden kann“, so Zerr auch mechanische Teile. „Ich schätze das weiter. Gerade Spezialisten haben mitunter umfassende Produktspektrum von RS, Anliegen, denen nicht durch standardisiertes mich auf einen Distributor mit einem großen Handeln zu begegnen ist. Als Beispiel nennt Angebot zu stützen, ist auch eine Frage des Zerr die Einführung der ROHS-Regelungen. Arbeitsaufwandes. Bei unterschiedlichen Die Suche nach Ersatzprodukten war Anbietern zu recherchieren, kostet sehr viel nicht immer einfach und RS war hier sehr Zeit. Sehe ich in den RS Katalog weiß ich, hilfsbereit. Dabei profitierte Palas® auch von dass ich fündig werde und es ist damit der schnellste Weg zum gewünschten Produkt“, der internationalen Präsenz des Distributors. erklärt Palas®-Elektronik-Entwickler Manfred In einem Fall lieferte RS Komponenten, die nur bei der irischen ElectrocomponentsSchappacher. „Wenn ich ein technisches Tochter Radionics im Angebot waren. Nach Problem lösen möchte, dann schaue ich einem kurzen Telefonat traten die Bauteile ihre Reise nach Deutschland immer erst einmal in den RS Katalog. Schließlich muss man nicht immer das an. Auch das Angebot an technischen Zusatzinformationen schätzt die Rad neu erfinden. Suche ich beispielsweise einen Drucksensor, baue ich ihn Karlsruher Firma: „Um uns über die Bauteile zu informieren, gehen wir nicht selbst, sondern kaufe ihn ein – nicht selten bei RS.“ immer erst einmal auf RS Online und sehen uns die Datenblätter an, die dort hinterlegt sind. Kommen wir dann nicht weiter, rufen wir die Technische Die Spezialisten aus Karlsruhe gehören auch zu den überzeugten Anwendungsberatung an“, schildert Zerr die Vorgehensweise. Auch Nutzern des Produktionsverpackungs-Service von RS. Beim Einsatz der alle Möglichkeiten der Online-Bestellung werden bei Palas® genutzt. Die RS Produktionsverpackungen in der Vorserienfertigung bestellt Palas® alle nötigen Bauelemente beim Distributor en bloc und stellt sie dem Elektroniker haben sich Teile-Listen gelegt und machen von der BestellBestückungs-Dienstleister zur Verfügung. Dies war zuletzt bei der Fertigung Historie Gebrauch, um Rechercheaufwand zu sparen. Auch was die der Prototypen für die neue Baureihe mit digitaler Signalverarbeitung der Preisgestaltung betrifft, beurteilen die Palas® Elektroniker RS sehr positiv. Fall. Der Dienstleister bekommt Produkte durch den RS Service genau so, Dadurch, dass sie ausschließlich online bestellen, sparen sie schon bei wie er sie für den Einsatz in Bestückungsautomaten benötigt. Aufwändiges den Versandkosten. „Auch wenn es sich auf den ersten Blick um kleine Umpacken entfällt. Auch die Mengen entsprechen genau der von Palas® Summen handelt, mit der Zeit wird ein Kostenfaktor daraus“, beschreibt gewünschten Stückzahl. Überzählige Bauelemente binden kein Kapital. Leo Zerr seine Erfahrungen. Zusätzlich spart Palas® durch individuelle Dieser Faktor ist nicht zu unterschätzen, schließlich werden in dieser Phase Konditionen für einzelne Produkte, die RS dem langjährigen Stammkunden oft keine Losgrößen über 20 erreicht. Auch später bleibt man mitunter eingeräumt hat. mit RS im Geschäft, wenn die ausgereiften Prototypen in Serie gehen. In der Entwicklungswerkstatt baut man beim Karlsruher Unternehmen Auch dank dieser guten Partnerschaft blickt man bei Palas® optimistisch in ebenfalls auf RS Produktionsverpackungen. Sie reduzieren den Aufwand die Zukunft. „Unsere Aussichten sind dank gefüllter Auftragsbücher gut“, in der Lagerhaltung erheblich. Die gewünschten Produkte liefert RS so, erklärt Manfred Schappacher. Die Mischung aus Erfahrung und Kompetenz, dass sie ohne lästiges Herauslösen aus Einzelverpackungen direkt in die die Palas® bieten kann, zahlt sich gerade jetzt aus. Nicht zuletzt sorgt auch Magazine überführt werden können. Auch unnötiges Verpackungsmaterial das zentrale Motiv der Moderne, alles zähl- und berechenbar zu machen, für fällt nicht an. Dies reduziert den Aufwand für die Entsorgung. „Es ist für immer neue Aufträge. Dies unterstreicht auch folgender Ausspruch Galileo uns sehr praktisch, auch für die Werkstatt RS-Artikel in den jeweiligen Galileis, den Palas® sich zum Leitsatz gemacht hat: „Zähl´ was zählbar ist, Produktionsverpackungen zu bestellen. Wir sparen Zeit ein, in der wir uns miss, was messbar ist und was nicht messbar ist, mach messbar.“ ” 34 eTech - AUSGABE 1 Stellen Sie sich vor, wir würden in Zukunft einen unserer besten Kompaktlüfter plötzlich mit fünffacher Motorleistung und fast doppelter Nenndrehzahl anbieten. Dieser Lüfter würde mit Abstand den höchsten Volumenstrom und den höchsten Druck aller in seiner Baugröße verfügbaren Produkte bieten. Er würde in Betriebspunkten mit hohem Gegendruck durch den höchsten Kühlvolumenstrom überzeugen und – ganz typisch für ebm-papst – natürlich auch durch seine vorbildliche motorische Effizienz und hohe Lebensdauer. Und jetzt stellen Sie sich vor, wir hätten das bereits getan. Mit einer ganzen Reihe. Lassen Sie das Biest frei und erleben Sie S-Force, die neuen Hochleistungs-Kompaktlüfter der Spitzenklasse! www.rsonline.de/ebmpapst Möglichkeiten und Herausforderungen von SuperSpeed USB 3.0 Version 3 des Universal Serial Bus Interface verspricht eine um mehrere Größenordnungen höhere Datenübertragungsgeschwindigkeit und eine ganze Reihe weiterer Vorteile. Dies bietet enorme Möglichkeiten für jeden Entwickler. USB 3.0 ist die neueste Version der Universal Serial Bus-Technologie. Sie bietet bis zu zehnmal höhere Übertragungsraten als USB 2.0 und wahrt dabei die Abwärtskompatibilität mit vorherigen Versionen. Dies wird durch die Implementierung eines vierten Übertragungsmodus bei 4,8 Gbit/s („SuperSpeed“) erreicht, was reale Übertragungen mit bis zu 400 MB pro Sekunde ermöglichen sollte. Um diese Geschwindigkeitssteigerung zu erreichen, kommt eine PCI Express 2.0 ähnliche Technologie zum Einsatz, bei der Full-Duplex-Übertragung über Differenzialpaare stattfindet, die vom Non-SuperSpeedDifferenzialpaar getrennt sind. USB 3.0-Kabel sind daher erheblich größer im Durchmesser als ihre Vorgänger. Sie verfügen über zwei Drähte für Strom und Erdung, zwei Drähte für Non-SuperSpeed- (USB 2.0) Daten und vier Drähte für SuperSpeed-Daten – zwei zum Senden und zwei zum Empfangen. Darüber hinaus enthalten Sie einen Abschirmdraht zur Verhinderung von Interferenzen, die die Datenübertragung beeinträchtigen könnten. Erhöhte Datenübertragungsraten bringen einige Einschränkungen bei der Kabelsatzlänge mit sich; obwohl die Spezifikation selbst sagt, dass die Länge beliebig ist, sofern alle anderen Anforderungen erfüllt werden. Man schätzt, dass Kabel mit einer Länge von bis zu 3 m Daten mit SuperSpeed übertragen können. Fortsetzung auf Seite 38 > 36 eTech - AUSGABE 1 eTech - AUSGABE 1 37 < Fortsetzung von Seite 37 Mehr Leistung Neben der erheblichen Geschwindigkeitssteigerung wurden auch die Bus-Power-Spezifikationen verbessert, so dass eine konfigurierte Schnittstelle bis zu 900 mA aufnehmen kann – 80 % mehr als bei USB 2.0. Dies bedeutet, dass der Bus immer energiehungrigere Geräte versorgen und so vor allem das Laden tragbarer Geräte beschleunigt wird. Raster HighspeedDifferenzialpaar Und mehr noch: USB 3.0 ist auch energieeffizienter als frühere Generationen. Es gibt neue Energieverwaltungsfunktionen, wie z. B. Unterstützung von Ruhe- und Wartemodi, wie auch Energiemanagement auf Link-, USB Geräte- und Funktionsebene. 3-Kontakte Außerdem sinkt die minimale Gerätebetriebsspannung von 4,4 auf 4 V. USB 2-Kontakte Jede Menge Möglichkeiten All dies führt zu fantastischen Möglichkeiten für Konstrukteure und OEMs. Die deutlichsten Vorteile zeigen sich bei Geräten, bei denen die Geschwindigkeitsbeschränkung von USB 2.0 (480 MBit/s) besonders problematisch ist, wie etwa bei externen Festplatten und FlashLaufwerken. Ein überlegener Datendurchsatz bietet deutliche Vorteile für hochauflösende Webcams und USB-Videoüberwachungskameras. Auch bei Videodisplaylösungen, Mehrkanal-Audio-Interfaces und externen Medien wie Blu-Ray-Laufwerken wird der Benutzerkomfort deutlich erhöht. Schnelleres „Sync’n’Go“ Für viele besteht der wichtigste Aspekt des „Sync’n’Go“ darin, dass Operationen weniger als 90 Sekunden benötigen. Bei der stetig zunehmenden Zahl tragbarer 38 eTech - AUSGABE 1 Geräte, die immer mehr Flash-Speicher verwenden, liegen die Vorteile der SuperSpeed USB-Übertragungsraten für viele flashbasierte Peripheriegeräte klar auf der Hand. Von Digitalvideo- und Fotokameras bis hin zu MP3/4-Playern, PDAs, Mobiltelefonen und den allgegenwärtigen FlashLaufwerken: Alle diese Geräte können mehr Daten schneller und effizienter als je zuvor synchronisieren. Eine Welt ohne Elektronik ist unvorstellbar. Ebenso wie die Welt der Elektronik ohne RS. Die Hardware für diese Anwendungen wird gegen Ende des Jahres 2009 verfügbar sein. IP ist derzeit für Halbleiterentwickler erhältlich und USB 3.0 Halbleiterprodukte wie Controller und Hubs werden für das zweite Halbjahr 2009 erwartet. Die Interoperabilität wurde bereits demonstriert; an den ersten öffentlichen Vorführungen im Mai 2009 waren so verschiedene Hersteller wie Fresco Logic, Fujitsu Microelectronics, LucidPort Technology und NEC Electronics Corporation beteiligt. Was die Software betrifft, so werden derzeit Treiber für das neue Windows 7 Betriebssystem von Microsoft entwickelt; Veröffentlichungen sind jedoch nicht vor der offiziellen Einführung Ende 2009 geplant. Der Linux-Kernel wird ab Version 2.6.31 USB 3.0 unterstützen, während Apple sicher nachziehen wird, wenn der Markt für SuperSpeed-Geräte in Bewegung gerät. Für Entwickler ist bereits eine Reihe von Tools und Ressourcen unterwegs. So hat beispielsweise Texas Instruments einen Transceiver-Testchip mit 5 Gps entwickelt, der Signale über 4 m-USB 3.0 Kabel senden und empfangen kann und so die Datenintegrität wahrt. Tektronix hat sein USB TX-Modul entwickelt, das alle USBMessungen mit seinen High-End-Oszilloskopen unterstützt. Und darüber hinaus hat eine Reihe von Stecker- und Kabelherstellern bereits SuperSpeed-Hardware am Markt eingeführt. RS bietet jede Unterstützung, die Kunden benötigen, um schnell die Vorteile zu nutzen, die USB 3.0 bietet. Unter www.rsonline.de/elektronik bleiben Sie stets über alle Entwicklungen auf dem Laufenden www.rsonline.de/elektronik MITTAGSPAUSE MITTAGSPAUSE Weekly No. 186 GEWINNEN Mind Bending 15 23 16 11 17 11 6 16 Wer bin ich? 40 eTech - AUSGABE 1 Wer bin ich? Wer bin ich? 4 5 Ich wurde 1857 in Hamburg geboren. Ich war der erste Mensch, der erfolgreich die Existenz elektromagnetischer Wellen bewiesen hat. Hierzu baute ich einen Apparat, der KW- und UKW-Wellen erzeugen und erkennen konnte. Nach mir wurde eine physikalische Maßeinheit benannt. Ich wurde 1856 in Smiljan (heute Kroatien) geboren. Ich werde oft als einer der wichtigsten Persönlichkeiten bei der Entwicklung kommerzieller Anwendungen der Elektrizität genannt. Ich wäre der erste Milliardär der Welt geworden, wenn ich Anfang des 20. Jahrhunderts einen Vertrag mit Westinghouse unterschrieben hätte. Wer bin ich? Wer bin ich? Die Antworten finden Sie unter Senden Sie Ihr ausgefülltes Sudoku an: RS Components GmbH, Abteilung Marketing, Hessenring 13 b, 64546 Mörfelden-Walldorf. 9 20 11 8 14 16 20 20 17 Wer bin ich? E-Mail: 18 15 Haben Sie ein gutes Rätsel? Senden Sie Ich wurde 1901 in Rom geboren. Ich bin hauptsächlich für meine Arbeit an der Entwicklung des ersten Kernreaktors bekannt. 1938 erhielt ich den Nobelpreis für Physik für meine Arbeit auf dem Gebiet der induzierten Radioaktivität. Partner-Nr./Kontakt-ID : 18 Anders als beim normalen Sudoku, sind hier keine Zahlen vorab eingesetzt; Sie können aber jede Zahl ohne Raten herausfinden, indem Sie lediglich mit Logik vorgehen, um die einzige Lösung für jedes Rätsel zu finden. 3 16 31 Es ist nicht erlaubt, eine Zahl in einer Form zu wiederholen. Wenn Sie eine Summe von „8“ über drei Zellen haben, können die Einzelwerte nicht „2“, „4“, „2“ sein, da hierbei die „2“ sich wiederholen würde. Ich wurde 1874 in Bologna geboren. 1909 erhielt ich den Nobelpreis für Physik für meinen Beitrag zur Entwicklung der drahtlosen Telegraphie. 1901 führte ich die erste transatlantische Funkübertragung durch. Name: Tel.: Das Raster besteht aus Formen mit gepunkteter Umrandung. Oben steht jeweils eine Zahl, die die Summe der Zelle angibt. Beispiel: Wenn eine Form aus zwei Zellen mit einer „3“ in der Ecke besteht, ist die Summe dieser Zellen „3“. Daher wissen Sie, dass der Wert der einzelnen Zellen „1“ und „2“ oder „2“ und „1“ sein muss. 2 18 12 So geht’s: Wie beim normalen Sudoku müssen alle Zeilen und Spalten und alle 3 x 3-Quadrate die Zahlen von 1 bis 9 genau einmal enthalten. Ich wurde 1791 in London geboren. Ich untersuchte das Magnetfeld rund um einen unter Gleichstrom stehenden Leiter und legte die Grundlage für das physikalische Konzept des elektromagnetischen Feldes. Ich entdeckte die elektromagnetische Induktion, den Diamagnetismus und die Gesetze der Elektrolyse. 13 Funktion: Sie einen iPod Touch mit unserem fantastischen Sudoku 1 8 6 Teilnahmebedingungen: Um an diesem Gewinnspiel teilzunehmen, muss das Sudoku vollständig gelöst, alle Kontaktdaten angegeben und an die oben angegebene Adresse gesendet werden. Der Einsendeschluss ist der 01.02.2010. Die Teilnahme ist kostenlos und nicht mit einem Kauf verbunden. Teilnehmer sind selbst dafür verantwortlich, die Erlaubnis ihres Arbeitgebers zur Teilnahme an diesem Wettbewerb einzuholen. RS Components behält sich vor, den beworbenen Gewinn gegen ein gleich- oder höherwertiges Produkt gleicher Art auszutauschen. Barauszahlungen sind ausgeschlossen. Teilnahmeberechtigt sind ausschließlich gewerbliche Kunden von RS. Angestellte von RS Components sind von der Teilnahme ausgeschlossen. Der Gewinner wird bis zum 01. März 2010 benachrichtigt. RS Components übernimmt keinerlei Haftung für auf dem Wege zur Bestimmungsadresse verloren gegangene, beschädigte oder verzögerte Einsendungen. Unleserliche, veränderte oder unvollständige Einsendungen werden ausgeschlossen. Details zum Gewinner des Preises sind nach der Ziehung erhältlich. Der Rechtsweg ist ausgeschlossen. Copyright (c) 2009, killersudokuonline.com Ihre Vorschläge an [email protected] Allgemeines Quiz zum Thema Technologie 1 3 5 7 Wie lautete der erste Name für das Internet? Das verbreitetste Videorokorderformat ist VHS. Wofür stehen die Buchstaben VHS? Welches war die erste Website mit einer Bannerwerbung? Was hat Anton van Leeuwenhoek erfunden? 2 4 6 8 Wie viele Minuten Musik passen auf eine einzelne CD (nach den ursprünglichen CD-Spezifikationen)? Ein Tag hat 24 Stunden, eine Stunde hat 60 Minuten und eine Minute hat 60 Sekunden. Welchen beiden antiken Völkern verdanken wir dieses auf der Zahl 60 basierende System? www.rs-components.com/etech Der Vorläufer des Lasers war der Maser. Wofür steht das „M“ in „Maser“? Der erste Kernreaktor wurde während des Zweiten Weltkriegs im Rahmen des so genannten “Manhattan Projects” gebaut.” Wo wurde der erste Reaktor gebaut? 9 Welches Land gewinnt ca. 80 % seiner Elektrizität aus Kernkraft? 10 Welcher Satellit, der erste, der offiziell die Erde umkreiste, wurde am 4. Oktober 1957 gestartet? eTech - AUSGABE 1 41 INDUSTRIE NACHRICHTEN Jede Ausgabe bietet Ihnen einen Einblick in neue und wegweisende technologische Entwicklungen der Fraunhofer-Gesellschaft. Sie ist die führende Organisation für angewandte Forschung in Europa und betreibt anwendungsorientierte Forschung zum direkten Nutzen für Unternehmen und zum Vorteil der Gesellschaft. Auftraggeber sind Industrieunternehmen, Dienstleistungsunternehmen und die Öffentliche Hand. Im Auftrag von Kunden aus der Industrie liefern die Forschungseinrichtungen der Fraunhofer-Gesellschaft schnelle, wirtschaftliche und sofort umsetzbare Lösungen für technische und organisatorische Fragen. Das weltweite Zusammenwachsen von Industrie und Forschung lässt die verstärkte internationale Zusammenarbeit obligatorisch werden. Darüber hinaus stellen die Fraunhofer-Institute in Europa, in den USA und Asien den Kontakt zu den wichtigsten Märkten der Gegenwart und der Zukunft sicher. Derzeit unterhält die Fraunhofer-Gesellschaft 80 Forschungseinrichtungen. Darunter befinden sich 57 Institute an mehr als 40 Standorten in Deutschland. Etwa 15.000 Mitarbeiter – vorwiegend qualifizierte Wissenschaftler und Ingenieure – arbeiten mit einem jährlichen Forschungsbudget von 1,4 Mrd. Euro. BERICHT Gute Nachrichten für Bluthochdruckpatienten: Neuer Sensor entwickelt Ein neuer Sensor erleichtert die Langzeitmessung von Blutdruckwerten. Das Gerät misst den Blutdruck direkt in der Arterie und überträgt die Daten kabellos an eine Leseeinheit am Gürtel des Patienten. Mitarbeiter des FraunhoferInstituts für Mikroelektronische Schaltkreise und Systeme in Duisburg haben das neue Messgerät zusammen mit dem Unternehmen Dr. Osypka GmbH und anderen Partnern entwickelt. Die ersten klinischen Tests haben bereits begonnen. Um bei Bluthochdruck zur richtigen Dosierung der notwendigen Medikamente zu finden, müssen Ärzte oft über einen längeren Zeitraum den Blutdruck des 42 eTech - AUSGABE 1 Patienten überwachen – ein mühsamer Prozess. Der Betroffene muss während dieser Zeit ein Blutdruckmessgerät am Körper tragen. Die Messmanschette am Arm pumpt sich regelmäßig auf, um die neuesten Werte zu liefern – auch in der Nacht. Der neue Sensor misst den Blutdruck 30 Mal in der Sekunde, ohne dass der Patient irgendetwas davon bemerkt. Er hat einen Durchmesser von kaum einem Millimeter, einschließlich seines Gehäuses. Der Arzt führt diesen kleinen Helfer in die Oberschenkelarterie des Patienten ein. Die Daten werden über den angeschlossenen Transponder und das externe Lesegerät an eine Überwachungsstation weitergeleitet, wo der Arzt sie dann analysiert.