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1 ela TUA RIVISTA DI ELETTRONICA NUMERO 9 Le tecnologie emergenti di oggi saranno lo standard di domani rswww.it/elettronica

2 Un banco di test non nella media Oggi è quanto mai semplice testare progetti complessi NUOVO! Testare un nuovo circuito è già complesso di per sè. Uno strumento di misura non deve aggiungere complessità ulteriore. I nostri strumenti da banco offrono la stessa semplicità di utilizzo che è tipica dei nostri oscilloscopi. Dispongono di pulsanti dedicati per richiamare funzioni comuni e di porte USB per salvare i dati. Per semplificare le operazioni più complicate I nostri strumenti da banco possono essere collegati con il software LabVIEW SignalExpress TM di National Instrument che viene fornito a corredo. Gli strumenti Tektronix possono essere controllati direttamente dal PC, misure complesse possono essere automatizzate, vari tipi di misure possono essere correlate utilizzando diversi strumenti, i risultati possono essere catturati e salvati per la creazione di reports. Utilizzando gli strumenti da banco Tektronix il banco di test diventa eccezionale. Oscilloscopi Base Banda da 40 MHz a 500 MHz Fino a 25 misure automatiche Alimentazione a batteria * * a seconda del modello Oscilloscopi da Banco Da 100 MHz a 1 GHz di banda Profondità di memoria fino a 20 Megapunti su tutti i canali Fino a 4 canali analogici e 16 canali digitali Analisi di bus paralleli e seriali Wave Inspector per una veloce navigazione tra I dati Oscilloscopi Palmari NUOVO! Banda da 100 MHz a 200 MHz Canali isolate 600 V RMS CAT III Multimetri Digitali Risoluzione di 5.5 e 6.5 digit Doppio display Statistiche, Istogrammi e Trend Generatori di funzioni arbitrarie Fino a 240 MHz di banda Modelli a 1 o 2 canali 12 forme d onda standard oltre a quelle arbitrarie Alimentatori NUOVI MODELLI Fino a 72V di uscita Fino a 0.5mV e 0.1mA di risoluzione Contatore/analizzatore Risoluzione di frequenza: 12 cifre/s Risoluzione temporale singolo evento: fino a 50 ps Modalità: Diagramma del trend, Statistiche di misura, Istogramma Garanzia di 3 anni inclusa con tutti gli strumenti da banco Tektronix Tektronix, Inc. Tutti I diritti riservati. I prodotti Tektronix sono coperti da brevetti, rilasciati o in fase di rilascio. TEKTRONIX e il logo Tektronix sono marchi registrati. LabVIEW SignalExpress è un marchio registrato di National Instruments.

3 Oggi, in tutto il mondo, l'industria elettronica è considerata un settore all'avanguardia. Sulla stampa si leggono espressioni quali "allo stato dell'arte" e "dinamico" per descrivere il ciclo perpetuo di innovazione e sviluppo delle tecnologie elettroniche. L'industria dei gadget è persino riuscita a rendere l'elettronica affascinante - in particolare per gli appassionati tecnofili, che non possono resistere a certi prodotti e marchi, ormai diventati icone di moda. E benché sia gratificante lasciarsi coinvolgere in questo avanzato settore hightech, a volte anche per implementare le tecnologie innovative e più sofisticate sono necessari alcuni semplici strumenti di progettazione e prodotti tradizionali. Nella presente edizione di etech ci concentreremo su quei componenti quotidiani che fungono da blocchi costitutivi delle basi comuni per ogni progetto di elettronica. Questi "elementi essenziali dell'elettronica" sono diffusi in ogni laboratorio, in una gamma estremamente ampia e diversificata: dai componenti e strumenti più semplici, ai prodotti di alimentazione e sicurezza, alle apparecchiature di misura e verifica. E, coerentemente con il dinamismo del nostro settore, scoprirete che alcuni di questi componenti elementari sono stati ulteriormente sviluppati e migliorati! Spero apprezzerete questo numero di etech! Glenn Jarrett Head of Electronics Marketing twitter.com/rselectronics Condizioni di Vendita: i termini e le condizioni di vendita sono riportati nel catalogo RS in vigore. La presente edizione ha validità da gennaio 2012 a marzo 2012 Pubblicato da: RS Components Limited. Sede legale: Birchington Road, Weldon, Corby, Northamptonshire NN17 9RS. N. di registrazione RS Components Ltd RS è un marchio registrato di RS Components Limited. Una società del gruppo Electrocomponents NOVITÀ DA RS NOVITÀ DALL'INDUSTRIA PROCESSORI DI BASE NUOVI PRODOTTI SCHEDE A CONFRONTO LA VIA VERDE È TRENDY TENDENZE DELLA MEMORIA 20 DISPLAY LIBRERIE DI COMPONENTI CONSIGLI SULLA PROGETTAZINE: AMPLIFICATORE PER CUFFIE 30 MOLEX 32 COMPONENTI ELETTRONICI 34 GOOGLE ADK TECNOLOGIE PER CONNETTORI DESIGNSPARK.COM 42 isay - La voce dei clienti Ti aspettiamo al Padiglione 1, Stand 156 Per ulteriori informazioni, visita per tablet ELE_0034_0112 etech - NUMERO 9 03

4 NOVITÀ DA RS Precisione di laboratorio. Velocità della linea di produzione. E un mondo di grandi possibilità. Il team sponsorizzato da RS vince il World Solar Challenge 2011 Il team della Tokai University si aggiudica il primo posto per il secondo anno consecutivo nel campionato mondiale dei veicoli a energia solare. Agilent 34405A Il più economico Eseguire la scansione del codice QR o visitare il sito Web all'indirizzo per conoscere meglio il prodotto DMM 34410A 2011 Agilent Technologies, Inc. Agilent e la nostra rete di distributori Lo strumento giusto. L'esperienza giusta. I tempi di consegna giusti. Agilent 34401A Lo standard industriale Velocità e precisione straordinarie per viaggiare dritti nel futuro Multimetri digitali (DMM) Agilent 34411A Il più evoluto I multimetri digitali Agilent offrono moltissime funzionalità in grado di rendere più rapidi ed efficienti i test di ricerca, sviluppo e produzione. Valore elevato e prestazioni eccellenti: nessun altro offre una scelta migliore. Registrazione dati per aumentare l'efficienza di gestione dei dati Misurazioni incorporate per accelerare le attività di routine Prestazioni eccezionali: fino a letture/sec. Oggi è il momento giusto per migliorare le misurazioni DMM Video e consigli sulle misurazioni GRATUITI Il team del veicolo a energia solare della Tokai University, sponsorizzato da RS Components, ha vinto il World Solar Challenge (WSC) per il secondo anno consecutivo dopo una corsa epica di km attraverso l'australia. La competizione, tenutasi fra il 16 e il 23 ottobre 2011, è iniziata a Darwin, nell'australia del nord, e ha raggiunto Adelaide, coprendo una distanza totale di km. Nonostante fosse al quinto posto dopo le fasi di qualificazione, il veicolo Tokai Challenger ha compiuto una performance straordinaria, completando la corsa in 32 ore e 45 minuti, e tagliando il traguardo per primo alle ore 13 del 20 ottobre. Grandi cambiamenti e prezzi in valuta per il sito Web svizzero Oggi oltre articoli da produttori leader sono disponibili per l'acquisto online in franchi svizzeri Il nostro sito Web per la Svizzera è stato rinnovato e, da questo mese, acquistare online è ancora più semplice. Oggi oltre prodotti da industrie leader nei settori dell'elettronica, dell'automazione e della manutenzione, si possono acquistare online in franchi svizzeri. Tutti gli articoli acquistati online sono disponibili con consegna gratuita. Secondo il feedback di una recente indagine, i clienti sono già molto attivi sul sito Web svizzero, lanciato nel Con l'introduzione dei prezzi in valuta locale, RS sta migliorando ulteriormente l'esperienza di acquisto online, mentre l'impegno a supporto del mercato svizzero continua a fornire risultati eccellenti. Il veicolo era alimentato a celle solari HIT, che vantano il tasso di conversione dell'energia più alto al mondo. A ciò si aggiungevano le batterie agli ioni di litio ad alta capacità fornite da Panasonic. La carrozzeria, in fibra di carbonio Toray ultraleggera, ha permesso di ridurre il peso del veicolo a soli 140 kg. Il Professor Hideki Kimura, esperto di tecnologie per i veicoli a energia solare, ha affermato: "Vorrei ringraziare tutti gli sponsor, il personale accademico e gli studenti per il supporto fornito al team. Siamo molto soddisfatti del risultato e orgogliosi di avere avuto l'opportunità di sostenere tutte le persone, scrupolose e qualificate, che compongono il team della Tokai University". Il nostro shop online è disponibile all'indirizzo etech - NUMERO 9 05

5 NOVITÀ DALL'INDUSTRIA I dati viaggiano con la luce Automazione industriale Domotica Medicale Energia Automotive Isolde Rötzer Utilizzando LED normali è possibile creare una WLAN ottica, semplicemente con l'integrazione di alcuni componenti, grazie alla tecnologia di comunicazione tramite la luce visibile (VLC). Quando i LED si accendono, non si limitano a illuminare l'ambiente, ma trasmettono dati. Inviano film in HD ad iphone o computer portatili, senza perdite di qualità, in modo semplice e rapido. Immaginate questo scenario: quattro persone sono comodamente sedute in una stanza. Ognuna guarda un film su Internet, in qualità HD, utilizzando un PC portatile. Ciò è possibile grazie alla WLAN ottica. La luce dei LED dell'illuminazione a soffitto funge da mezzo di trasferimento. Per molto tempo, scenari di questo tipo erano fantascientifici. Tuttavia, gli scienziati dell'istituto per le telecomunicazioni Fraunhofer, parte dell'istituto Heinrich Hertz (HHI) di Berlino, in Germania, hanno sviluppato una nuova tecnologia di trasmissione dei dati video nell'ambito del progetto OMEGA della UE, la cui implementazione nella vita reale sembra imminente. A fine maggio, gli scienziati hanno presentato ufficialmente i risultati del progetto a Rennes, in Francia. Sono riusciti a trasmettere dati a una velocità di 100 megabit al secondo (Mbit/s), senza perdite, utilizzando LED installati sul soffitto in grado di illuminare un ambiente di più di dieci metri quadrati. Il ricevitore può essere posizionato in un punto qualsiasi di questa superficie, che attualmente rappresenta il campo massimo. "Ciò significa che abbiamo trasmesso quattro video in qualità HD su quattro PC portatili diversi allo stesso tempo", commenta il Dott. Anagnostis Paraskevopoulos dell'hhi. "Gli elementi fondamentali della tecnologia di comunicazione tramite luce visibile (VLC) sono stati sviluppati in collaborazione con i partner del settore Siemens e i laboratori Orange di France Telecom", ha dichiarato l'esperto. Presso HHI, il responsabile di progetto del team, Klaus-Dieter Langer, ora sta continuando a sviluppare questa nuova tecnologia. "Per la VLC, le sorgenti di luce in questo caso, i LED a luce bianca mentre illuminano un ambiente, trasmettono informazioni. Con il supporto di un componente speciale, il modulatore, accendiamo e spegniamo i LED in una successione molto rapida e trasmettiamo le informazioni come sequenze di numeri uno e zero. La modulazione della luce è impercettibile per l'occhio umano. Un semplice fotodiodo sul PC portatile funge da ricevitore". Come spiega Klaus-Dieter Langer: "Il diodo cattura la luce, l'elettronica decodifica le informazioni e le converte in impulsi elettrici, che riproducono il linguaggio del computer". Uno dei vantaggi principali è il fatto che bastano pochi componenti per preparare i LED al funzionamento come mezzi di trasmissione. Uno svantaggio è che appena subentra un ostacolo fra la luce e il fotodiodo (ad esempio, un utente copre il diodo con la mano) la trasmissione viene compromessa. Computer portatili, palmari o telefoni cellulari sono tutti potenziali dispositivi finali. Gli scienziati sottolineano che con la VLC non si intende sostituire le reti tradizionali WLAN, PowerLAN o UMTS. Questa tecnologia è l'ideale come opzione aggiuntiva per la trasmissione dei dati quando le reti radio non sono desiderabili o possibili senza l'installazione domestica di nuovi cavi o apparecchiature. Anche l'utilizzo combinato è un'opzione, ad esempio una WLAN ottica in una direzione e una PowerLAN per il canale di ritorno. In questi scenari i film possono essere trasmessi a un PC e riprodotti direttamente oppure inviati a un altro computer. chirurgici o trasmettere le immagini radiologiche affidandosi a connessioni wireless, senza ricorrere a onde radio. Sugli aerei, ogni passeggero potrebbe assistere al programma di intrattenimento desiderato su un display wireless e il costruttore del velivolo risparmiare chilometri di cavi. Un'altra applicazione di questa tecnologia potrebbe essere negli stabilimenti di produzione, dove le trasmissioni radio tendono a interferire con i processi. Attualmente gli scienziati stanno cercando di aumentare le velocità dei sistemi. "Utilizzando LED a luce rossa, blu, verde e bianca, in laboratorio abbiamo toccato velocità di trasmissione di 800 Mbit/s", ha affermato Klaus-Dieter Langer. Omron Switch Solutions La gamma degli interruttori Omron include microinterruttori di qualità ad alta precisione, interruttori tattili e DIP switch per una vasta gamma di applicazioni. La gamma dei microinterruttori include tipologie standard, interruttori sigillati a bassa coppia e numerosi modelli per settori specifici: D2HW, interruttore ultra miniaturizzato a struttura sigillata, con corsa extra lunga per una maggiore affidabilità del posizionamento on/off V, interruttore base affidabile e sicuro per valori di corrente fra 10 e 21A. Ampiamente utilizzato nelle applicazioni per le quali è necessaria una lunga vita utile. D3SH, interruttore di rilevamento a montaggio superficiale, ultra piccolo e ultra piatto con un meccanismo unico che garantisce elevata affidabilità nel contatto ed elevata precisione di funzionamento Interruttori tattili la nostra gamma di interruttori include versioni standard, illuminate, sigillate, con tasti sporgenti, a cerniera e a cupola tra cui: B3D, a profilo ultrapiatto con tasti a cupola con l azionamento Omron a contatto circolare unico nel suo genere che garantisce elevata resistenza ai corpi estranei B3W-9, un interruttore compatto illuminato da 2 LED B3AL, un interruttore compatto a corsa lunga per le applicazioni più esigenti. 06 etech - NUMERO 9 La nuova tecnologia di trasmissione appare particolarmente indicata per gli ospedali, fra le altre applicazioni, in quanto in tali strutture le trasmissioni radio non sono consentite. Ciononostante, secondo gli esperti oggi è finalmente possibile trasmettere dati decompressi e ad alta velocità, senza perdite, in tali ambienti. Se parte delle comunicazioni avvenisse tramite l'illuminazione, ad esempio in sala operatoria, si potrebbero controllare i robot Condividi le tue opinioni... I DIP Switch sono disponibili nelle versioni rotative, a slitta, e a piano e comprendono anche l ultima novità: A6SN, con meccanica ad alta pressione all avanguardia per elevata affidabilità e lavaggio senza nastro sigillante Tutti gli interruttori Omron sono caratterizzati da grande funzionalità e facilità d uso. Per ulteriori informazioni visitate il sito

6 La convergenza verso un core di controllo comune Dave Pike, Marketing Engineer Sostenere che i microcontroller per impieghi generali (MCU) oggi sono prodotti di base forse è un'esagerazione. Ma, in un certo senso, è un'opinione giustificata dalla crescente tendenza all'uso di core per processore che condividono un'architettura "comune" o "aperta". Attualmente, anche se esistono ancora molti fornitori di MCU, sembra che le roadmap MCU a 32 bit siano sempre più basate su core per processore sviluppati da un'unica azienda: ARM. 08 etech - NUMERO 9 Da quando sono stati inventati ed è iniziata la produzione nei primi anni '70, gli MCU sono stati progettati e realizzati da un grande numero di aziende specializzate in semiconduttori, che hanno sviluppato proprie linee, principalmente basate su architetture esclusive. In particolare nel mercato a 8 bit, con dispositivi quali H8 di Renesas, ST6/7 di STMicroelectronics e PIC di Microchip, ma anche nel settore a 32 bit, ad esempio con R32 e SuperH di Renesas o Power Architecture di Freescale o C28X di Texas Instruments, per citarne solo alcuni. Tuttavia, negli ultimi dieci anni, si è notata una tendenza in aumento tra i fornitori di dispositivi al silicio a non sviluppare core per microprocessore proprietari, bensì ad acquistare in licenza core e architetture da aziende IP quali ARM e MIPS. Proprio queste due aziende, fra le altre, si sono disputate aspramente i progetti chiave per i microprocessori avanzati, ASIC e ASSP, per una gamma di mercati e applicazioni integrate, ma all'esterno del socket dei microprocessori per PC. Convergenza su ARM Attualmente ARM è leader, con la quota più ampia sul mercato dei core per processore, soprattutto per i progetti wireless mobile, sicuramente per il livello di consumo senza confronti della sua architettura, oltre agli innegabili vantaggi offerti dalla densità del codice compilato. Il set di istruzioni Thumb di ARM è stato introdotto per la prima volta nel core ARM7TDMI e ha consentito una riduzione significativa dei requisiti di memoria. Oggi quasi tutti gli smartphone e i dispositivi mobili integrano un core ARM. Anche l'architettura ARM è sempre più diffusa negli ASIC e ASSP per applicazioni industriali, informatiche e consumer. La famiglia Cortex-M In ogni caso, nel mercato degli MCU per impieghi generali, negli ultimi cinque anni si è assistito a un consolidamento rapidissimo, che ha visto l'ascesa di ARM, protagonista nella fornitura di core per microprocessore. Inizialmente molti fornitori hanno lanciato famiglie di MCU basati su ARM7TDMI, con alcuni prodotti di derivazione, sviluppati su ARM9TDMI. La vera svolta, comunque, è avvenuta con la famiglia Cortex-M e in particolare con il Cortex-M3. Questo core, lanciato nel 2004, è stato sviluppato appositamente per l'implementazione negli MCU e probabilmente rappresenta il processore MCU a 32 bit per impieghi generali più utilizzato in una vastissima gamma di dispositivi embedded. Oggi è stato adottato da numerosi produttori di chip, quali NXP (LPC1x00), STMicroelectronics (ST) STM32 e Texas Instruments (TI) Stellaris. Benché queste grandi aziende mantengano tuttora programmi di sviluppo dei processori ASIC e ASSP, molti dei quali includono core ARM come i Cortex di fascia alta A8 o A9, le loro roadmap per gli MCU per impieghi generali si basano in misura crescente sui core Cortex-M di ARM. È interessante notare che, a metà del 2011, TI ha lanciato una serie di MCU a 32 bit e doppio core che integra sia il proprio core C28x sia un Cortex-M3 per controllare le periferiche. Anche gli altri due membri della famiglia Cortex, M0 e M4, vengono sempre più largamente utilizzati nelle nuove famiglie di MCU. M0 è il core di ARM più piccolo, dal codice più compatto e con l'efficienza energetica più elevata, mentre M4 sostanzialmente aggiunge a M3 ulteriori capacità DSP. Nell'ultimo anno, NXP, ST e Freescale, con la propria famiglia Kinetis, hanno tutte annunciato famiglie basate su M4; NXP e ST hanno inoltre lanciato o annunciato varietà del Cortex-M0. Secondo ARM, il numero totale di licenziatari per la famiglia Cortex-M, inclusi i core per processore M0, M3 e M4, ormai raggiunge un cifra a tre zeri. L'unica eccezione alla regola almeno per un produttore leader di MCU è Microchip, che ha basato la propria roadmap per gli MCU PIC a 32 bit sul core per processore MIPS32 M4K. Anche l'architettura PIC figura ancora tra i protagonisti del settore a 8 bit, senza dubbio per il volume di unità distribuite. Sicuramente per Microchip un vantaggio essenziale è il grande numero di studenti che iniziano l'attività professionale ogni anno e conoscono gli MCU PIC a causa del loro utilizzo generalizzato nelle università e nei dipartimenti di ingegneria dei college. Il mercato a 8 bit si sta riducendo? Naturalmente, si è molto parlato della possibilità che il mercato a 8 bit, a lungo termine, venga divorato dai dispositivi a 32 bit, a basso costo e ad alte prestazioni. Eppure il mercato dei prodotti a lunghezza di dati inferiore continua a sopravvivere, anzi a prosperare, grazie alla disponibilità di nuove applicazioni, sostenute dalla diffusione continua e crescente dell'elettronica nei prodotti consumer, nelle apparecchiature domestiche e nei dispositivi medici, fra gli altri. Allo stesso tempo, i dispositivi a 32 bit continuano a espandersi nelle applicazioni più mature, a scapito degli MCU a 8 e a 16 bit. Gli MCU a 32 bit più recenti supportano numerose funzionalità aggiuntive e una molteplicità di periferiche on-chip a prezzi sempre più competitivi, fino a un dollaro a chip. O persino meno. Continua a pagina 10> etech - NUMERO 9 09

7 Controlla lo stato dei tuoi ordini, con il servizio online di RS. < Continua da pagina 09 Oggi quasi tutti gli smartphone e i dispositivi mobili integrano un core ARM. Anche l'architettura ARM è sempre più diffusa negli ASIC e ASSP per applicazioni industriali, informatiche e consumer. L'evoluzione verso un'architettura comune Le sfide da affrontare e le problematiche da risolvere sono senz'altro troppe perché i fornitori di MCU decidano anche solo di discostarsi dalle loro architetture proprietarie. Non è facile abbandonare anni di investimenti in hardware, software e strumenti di sviluppo. E come aspettarsi che questi stessi fornitori mettano in dubbio presso i loro clienti le future roadmap e tutto il codice legacy sviluppato appositamente per una specifica architettura o famiglia di MCU? È prevedibile che un'architettura aperta offra notevoli benefici ai clienti, quali la possibilità di fare riferimento a un'ampia scelta di fornitori o di passare dall'uno all'altro per motivi di convenienza, prestazioni o selezione di periferiche. Sebbene, ad esempio, gli MCU basati sul Cortex-M3 non saranno mai identici, il processo di migrazione da un fornitore all'altro, per quanto complesso, non dovrebbe implicare lo stesso livello di difficoltà del passaggio fra architetture proprietarie sostanzialmente diverse. Inoltre, in seguito alla crisi finanziaria, il mercato ha assistito a un significativo consolidamento dei fornitori di MCU negli ultimi anni. Soprattutto nel mercato industriale, per i clienti è importante affidarsi a un processore disponibile da minimo 10 o 15 anni. In tal caso infatti l'architettura comune può garantire un notevole margine di sicurezza contro l'obsolescenza. Un altro vantaggio è la grande disponibilità di librerie di componenti software, che accelera i tempi di commercializzazione. Passando a una comune architettura ARM, diventa infatti possibile usufruire dell'ampia disponibilità di strumenti di sviluppo/debug basati su ARM, da tutti i fornitori leader di strumenti di terze parti. Selezione in base alla periferica Se i fornitori di MCU tendono a basare i propri cataloghi sull'architettura "aperta" o "non proprietaria" di ARM, devono anche trovare altri modi per differenziare i propri prodotti. Nel processo di selezione di un MCU rientrano pertanto vari fattori, inclusi il core del microprocessore, la velocità, la memoria, la scelta delle periferiche, il prezzo, gli strumenti di sviluppo, il sistema operativo e il supporto del software. La scelta del core del processore dovrebbe determinare, o quantomeno influenzare, alcune delle altre opzioni. Ma sembra che il settore si stia muovendo verso una fase in cui la selezione delle periferiche sarà il criterio dominante, e verrà effettuata sempre meno tenendo conto delle funzionalità di un determinato core MCU. Senza dubbio, le periferiche rappresentano un fattore chiave per la scelta di applicazioni specifiche. È quindi possibile che, in seguito alla "convergenza" sulla famiglia Cortex di ARM (in cui il core del processore diventa il prodotto di base), si verifichi una "divergenza" di soluzioni che offriranno molte combinazioni diverse di periferiche per mercati eterogenei e di nicchia, in termini relativi. Leader del mercato saranno probabilmente due o tre fornitori chiave, con prodotti per ogni settore MCU principale, ad esempio nell'audio di alta qualità, dove un output I 2 S è indispensabile. In secondo piano, esisterà un'intera gamma di fornitori, collocabili in posizioni intermedie nel mainstream, che offriranno opzioni di memoria, I/O e wireless simili, cercando di prevalere in termini di convenienza. Sarà questo il quadro del mercato MCU tra qualche anno? Differenziazione dei clienti Molto probabilmente il mercato andrà ai fornitori di chip che consentiranno ai clienti di distinguere più agevolmente i propri prodotti. NXP, ad esempio, consente uno sviluppo a basso costo, basato sulla scheda mbed. Ciò significa che, oggi, questo fornitore può contare su una comunità di tecnici che stanno sviluppando porzioni di codice applicativo e stack di protocollo per gestire varie periferiche. In questo modo i clienti potranno concentrarsi sul software che distinguerà il loro prodotto, anziché doversi preoccupare dei driver di livello inferiore e degli stack di protocollo. Ma non c'è solo NXP, altri esempi comprendono Freescale, con la comunità Kinetis Tower e TI, con la comunità BeagleBoard. Quindi, siamo arrivati al punto in cui il software è il valore aggiunto e il dispositivo in silicio un prodotto di base? TROVA: microcontroller-processor Condividi le tue opinioni... I miei ordini ORDER TRACKING ONLINE rswww.it LA TUA SCELTA IL TUO etech... Come vorresti ricevere etech? Spunta un opzione e spedisci la tua preferenza. Nome: Professione: Tel: Spunta un opzione Cartaceo Online ipad/android Spedisci la tua risposta a RS Components Ltd, etech Team, DPN 26, Corby, Northamptonshire, NN17 9RS oppure invia una a: 10 etech - NUMERO 9

8 NUOVI PRODOTTI DISCOVERY KIT STM32F4 STMICROELECTRONICS Scheda di valutazione ad alte prestazioni cortex M4. n Il Discovery Kit STM32F4 offre ai tecnici un ambiente di sviluppo a costi molto ridotti che consente di iniziare a progettare applicazioni rapidamente, utilizzando i nuovi microcontroller serie STM32F4 dotati di core Cortex-M4 ARM a 32 bit. Il kit include uno strumento ST-LINK/V2 integrato per accelerare il debug e la programmazione, un sensore di movimento MEMS, un microfono digitale MEMS oltre a un DAC audio con driver in classe D per altoparlante, indicatori a LED, pulsanti e un connettore micro-ab OTG USB. Stringa di ricerca RS Web: STM32F4DISCOVERY PROCESSORI CORTEX SERIE M0 LPC11XX NXP Microcontroller Cortex M0 con potenza attiva minima e densità di codice superiore. n Creati utilizzando l'architettura Cortex-M0, il core ARM più piccolo, efficiente e a basso consumo mai sviluppato, questi microcontroller rappresentano un'alternativa economica per molte applicazioni tradizionali a 8/16 bit. I dispositivi offrono alte prestazioni, basso consumo, un semplice set di istruzioni e indirizzamento della memoria, oltre a un codice di dimensioni ridotte rispetto ad altre architetture a 8/16 bit. Stringa di ricerca RS Web: LPC1111 SERIE EEU-FR1 PANASONIC Condensatori elettrolitici radiali. n La serie di condensatori Panasonic più recente, EEU-FR1, garantisce una ESR bassissima e una lunga durata (fino a ore a 105 C), grazie all'utilizzo di materiali tecnologicamente migliorati. Questi condensatori sono idonei per gli alimentatori switching, per rimuovere il rumore di linea e per altri prodotti che necessitano di componenti a lunga durata. Stringa di ricerca RS Web: EEUFR1C CONNETTORI CIRCOLARI HARAX HARTING Serie M12-L 2103 schermati. n Il sistema modulare di connettori Ethernet di Harting assicura un collegamento dati affidabile negli ambienti industriali o particolarmente difficili. Basato su un cavo 22 AWG, il sistema consente un assemblaggio rapido sul campo, in meno di un minuto. Stringa di ricerca RS Web: NUOVI PRODOTTI SCHEDA DI SVILUPPO AUDIO PIC32MX MICROCHIP Kit di sviluppo basato su microcontroller a 32 bit per la creazione di applicazioni audio a 24 bit di alta qualità. MICROPROCESSORE CORE CORTEX M4 ARM STM32F4 STMICROELECTRONICS Cortex-M4 ARM, 168 MHz, con DSP e FPU. n La famiglia di microcontroller STM32F4 consente agli sviluppatori di utilizzare le capacità avanzate di elaborazione del segnale e la superiore velocità del processore Cortex-M4 ARM a virgola mobile (FPU), ampliando le possibili applicazioni di questi componenti sul mercato dei controller di segnale digitali (DSC). I dispositivi sono idonei per applicazioni di calcolo intensivo, quali POS (point-of-sale), automazione industriale, trasporto, strumenti di misura, medicina, sicurezza, prodotti consumer e comunicazioni. Stringa di ricerca RS Web: STM32F4 n La scheda di sviluppo audio Microchip è dotata di un microcontroller 80 MIPS PIC32, codec audio Wolfson a 24 bit, LCD a colori da 2", interfaccia USB e microfono integrato. Il kit offre una piattaforma flessibile per lo sviluppo di prodotti per la registrazione e la riproduzione audio, nonché audio digitale USB, decodifica MP3 e conversione della velocità di campionamento. Stringa di ricerca RS Web: DM RESISTORI DI POTENZA SERIE CRM2512 BOURNS Vastissima gamma di resistenze. n La serie CRM2512 comprende resistori di potenza a film spesso con potenza nominale di 2 watt in un formato chip standard Disponibile in una vasta gamma di valori resistivi, risulta idonea per le applicazioni nei circuiti di alimentazione, incluso il rilevamento delle correnti e la limitazione della corrente di spunto. Stringa di ricerca RS Web: CRM2512 ALIMENTATORI C.C. AGILENT U8031A (2x30 V/6 A; 5 V/3 A); U8032A (2x60 V/3 A; 5 V/3 A). n Gli U803XA di Agilent Technologies sono alimentatori manuali ad alta potenza. Consiste in 2 canali variabili e un canale fisso che erogano una potenza elevata. La programmazione del pannello anteriore analogico offre impostazioni di potenza predefinite con la semplice pressione di un pulsante. Destinato a clienti che operano nei settori della produzione elettronica ed elettrica e nella formazione tecnica, è caratterizzato da un display LCD doppio per tensione e corrente, una straordinaria regolazione del carico (0,01%, +/- 2 mv), un basso rumore in uscita ( 1 mvrms, tipico 0,5 mvrms) e una rapida risposta ai transienti (<50 usec). Stringa di ricerca RS Web: U8031A e U8032A Serie DPL12 TE Connectivity Gamma versatile di codificatori LED a rotazione, con numerose opzioni. n Destinata ad applicazioni quali alimentatori, inverter e sistemi servo, la gamma offre LED di vari colori, con montaggio snap-in e su circuito stampato, con albero in plastica con parte piatta e zigrinata, resistenza dei contatti 100 mohm, portata nominale 0,5 A 5 Vc.c., interruttore a pressione opzionale da 10 ma 5 Vc.c., LED singolo per modelli senza interruttore e LED doppio per modelli con interruttore. Stringa di ricerca RS Web: DPL12SH 12 etech - NUMERO 9 Maggiori informazioni online oltre nuovi prodotti aggiunti ogni mese su rswww.it/elettronica etech - NUMERO 9 13

9 Schede a confronto nella comunità di sviluppo dei dispositivi embedded open source di fascia economica Dott. William Marshall Central Content Editor - Semiconductors La competizione senza esclusione di colpi nella comunità di sviluppo embedded open source continua agguerrita, con i fornitori di microcontroller (MCU) che creano proprie comunità online. E allora quali sono le principali schede di sviluppo open source di fascia economica? Ciascuna è sostenuta da una comunità in espansione, che sembra guidata in misura crescente dai clienti e sempre meno dai produttori di MCU o schede. Le quattro schede qui considerate Kinetis, mbed, Arduino e BeagleBoard offrono livelli di funzionalità ragionevolmente diversi, a prezzi variabili. Arduino Sotto molti aspetti, Arduino è stata una scheda pionieristica per lo sviluppo open source a basso costo. Arduino inizialmente era dedicata al mercato degli hobbisti. In seguito Smart Projects, produttore di schede molto piccole di fascia economica, ha concepito uno standard per i connettori che ha consentito il montaggio di varie schede periferiche, denominate Shield, sul PCB principale Arduino tra queste ricordiamo Motor Shield, che permette il controllo dei motori c.c. e la le ttura dei codificatori, ed Ethernet Shield, per la connettività. Kinetis Le schede Kinetis si basano sulla famiglia di MCU Cortex-M4 ARM, a 32 bit, di Freescale Semiconductor, e sono sistemi di sviluppo per impieghi generali dedicati a una gamma di applicazioni integrate. Sono disponibili come moduli processore indipendenti o come parti di kit e vengono utilizzate in combinazione con una varietà di schede periferiche, ad esempio moduli di connettività seriale (USB, RS232/485, Ethernet), WiFi b, memoria e LCD. Le schede Kinetis sono perfettamente compatibili con la piattaforma Tower System di Freescale, che consente il collegamento dei moduli periferici alla scheda processore principale tramite schede "elevator" backplane aggiuntive. Il TWR-K60N512, ad esempio, è un modulo controller che può funzionare come strumento autonomo o collegarsi a moduli periferici. La scheda integra l'mcu basato su Cortex-M4 a basso consumo, a 32 bit, Kinetis K60. L'alimentazione del sistema può essere erogata tramite il connettore mini-usb su scheda, che inoltre fornisce l'interfaccia di debug per un circuito integrato JTAG (OSJTAG) open source su scheda. Il pacchetto del modulo di controllo di base inoltre include il software IDE e i materiali di training. La piattaforma probabilmente interesserà chi desidera un sistema di sviluppo abbastanza potente a un prezzo iniziale limitato, ma che sia anche flessibile e facile da espandere. Grazie all'approccio modulare, la piattaforma può soddisfare le esigenze di una gamma di utenti, dai principianti alle aziende più piccole, impegnate in uno sviluppo MCU decisamente più avanzato, ma che non possono accedere a sistemi di sviluppo costosi. Inoltre i moduli consentono di non dover sostituire l'intero sistema ogni volta che il produttore lancia un nuovo MCU. Poiché la piattaforma è prodotta da un fornitore leader nel settore dei semiconduttori, il supporto degli utenti è ampio, oltre alle numerose risorse disponibili tramite l'ecosistema ARM di terze parti. Alla piattaforma è associata una comunità online in espansione, disponibile sul sito Web che include l'accesso alla documentazione e diversi forum per gli utenti. Il fenomeno Arduino ha riscosso un successo internazionale e attualmente molte piccole aziende producono schede in proprio, compatibili con Arduino e dotate dello stesso layout per i connettori, che permettono l'integrazione di Shield come plug-in. Arduino è supportata dagli utenti e dai forum, disponibili all'indirizzo arduino.cc, più che dal relativo produttore, che offre un supporto applicativo estremamente limitato, riducendo in modo significativo, di conseguenza, il potenziale utilizzo della scheda nelle aziende più grandi. Arduino si basa prevalentemente su MCU della famiglia AVR a 8 bit di Atmel, quindi può eseguire semplici funzioni di controllo, ma la memoria limitata ne riduce le capacità. La scheda Arduino Uno, ad esempio, si basa sull'mcu ATmega328. Include tutto il necessario per supportare l'mcu e può essere alimentata tramite USB, una batteria o un adattatore di alimentazione esterno. L'IDE open source è disponibile per il download gratuito ed è compatibile con i sistemi operativi MS-Windows, Macintosh OSX e Linux. Arduino è l'unica scheda, fra le quattro considerate, a non essere una piattaforma MCU basata su ARM. 14 etech - NUMERO 9 etech - NUMERO 9 15

10 mbed mbed, sviluppato, lanciato e supportato continuativamente da ARM, è un modulo basato su software open source piccolo e poco costoso, per la rapida prototipazione di MCU. Il modulo consente un'introduzione semplice e veloce all'area, normalmente costosa, dell'elaborazione dei core ARM, a scopo di formazione e utilizzo iniziale. Risponde alle esigenze più varie da chi si cimenta per la prima volta nell'ambiente integrato ai tecnici professionisti più esperti. L'attuale implementazione della scheda mbed si basa su un MCU Cortex-M3 di ARM, LPC1768 NXP, con interfacce quali Ethernet, USB, CAN, SPI e I 2 C. Disponibile in un modulo DIP a 40 piedini, la scheda ha dimensioni ridotte (44 x 26 mm) e può essere alimentata tramite una porta USB. Il modulo MBED può fornire prestazioni di tutto rispetto, grazie all'apprezzabile potenza del core Cortex-M3, che sta rapidamente diventando il core standard di fascia bassa e media sugli MCU per impieghi generali. Il modulo stesso non offre molte capacità di interfacciamento con le periferiche, per cui fondamentalmente si tratta di un processore con un'interfaccia USB per un PC. Ciò che distingue mbed sono gli strumenti di sviluppo, interamente nel "cloud" e realmente gratuiti, con il codice utente scritto e compilato in un ambiente di sviluppo integrato (IDE) online. Gli utenti possono acquistare il kit e registrarlo all'indirizzo mbed.org, quindi archiviare i loro programmi sul sito Web, che include anche blog, forum, librerie di programmi forniti dai membri e altre risorse di sviluppo. Un altro vantaggio è la possibilità di collegamento a qualsiasi computer connesso al Web, mentre i programmi si possono scaricare e modificare senza dover installare software per PC. Lo svantaggio, naturalmente, è che le aziende non desiderano che il proprio software, frutto del costoso lavoro di sviluppo, finisca liberamente distribuito sul Web. Pertanto questo modulo non può essere consigliato per uno sviluppo avanzato dei prodotti, soprattutto nelle ultime fasi di preproduzione, quando chi lo usa deve passare a software e strumenti di debug professionali di fascia alta. TROVA: Per ulteriori informazioni sulle schede e le relative comunità, visita development-kits BeagleBoard Anche la scheda BeagleBoard è stata progettata per rispondere alle esigenze della comunità open source. Originariamente, Texas Instruments aveva sviluppato la scheda per l'uso negli istituti scolastici, dove gli studenti potevano familiarizzarsi con le capacità del software e dell'hardware open source. Tuttavia, BeagleBoard si è evoluta e attualmente si posiziona senza dubbio tra i dispositivi di fascia alta, con prestazioni ed espandibilità eccellenti ma, com'è prevedibile, ha un costo elevato. Il nuovo BeagleBoard-xM System integra un processore Digital Media DaVinci DM3730 di TI, compatibile con i microprocessori AM37x Sitara di TI, basati su ARM. DM3730 comprende un core superscalare di fascia alta Cortex-A8 di ARM, da 1 GHz, e un sottosistema di accelerazione audio/video ad alte prestazioni, basato su acceleratori hardware DSP e video TMS320C64x+ VLIW da 800 MHz. Il chip inoltre include un acceleratore grafico 3D e un'ampia quantità di memoria. Benché non tutte le funzionalità fornite dal processore siano accessibili da BeagleBoard, il sistema può essere ampliato con l'aggiunta di altre funzioni e interfacce. La scheda, che se desiderato può essere alimentata tramite l'otg USB, presenta un hub USB 2.0 ad alta velocità e quattro porte, connettività Ethernet 10/100 e un'intera gamma di interfacce e connettori multimediali, compresi DVI-D per i monitor digitali per computer e i televisori ad alta definizione, S-Video (uscita TV) e I/O audio stereo. BeagleBoard non è una scheda concepita dal produttore come piattaforma completa per lo sviluppo integrato, ma è stata progettata per consentire agli utenti di verificare le prestazioni dei processori e, inoltre, espandere la comunità di progettisti. Tuttavia, considerati la sua potenza e il livello tecnologicamente avanzato, e in particolare la capacità di gestire l'elaborazione A/V, può essere utilizzata a qualsiasi livello, dal principiante allo sviluppatore esperto di applicazioni industriali di fascia economica. Come Kinetis Tower, la piattaforma viene prodotta da un fornitore leader di chip, per cui il supporto agli utenti è adeguato e sono disponibili risorse tramite l'ecosistema di ARM. La comunità online si trova sul sito Web beagleboard.org. La via verde è trendy Motore iq Il produttore leader in Europa per i motori e le ventole ha creato il motore iq, che garantisce un risparmio energetico fra il 65 e il 90% e può essere installato rapidamente e a basso costo per aggiornare le applicazioni dotate attualmente di motori Q. Dall'esterno, il motore iq si presenta come il motore Q standard ma le somiglianze finiscono qui. All'interno il motore iq è completamente diverso: integra tecnologia avanzata come un motore EC a elevata efficienza e basso consumo, con un controllo intelligente a loop chiuso e aperto. Il motore iq rappresenta l'alternativa perfetta per sostituire il motore Q, ormai obsoleto. Poiché utilizza motori in c.c. a magnete permanente, iq offre un'efficienza superiore a quella del motore sincrono (c.a.) di Q, con un risparmio di energia medio del 70%. Stringa di ricerca RS Web: Ventola assiale compatta ebm-papst ha lanciato la nuova ventola 2200F, che offre una capacità di raffreddamento superiore del 65%, un livello di rumore ridotto e un consumo energetico inferiore rispetto alle ventole installate normalmente nei server, armadi di switch e drive. La nuova ventola assiale compatta 2200F risolve i problemi di raffreddamento grazie alla sua rivoluzionaria tecnologia di sviluppo. 2200F assicura prestazioni superiori e una rumorosità limitata, con un ingombro inferiore a quello dei dispositivi precedenti. Riducendo le dimensioni e lo spessore della ventola compatta, ebm-papst ha ottenuto una capacità di raffreddamento superiore del 65%. Tuttavia, la riduzione nelle dimensioni non ha compromesso le prestazioni; al contrario, le ha migliorate del 30%. Utilizzando tecniche di modellazione dinamica dei fluidi, per la ventola assiale 2200F è stata sviluppata una nuova girante, che ha aumentato le prestazioni e ridotto i livelli di rumore di ben 8 decibel e, allo stesso tempo, si è dimostrata in grado di erogare un flusso dell'aria superiore del 30%, consumando meno energia. A complemento della girante, è stato progettato un nuovo motore con un angolo di deflessione e un software di commutazione esclusivi, che riducono efficacemente il rumore del motore e il consumo in funzione. Inoltre la struttura complessiva garantisce un'efficienza del motore pari all'85%. Stringa di ricerca RS Web: i-maxx Serie ACi La ventola in c.a. i-maxx è destinata a rivoluzionare il settore sostituendo le tradizionali ventole compatte in c.a. come scelta ideale per l'interno degli armadi di controllo, la tecnologia di refrigerazione e il raffreddamento dei filtri. A differenza delle ventole compatte in c.a., i-maxx è in grado di raggiungere un risparmio energetico fino al 77%, offre una durata utile più lunga del 70% e una riduzione del rumore di 8 decibel e infine presenta quasi la metà del peso. La nuova serie i-maxx ACi 4400 costituisce la prima alternativa meccanicamente compatibile e ad elevata efficienza energetica, alla ventola compatta c.a. da 120 mm, ormai obsoleta, assicurando lo stesso livello di prestazioni e funzionalità, senza compromessi. Questo prodotto supporta l'integrazione completa dell'elettronica di comando nel mozzo del motore, consentita dall'ottimizzazione della commutazione priva di sensore del motore e dall'impiego di elettronica avanzata. L'uso di aerodinamica evoluta, oltre all'ottimizzazione del motore nella nuova ventola i-maxx, migliora ulteriormente le prestazioni e l'uso di pale a falce e winglets assicura un funzionamento più silenzioso ed efficiente, rispetto alle ventole c.a. tradizionali. Stringa di ricerca RS Web: Condividi le tue opinioni... TROVA: 16 etech - NUMERO 9 etech - NUMERO 9 17

11 Previsioni sulla memoria Guardiamo nella sfera di cristallo o? stimolata dalla domanda crescente di memorie veloci e a bassa alimentazione in dispositivi consumer portatili e intelligenti come i tablet e gli smartphone. Mark Cundle, Technical Marketing Manager Se esiste un'area di prodotti di base nel settore dei semiconduttori, questa è la memoria. Sicuramente si tratta dell'area oggetto del maggiore interesse nelle contrattazioni: l'aumento o la diminuzione del prezzo di vendita medio di qualsiasi chip di DRAM tra i più richiesti, solitamente viene citato come un punto di riferimento per l'intero settore dei semiconduttori. Mercati e produttori Dal punto di vista del business, attualmente il mercato dei semiconduttori raggiunge un fatturato di 300 miliardi di dollari l'anno, gran parte del quale è dovuta ai chip di memoria ma si tratta di una quota estremamente variabile, di anno in anno. I costi sostenuti da un produttore per mantenersi sul mercato sono elevati, i margini sempre più esigui e i profitti spesso vengono realizzati unicamente negli anni positivi, tranne forse per i leader del mercato. Il settore sta assistendo a una riduzione nel numero dei partecipanti principali ovvero coloro che possono vantare comunque una quota superiore al 5% del mercato mentre nell'ultimo decennio circa si è verificato un ampio consolidamento dei fornitori di memoria. Questa evoluzione ha riguardato in primo luogo la DRAM e, negli ultimi anni, ha scompaginato l'assetto dei produttori leader di memorie non volatili (NVM), che prevalentemente corrispondono alla memoria Flash. Elaborazione, architettura e interconnessione Sul piano delle tecnologie, una delle difficoltà principali nello sviluppo dei chip di memoria consiste nel tenersi al passo con il miglioramento delle prestazioni dei microprocessori e fornire memorie più veloci e a minore consumo energetico. I produttori di memoria sono sempre più sotto pressione per apportare miglioramenti alle architetture e passare a nodi di elaborazione ridotti, anche se naturalmente la memoria mantiene la priorità nello sviluppo dei dispositivi al silicio. Le contingenze economiche della miniaturizzazione tecnologica hanno indotto i produttori leader delle memorie DRAM a iniziare la produzione al nodo da 30 nm, mentre alcuni fornitori stanno campionando dispositivi a 25 nm. Nella memoria Flash NAND, il tipo di memoria Flash più comune utilizzato per l'archiviazione dei dati nei dischi allo stato solido, nelle unità Flash USB e nelle schede di memoria multimediale, attualmente i produttori leader iniziano a realizzare memorie a 64 Gbit in tecnologie di produzione variabili da 20 a 30 nm. Attualmente il mercato dei semiconduttori raggiunge un fatturato di 300 miliardi di dollari l'anno. Lo standard è stato messo a punto appositamente per le applicazioni mobili e i sistemi informatici che richiedono prestazioni elevate e bassi consumi. Flash: espansione e innovazione? Oggi il mercato Flash sta conoscendo una notevole espansione, stimolata dalla domanda crescente di memorie veloci e a bassa alimentazione in dispositivi consumer portatili e intelligenti come i tablet e gli smartphone. Secondo i dati del 2010 dell'analista di mercato IHS isuppli, la tecnologia di memoria leader per le applicazioni portatili nei prossimi anni sarà la Flash NAND. Si prevede che questa tecnologia nel 2011 fornirà circa la metà del fatturato totale nel mercato delle memorie per i prodotti portatili, seguita dalla DRAM, con una quota di circa un terzo, e dalla Flash NOR per la parte rimanente. Come considerazione collaterale, nessuna di queste tecnologie limiterà il ruolo dei dischi rigidi tradizionali, che offrono capacità di archiviazione ad alta densità sempre maggiori e che, nel breve periodo, non usciranno dai mercati consumer dei dispositivi mobili, dei server e dei computer portatili. Benché ciò sia improbabile nel futuro immediato, dove l'utilizzo delle memorie Flash continua ad aumentare con una vitalità inalterata, forse alcuni degli sviluppi più interessanti che stanno avvenendo nella tecnologia delle memorie sono le numerose sostituzioni possibili per le memorie Flash nelle applicazioni autonome e integrate. I concorrenti principali offrono diversi vantaggi rispetto alle memorie Flash, ad esempio tempi di lettura/scrittura 100 volte più rapidi e una resistenza per i cicli di scrittura significativamente superiore: I dati della memoria PCM (Phase-Change Memory) vengono generati quando si applicano vari livelli di corrente al materiale vetroso della PCM, modificando la struttura fisica del materiale stesso dallo stato cristallino a quello amorfo. Poiché la corrente può essere erogata a livelli variabili, la PCM può consentire l'archiviazione di più di bit di dati per cella. La memoria FeRAM o FRAM (Ferroelectric Random Access Memory) si comporta in modo analogo alla DRAM, per il fatto che consente l'accesso casuale a ciascun bit per le operazioni di lettura e scrittura. Comprende un condensatore con materiale ferroelettrico che, all'applicazione di un campo elettrico, viene polarizzato. La memoria MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) e la MRAM di seconda generazione, denominata SST-MRAM (Spin Transfer Torque MRAM) utilizza elementi di archiviazione magnetici. Questa tecnologia promette di sostituire potenzialmente non soltanto la memoria Flash, ma anche la DRAM e la SRAM. La tecnologia della RAM resistiva (RRAM) si basa sulla commutazione elettronica (indotta da corrente o tensione) di un materiale utilizzato come resistenza fra due stati resistivi stabili (basso/alto). Secondo l'istituto di ricerca IMEC, i dispositivi RRAM con una struttura a elementi sovrapposti potrebbero essere immessi sul mercato a 11 nm. IMEC ritiene che la memoria Flash raggiungerà 20 nm, con la Flash SONOS (Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon) come fase intermedia ai nodi da 17 e 14 nm. Di fronte all'importanza crescente delle tecnologie di memoria 3D, sono inoltre necessarie architetture e strutture di memoria innovative: a livello di tecnologia di produzione, con celle di memoria DRAM implementate in strutture 3D, e a livello dello stampo in silicio, con la sovrapposizione dei moduli DRAM utilizzando interconnessioni TSV (Through-Silicon-Via) per soddisfare le esigenze di alta densità. Lo sviluppo avanzato delle memorie Flash NAND 3D con strutture a gate verticali, che garantiscono un livello elevato di resistenza e affidabilità, è una prospettiva che sembra destinata a concretizzarsi nel prossimo anno. TROVA: Un altro aspetto problematico nel settore è il potenziale dello standard di interconnessione ad alto rendimento di prossima generazione. All'inizio del 2011, JEDEC ha annunciato lo standard Universal Flash Storage (UFS), concepito quale specifica più avanzata per l'archiviazione nelle memorie Flash integrate e rimovibili. Condividi le tue opinioni etech - NUMERO 9 etech - NUMERO 9 19

12 L'industria giapponese dei display passa agli LCD più piccoli Hideaki Sakazume In risposta alla domanda rapidamente crescente di display ad alta definizione piccoli e medi per smartphone, tablet e altri prodotti portatili intelligenti, i produttori di pannelli LCD in Giappone hanno iniziato a dedicare un'attenzione senza precedenti a questi schermi, a scapito di quelli di grandi dimensioni. Calo di redditività per i pannelli LCD di grande formato I produttori di pannelli LCD in Giappone devono cambiare radicalmente le loro strategie. Dall'inizio del nuovo secolo, nonostante la necessità emergente di pannelli LCD di dimensioni piccole e medie per telefoni cellulari multifunzione, videocamere, fotocamere digitali, prodotti satnav, PDA e così via, il mercato globale degli LCD si è concentrato sulla competizione finalizzata a sviluppare e produrre pannelli widescreen per i televisori. Ora, dopo più di un decennio, questi prodotti vengono forniti in grandi quantità, con i produttori sud-coreani e taiwanesi alla guida del settore. Anche la Cina ha iniziato a incrementare la produzione, per soddisfare il consumo interno. Da questo punto di vista, sta diventando autosufficiente, con una quota del 39% nel 2011 che probabilmente supererà il 100% nel In seguito a questo straordinario aumento nel volume di produzione in tutto il mondo, si assisterà a un crollo dei profitti per i produttori del settore. Attualmente la crescita si è stabilizzata e i prezzi stanno già diminuendo per i pannelli LCD televisivi fino a 40 pollici. Questa situazione è in netto contrasto con la domanda in drastica crescita di display ad alta definizione, in formato piccolo e medio, per dispositivi quali smartphone, tablet, display 3D, e-paper e molti altri. Ad esempio, i mercati per gli LCD degli smartphone e i display dei tablet stanno aumentando a tassi del 51% e del 33% all'anno, rispettivamente. Fra le cause del fenomeno, per ricordare solo un esempio, c'è il volume di produzione degli ipad di Apple nel 2012, che si prevede raggiungerà un cifra compresa fra gli 80 e i 100 milioni di unità. Sharp è alla conquista dei mercati, mentre i concorrenti fondano una nuova azienda I produttori di pannelli LCD in Giappone sono perfettamente consapevoli di questo mutamento sul mercato globale e hanno risposto cambiando rotta, ovvero allontanandosi dagli schermi di grandi dimensioni e passando ai display piccoli e medi. Sharp, un'azienda giapponese leader per i pannelli LCD, era specializzata nella produzione di display di tutte le dimensioni, ma di recente ha deciso di riconvertire gli stabilimenti di Kameyama n.1 e 2, utilizzati in precedenza per gli schermi televisivi di grande formato, destinandoli ai segmenti dei pannelli piccoli e medi. Le apparecchiature di produzione dei pannelli più grandi nello stabilimento n. 1 sono già state vendute a un produttore cinese. "Stiamo per dirottare la divisione LCD su un settore a elevato sviluppo commerciale", ha dichiarato il presidente di Sharp, Miko Katayama, in occasione di una conferenza stampa tenutasi per annunciare la strategia di ristrutturazione aziendale. "Non ci batteremo su un mercato nel quale i vincitori non riescono nemmeno a realizzare un profitto". Nel frattempo, altre tre aziende diventate leader per la produzione di pannelli LCD di formato piccolo e medio Toshiba Mobile Display, Hitachi Displays e Sony Mobile Display (che di recente ha acquisito Panasonic) hanno deciso di fondere le rispettive divisioni creando una nuova società, denominata temporaneamente Japan Display KK, che si specializzerà in display miniaturizzati. La fusione verrà completata nel 2 trimestre del 2012, con un obiettivo di vendite pari a 750 miliardi di yen entro l'anno fiscale 2016 (che avrà termine a marzo 2016). Le prestazioni combinate delle tre aziende nel 2010 corrisponde al 22% del valore della domanda globale; di conseguenza, è prevedibile che Japan Display diventi in pratica il produttore più grande al mondo di pannelli LCD piccoli e medi. Un'altra azienda partecipante alla fusione sarà Innovation Corporation of Japan (INCJ). Fondata nel 2010, INCJ è sostenuta dal governo giapponese, che vi ha investito 82 miliardi di yen, a cui si aggiungono 8,5 miliardi di yen di capitale Continua a pagina 22 > 20 etech - NUMERO 9 etech - NUMERO 9 21

13 NOVITÀ Aumento alla terza potenza dell'isolamento dell'alimentazione c.c./c.c., fino a 10 kv c.c.! Convertitori con elevato isolamento e bassa corrente di dispersione per applicazioni medicali: < Continua da pagina 21 dal settore privato. Il presidente di Japan Display verrà selezionato all'esterno delle tre aziende fondatrici e il 70% delle sue azioni con diritto di voto saranno di proprietà di INCJ. Pertanto, la fusione assume i connotati di una misura di salvaguardia nazionale. I principali produttori di semiconduttori in Giappone hanno già stabilito precedenti per fusioni di questo tipo. Gli esempi comprendono la società nota attualmente come Elpida Memory Inc., frutto della fusione delle divisioni DRAM di NEC, Hitachi e Mitsubishi, e il produttore di semiconduttori Renesas Electronics Corporation, creata dalle stesse tre aziende. Il vantaggio della superiorità tecnologica Come ha dichiarato l'amministratore delegato di INCJ, Kimikazu Noumi: "Con i display piccoli e medi, la strategia vincente è affidarsi alle tecnologie in grado di aggiungere valore migliorando la definizione, ampliando l'angolo di visione e riducendo il consumo energetico. In questa prospettiva, i produttori giapponesi possono sfruttare livelli di eccellenza tecnologica riconosciuti in tutto il mondo". La grande domanda è se i produttori del Giappone sapranno utilizzare la loro esclusiva tecnologia all'avanguardia per assumere una posizione dominante nel settore. Ma quali sono le specifiche tecnologie avanzate più importanti per i display piccoli e medi? A grandi linee, la tecnologia dei pannelli LCD si può suddividere in due filoni principali: la prima riguarda i display veri e propri, la seconda i transistor con pellicola sottile (TFT) che controllano i display. Considerando in primo luogo la tecnologia complessiva dei display, risulta dominante l'ips (In-Plane Switching). In questa tecnologia, sviluppata da Hitachi, non soltanto i transistor di controllo sono integrati con il campo elettrico parallelo al substrato, ma gli stessi cristalli liquidi sono orientati orizzontalmente, eliminando la necessità di elettrodi sul substrato di vetro attraversato dalla luce. In un display IPS, a differenza di uno schermo TN (Twisted-Nematic) o con allineamento verticale (VA), le molecole di cristalli liquidi non sono orientate verticalmente di fronte al substrato di vetro. In questo modo si ottiene un pannello con proprietà di allineamento della luce superiori: ad esempio, esistono variazioni minime di luminosità e colore, in base all'angolo di visione. I display IPS sono inoltre resistenti alla pressione, una capacità che consente di utilizzarli per i touchscreen. Com'è noto, l'iphone 4 di Apple utilizza un pannello IPS denominato display Retina. Tuttavia, l'allineamento orizzontale dei cristalli non è un'esclusiva dei produttori giapponesi, in quanto esistono tecnologie simili, ad esempio la FFS (Fringe Field Switching), utilizzata dalla società taiwanese Hydis. Un'altra tecnologia promettente per i pannelli è quella dei diodi organici a emissione luminosa (OLED). Tuttavia, nella commercializzazione dei pannelli OLED, i leader sono i sudcoreani, ad esempio Samsung, che hanno prevalso sulle aziende giapponesi. Il secondo filone tecnologico principale riguarda i transistor con pellicola sottile (TFT). Da questo punto di vista, probabilmente il fattore più importante è la vasta gamma di tecnologie basate sul polisilicio a bassa temperatura (LTPS). La maggior parte dei display piccoli e medi oggi disponibili utilizza i TFT con silicio amorfo. Ma, per i prodotti ad alta definizione, come gli smartphone, i display LTPS si sono dimostrati molto utili e sempre più redditizi, grazie alla mobilità di carica del polisilicio, notevolmente superiore a quella del silicio amorfo. Ciò consente di ridurre le dimensioni dei TFT in modo significativo. Fra l'altro, la "bassa temperatura" nella definizione della tecnologia LTPS si riferisce al fatto che i TFT possono essere prodotti a temperature inferiori a 650 C, che corrisponde alla soglia di deformazione del substrato di vetro degli LCD. In questo modo è possibile conformare i TFT sul substrato, ottenendo una definizione più elevata. Tuttavia, ancora una volta, la tecnologia LTPS non è esclusiva dei produttori giapponesi. Un altro fattore significativo a proposito dei TFT è il progresso delle tecnologie correlate ai materiali. Un esempio rivelatore è rappresentato dai semiconduttori a ossido amorfo trasparente (TAOS). Sharp, ad esempio, ha sviluppato una tecnologia per la produzione di pannelli IGZO Gen 8 (2160 x 2460 mm) che, secondo l'azienda, verranno impiegati nei PC tablet. IGZO è una variante di TAOS costituita prevalentemente da indio, gallio e zinco. Oltre all'elevata mobilità di carica, una speciale funzionalità di IGZO, sotto forma di pellicola sottile, è la permeabilità alla luce visibile, che consente di utilizzare questo materiale per creare pellicole quasi trasparenti. Un'altra freccia nell'arco di Sharp è la tecnologia a grani continui di silicio (CGS). In questo caso, i cristalli di silicio nei display LTPS sono allineati con regolarità; tale aspetto consente di aumentare la mobilità di carica fino a 600 volte quella del silicio amorfo e fino a circa quattro volte quella della tecnologia LTPS, raggiungendo una velocità paragonabile al silicio a cristalli singoli. Grazie alla tecnologia CGS, è inoltre possibile montare altri circuiti sul substrato LCD. Senza dubbio, il silicio a grani continui mostra un notevole potenziale per lo sviluppo di un "system on chip" legato a un display. Di recente, Sharp ha dichiarato che intende utilizzare la tecnologia CGS per i display degli smartphone. In considerazione di questi aspetti, i produttori giapponesi di display sembrano avere a disposizione un numero adeguato di tecnologie all'avanguardia per i pannelli LCD di formato piccolo e medio. D'altra parte, ciò non significa necessariamente che queste tecnologie siano talmente uniche nel loro genere da assicurare al Giappone un dominio incontrastato sulla concorrenza internazionale. Anche le tecnologie secondarie possono giocare un ruolo decisivo. Fra queste, ricordiamo le tecnologie correlate al vetro e ad altri materiali, i dispositivi di produzione, tecniche quali la litografia, nonché le metodiche di verifica e valutazione. Avendo cambiato strategia per concentrarsi sui display LCD piccoli e medi, i produttori del Giappone dovranno considerare tutti questi fattori al momento di prevedere il futuro. Una cosa è certa: non sarà una navigazione tranquilla. TROVA: Caratteristiche di base: Isolamento di tre volte potenziato, fino a 10 kv c.c./5 kv c.a. Design ultra compatto - 1 e 2 Watt nel contenitore SIP7-3,5 e 6 Watt nel contenitore DIP24 Efficienza fino all'86% Certificazione EN, CSA e UL Corrente di standby ridotta (1 ma) Garanzia di 3 anni Serie REC6 ultra compatta nel contenitore DIP24, con isolamento fino a 10 kv c.c. RECOM ha risolto il problema del montaggio di un isolamento potenziato tre volte in un contenitore di dimensioni compatte. Grazie alla rivoluzionaria tecnologia re³-inforced nei contenitori standard SIP7 o DIP24, è finalmente possibile ottenere un isolamento da 8 kv c.c. o da 10 kv c.c. La capacità di accoppiamento del trasformatore, del 30% inferiore, assicura una corrente di dispersione estremamente bassa anche ai driver: un requisito comune nelle applicazioni medicali. Una tecnologia unica a un prezzo accessibile! 22 etech - NUMERO 9

14 Le librerie di componenti e le sfide della collaborazione Ian Bromley, Marketing Engineer Una libreria di componenti, naturalmente, è un elemento funzionale determinante in uno strumento di progettazione CAD per PCB. Se non fosse disponibile... beh, un'automobile non funziona senza benzina. Forse si tratta di un'analogia elementare, ma isola il nocciolo del problema: chi è responsabile per la produzione delle librerie? La risposta logica e immediata è: l'utente finale, come è sempre stato dall'inizio dello sviluppo e dell'introduzione degli strumenti di progettazione elettronica. Le previsioni non sono facili, ma in generale il costo deve essere decisamente elevato nel settore, se i team di progettazione di PCB in tutto il mondo stanno ricreando librerie di componenti per i propri strumenti CAD, ripetendo gran parte del lavoro già svolto. Ogni volta che un produttore lancia un nuovo componente, questo viene integrato nelle librerie di centinaia o migliaia di aziende e in molti modi diversi. Naturalmente, il vantaggio sulla concorrenza è cruciale, ma dal punto di vista dell'azienda utilizzatrice finale, una libreria di dati su componenti proprietari assicura veramente quel margine competitivo tanto importante, soprattutto in combinazione con gli altri fattori distintivi offerti da una progettazione creativa? Alla ricerca di uno standard Quali sono le possibilità di accordarsi su un formato standard del settore che consenta un semplice scambio di librerie di dati sui componenti o persino la creazione di una libreria di componenti globale già pronta? Al momento non esiste uno standard del settore, accettato su vasta scala, che sia in grado ad esempio di definire tutte le informazioni sui piedini per un componente, oltre alle relative dimensioni, per l'immissione in uno strumento di disegno del layout, consentendo in ultima analisi di migliorare l'automazione del processo di progettazione e produzione dei PCB. È evidente che la comunità degli strumenti di progettazione, i produttori di componenti e le aziende coinvolte nella progettazione di PCB non condividono gli stessi interessi. I produttori di componenti modificano regolarmente le tipologie di modelli e, inoltre, tendono a selezionare una soluzione esclusiva per molti prodotti, nella speranza di eliminare la concorrenza e diventare fornitori unici dei loro clienti. A ciò si aggiunge il fatto che, in generale, i produttori non sembrano ancora decisi a fornire i loro dati nei diversi formati degli strumenti CAD disponibili. Anche i fornitori CAD probabilmente non sono animati da una motivazione sufficiente a supporto di un formato standardizzato per le librerie. Anzi, nel loro caso, le ampie librerie sviluppate internamente fungono da criterio distintivo per i prodotti. Questa visione delle librerie è condivisa da molte delle più importanti aziende internazionali di progettazione e produzione, che le ritengono un elemento caratterizzante e per questo sono disposte a sostenere il costo elevato della loro gestione. Al contrario, per gli utenti finali la standardizzazione costituirebbe uno straordinario passo avanti, ma rimane difficile da attuare poiché i fornitori CAD implementano le librerie in una pluralità di modi diversi. Di conseguenza, la conversione dei dati in un formato standard è una sfida complessa, ma è essenziale risolverla, per evitare alle singole aziende e agli utenti di dover ricreare librerie ogni volta. Proposte in passato Negli anni, sono stati proposti e introdotti vari standard, ad esempio l'ipc-sm-782 (Surface Mount Design and Land Pattern Standard), sviluppato da IPC negli anni '80 e nei primi anni '90. L'IPC (www. IPC.org) è un'associazione commerciale internazionale che rappresenta circa aziende di elettronica specializzate nella progettazione, produzione, assemblaggio e test di PCB. La variante più recente dello standard IPC-SM-782 è l'ipc-7351b. Secondo questa normativa, numerosi fornitori offrono strumenti software in grado di calcolare modelli di superfici e generare librerie di nuovi componenti. Ma questo standard fatica ad affermarsi e non è molto diffuso. Nel corso degli anni si sono succeduti svariati tentativi di standardizzazione, in concorrenza con le proposte dell'ipc, ma nessuno finora ha riscosso un successo significativo. Con ogni probabilità, se dovesse emergere uno standard, sarebbe un'iniziativa promossa dalle aziende di progettazione minori, costrette a utilizzare con frequenza crescente i motori di ricerca dei componenti disponibili sui siti Web dei distributori di elettronica internazionali. La soluzione Ultra Librarian Fra le soluzioni emergenti più interessanti e utilizzate spicca quella di Accelerated Designs, ovvero Ultra Librarian (UL), uno strumento in grado di memorizzare le descrizioni di simboli di schemi e impronte, indipendenti dal fornitore, oltre a calcoli geometrici delle superfici accettate nel settore o a geometrie di superficie specificate dai fornitori. Accelerated Designs sostiene che molte aziende CAD hanno contribuito allo sviluppo di questo strumento, consentendo l'esportazione di dati nel formato più facilmente utilizzabile, mentre numerosi produttori leader di semiconduttori lo stanno già impiegando per fornire impronte e simboli. Disponibile su vasta scala per il download gratuito, UL Reader, parte del set di strumenti Ultra Librarian, supporta la generazione, l'importazione e l'esportazione di componenti e dei relativi attributi, tramite file "bxl" indipendenti dal fornitore, praticamente in qualsiasi pacchetto per schemi e layout di PCB. Le impronte di dispositivi generate da UL Reader in realtà si basano sulla specifica IPC Inoltre gli utenti finali possono modificare gli standard utilizzati per creare simboli e impronte di componenti in modo da farli corrispondere con le proprie normative interne, semplicemente acquistando come upgrade la suite Ultra Librarian. Un risultato superiore alle aspettative In ogni caso, tutte le varie parti interessate dell'ecosistema di progettazione dei PCB dovranno coordinarsi nel flusso dei dati dei componenti. In questo processo sono fondamentali i produttori di semiconduttori e la loro disponibilità a fornire dati sui componenti in un formato di scambio aperto. Se ciò avverrà, i principali distributori di componenti elettronici potranno offrire un semplice accesso ai dati di base delle parti per gli strumenti CAD. Ad esempio, il sito Web DesignSpark, dedicato al noto strumento omonimo di progettazione di PCB, ora offre librerie in formato bxl fornite da produttori leader quali STMicroelectronics e Microchip. Continuando su questa strada, il sito Web di un distributore globale potrà diventare un'essenziale risorsa di librerie per qualsiasi tecnico di progettazione. Scarica... DesignSpark PCB da 24 etech - NUMERO 9 etech - NUMERO 9 25

15 CONSIGLI SULLA PROGET- TAZIONE IN COLLABORAZIONE CON CONSIGLI SULLA PROGET- TAZIONE Ampli low-cost per cuffie Musica per le tue orecchie di Stefan Dellemann (Germania) Ci sono certamente numerosi progetti di amplificatori per cuffie precedenti a questo, sia di maggiore che di minor successo e più o meno complessi. Il progetto presentato in questo articolo è semplice, suona bene e può essere realizzato con componenti commercialmente affermati. Specifiche: (Carico di uscita: 33 Ω, alimentazione: ±9 V) Impedenza d ingresso (senza P1) 10 kω Larghezza di banda 3.4 Hz 2.4 MHz THD + Noise (1 khz, 1 mw/33 Ω) % (B = 22 khz) THD + Noise (1 khz, 1 mw/33 Ω) 0.01 % (B = 80 khz) Rapporto segnale rumore (rif. 1 mw/33 Ω) 89 db (B = 22 khz) 92 dba Max. tensione (su 33 Ω) 3.3 V (THD+N = 0.1 %) Max. Tensione d ingresso 0,57 V (P1 regolato al massimo volume) Consumo di corrente 19 ma Oggigiorno non è così facile trovare nei negozi un amplificatore per cuffie dedicato. Esistono, soprattutto nel mondo hi-fi, ma raggiungono prezzi considerevoli. Il progetto qui presentato è di qualità leggermente inferiore a questi circuiti di fascia alta, ma può essere costruito usando componenti facilmente reperibili e riesce ancora ad avere un audio di buona qualità. Il circuito Il circuito può essere descritto come una sorta di amplificatore di potenza, costruito con componenti discreti (vedi figura 1). Allo stadio di ingresso troviamo un controllo del volume (P1, che è collegato tramite un connettore) e un condensatore di accoppiamento (C1), seguito da un amplificatore differenziale (T1, T2) con un generatore di corrente costante (T3) nel ramo emettitore. Il trimmer posto tra T1 e T2 (P2) serve per impostare il bilanciamento tra I rami, o in altre parole, imposta l output a 0 volt ripetto a massa. Per un ottimo audio, i collettori di entrambi i transistor dovrebbero essere attraversati dalla medesima corrente. Questo si può vedere misurando la tensione tra i punti F e G nello schema elettrico, che sono quasi equipotenziali. L offset di ingresso su R1 è dovuto alla corrente che scorre attraverso T1. Questo fa sì che la tensione nel punto A (V(A)) sia leggermente negativa. Una rapido test del prototipo ha dimostrato che la corrente di base in T1 era di circa 3 µa. Senza la compensazione fornita dal potenziometro P2 l offset di tensione sull uscita VO avrebbe superato 0,2 V: VO = (1 + R6/R5) V(A) VO = (1 + 10/1,5) 0,028 = V L offset può quindi essere rimosso impostando l amplificatore differenziale per funzionare in modo leggermente asimmetrico. Anche se questo non è il metodo migliore per quanto concerne la qualità del suono, si riesce così a mantenere il circuito più semplice possibile. I generatori di corrente costante Il generatore di corrente nel ramo emettitore (T3) è impostato a circa 3 ma tramite i diodi D1, D2 e la resistenza R4, in maniera tale che T4 lavori in modo più lineare possibile. Il segnale audio poi passa per lo stadio driver, T4, che pilota i transistor d uscita di potenza (T6 e T7). C4 è stato aggiunto per aumentare il guadagno. La corrente di riposo nello stadio di uscita è fissata a 5 ma circa, tramite T5 e R9. Supponendo un guadagno (hfe) di 50 per i transistor di uscita, questi 5 ma potrebbero teoricamente fornire 0,005 A Ω = 8 Vpicco su un carico di 32 Ω. Tuttavia, alcune limitazioni sono introdotte dal generatore di corrente costante T5 e dalla caduta di tensione attraverso la giunzione base-emettitore di T7 (circa 1,5 V). Dobbiamo anche tener conto del partitore di tensione costituito da R11 e R12 (R10 e R12) nei calcoli. La tensione massima Vmax sul carico (RL) allora diventa Vmax = RL / (RL + R11 + R12) (9 1.5) Vmax = 4.6 Vpicco Ciò corrisponde a circa 3,26 Vrms,che è quanto abbiamo misurato, come si può vedere dalle specifiche. Ciò significa che il circuito può fornire (3,262/32) = 330 mw su 32 Ω, che dovrebbe essere sufficiente a far felici la maggior parte dei fan del pop e del rock. La resistenza R12, dopo lo stadio di uscita, limita la corrente e mantiene il circuito stabile quando viene collegato un carico capacitivo, come un lungo cavo schermato per le cuffie. Ciò impedisce che i transistor di uscita si surriscaldino quando c è un corto circuito. R10 e R11 assicurano la simmetria del circuito. Nonostante il valore di C2 nel circuito di feedback, la larghezza di banda è ancora molto maggiore della larghezza di banda audio (vedere le specifiche). Per ottenere la frequenza di taglio inferiore dell ingresso abbiamo usato un condensatore C1 da 4,7 µf. Un condensatore da 2,2 µf (più facile da reperire) imposta una frequenza di taglio inferiore ancora accettabile: 7 Hz ( 0,6 db at 20 Hz). I valori misurati su uno dei nostri prototipi sono indicati nello schema del circuito. Questi vanno interpretati come parametri di riferimento piuttosto che come requisiti esatti. Le giunzioni PN e il guadagno dei transistor può naturalmente variare a seconda del produttore (questo vale anche per il consumo di corrente indicato nelle specifiche). Sperimentando Per quelli di voi a cui non importa avere un po di rumore in più (anche se risulterà ancora inudibile con la maggior parte le cuffie), è possibile aumentare l impedenza del circuito di retroazione a circa 10 kω. Ciò può essere ottenuto aumentando la R5 e R6 nel circuito parallelo fino a 10 kω. In questo caso le correnti di base di T1 e T2 si compensano a vicenda. Se vi piace sperimentare, R5 può essere sostituita con una resistenza da 12 kω e R6 con una resistenza da 68 kω (i perfezionisti dovrebbero usare 11,5 kω e 76,8 kω della serie E96). È improbabile che ciò comporti un miglioramento acustico, ma in questo modo si avrebbe un offset minore. Costruzione Un piccolo circuito stampato è stato sviluppato per questo progetto (vedi figura 2), e può essere ordinato dal sito di Elektor[1]. Da qui è possibile scaricare anche il disegno in formato PDF. La disposizione dei componenti è riportata in figura 3. Come al solito, la costruzione è più facile se si inizia la saldatura dei componenti più piccoli (resistenze, diodi) per poi continuare con il montaggio dei componenti sempre più grandi (condensatori, transistor, pin di connessione). Continua a pagina 28 > T1,T2,T3,T5 = BC550C T4 = BC560C T6 = BD139 T7 = BD140 P1 10k C1 4u7 63V A R1 10k R2 1k T1 P2 C 1k T2 100R T3 R3 R4 F B R7 4k7 D1 D2 G 270R 2x 1N4148 C4 R8 + + C5 H 100u 150R 100u 16V 25V A = - 28mV T4 B = - 33mV C = 0.73V T6 D = 0.71V E = 1.37V C3 10p C2 6p8 R6 10k D3 R5 2x 1N4148 D4 1k5 E R9 T5 I D 150R J K R10 10R R12 10R 10R R11 T7 + C6 100u 25V Figura 1. Circuito per il semplice amplificatore per cuffia (un canale). F = 1.31V G = 1.37V H = 0.71V I = 1.4V J = 83.5mV K = 80.5mV V 6..10V Figura 2. Il circuito è compatto nonostante l assenza di componenti SMD. 26 etech - NUMERO 9 etech - NUMERO 9 27

16 CONSIGLI SULLA PROGET- TAZIONE Elenco dei componenti Resistori N. di magazzino RS R1,R6 = Ω R2,R3 = Ω R4 = 270 Ω R5 = Ω R7 = Ω R8,R9 = 150 Ω R10,R11,R12 = 10 Ω P1 = Ω Vedi testo P2 = 100 Ω trimpot SELEZIONE NATURALE Condensatori N. di magazzino RS C1 = 4,7 µf, passo 5 mm o 7,5 mm C2 = 6,8 pf, passo 5 mm C3 = 10 pf, passo 5 mm C4,C5,C6 = 100 µf 16 V radiali Semiconduttori N. di magazzino RS D1,D2,D3,D4 = 1N T1,T2,T3,T5 = BC550C T4 = BC560C T6 = BD T7 = BD Figura 4. Il circuito acquista un look unico quando è nel suo ProjectCase Vari N. di magazzino RS Connessione per P1 = Pinheader a 3 piedini, passo 0, Connessione per P1 = jumper, passo 0, Piedino da saldatura diam. 1,3 mm, 7 pz PCB N , vedi [1]. PCB, codice ordine Avrete bisogno di due schede per una versione stereo, nel qual caso P1 deve essere sostituito con un potenziometro stereo, cosìcché il volume possa essere controllato su entrambi i canali contemporaneamente. Se la sorgente audio include già un controllo di volume, si può omettere P1 (mettendo un ponticello sul connettore o saldando un ponticello sulla scheda tra i pin 1 e 2 del connettore stesso). L impedenza di ingresso del circuito coi valori suggeriti (compreso P1) è come minimo di 5 kω (con P1 regolato per un volume massimo). Questo non dovrebbe essere un problema per la maggior parte delle fonti audio moderne. Si faccia attenzione all interasse dei piedini del condensatore di disaccoppiamento C1, in quanto il circuito può ospitare condensatori con interasse da 5 o 7,5 mm. Per l alimentazione è possibile utilizzare due batterie da 6 V o in alternativa, un trasformatore con due uscite da 6 V, un ponte raddrizzatore da 1,5 A e un condensatore da 8200 µf/16 V per ogni ramo; integrando eventualmente tutto questo con un paio di regolatori di tensione. I transistor di uscita ( T6 e T7), probabilmente non hanno bisogno di dissipatori di calore, in pratica, anche se un piccolo dissipatore di calore farà in modo che siano a prova di cortocircuito. Abbiamo deciso di racchiudere questo circuito in un Elektor ProjectCase[2]. facile da realizzare che gli conferisce un look distintivo con l elettronica in vista (vedi figura 4). Link internet: [1] [2] Più semplice, rapido e chiaro. Il nostro sito web si è evoluto. Oggi trovare i prodotti desiderati non potrebbe essere più facile. Figura 3. Disposizione dei componenti. 28 etech - NUMERO 9 Condividi le tue opinioni... rswww.it

17 Ventilatori intelligenti per un vantaggioso risparmio L'evoluzione costante dei connettori di base Steve Keep, European Distribution Marketing Manager presso Molex, spiega perché i produttori leader di connettori debbano mantenersi in anticipo sui tempi ed evolvere i prodotti di base Per parafrasare un famoso slogan politico degli anni '90: "È il prezzo, stupido". Nel nostro settore è inevitabile che i margini di operatività soffrano a causa della pressione sui prezzi, in particolare nell'area dei prodotti di base. Inoltre, l'ombrello che raccoglie i cosiddetti prodotti di base si sta allargando e copre un'area merceologica più ampia. Negli ultimi anni, le aziende produttrici di connettori di base sono aumentate in modo significativo, intensificando la concorrenza e la pressione sui prezzi. La strategia di Molex per competere in questo mercato consiste nell'introdurre innovazioni sempre diverse, facendo evolvere i propri prodotti di base con l'integrazione di caratteristiche che ne agevolino l'uso e consentano a nuovi clienti di impiegarli nei progetti per nuove applicazioni. La fornitura di componenti con specifiche di temperatura superiori o opzioni di placcatura selezionabili, per garantire una maggiore affidabilità e cicli di accoppiamento più efficienti, ci consente di distinguere la nostra offerta ed essere concorrenziali non soltanto in termini economici. Ad esempio, sui terminali a crimpare, abbiamo aggiunto caratteristiche come l'anti Fish Hooking, un dispositivo che impedisce ai terminali di agganciarsi l'uno all'altro quando vengono forniti in sacchi grandi. Sono accorgimenti piccoli ma importanti come questi che ci permettono di distinguerci sul mercato. Ovviamente, la concorrenza non rimarrà inattiva e presto qualcuno cercherà di imitarci. E, com'è prevedibile, man mano che l'ombrello dei prodotti di base si allarga, altre tipologie di connettori vengono coinvolte; in particolare USB, HDMI e FFC/FPC. Queste tecnologie sono ormai note da anni, ma Molex continua a impegnarsi per migliorarle, al fine di mantenersi in anticipo sulla concorrenza. Un altro fattore che può contribuire a difendere la leadership di Molex è la struttura di produzione globalizzata. In un'epoca di fluttuazioni costanti del mercato, l'allocazione diventa cruciale e può condizionare anche le aziende più forti, come è successo ad alcuni concorrenti di Molex. Da questo punto di vista, la struttura di produzione globalizzata di Molex consente all'azienda di provvedere a una fornitura costante e affidabile e mantenere prezzi stabili sul mercato, evitando potenziali impennate critiche. Anche i mercati dei metalli giocano un ruolo di primo piano, in quanto i connettori di base sono solitamente esposti alle fluttuazioni dei prezzi del metallo. Infatti il costo dei connettori in gran parte è correlato a quello di metalli come r ame e oro, che influiscono in modo determinante sul prezzo del prodotto finito. Molex, da tempo, utilizza in misura crescente i metalli meno sensibili alle variazioni di prezzo, come il palladio, che viene impiegato in alternativa all'oro. Attualmente sta sviluppando contatti in palladio per la propria gamma PicoFlex e per alcuni connettori modulari maschio e femmina. Il palladio non è soggetto a fluttuazioni di 30 etech - NUMERO 9 l'ombrello che raccoglie i cosiddetti prodotti di base si sta allargando e copre un'area merceologica più ampia. prezzo paragonabili a quelle dell'oro e, inoltre, possiede proprietà elettriche equivalenti, se non superiori, in termini di conduttività e durata nel tempo. In sostanza, la strategia migliore per conservare e aumentare la nostra quota di mercato è continuare a evolversi e migliorare i prodotti che offriamo. TROVA: Condividi le tue opinioni % di risparmio In una fabbrica di medie dimensioni sono presenti 50 scatole di comando con fi ltri dell'aria a funzionamento continuato. Sostituendo i ventilatori c.a. convenzionali sarà possibile risparmiare 6,5 MWh di energia all'anno. Il costo sostenuto per i nuovi ventilatori sarà ripagato dopo appena 4-6 mesi. Codice RS: Per ulteriori informazioni, visitare il sito Web RS: Esempio di ventilatore assiale compatto ACi 4400 I ventilatori compatti c.a. tradizionali restano una soluzione scelta da molti per gli armadietti di controllo, la tecnologia di refrigerazione o i ventilatori con fi ltro. Il nuovo i-maxx è stato concepito per ribaltare questa tendenza. Nessuno stupore se i motori convenzionali con espansione polare spaccata trasformano circa il 70% dell'energia assorbita in calore e se ulteriori dispersioni sono dovute alla loro geometria a pale relativamente semplice. La serie di ventilatori compatti ebm-papst i-maxx consente di migliorare tutti questi aspetti, indipendentemente dall'applicazione. La nuova serie i-maxx ACi 4400 rappresenta la prima alternativa a basso consumo, totalmente compatibile dal punto di vista meccanico al classico ventilatore compatto c.a. da 120 mm. Consente di ottenere le stesse prestazioni e le stesse funzioni del prodotto c.a., ma qui fi nisce il confronto.

18 Componenti elettronici Occhiali di protezione Leggerissimi, da Bollé Safety. Guanti POLYFLEX Per assemblaggio e ispezione di componenti elettronici. Componenti elettronici 34401A Agilent Multimetro da banco a 6,5 cifre. n Unisce prestazioni elevate in termini di risoluzione, precisione e velocità per test di sistema e da banco rapidi e accurati. Stringa di ricerca RS Web: n Design aderente, con telaio morbido e ottimo campo visivo. Stringa di ricerca RS Web: n Perfetta aderenza per la massima destrezza e sensibilità tattile; l'apertura sul dorso offre grande comfort e consente alla pelle di respirare. Stringa di ricerca RS Web: guanti polyflex Set di cacciaviti ESD 5 pezzi Per l'utilizzo con componenti sensibili alle cariche elettrostatiche. n Il set contiene: 1 cacciavite a taglio 3x100 mm, 1 cacciavite a taglio da 4x100 mm, 1 cacciavite PHILLIPS PH 0x60 mm, 1 cacciavite PHILLIPS PH 1x80 mm e 1 cacciavite PHILLIPS PH 2x100 mm. Stringa di ricerca RS Web: Registratore dati Misura umidità, temperatura e punto di rugiada con elevata accuratezza. n Semplice interfaccia USB per impostazione e download dei dati. Ideale per il monitoraggio delle prestazioni delle camere per test ambientali e altre analisi a lungo termine associate alla temperatura. Stringa di ricerca RS Web: Armadietto a 48 cassetti Armadietto semplice, ideale per riporre i componenti di piccole dimensioni. n Gli armadietti si possono unire per aumentare lo spazio e sono autoportanti o installabili a parete. Sono disponibili divisori per organizzare lo spazio dei cassetti, che sono dotati di un bordo di sicurezza per prevenirne la caduta quando sono completamente aperti. Stringa di ricerca RS Web: Kit per fissaggio in ottone Una gamma di viti con testa a intaglio, rondelle e dadi in ottone fornita in una comoda custodia. Display grafico Smart Panelpilot Pannello misuratore programmabile, plug-and-play, con custodia. n Contiene oltre articoli, con dimensioni da M2 a M6. Stringa di ricerca RS Web: n Un display TFT a colori da 3,5", programmabile tramite software via USB, che consente al progettista di scegliere fra 30 stili di misura pronti all'uso, in orizzontale o verticale, oppure di realizzare stili personalizzati. Con ingresso di misurazione doppio 0-40 Vc.c., interfaccia I²C, touchscreen e scalabilità completa dell'ingresso, la gamma Panelpilot rappresenta un modo conveniente di aggiungere misurazioni personalizzate a qualsiasi progetto. Stringa di ricerca RS Web: Calibro digitale Calibro in acciaio inox temprato con display LCD. n Misura da 0 a 150 mm / 6 pollici, con risoluzione di 0,01 mm / 0,005. L'accuratezza è +/-0,02 mm / 0,001. Stringa di ricerca RS Web: etech - NUMERO 9 Maggiori informazioni online oltre nuovi prodotti aggiunti ogni mese su rswww.it/elettronica etech - NUMERO 9 33

19 Google ADK: un successo meritato Andrew Back, co-fondatore Solderpad Open source Un anno fa, la domanda "Perché Google potrebbe interessarsi a una piattaforma per microcontroller?" avrebbe lasciato tutti ammutoliti. Eppure, nel discorso di apertura della conferenza sull'i/o di Google a maggio 2011, l'azienda ha presentato l'accessory Development Kit basato su Arduino per Android. Perché Google supporta lo sviluppo di microcontroller e perché scegliere Arduino? In questo articolo, esamineremo in dettaglio l'adk e valuteremo il più ampio panorama di opportunità per l'hardware open source. Uno strumento a supporto dello sviluppo di accessori per Android L'Accessory Development Kit (ADK) di Google è concepito a supporto della prototipazione di accessori con connessione USB per dispositivi Android. Serve sia da piattaforma di sviluppo per gli accessori con microcontroller a basso consumo, sia per l'implementazione di riferimento del protocollo utilizzato nelle comunicazioni fra un dispositivo Android e un accessorio. L'ADK è formato da due parti principali: l'hardware, che si collega al dispositivo Android tramite USB, e il software di supporto. L'hardware comprende una scheda Arduino Mega 2560, espansa con l'integrazione di un controller host USB, e una shield Arduino personalizzata. La funzionalità host USB è necessaria, in quanto non è disponibile nella maggior parte dei dispositivi Android. La shield Arduino si collega alla scheda madre ADK e fornisce vari ingressi e uscite di base, ad esempio per joystick, LED e sensori di luce e temperatura. La comunicazione fra il dispositivo e la scheda ADK è facilitata dal protocollo per accessori Android. Per l'adk vengono forniti una libreria e un driver per host USB, che si integrano senza difficoltà nell'ambiente di sviluppo Arduino. Il supporto in Android è disponibile dalla versione 3.1 della piattaforma ed è stato inserito anche nelle versioni precedenti, a partire dalla Lo sviluppo software viene quindi suddiviso attraverso l'applicazione Android tramite il relativo kit di sviluppo software (SDK) creato utilizzando, ad esempio, l'ambiente di sviluppo integrato (IDE) Eclipse e l'ide Arduino per il firmware della scheda ADK. organizzare le informazioni in tutto il mondo e renderle accessibili e utili universalmente La missione dichiarata di Google Il vantaggio di Arduino La risposta alla domanda "Perché arduino?" è semplice: costo, comunità, "generatività" [1] ed ecosistema. La tecnologia Arduino è economica e supportata da una vasta comunità appassionata e creativa. Benché la piattaforma e il suo approccio alle licenze possano essere considerati generativi, hanno saputo dare vita a un ecosistema, in costante espansione, di hardware e software derivati e compatibili. Non è necessario firmare accordi di licenza, partnership o non divulgazione, né pagare quote, mentre domina una cultura consolidata di condivisione. Selezionando Arduino, Google ha potuto utilizzare una tecnologia priva di vincoli legali e accessibile con minime limitazioni, oltre a un ecosistema in espansione di hardware e software complementari. Adozione accelerata L'hardware ADK lanciato da Google era disponibile a un costo di circa 280 euro un prezzo elevato per gli standard di Arduino. Tuttavia, poiché Google forniva tutti i materiali di progettazione per l'hardware e li pubblicava su licenza libera, non si è dovuto attendere a lungo per la comparsa di un clone compatibile. In pratica, dopo solo un mese, il clone era già acquistabile, compresa la shield Arduino personalizzata, a un prezzo di circa 59 euro. Nei mesi successivi, in un certo senso a completamento del ciclo dell'hardware open source (OSHW), i creatori della piattaforma Arduino hanno rilasciato, a loro volta, un proprio prodotto ADK. È lecito supporre quanto è accaduto sia stato esattamente quello che Google sperava, poiché le schede clone e derivata sono compatibili anche con il firmware dell'adk e, di conseguenza, con Android. La proliferazione di prodotti compatibili con l'adk sarebbe ugualmente rapida, se la tecnologia fosse disponibile in licenza con termini più restrittivi? È poco probabile. Tutto ruota intorno alle informazioni Sia chiaro: Google non è un'azienda produttrice di hardware. Potrà anche erogare i propri servizi utilizzando una tecnologia personalizzata per data center, ed è vero che esistono dispositivi consumer a marchio Google, ma il volume di hardware distribuito dall'azienda è relativamente limitato e costituisce soltanto una parte esigua del fatturato complessivo. La missione dichiarata di Google è "organizzare le informazioni in tutto il mondo e renderle accessibili e utili universalmente". A tale scopo, Google deve fare tutto il possibile per indurre gli utenti a usare i suoi servizi e dati direttamente attraverso la propria struttura. Ne consegue che la piattaforma Arduino non è finalizzata alla generazione di profitti tramite la vendita di dispositivi, ma esiste semplicemente per estendere la copertura del business dei servizi online di Google. L'ADK contribuisce alla strategia di Android e, allo stesso tempo, apre la strada al futuro framework Home, che aggiungerà alla piattaforma funzioni di automazione domestica. I dispositivi e le relative piattaforme sono tutti strumenti utili a conseguire un unico obiettivo: generare valore sostenendo una strategia mirata a raccogliere informazioni, organizzarle e renderle disponibili. Un'opportunità sfaccettata Le motivazioni che hanno spinto Google a selezionare Arduino per la creazione dell'adk sono evidenti. Comunque è importante riconoscere che l'opportunità OSHW non si limita ai kit di sviluppo o a un mero elemento aggiuntivo ai servizi online. Una lezione cruciale impartita dal software gratuito/open source (F/OSS) è stato dimostrare che le opportunità commerciali sono sfaccettate e potrebbero non essere così ovvie quanto sembra. Ad esempio, l'open source è utilizzabile per creare un mercato per i servizi, guidare lo sviluppo di standard con il supporto dell'implementazione o offrire ai clienti la capacità di creare innovazione. Inoltre, ed è forse unico in questo senso, consente di ridurre in modo significativo il costo associato all'adozione di una nuova piattaforma tecnologica, all'espansione sul mercato e all'anticipazione della concorrenza. Con l'avvento dei modelli di business aperti non è più sufficiente creare qualcosa, venderlo con profitto e proteggere la relativa proprietà intellettuale. Il modello tradizionale continua naturalmente a essere valido, ma oggi esiste un numero di opzioni più ampio e alcune potrebbero essere utilizzate per acquisire un vantaggio sui concorrenti che si sono attenuti a un approccio più semplice. Aperto per il consumatore Google non è stata la prima a riconoscere l'opportunità di applicare la tecnologia OSHW nello spazio consumer. Iniziato nel 2009, Homesense era un "progetto di ricerca orientato a scoprire come si potrebbero progettare abitazioni intelligenti dall'inizio alla fine". Continua a pagina 36 > 34 etech - NUMERO 9 etech - NUMERO 9 35

20 < Continua da pagina 35 Dopo aver selezionato abitazioni in tutta l'europa, i responsabili del progetto hanno fornito loro un kit di "mattoni" elettronici compatibili con Arduino, un manuale e l'accesso a un esperto tecnico locale. Nel 2008 Bug Labs ha lanciato il Bug System, descritto come un "sistema open source modulare per la realizzazione di dispositivi". Il sistema era incentrato su Bugbase un piccolo computer con processore ARM e sistema operativo Linux, estensibile tramite una serie di moduli hardware e compatibile con il framework Open Services Gateway initiative (OSGi) di Java e l'ide Eclipse per lo sviluppo software. Il Bug System è stato utilizzato da aziende quali Accenture e Orange per creare prototipi di tecnologie mobili, mentre a settembre 2011 Bug Labs e Ford hanno annunciato congiuntamente che avrebbero sviluppato e distribuito strumenti finalizzati al "progresso dell'innovazione della connettività all'interno delle vetture". Questa nuova piattaforma, denominata OpenXC, si basa sul Bug System e secondo Ford "si tratta di creare una piattaforma completamente accessibile per la comunità degli sviluppatori e in grado di incorporare rapidamente le esigenze del mercato locale per offrire soluzioni innovative a un punto di prezzo conveniente". Il concetto ispiratore è fare di un'automobile una docking station per hardware e software plug-and-play intercambiabile, consentendo in tal modo un'elevata personalizzazione delle funzioni e dei servizi di connettività al suo interno. Conclusione Nel 2011 varie aziende leader, quali Google con l'adk, Facebook con Open Compute e Ford con il suo uso del Bug System, hanno scommesso sull'oshw. Ciò dimostra con ogni evidenza che non si tratta più di un fenomeno di nicchia. L'errore più grave che si possa commettere nel tentativo di comprendere queste strategie è supporre che siano gesti altruistici o rischiosi azzardi da parte di organizzazioni che dispongono di enormi capitali. Tuttavia, sebbene l'oshw offra innegabili vantaggi in termini di immagine, presenta benefici meno apparenti ma ugualmente importanti. Vi sono opportunità commerciali significative in ciò che l'autore e ricercatore Doc Searls ha definito "effetto because", ovvero ciò che accade quando si aumentano i profitti "a causa di" qualcosa e non con qualcosa. È essenziale superare la nozione di fornire gratuitamente qualcosa, passando invece a considerare l'opportunità nella sua completezza. Google è stata rapida a riconoscere questo aspetto in primo luogo con le ricerche online gratuite e i risultati ottenuti hanno superato ogni aspettativa. Note [1] La generatività è la capacità di un sistema di produrre un cambiamento imprevisto attraverso i contributi immediati di un pubblico ampio e vario". J.Zittrain, The Future of The Internet and How to Stop It, pp. 70. TROVA: Condividi le tue opinioni... TROVA. PROGETTA. ACQUISTA. 36 etech - NUMERO 9 rswww.it/elettronica

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