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1 ela TUA RIVISTA DI ELETTRONICA NUMERO 5 Opzioni energetiche rswww.it/elettronica

2 Un ulteriore progresso: la forma d onda voluta. Come generare l uscita più precisa. Per tutti coloro che sono impegnati, giorno dopo giorno, nello sviluppo di tecnologie sempre più veloci, efficienti e innovative, Agilent mette a disposizione i generatori di funzioni/forme d onda arbitrarie della serie 33500A. Strumenti in grado di fornire in uscita forme d onda con la più elevata fedeltà del segnale. Grazie a prestazioni in termini di jitter 10 volte migliori rispetto a quelle ottenibili con analoghi strumenti, è possibile controllare in 33521A e 33522A Ampiezza di banda di impulsi, onde quadre e sinusoidali di 30 MHz Campionamento a 16 bit a 250 MSa/s Forme d onda arbitrarie punto-punto Tracciamento e adattamento a doppio canale maniera ottimale la frequenza del segnale. Una tecnologia d avanguardia consente inoltre di generare con la massima semplicità forme d onda arbitrarie. Questa è affidabilità. Questa è Agilent Agilent Technologies, Inc. rswww.it/agilent Agilent e la sua rete di distribuzione Strumenti innovativi. Competenze qualificate. Disponibili adesso.

3 06 Basso consumo 14 OTTIMIZZAZIONE EFFICIENZA 24 STRUMENTO PCB Benvenuti nella nuova edizione di etech. Se avete dato un'occhiata al sommario, avrete già un'idea del tema di questo numero di etech. È sorprendente: secondo una recente statistica, la terra assorbe più energia dal sole in un'ora di quanto l'intera popolazione mondiale consumi in un anno. Di fatto, la quantità di energia solare che investe la superficie del pianeta è talmente elevata da ammontare a circa il doppio di quella ottenibile combinando tutte le risorse non rinnovabili di carbone, petrolio, gas naturale e uranio minerario della terra! Le tecnologie oggi disponibili per estrarre l'energia da questa e altre fonti naturali si stanno evolvendo rapidamente e iniziamo già a riconoscerne i vantaggi. Progetti quali l'automobile alimentata a energia solare, che ha meritato prestigiosi riconoscimenti ed è illustrata a pagina 5, stanno convincendo gli scettici in tutto il mondo. Per alcuni dispositivi elettronici, l'energia rinnovabile integra già le fonti esistenti e, abbinata a una progettazione più attenta ai consumi, può ridurre in modo significativo i costi di esercizio o prolungare la durata delle batterie. Poiché la rivoluzione delle tecnologie mobili ora richiede batterie con densità energetica prossima a quella della dinamite, una batteria "più verde", con l'aggiunta di energia tramite harvesting, è preferibile da vari punti di vista ad esempio le batterie ecologiche sono più sicure per gli smartphone, che si utilizzano vicino all'orecchio. Condizioni di Vendita: i termini e le condizioni di vendita sono riportati nel catalogo RS in vigore. La presente edizione ha validità da gennaio 2011 a marzo 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. Place FSC logo here Le tecnologie a basso consumo e l'energia rinnovabile vanno di pari passo e, in combinazione, stanno imponendo una svolta. Per motivi ambientali, economici e di praticità, credo che in futuro passeremo dal pensare semplicemente in termini di basso consumo a ricercare una vera e propria autosufficienza energetica nei progetti elettronici. Spero troverete questa edizione piacevole e interessante, alimentata da discussioni coinvolgenti proprio sull'energia. Glenn Jarrett Head of Electronics Marketing SOMMARIO etech 04 isay - LA VOCE DEI CLIENTI 05 NOVITÀ DA RS 06 Basso consumo 10 NUOVI PRODOTTI 12 Protezione ESD 14 Ottimizzazione dell'efficienza 16 INNOVAZIONI NEGLI ACQUISTI ONLINE 20 RECENSIONE: Sviluppo embedded con EDP 22 TENDENZE DI MERCATO: Mercato dell'energia solare 24 PROGETTAZIONE PCB 28 CONSIGLI SULLA PROGETTAZIONE: PIRAMIDE DI LED 3D 30 PROFILO DEI CLIENTI 31 RIDUZIONE dell'energia 32 Componenti elettronici 34 Fibra ottica 36 RILEVAZIONE DEL MOVIMENTO 40 PAUSA PRANZO 42 NOTIZIE DALL'INDUSTRIA: Fraunhofer ELE_0014_0111 etech - NUMERO 5 03

4 isay Andreas Schneider, Executive Vice-President e fondatore di EnOcean GmbH, afferma: Energy Harvesting? Oltre dieci anni fa, Energy Harvesting era nota solo a un piccolo gruppo di ingegneri ricercatori. Ma oggi è sufficiente cercarla su Google per ottenere quasi due milioni di risultati; inoltre il mercato offre una gamma eterogenea di prodotti elettronici a risparmio energetico alimentati da fonti alternative disponibili negli ambienti di utilizzo. Come sfruttare il potenziale della tecnologia di Anche solo limitandosi all'automazione industriale e di edifici, le opportunità per i prodotti basati su Energy Harvesting sono inesauribili. Soprattutto ora, con l'arrivo di moduli plug & play wireless che si autoalimentano e funzionano in modalità bidirezionale. Ad esempio, ciò significa che un sensore della temperatura ambientale può trasmettere un telegramma con il valore di temperatura misurato e ricevere un messaggio per la correzione del setpoint con l'orario corrente. Tutti i sensori wireless basati su Energy Harvesting integrano tre blocchi funzionali essenziali: componenti elettronici (tecnologia wireless, sensori e controllo di processo), alimentazione (convertitori, immagazzinamento e gestione dell'energia) e software (controllo esecutivo, profili dei sensori e protocollo wireless). L'impiego di convertitori meccanici o termoelettrici e di celle a energia solare, anziché batterie, rappresenta un approccio unico nel suo genere, che permette di ridurre drasticamente il numero di errori di sistema e i costi di manutenzione. Un vantaggio aggiuntivo è la capacità del sensore di superare i periodi in cui non è disponibile energia. L'energia infatti viene accumulata in un condensatore di carica e garantisce diversi giorni di funzionamento in condizioni di buio completo. Dal punto di vista della trasmissione wireless, il protocollo ottimale dovrebbe combinare la massima affidabilità di trasmissione e resistenza alle interferenze su distanze di 300 metri in campo aperto con un requisito minimo di energia di circa 30 µj per singola piattaforma wireless. Il processo funziona con telegrammi estremamente brevi, controllati casualmente e ripetuti due volte durante 30 millisecondi, onde evitare interferenze. EnOcean, con i suoi moduli wireless senza batterie, è un'azienda pionieristica nello sviluppo di applicazioni completamente indipendenti dalle fonti energetiche tradizionali nell'automazione degli edifici....le opportunità per i prodotti Energy Harvesting sono inesauribili Questa tecnologia sta anche diffondendosi negli impianti industriali, dove viene utilizzata per il monitoraggio affidabile delle condizioni dei macchinari, la semplificazione dei cablaggi e il recupero di dati da posizioni inaccessibili. Se vuoi esprimere la tua opinione, sintetizza il tuo commento in circa 300 parole e invialo per a RS Components premiata per gli eccezionali risultati di vendita L'estensione delle relazioni con EPCOS ha consentito vendite straordinarie Lo scorso novembre, in occasione di Electronica, RS Components con grande soddisfazione ha ricevuto il Sales Award per il 2010 da EPCOS AG. Il premio viene assegnato ogni anno a uno dei partner del canale di vendita di EPCOS, quale riconoscimento di uno straordinario aumento di vendite sia online che NIC, sul mercato elettronico e tradizionale. Al momento di annunciare il premio, Peter Arch, Distribution Director di EPCOS, ha commentato: Siamo molto soddisfatti degli eccezionali risultati di vendita ottenuti da RS. L'espansione delle nostre offerte reciproche di prodotti e servizi ha riscosso un successo senza precedenti, consentendoci di aumentare la quota di mercato in un periodo difficile. Chris Page, Electronics General Manager presso RS Components, ha continuato: Rafforzando la nostra relazione con EPCOS nell'ultimo anno, siamo riusciti a offrire ai clienti una selezione di prodotti più ampia, nonché migliori servizi di supporto. È estremamente gratificante vedere il nostro impegno riconosciuto da un premio così prestigioso. Per scoprire l'intera gamma di EPCOS visita rswww.it/elettronica È disponibile la linea di sensori MEMS di STMicroelectronics STMicroelectronics e RS collaborano per fornire una gamma innovativa di soluzioni sensibili al movimento I sensori MEMS di STMicroelectronics, che rendono sensibili al movimento i dispositivi elettronici, hanno rivoluzionato il nostro modo di interagire con la tecnologia di ogni giorno, oggi più semplice e intuitivo. Grazie ai sensori MEMS è possibile realizzare interfacce uomo-macchina per applicazioni consumer e industriali. La linea di sensori MEMS disponibile da RS comprende accelerometri lineari a 2 e 3 assi e giroscopi ad asse singolo e multiplo, per prestazioni superiori e una gestione dell'energia più intelligente. Per informazioni dettagliate, visita rswww.it/elettronica Il team sponsorizzato da RS vince la corsa Solar Challenge RS sponsorizza il team della Tokai University, trionfatore della corsa automobilistica a energia solare tenutasi in Sudafrica. NOVITÀ DA RS Il team è alla seconda vittoria consecutiva nel Solar Challenge sudafricano, da Pretoria verso Cape Town, George e Mpumalanga, per concludersi di nuovo a Pretoria. Nella corsa di 10 giorni è stata coperta una distanza totale di km, a una velocità media di 90,1 km/h. Solar Challenge è un'iniziativa organizzata dall'advanced Energy Foundation e da Innovation Hub. Lo scopo principale di Solar Challenge è promuovere la scienza e la tecnologia in Sudafrica, dimostrando il potenziale delle fonti di energia rinnovabile per vari settori dell'industria, tra cui quello automobilistico. RS Japan ha supportato la fornitura di componenti per la progettazione e la realizzazione del veicolo. Dopo l'arrivo dell'automobile in Sudafrica, RS South Africa ha provveduto ai prodotti chimici necessari. Il Professor Kimura della Tokai University ha ringraziato personalmente RS in tutto il mondo per il supporto costante fornito al suo veicolo solare. Per ulteriori informazioni su questo progetto, visita La gamma di Vishay ora supera prodotti RS e Vishay annunciano un nuovo accordo di distribuzione In seguito a una nuova intesa di distribuzione a livello europeo con Vishay, RS Components diventerà il rappresentante ufficiale di questa azienda in tutto il mondo, attraverso tre accordi regionali. Vishay è uno dei produttori leader nel mondo di semiconduttori discreti (diodi, MOSFET e optoelettronica a infrarossi) e componenti elettronici passivi (resistori, induttori e condensatori). RS offre un campionario di oltre prodotti Vishay, dai condensatori e resistori fino ai semiconduttori, disponibili online per la consegna il giorno successivo all ordine. Per ulteriori informazioni, visita rswww.it/vishay 04 etech - NUMERO 5 etech - NUMERO 5 05

5 Basso consumo per i moderni sistemi elettronici Questo articolo presenta alcune opzioni di architettura di alimentazione ad alto livello che è opportuno valutare nella prima fase del ciclo di progettazione dei prodotti. La scelta dell'architettura di alto livello influisce notevolmente sul tipo, il costo e l'efficienza della topologia di alimentazione utilizzata per predisporre ciascuno dei rail necessari. Approccio al sistema In genere, per qualsiasi prodotto il sistema di alimentazione riceve energia da un'unica fonte e richiede numerose uscite c.c. regolate. La sorgente di energia dipende dal tipo di prodotto, ma può trattarsi di alimentazione di rete o a batterie, un ingresso c.c. per telecomunicazioni o una fonte di energia rinnovabile. Il sottosistema di alimentazione normalmente deve provvedere a varie funzioni essenziali: Proteggere in modo sicuro dalle condizioni anomale (guasti nell'elettronica del prodotto o problemi con la fonte di energia principale) Fornire tensioni regolate all'elettronica del prodotto, indipendentemente dalle variazioni nella fonte di energia principale o dalla richiesta di carico in uscita In molti casi, assicurare l'isolamento galvanico tra la fonte di energia principale e l'elettronica del prodotto Controllare la sequenza di accensione/ spegnimento dei rail di alimentazione c.c., come richiesto dall'elettronica del prodotto Offrire tutte le funzionalità precedenti utilizzando una quantità di energia minima In genere, il metodo per ridurre al minimo la perdita di ogni uscita c.c. consiste nell'utilizzare un singolo stadio di Alimentazione raw conversione dell'alimentazione per ciascun rail. In questo modo, l'energia fornita a ogni uscita deve attraversare solo uno stadio di alimentazione e, di conseguenza, è soggetta soltanto ad una singola perdita da conversione. Nel caso dei sistemi ad alimentazione di rete, questa soluzione spesso non è competitiva, in quanto gli stadi di alimentazione isolati, normalmente sono più costosi dei convertitori non isolati. Un'opzione alternativa è il ricorso a un'architettura con bus intermedio (IBA, Intermediate Bus Architecture), in cui un convertitore isolato ad alta efficienza in posizione iniziale riduce l'alimentazione in ingresso a una bassa tensione più sicura, che quindi alimenta convertitori secondari. L'approccio IBA consente alla maggior parte dei convertitori di alimentazione di utilizzare topologie non isolate, con un risparmio significativo sui costi. L'unico lato negativo di questo approccio è che l'energia erogata sulla maggior parte dei rail di uscita subisce una perdita in due stadi di conversione, anziché in uno solo. Come si può notare nell'iba illustrata nella Figura 2, tutta l'energia fornita sui rail N. 2, 3 e 4 è soggetta a perdite sia nel convertitore in posizione iniziale PSU N. 1, sia in ciascun convertitore secondario corrispondente. Poiché l'approccio IBA di frequente viene scelto per ridurre al minimo i costi, sono state definite varie linee guida a cui è possibile attenersi per ottimizzare l'efficienza complessiva del sistema basato su questa architettura: 1. Scegliere una tensione del bus intermedio equivalente al rail di uscita c.c. con il requisito di alimentazione più elevato. In questo modo, la quantità più ampia possibile dell'alimentazione totale del sistema attraversa solo uno stadio di conversione. 2. Dove possibile, cercare di mantenere la tensione del bus intermedio leggermente superiore alla maggior parte delle tensioni c.c. in uscita richieste. Ciò permette di convertire Tensioni c.c. regolate Rete con la massima efficienza la tensione del bus intermedio riducendola alle tensioni c.c. in uscita. 3. Le uscite c.c. con un carico molto limitato rispetto a quello totale del sistema esercitano il minimo impatto sull'efficienza complessiva. Per giustificare una specifica tensione intermedia si dovrebbero impiegare rail con requisiti di alimentazione superiori. Isolamento PSU N. 1 Rete Isolamento PSU N. 1 PSU N. 2 PSU N. 3 PSU N. 4 Bus c.c. intermedio PSU N. 2 PSU N. 3 PSU N. 4 Figura 2 Architettura a convertitore indipendente (in alto) e a bus intermedio (in basso) c.c. N. 1 c.c. N. 2 c.c. N. 3 c.c. N. 4 c.c. N. 1 c.c. N. 2 c.c. N. 3 c.c. N. 4 Quando si valutano le implicazioni commerciali dell'opzione della tensione del bus intermedio, è opportuno ricordare che i convertitori secondari in grado di sostenere tensioni di ingresso elevate sono probabilmente più costosi e meno efficienti di quelli adatti a tensioni di ingresso limitate. Al contrario, l'efficienza del convertitore dell'alimentazione di rete in posizione iniziale tende a migliorare in presenza di tensioni intermedie superiori. Spesso, la tensione intermedia ottimale dipende da una combinazione di fattori tecnici e commerciali, specifici per ciascun Continua a pagina 08> Dott. Iain Mosely, Technical Director di Zonetech Per il funzionamento dei sistemi elettronici avanzati è necessario un numero sempre crescente di rail di tensione c.c. Questi requisiti energetici complessi, in combinazione con una tendenza verso dispositivi a superiore efficienza energetica e a cicli di progettazione sempre più brevi, possono diventare un peso per le aziende, che preferirebbero concentrare risorse sullo sviluppo di tecnologie cruciali per differenziare i propri prodotti. Fonte di energia principale Ad es. c.a. di rete, c.c. automobili, telecomunicazioni, batteria, generatore Sottosistema di alimentazione??? Flusso di energia Figura 1 Sistema di alimentazione ad alto livello Prodotti elettronici Ad es. FPGA, µc, µp, display, amplificatori di potenza, condizionamento del segnale La scelta di un'architettura di alto livello esercita un impatto significativo sul tipo, il costo e l'efficienza della topologia di alimentazione 06 etech - NUMERO 5 etech - NUMERO 5 07

6 < Continua da pagina 07 Figura 3 Topologia Schema Considerazioni Recente innovazione Convertitori c.c./c.c. miniaturizzati da 2 e 3 watt Buck Buck sincrono Vin Vin VoutVOUT VoutVOUT VOUT Vout<Vin L'efficienza si riduce se Vout è molto inferiore a Vin. Vout<Vin Migliore efficienza rispetto alla topologia Buck se Vout è molto inferiore a Vin. Di solito è più costosa della topologia Buck. SMD completamente stampati e contenitore DIP Serie Dimensione contenitore: 18,9 x 12,8 x 8,7 mm TDR 2: 2 W, DIP 24, tensione d'ingresso 2:1 Ampia gamma di tensioni d'ingresso 2:1 o 4:1 TDR 2WI: 2 W, DIP 24, tensione d'ingresso 4:1 in grado di coprire da 4,5 V c.c. fino a 75 V c.c. TDR 2SM: 2 W, SMD, tensione d'ingresso 2:1 Tensioni di uscita con regolazione di precisione Non è richiesto alcun carico minimo TDR 2WISM: 2 W, SMD, tensione d'ingresso 4:1 Funzione On/Off a distanza TDR 3: 3 W, DIP 24, tensione d'ingresso 2:1 Isolamento I/O 1500 V c.c. TDR 3WI: 3 W, DIP 24, tensione d'ingresso 4:1 Temp. d'esercizio Gamma di temperatura TDR 3SM: 3 W, SMD, tensione d'ingresso 2:1 da -40 a 85 C TDR 3WISM: 3 W, SMD, tensione d'ingresso 4:1 Convertitori c.c./c.c. semi-stabilizzati da 1 watt Boost Vin VoutVOUT VOUT Vout<Vin Migliore efficienza se Vout non è troppo superiore a Vin. È difficile disattivare Vout, a causa del percorso della corrente c.c. attraverso induttori e diodo. Contenitore SIP compatto Regolazione del carico entro il 5% Isolamento I/O 1000 o 3000 V c.c. Temp. d'esercizio Gamma di temperatura da -40 a 85 C Efficienza ultraelevata, fino all'88% Serie TRA 1: TRV 1: Isolamento I/O 1000 V c.c. Isolamento I/O 3000 V c.c. Inversione (Buck Boost) Regolatore lineare Vin OUT(Negativa) Vout (Negativa) Genera una tensione negativa da una tensione positiva. Le correnti di picco elevate possono ridurre l'efficienza. Vout<Vin Efficienza semplice ma scarsa, tranne con tensioni in ingresso e in uscita molto simili. La massima densità di potenza in un contenitore DIP 24 da 1 x 1" e 1 x 2" Custodia metallica schermata su 6 lati Ampia gamma di ingressi 2:1 o 4:1 Serie THD 15N: 15 W, DIP 24, tensione d'ingresso 2:1 Uscita regolabile (tranne i modelli da 15 W) THD 15WIN: 15 W, DIP 24, tensione d'ingresso 4:1 Funzione On/Off a distanza THN 20: 20 W, 1 x 1", tensione d'ingresso 2:1 Filtro di ingresso conforme allo standard EN55022 Classe A THN 20WI 20 W, 1 x 1", tensione d'ingresso 4:1 Consumo ridotto in standby THL 20WI: 20 W, 1 x 1", tensione d'ingresso 4:1 Isolamento I/O 1500 V c.c. Efficienza ultraelevata, fino al 91% TEN 40N: 40 W, 1 x 2", tensione d'ingresso 2:1 Vin VoutVOUT VOUT Moduli c.c./c.c. a elevata potenza da watt prodotto. Per molti dispositivi con rail di tensione c.c. del sistema da +5 V o meno, la scelta ideale è optare per una tensione del bus intermedio pari a circa 12 V. Di conseguenza, l'adozione di un convertitore di alimentazione in uscita da +12 V spesso rappresenta un compromesso adeguato fra requisiti tecnici e commerciali, per livelli di alimentazione in uscita di circa 60 W. Una volta selezionata la tensione del bus intermedio, si possono scegliere le topologie di alimentazione per il convertitore isolato principale e per quelli secondari. Per una capacità di alimentazione totale di 60 W, con una tensione del bus intermedio pari a 12 V, un convertitore flyback in posizione iniziale può offrire buone prestazioni, con un'efficienza di conversione dall'85 al 90%. Le topologie utilizzate per i convertitori a valle dipendono dalle tensioni di uscita e dai 08 etech - NUMERO 5 livelli di alimentazione richiesti. Conclusioni I complessi requisiti di alimentazione dei moderni dispositivi elettronici possono costituire una sfida difficile per i progettisti orientati a ottimizzare il consumo energetico dei nuovi prodotti. In termini commerciali, spesso l'architettura IBA rappresenta l'approccio migliore, a livello di sistema, ma la scelta di topologie per i convertitori di alimentazione, dal convertitore della tensione del bus a quelli secondari, influisce in modo significativo sull'utilizzo dell'energia da parte del prodotto. Per ridurre al minimo il rischio di sviluppo, è opportuno affrontare la progettazione dell'alimentazione dei sistemi adottando un approccio modulare flessibile, che consenta di modificare agevolmente il sistema di alimentazione in fase di progetto, al fine di ottimizzare il consumo energetico. Spesso le misurazioni del consumo vengono effettuate unicamente alla fonte di energia principale (ad esempio, l'alimentazione di rete in ingresso), ma ciò può impedire di riconoscere le parti che, nel sottosistema di un prodotto, richiedono la maggiore quantità di energia. Non sarebbe meglio comprendere più in profondità, sin dalla fase di progettazione di un prodotto, come viene utilizzata l'energia? Presto i prodotti di Zonetech entreranno a far parte della gamma RS disponibile a magazzino. Scoprili in anteprima su rswww.it/elettronica Gamma d'ingresso 2:1 e 4:1 Tensioni di uscita da 5 a 53 V c.c. Efficienza ultraelevata, fino al 93% Serie con approvazione EN50155 per applicazioni ferroviarie Diverse opzioni: telaio/guida DIN adattatore per montaggio; filtro EMI; dissipatore Soft Start e protezione tensione d'ingresso inversa Non richiede alcuna ventola a potenza piena fino a una temperatura di 50 C! Gestione termica eccellente per una durata prolungata del prodotto Massima efficienza: 90% tip. Grado di protezione di Classe 1 o Classe 2 Per conoscere l'intera gamma di prodotti TRACOPOWER, visita il sito Serie TEP 75WI: 75 W, 2,4 x 2,3", tensione d'ingresso 4:1 TEP 100: 100 W, 2,4 x 2,3", tensione d'ingresso 2:1 TEP 150WI: 150 W, 2,4 x 2,3", tensione d'ingresso 4:1 TEP 160: 160 W, 2,4 x 2,3", tensione d'ingresso 2:1 TEP 160WI: 160 W, 2,4 x 2,3", tensione d'ingresso 4:1 TEP 200: 200 W, 1 x 1", tensione d'ingresso 2:1 TEP 200WI: 200 W, 1 x 1", tensione d'ingresso 4:1 Alimentatori c.a./c.c. da 100 e 200W dal fantastico design Serie TOP 100: 100 W in formato 2 x 4" TOP 200: 200 W in formato 3 x 5" rswww.it/traco

7 NUOVI PRODOTTI Schede mini PCI e PCI Express Da RS, un'esclusiva SBC per le schede mini PCI e PCI Express n La scheda mini PCI Express sostituisce il fattore di forma Mini PCI basato su PCI Express. Le schede mini PCI Express, con dimensioni di 30 x 56 mm, sono più piccole delle altre schede add-in compatte. Le dimensioni ridotte consentono un alto livello di integrazione in un PC embedded e offrono numerosi vantaggi, fra i quali la flessibilità in produzione, la possibilità di aggiornamento con le tecnologie più recenti, la facilità di manutenzione e l'affidabilità. Stringa di ricerca online: commell, mp* Fusibili PV da Schurter Fusibile ad alte prestazioni per sistemi PV con portafusibile sicuro al tatto n Un nuovo fusibile per energia solare ASO con portafusibile FSO da SHURTER che consente interventi rapidi per la protezione delle applicazioni nel settore fotovoltaico e in c.c. I prodotti sono ideali per i sistemi a energie rinnovabili con fusibile da 1000 Vc.c. Una gamma di corrente da 1 a 30 A e un portafusibile sicuro al tatto in un formato compatto da 10,3 x 38 mm. Stringa di ricerca online: 71247* fusibile PICCOLO TERMOVENTILATORE STEGO Termoventilatori compatti a elevata potenza, ideali per l'utilizzo negli spazi limitati n Riscaldatori con montaggio su guida DIN, concepiti appositamente per la protezione anticondensazione e antigelo in armadietti di controllo e per apparecchiature. Questi termoventilatori compatti prevengono la formazione di condensa, sono silenziosi e consentono una distribuzione uniforme della temperatura dell'aria nei contenitori di componenti elettrici/elettronici. Stringa di ricerca online: Stego, piccolo termoventilatore NUOVI PRODOTTI LAMPADINE A LED OXLEY Novità in esclusiva per RS. Alternativa ad alta efficienza per le lampade a incandescenza n Le lampadine a LED di Oxley offrono un'alternativa di aspetto simile alle lampadine tradizionali a filamento e che non richiede manutenzione. Assicurano una distribuzione eccellente della luce e oltre ore di esercizio. Le applicazioni variano da pulsanti e pannelli luminosi ad applicazioni ferroviarie, automobilistiche, militari e aeree. Questo prodotto elimina i costi di manutenzione e offre inoltre il grande vantaggio della tecnologia LED, che riduce al minimo la produzione di calore all'interno dell'apparecchiatura. Stringa di ricerca online: Oxley, lampade LED Connettori a molla Preci-dip L'alternativa ideale per la continuità elettrica in ambienti difficili n Perfetti per tutte le comunicazioni mobili, incluse le applicazioni in ambiente medico e militare. Il design esclusivo e brevettato unisce il corpo del contatto, un pistone e una molla, creando un sistema auto-regolante. Ciò garantisce una resistenza elettrica stabile e ridotta, per la massima affidabilità. Stringa di ricerca online: Preci-dip, connettore a molla Gamma MEM da ST Microelectronics LIS331DL a 3 assi, basso consumo e piccole dimensioni n I sensori di movimento ST a 3 assi rappresentano un notevole progresso nella miniaturizzazione del prodotto. Gli accelerometri LIS331DL offrono prestazioni elevate a basso consumo e, grazie al design resistente e ultracompatto, assicurano un'elevata immunità alle vibrazioni e agli urti, fino a g. Stringa di ricerca online: LIS331DL Gruppi ottici Ledil per LED multipli Ottiche triple e quadruple per la serie di LED Osram OSLON SSL n Concepiti per la serie di LED Osram Oslon SSL. Lenti in PMMA di grado ottico con elevata resistenza UV e alla temperatura ed efficienza ottica superiore all'85%. Non è necessario un supporto lente con fissaggio, è sufficiente applicare il gruppo con poche gocce di colla. Stringa di ricerca online: ledil Regolatori buck Micrel Regolatori di commutazione per carichi estremamente elevati n MIC23153 è un regolatore buck sincrono ad alta efficienza da 4 MHz e 2 A, con modalità HyperLight Load, indicatore di qualità dell'uscita di potenza e avvio software programmabile. HyperLight Load garantisce un'efficienza molto elevata in presenza di carichi intensi e una risposta ultra rapida ai transienti che rende MIC23153 l'ideale per l'alimentazione principale dei processori. Le dimensioni minime, 2,5 mm x 2,5 mm, consentono di risparmiare spazio prezioso sulla scheda e richiedono solo quattro piccoli componenti esterni. Stringa di ricerca online: Serie di oscilloscopi Tektronix TDS2000C Prestazioni a un prezzo ragionevole n La sere di oscilloscopi TDS2000C offre prestazioni convenienti in un design compatto. Ciascun modello è dotato di connettività USB, 16 misurazioni automatizzate, test del limite e guida integrata. Più efficienti in meno tempo, con la serie di oscilloscopi TDS2000C. Stringa di ricerca online: Tektronix, Oscilloscopi digitali Schede processore Arduino Atmel Scheda microcontroller Arduino Uno Atmel Atmega 328 n Arduino Uno è una scheda microcontroller basata su ATmega328. Contiene tutti gli elementi necessari per supportare il microcontroller; è sufficiente collegarla a un computer tramite un cavo USB, alimentarla con un adattatore c.a./c.c. o a batteria per essere operativi. La scheda Uno si differenza dalle schede precedenti poiché non utilizza il chip FTDI da USB a seriale. Si avvale invece dell'unità Atmega8U2 programmata come convertitore da USB a seriale. Stringa di ricerca online: etech - NUMERO 5 Maggiori informazioni online oltre nuovi prodotti aggiunti ogni mese su rswww.it/elettronica etech - NUMERO 5 11

8 Protezione ESD Basso costo Grande risparmio Le scariche elettrostatiche (ESD, ElectroStatic Discharge) rappresentano una minaccia critica nel settore dell'elettronica. Le aziende leader concordano nel sostenere che il 25% di tutti i guasti non identificati delle attrezzature elettroniche sono imputabili a ESD. In totale, il costo stimato dei guasti associati a ESD ammonta a svariati miliardi di dollari all'anno. Secondo alcuni articoli della stampa specializzata, l'investimento in un piano di controllo avanzato delle ESD garantisce un ritorno sull'investimento (ROI) normalmente variabile da 5:1 a 20:1. Di recente, un'azienda high-tech ha dichiarato di risparmiare cifre equivalenti, ovvero ben 95 per ogni euro investito nella protezione dalle ESD. È possibile implementare un piano di protezione dalle ESD conforme agli standard internazionali utilizzando attrezzature relativamente economiche. Tuttavia, per assicurare la massima efficienza, è necessaria una strategia di monitoraggio e miglioramento costanti. La generazione delle scariche elettrostatiche aumenta considerevolmente al diminuire dell'umidità relativa. Pertanto, se si notano problemi difficilmente spiegabili in prodotti realizzati durante la stagione secca, è probabile che siano associati a ESD. La necessità di un piano Per il proprio piano di controllo ESD, la maggior parte delle aziende si basa sullo standard EN , concepito per i sistemi di messa a terra, collegamento a terra del personale, imballaggi di protezione e marcatura. Oltre a definire un piano programmatico di controllo, EN descrive anche i requisiti per la formazione e la verifica della conformità in materia di ESD. Le misure specifiche per la messa a terra comprendono cinturini da polso per operatori che lavorano seduti, pavimentazione anti-esd e calzature apposite, come sottoscarpe per personale operativo in piedi o soggetto a frequenti spostamenti. Tuttavia, nelle aree protette da ESD (EPA, ESD Protected Area), gli isolatori non consentono la dissipazione a terra. Secondo la clausola dello standard EN : Tutti gli isolatori non essenziali (plastica e carta) come le tazze da caffè, le confezioni per alimenti e gli oggetti personali devono essere rimossi dalla workstation o da qualsiasi operazione in cui vengano manipolati articoli ESDS non protetti. Gli isolatori necessari ai processi, presenti nelle aree EPA, possono costituire una grave minaccia in termini di ESD come nel caso delle scariche indotte dal campo elettrostatico (FID, Field Induced Discharge), che possono verificarsi anche nelle superfici di lavoro ESD con messa a terra adeguata. Secondo lo standard IEC , il campo elettrostatico nella posizione in cui viene manipolato un dispositivo ESD non deve superare i V/m. Tutti gli isolatori con potenziale elettrostatico maggiore di 2 kv devono essere mantenuti a una distanza di 30 cm dal dispositivo. Se il potenziale elettrostatico misurato del campo o della superficie supera i limiti specificati, è necessario impiegare la ionizzazione o altre tecniche. Generando ioni positivi e negativi, che subiscono l'attrazione o la repulsione della carica accumulata nell'isolatore, uno ionizzatore può neutralizzare un isolatore in pochi secondi. Il terzo principio fondamentale del sistema di controllo ESD riguarda gli imballaggi. Di solito, le borse o i contenitori con una superficie esterna conduttiva sono schermati. Tuttavia, questo metodo è efficace solo se le borse e i contenitori sono tenuti chiusi o vengono aperti da un operatore dotato di protezione a terra, presso una workstation ESD. Conclusione Tutti i costi di controllo ESD devono assicurare all'utente un livello superiore di qualità e affidabilità. Per massimizzare il ROI, è necessario identificare e intervenire innanzitutto sulle operazioni, le aree e i prodotti soggetti alle perdite più elevate. Se il controllo ESD viene implementato come un processo costante di assicurazione qualità, si possono monitorare i costi del programma e il ROI risultante, consentendo all'azienda di trarre il massimo valore dal programma stesso. Le aziende che si attengono a un controllo ESD appropriato possono contare su un vantaggio diretto e misurabile per il budget, oltre a un miglioramento nella soddisfazione dei clienti. Ulteriori vantaggi online... Per ulteriori informazioni, scarica il dépliant sulla consapevolezza delle ESD di Charleswater da 12 etech - NUMERO 5 etech - NUMERO 5 13

9 Ottimizzazione dell'efficienza dalle fonti di energia rinnovabile I controller di segnali digitali possono offrire significativi vantaggi di efficienza per gli inverter di potenza nelle installazioni di energia "verde" Helga Stevenson La necessità di forme alternative di generazione dell'energia è un fatto ormai assodato e, in seguito all'attuale interesse per le fonti rinnovabili, i pannelli solari e le turbine eoliche stanno riscuotendo un'attenzione considerevole. Ad esempio, oggi alcune aziende offrono pannelli gratuiti, con contratti di installazione e manutenzione per utenti domestici e commerciali, che forniscono al proprietario della struttura l'energia di cui ha bisogno ed erogano alla rete la quantità prodotta in eccesso. Purtroppo questo tipo di generazione dell'energia è soggetto a inefficienza. Dal punto di vista della conversione dell'energia, le celle fotovoltaiche (FV) sono scarsamente efficienti, anche nelle condizioni migliori. Per ottimizzarne il potenziale e massimizzare il ritorno sull'investimento è necessario un notevole sforzo di progettazione del sistema. Utilizzando algoritmi complessi, è possibile raggiungere livelli elevati di alimentazione in uscita, anche in condizioni non ideali: l'aspetto cruciale è lo stadio di conversione dell'energia. Di solito, nelle installazioni di pannelli solari si utilizzano numerose celle FV collegate in serie o in parallelo, unitamente ad alcuni inverter c.c./c.a., per convertire l'uscita FV in una tensione nominale di rete da impiegare nelle strutture domestiche o commerciali oppure da immettere di nuovo nella rete. Talvolta si ricorre anche a batterie, per accumulare l'energia durante le condizioni meteorologiche ottimali ed erogarla nei periodi di nuvolosità del cielo o persino nelle ore notturne. Queste installazioni comprendono anche diversi convertitori c.c./c.c. Ottimizzare l'efficienza dell'uscita FV è determinante. Di solito, ciò è possibile tramite il ciclo di lavoro del segnale di modulazione a larghezza di impulsi (PWM, Pulse Width Modulation) che controlla i convertitori c.c./c.c. e c.c./c.a. Per ottenere la massima efficienza di conversione, occorre monitorare da vicino l'energia (prodotto delle uscite di tensione e corrente) generata dalla cella FV. A tale scopo viene utilizzato un microprocessore, oltre a vari convertitori analogico/digitali. Il processore deve essere in grado di calcolare il segnale PWM necessario a garantire le condizioni di conversione ottimali, principalmente mediante una tecnica nota come tracciatura del punto di massima potenza (MPPT, Maximum Power Point Tracking). A causa della costante variabilità delle condizioni, il processo MPPT è ciclico; occorre eseguirlo ripetutamente per compensare le variazioni in uscita causate dalla temperatura, dalla nuvolosità, dall'ora del giorno e persino dalle stagioni. L'obiettivo è regolare di continuo gli inverter, tramite il controllo PWM, per assicurare la corrispondenza con la tensione e la corrente di picco in uscita dalle celle. A tal fine, è necessario misurare e convertire la tensione e la corrente in uscita e trasmetterne i valori all'algoritmo MPPT, quindi calcolare il controllo ottimale e comunicarlo sotto forma di segnale di controllo PWM. Benché ciò sia possibile utilizzando vari dispositivi discreti, i controller di segnali digitali come i DSP della famiglia TMS320C200 di Texas Instruments presentano la combinazione appropriata di periferiche, potenza di elaborazione e caratteristiche strutturali per svolgere un'operazione tanto complessa in tempo reale in un chip singolo, assicurando in tal modo la massima efficienza per un'installazione FV. L'algoritmo della massima potenza di picco è la soluzione scelta più di frequente per massimizzare la potenza in uscita, ma è intrinsecamente variabile. Un'altra metodologia talvolta utilizzata è l'algoritmo dell'induttanza incrementale, che risolve la derivata della curva del prodotto tensione/corrente (potenza) per 0 che, per definizione, corrisponde a un picco. Tuttavia questo processo è soggetto a errori, dovuti all'impostazione di "falsi" picchi. Una soluzione più elegante consiste nell'adottare una combinazione dei due procedimenti; ciò assicura la massima efficienza, ma richiede anche una potenza di elaborazione superiore. Il controller di segnali digitali TMS320F28x di TI è l'ideale per questa operazione: si basa su un dispositivo a 32 bit in grado di fornire prestazioni a 150 MIPS e integra una gamma di periferiche che consentono di realizzare un inverter per pannelli solari ad alta efficienza. Grazie al suo utilizzo, è già stato possibile ridurre del 50% l'inefficienza della conversione, in alcune installazioni. Scopri la nuova serie di controller di segnali digitali di TI su rswww.it/ti Ulteriori vantaggi online... Condividi le tue opinioni su questo articolo all'indirizzo 14 etech - NUMERO 5 etech - NUMERO 5 15

10 Innovazioni negli acquisti online per una gestione efficiente della catena di fornitura Carlene Garvey, RS Components L'e-commerce offre enormi opportunità, ma crea anche un rischio critico per il controllo finanziario. Molti utenti domestici hanno già dovuto confrontarsi con questi problemi. Anche le aziende devono essere aiutate, per poter utilizzare al meglio funzioni quali l'alta velocità e le potenti capacità di ricerca di Internet. Scegliendo la soluzione giusta, gli operatori di marketing potranno tagliare i costi e immettere le novità sul mercato più rapidamente. Tuttavia, la tentazione di sfruttare aspetti potenzialmente pericolosi del Web come la possibilità di individuare fornitori non approvati che offrono prodotti a prezzi apparentemente competitivi può condurre a gravi problemi. I fornitori responsabili devono riconoscere le sfide che si preparano per i clienti e offrire strumenti online innovativi, tramite i loro siti Web, basati sulle funzionalità di Internet più evolute, in modo da diventare una fonte affidabile di vantaggi realmente competitivi. Le potenzialità degli strumenti di ricerca Quale ovvio punto di partenza, si possono migliorare le capacità di ricerca dei prodotti per i clienti online. Per i fornitori di componenti, ciò significa fornire strumenti di ricerca basati su parametri, per consentire ai clienti di trovare con facilità dispositivi che corrispondono esattamente alle specifiche. Con questo obiettivo in mente, RS Components ha creato Component Chooser, il motore di ricerca parametrica oggi più completo ed esteso al mondo, specializzato in componenti elettronici. Inoltre RS Components fornisce le Note tecniche online, a livello dei singoli prodotti, che offrono risposte a domande tecniche e aiutano a prendere decisioni di acquisto informate. Continua a pagina 18 > 16 etech - NUMERO 5 etech - NUMERO 5 17

11 < Continua da pagina 16 Le superiori capacità di ricerca sono utili anche per prodotti quali le attrezzature per test, nonché i sottosistemi o i moduli conformi agli standard industriali. Le ricerche nel sito Web di RS individuano automaticamente alternative compatibili a un livello qualitativo adeguato; è importante ricordare, a titolo di esempio, le serie di prodotti a marchio RS, concepiti per garantire un valore elevato a prezzi estremamente competitivi. Per le aziende più grandi, in particolare, nell'epoca di Internet è diventato molto più arduo coordinare aspetti quali le decisioni di acquisto, gli accordi di consegna e i costi per vari utenti singoli. Le nuove generazioni di strumenti intelligenti assicurano ai singoli la flessibilità di acquistare fino a limiti preimpostati o entro altri vincoli, come un elenco limitato di fornitori. Purchasing Manager di RS Components è un esempio di uno strumento di questo tipo. Consente alle aziende di personalizzare privilegi di accesso e funzionalità disponibili, in modo da soddisfare le esigenze di acquisto di qualsiasi addetto. Gli strumenti come eprocurement, portando l'automazione degli acquisti a un livello superiore, utilizzano protocolli Web a supporto di comunicazioni più interattive fra i sistemi. Ciò dimostra ancora una volta come Internet stia migliorando l'efficienza della catena di fornitura, permettendo ai clienti di integrare senza problemi i sistemi di procurement interni con il negozio online di RS Components. Qui i clienti possono accedere istantaneamente a oltre prodotti, con informazioni in tempo reale sulla disponibilità a magazzino e sui prezzi. RS sta già ampliando questo servizio, con il perfezionamento di funzionalità quali l'area "My Account". Automazione personalizzata In realtà, il principio self-service, con funzionalità che consentono ai clienti non soltanto di gestire il proprio account, ma anche di personalizzare l'ambiente di acquisto, è un aspetto cruciale dell'e-commerce, dalla vendita al dettaglio a qualsiasi altro settore commerciale. I benefici dimostrati comprendono una maggiore soddisfazione del cliente, la diminuzione di errori e fraintendimenti e la riduzione dei costi. Le funzionalità avanzate per gli operatori commerciali includono la creazione e l'invio di copie delle fatture e di preventivi online, nonché la possibilità di effettuare ordini programmati e anticipati. Poiché RS Components ha già implementato questi servizi online, per i clienti sarà facile evitare ritardi e, in genere, controllare meglio i propri ordini, i costi e l'amministrazione. Ancora meglio, nelle situazioni in cui i clienti hanno negoziato condizioni o prezzi speciali di acquisto, gli 18 etech - NUMERO 5 strumenti di epurchasing ora sono in grado di applicare tali specifiche automaticamente agli ordini effettuati da qualsiasi membro autorizzato dello staff del cliente. In tutto il mondo, chi utilizza Internet per i propri acquisti ormai conosce bene il vantaggio della verifica dei prezzi. È sufficiente qualche clic per trovare facilmente l'offerta migliore, non solo in termini di prezzo, ma anche sotto altri importanti aspetti, quali la disponibilità, le spese di spedizione e i tempi di consegna. Innovazione sul mercato, alla velocità di Internet. Per le aziende high-tech, il cui successo dipende dalla capacità di innovazione e dalla tempestività della distribuzione sul mercato, Internet offre un'ampia gamma di opportunità, a ogni stadio della realizzazione dei prodotti. Le comunità tecniche online, che condividono informazioni e risorse quali gli strumenti basati su Internet e il software open source, rappresentano solo l'inizio. Lo spazio per migliorare la progettazione via Web è enorme, non soltanto grazie all'offerta di risorse più potenti per i progettisti, ma anche per la superiore integrazione con funzioni commerciali come quelle dedicate agli acquisti. Un esempio interessante in questo senso è l'ambiente DesignSpark PCB, disponibile su DesignSpark PCB è uno strumento EDA gratuito basato su Windows, che è stato creato in collaborazione con un fornitore EDA specializzato e indipendente ed è accessibile ai tecnici online. Poiché è compatibile con i formati file di progettazione conformi agli standard, consente ai tecnici di accedere a indirizzi IP supportati da aziende commerciali, nonché a progetti disponibili tramite comunità hardware open source. Coerentemente con la propria natura Web, DesignSpark PCB offre agli utenti un social network dedicato, dove è possibile accedere a informazioni sull'uso dello strumento e su numerosi altri aspetti della progettazione di PCB. Una delle funzionalità più innovative di DesignSpark PCB, dal punto di vista degli acquisti, è la capacità di esportare la distinta materiali come file completo, caricabile direttamente nello strumento di creazione preventivi online di RS Components, per calcolare il costo di un prototipo o di produzione di un lotto di schede assemblate, quindi passare subito a ordinare i componenti necessari. Integrando questo livello di automazione avanzata in operazioni di progettazione dei componenti che da sempre richiedono competenze sia tecniche che commerciali è possibile semplificare in modo significativo il processo di realizzazione dei prodotti e accelerarne il lancio sul mercato. In attesa del Web x.0 Oggi Internet mobile si sta diffondendo velocemente nelle comunità business (ma anche presso gli utenti consumer più evoluti), grazie a tecnologie quali il 3G e il Wi-Fi. Di conseguenza, per le aziende di progettazione più piccole e alla ricerca di opportunità è diventato importante riuscire a gestire servizi della catena di fornitura "in movimento". A supporto di questo trend è nato RS Mobile, un sito dedicato alle transazioni mobili, visualizzabile sulla maggior parte degli smartphone. Il lancio di RS Mobile, uno strumento online di nuova generazione, conferma la vocazione di Internet al cambiamento continuo. Man mano che le opportunità si sviluppano, anche la tipologia delle minacce cambia. I fornitori più efficienti e informati dovranno giocare un ruolo determinante, tramite la continua innovazione dei loro servizi online, per aiutare i clienti a usufruire pienamente dei vantaggi di Internet e a ridurre al minimo i rischi associati. Per ulteriori informazioni sulle soluzioni di epurchasing di RS, visita rswww.it Oscilloscopi WaveAce LeCroy Meno soldi, più oscilloscopio! Ora potete permettervi un oscilloscopio LeCroy La serie WaveAce combina lunga memoria, un display a colori, estese capacità di misura, trigger avanzato e un eccellente connettività per accelerare la ricerca di errori e accorciare il tempo di debug. Con una banda analogica a partire da 40 MHz fino a 300 MHz, campionamento fi no a 2 GS/s e una profondità di memoria fino a 20 kpts, la serie WaveAce supera tutte le aspettative per un piccolo e affidabile oscilloscopio. Specifiche di WaveAce WaveAce 101 WaveAce 102 WaveAce 112 WaveAce 202 WaveAce 204 Caratteristiche principali: 40 MHz, 100 MHz, 200 MHz e 300 MHz Modelli a 2 e 4 canali Campionamento fi no a 2 GS/s Lunga memoria di acquisizione Fino a 20 kpts Trigger avanzato Display a colori da 14,5 cm su tutti i modelli 32 parametri di misura automatici Funzioni matematiche e funzione FFT Pass/Fail Test e fi ltro digitale Registratore di forme d onda Interfaccia utente multilingua LAN e USB (host e device) per stampanti, memory stick e controllo remoto da PC 3 anni di garanzia WaveAce è l oscilloscopio ideale per: Progettazione e collaudo digitale Attività didattiche Verifi che e controllo qualità nella produzione Servizi di manutenzione e riparazione Collaudo generico al banco WaveAce 212 WaveAce 214 WaveAce 222 WaveAce 224 WaveAce 232 WaveAce 234 Canali d ingresso Banda analogica 40 MHz 60 MHz 100 MHz 60 MHz 60 MHz 100 MHz 100 MHz 200 MHz 200 MHz 300 MHz 300 MHz Freq. Campionamento/mass. Profondità di memoria Display a colori 250 MS/s / 500 MS/s 4 kpts/ canale 14,5 cm QVGA 250 MS/s / 500 MS/s 4 kpts/ canale 14,5 cm QVGA 250 MS/s / 500 MS/s 4 kpts/ canale 14,5 cm QVGA 1 GS/s / 2 GS/s 1 GS/s / 2 GS/s 1 GS/s / 2 GS/s 1 GS/s / 2 GS/s 1 GS/s / 2 GS/s 1 GS/s / 2 GS/s 1 GS/s / 2 GS/s 1 GS/s / 2 GS/s 18 kpts 20 kpts 18 kpts 20 kpts 18 kpts 20 kpts 18 kpts 20 kpts 14,5 cm QVGA 14,5 cm QVGA Codice RS rswww.it/lecroy 14,5 cm QVGA 14,5 cm QVGA 14,5 cm QVGA 14,5 cm QVGA 14,5 cm QVGA 14,5 cm QVGA

12 RECENSIONE RECENSIONE Sviluppo embedded con EDP Dott. William Marshall, RS Components La Piattaforma di sviluppo embedded di RS offre un percorso alternativo nella fase di prototipazione di un progetto, consentendo modifiche semplici e rapide del processore al momento della progettazione iniziale o per aggiornamenti in futuro. Il percorso verso la produzione: fase 1 La maggior parte dei dispositivi elettronici nasce da un'idea, seguita da un rapido assemblaggio sul banco per testare la fattibilità. In questa fase viene utilizzata prevalentemente la scheda di prototipazione plug-in, onde evitare la necessità di saldature o di assemblaggio di PCB. Quando il core del sistema è un microcontroller, sorge un problema: i tipi più complessi come i dispositivi con core ARM sono disponibili unicamente nei formati con montaggio superficiale. Da qualche tempo, comunque, per PIC e Propeller esistono moduli DIP adatti per il collegamento a una breadboard, che ora possono essere utilizzati anche da mbed di ARM, come illustrato nel numero 4 di etech. Per procedere a un assemblaggio rapido a scopo di verifica non occorrono interfacce resistenti, ma è sufficiente l'hardware necessario a valutare l'adeguatezza del processore per la funzione desiderata. La domanda è: sarà abbastanza veloce per la mia applicazione di elaborazione in tempo reale? mbed è l'ideale per questa fase di sviluppo. Il percorso verso la produzione: fase 2 Una volta stabilita la fattibilità dell'idea iniziale, possiamo passare all'hardware di supporto come i filtri anti-aliasing per i canali ADC, la bufferizzazione e la protezione per i canali I/O come Ethernet, USB e CAN. Al momento la breadboard sembra piuttosto affollata e disordinata e non è possibile escludere problemi di rumore sui cavi terminali lunghi. È a questo punto che subentra l'edp, che offre tutti i filtri, i buffer e i connettori necessari in un piccolo sistema modulare. Il modulo mbed viene semplicemente collegato a un adattatore o un supporto EDP, per assicurarne la compatibilità con la scheda di base. Può essere opportuno aggiungere alcuni collegamenti tramite ponticello, per adattare il progetto con qualche modifica secondaria al programma mbed. Altrimenti il dispositivo è pronto e l'ulteriore sviluppo software può essere effettuato "in the cloud" come prima. Nel mio caso, dovevo accedere a un bus I 2 C per l'unità telemetrica a ultrasuoni; non è stato difficile, utilizzando i connettori "ripartitori" I/O sulla scheda di base EDP. Un modulo di controllo motore MC1 fornisce un'interfaccia al motore c.c. con spazzole, mentre l'alimentazione EDP consigliata gestisce la corrente del motore, benché sia possibile collegare un alimentatore più potente direttamente a MC1, se necessario. Il percorso verso la produzione: fase 3 A un certo punto, i limiti del sistema di sviluppo mbed diventeranno evidenti. Quello più ovvio è la mancanza di strumenti di debug. Inoltre, ormai credo sia chiaro che non è vantaggioso rivelare tutto il codice alla concorrenza tramite il Web. La fase successiva consiste nella sostituzione di mbed e del relativo supporto con il modulo EDP LPC1768. La nuova unità presenta varie opzioni ponticello, da realizzare in base alle schede delle applicazioni periferiche esistenti. Sono disponibili un connettore femmina per schede micro-sd e un connettore di programmazione per l'ide Keil μvision 4. Se siete già dotati di sistema Keil con il "dongle" di debug μlink associato, potete iniziare subito; in caso contrario occorre acquistare un dongle separatamente da RS. Per fortuna il dongle è compatibile con tutte le schede basate su ARM EDP. Dal sito Web di Keil si può scaricare una versione gratuita, con codice limitato, di μvision. L'Elenco 1 riporta la versione EDP del programma creato per evitare gli oggetti. Confrontatelo con l'elenco del programma mbed riportato nel numero 4 di etech. La differenza principale, se si eccettuano i nomi diversi per le routine dei driver di periferica, è la struttura orientata agli oggetti C++ del programma mbed rispetto al semplice codice C dell'edp. Il programma mbed era più breve poiché tutti i file dei driver venivano invocati da un'unica istruzione "Include": mbed.h. Inoltre le fasi di inizializzazione erano nascoste all'utente. Potete notare che la traduzione da mbed a EDP non sarà difficile, una volta che avrete acquisito familiarità con il nuovo IDE, più sofisticato, e con tutte le sue funzionalità di gestione e debug dei progetti. Tuttavia, è importante sottolineare che le funzioni della porta COM quali "printf" ora operano tramite il canale RS- 232, mediante un modulo di comunicazione di base EDP. Quest'ultimo fornisce anche bufferizzazione, protezione e connessioni USB, CAN, RS- 485 e RS-232. Ethernet è disponibile tramite un connettore della scheda di base. Produzione Infine, se il progetto completato riguarda un'applicazione specializzata per bassi volumi, che non giustifica l'uso di un PCB personalizzato, perché non offrire al cliente semplicemente una soluzione basata su EDP? Le schede sono resistenti e presentano fori di montaggio per fissare i moduli alla scheda di base. A prova di futuro Ormai questa espressione è diventata un luogo comune. Tuttavia, nel caso dell'edp, allude a un importante vantaggio: i componenti obsoleti o antiquati (di solito i chip dei processori) possono essere rimossi e sostituiti con i tipi più recenti, lasciando intatto il resto del prototipo sviluppato. Ciò consente di risparmiare tempo, perché il software che avete faticosamente creato continuerà a funzionare, dopo la ricompilazione per il nuovo processore mediante i driver di basso livello forniti. Inoltre è possibile provare diversi processori nella fase di sviluppo. Cosa ne direste di un Cortex-M3, Cortex-M0, ARM 7, ARM 9 o forse di un XC167 ottimizzato per l'elaborazione rapida in tempo reale? Il modulo del supporto PIM aggiunge la possibilità di valutare dspic o PIC32. L'EDP non è economica, ma è destinata a durare nel tempo ad esempio, i connettori del modulo supportano l'inserimento e l'estrazione di numerosi componenti e, dopo l'iniziale investimento, le integrazioni future risulteranno molto più convenienti di un nuovo kit di sviluppo completo. Infine, rimane il vantaggio del tempo risparmiato nel non dover ricominciare da capo, ogni volta. /* *************************************************************************/ /* Robot Collision-Avoidance Test Program for EDP LPC1768 Module WGM 10/2010 */ /* Project built using Keil uvision 4 development tool and compiler */ /* *************************************************************************/ #include <lpc17xx.h> #include misra_types.h /* MISRA type definitions */ #include defines.h /* General EDP defines */ #include Slave_Address_Defines.h /* EDP I2C slave addresses */ #include Portst.h /* I/O port structure */ #include i2c0.h /* I2C0 low-level driver */ #include I2C0_MASTER.h /* I2C Master functions */ #include timer1.h /* Timer 1 driver, delay */ #include UART0.h /* UART0 low-level driver */ #include Terminal.h /* Serial terminal functions */ #include delays.h /* Software delays */ #include MC1.h /* Motor module functions */ uint8_t cmd[2] = {0u,0u}; /* I2C command buffer */ uint8_t echo[2] = {0u,0u}; /* I2C sonar results buffer */ uint16_t range = 0u; sint32_t main (void) { SystemInit(); /* Basic MCU initialisation */ setup_timer1(1u); /* Set 1ms wait increment */ setup_ports_default(); /* Set up I/O for EDP board */ setup_i2c0_master_mode(); /* Initialize I2C bus */ MC1_Configure_Hardware(); /* Set up EDP MC1 module */ UART0Init(115200u,8u,NO_PARITY,1u); /* Set up COM channel */ // Set up SRF08 max range and receiver sensitivity over I2C bus cmd[0] = 0x02u; /* Range register */ cmd[1] = 0x1Cu; /* Set max range about 100cm */ I2C0_Master_Mode_Transmit(SRF08_addr, cmd, 2u); cmd[0] = 0x01u; /* Receiver gain register */ cmd[1] = 0x1Bu; /* Set receiver gain */ I2C0_Master_Mode_Transmit(SRF08_addr, cmd, 2u); while(1) { /* Main program loop */ // Get range data from SRF08 // Send Tx burst command over I2C bus cmd[0] = 0x00u; /* Command register */ cmd[1] = 0x51u; /* Ranging results in cm */ I2C0_Master_Mode_Transmit(SRF08_addr, cmd, 2u); /* Send ranging burst */ delay_ms(70u); /* Wait for echo */ // Read back range over I2C bus cmd[0] = 0x02u; /* Address of first echo */ I2C0_Master_Mode_Transmit(SRF08_addr, cmd, 1u); /* Send address */ I2C0_Master_Mode_Receive(SRF08_addr, echo, 2u); /* read echo result */ // Generate PWM mark/space ratio from range data range = (echo[0]<<8u)+echo[1]; MC1_Set_Motor_Speed(100u-range); /* Update PWM ratio (0->100) */ rs232_printf( PWM = %d\r,range,3u); /* Display PWM ratio on PC */ } delay_ms(100u); /* Wait for 100ms */ } Elenco 1 Elenco dei componenti Codice RS: Scheda di base a 4 canali EDP Modulo di comando LPC1768 EDP Modulo di supporto mbed EDP Modulo LPC1768 mbed ARM Modulo di comunicazione EDP Modulo di controllo motore MC1 EDP Modulo di debug Ulteriori vantaggi online... Scarica il codice del programma e leggi l'articolo precedente su mbed nel numero 4 di etech, disponibile all'indirizzo rswww.it/etech 20 etech - NUMERO 5 etech - NUMERO 5 21

13 TENDENZE DI MERCATO Il mercato del fotovoltaico a crescita più rapida nel 2010 Le installazioni FV sono aumentate del 1.500% quest'anno Q iq La scelta intelligente Nel 2010, il sole ha iniziato a splendere sul mercato del fotovoltaico (FV) nel Regno Unito, quando grazie ai vantaggiosi incentivi del governo, in questo paese si è registrata la crescita più rapida al mondo di installazioni di pannelli solari, secondo isuppli Corp. Le installazioni dei sistemi FV nel Regno Unito hanno raggiunto 96 megawatt nel 2010, con uno straordinario aumento del 1.500% dai 6 MW del Iniziando da un livello quasi trascurabile nel 2009, l'espansione ha drasticamente superato quella del secondo paese nel trend, la Spagna, dove le installazioni sono aumentate di circa il 730% nel La figura 4 presenta la previsione di isuppli in merito alle installazioni FV annuali nel Regno Unito. Figura 4: Previsione di installazione di sistemi fotovoltaici nel Regno Unito (in Megawatt) 3,8 gigawatt prodotti dalle installazioni nel Tuttavia, la nuova politica del governo tedesco, volta a ridurre questi incentivi, rallenterà la crescita del fotovoltaico nel paese a partire dal Energia nel Regno Unito L'obiettivo generale del programma nel Regno Unito è stimolare la generazione autonoma dell'energia, mediante installazioni più piccole e distribuite, nel tentativo di ridurre le emissioni di CO2 e contribuire al rinnovamento delle tecnologie del settore nel paese. Nell'ambito del Conto Energia, il Regno Unito applica tariffe superiori a quelle di mercato, al fine di incentivare l'adozione del fotovoltaico. Attualmente il prezzo medio dell'elettricità a uso residenziale nel Regno Unito è pari a 0,12 sterline per kilowattora (kwh). Un sistema FV residenziale in grado di produrre fino a 4 kilowatt può garantire un'entrata di 0,36 sterline per ogni kwh generato che venga consumato dal proprietario oppure di 0,39 sterline per ogni kwh alimentato nella rete. Queste cifre si traducono in un vantaggio finanziario di 0,48 sterline per kwh per il consumo del produttore. Megawatt Secondo il Department of Energy and Climate Change del Regno Unito, una famiglia che installi un sistema da 2,5 kilowatt, esposto adeguatamente ai raggi solari, potrebbe risparmiare 140 sterline all'anno sulla fattura dell'energia elettrica. Le installazioni effettuate da luglio 2009 possono richiedere la qualificazione retroattiva per la tariffa agevolata. Secondo isuppli, il ritorno sull'investimento (ROI) nel caso dei progetti residenziali vantaggiosi può arrivare al 12%. Nel 2010, per promuovere l'adozione del fotovoltaico, il Regno Unito ha adottato il programma europeo di incentivazione denominato Conto Energia. Inoltre, in seguito al taglio degli incentivi in Germania, leader nelle installazioni FV, l'interesse degli operatori si è spostato in paesi con una politica di incentivazione più favorevole e ciò ha permesso al Regno Unito di diventare un punto di riferimento per queste tecnologie. La stima iniziale di isuppli prevede che il mercato delle installazioni FV nel Regno Unito raggiungerà 214 MW nel 2012 e 501 MW nel Questo dato si basa sugli indici di crescita negli altri paesi e tiene in considerazione il livello di isolamento o la quantità di luce solare caratteristici del Regno Unito. Henning Wight Benché dopo il 2010 si preveda per il Regno Unito un rallentamento di questa crescita, da un tasso tanto eccezionale, le installazioni FV continueranno ad aumentare, nell'ordine del 50% all'anno, fino al Incentivi per il mercato del fotovoltaico Il Conto Energia promuove l'utilizzo dell'energia solare garantendo che i gestori della rete acquisteranno l'eccesso di elettricità prodotto dalle installazioni FV. Ciò induce i singoli e le organizzazioni a sostenere i costi iniziali di investimento in un sistema FV. L'ampio ricorso agli incentivi previsti dal programma ha permesso alla Germania di diventare il paese leader nel mondo per il fotovoltaico, con 22 etech - NUMERO 5 Scopri i risultati delle ricerche più recenti sul fotovoltaico all'indirizzo o contatta isuppli scrivendo a Copyright 2010 isuppli Corporation. Sostituendo il motore Q con un motore iq si riduce il consumo energetico del 70%. Codice RS: Per conoscere ulteriori vantaggi, visita il sito: rswww.it/ebmpapst

14 Un nuovo strumento PCB riduce gli ostacoli all'innovazione Martin Keenan Technical Marketing Engineer, RS Components Nel settore dell'ingegneria elettronica, un nuovo trend sta diventando sempre più importante. Analogamente allo sviluppo del software open source, che ha reso accessibile una vasta gamma di applicazioni IT, l'hardware open source sta contribuendo a rimuovere numerosi ostacoli all'innovazione tecnologica. A differenza della comunità del software open source, tuttavia, i progettisti hardware che desiderano divulgare i risultati del proprio lavoro non hanno avuto a disposizione un numero equivalente di strumenti gratuiti dello stesso livello. È arrivato il momento di affrontare questo problema. Hardware open source Grazie all'hardware open source (OSHW, Open Source HardWare), è possibile accedere a progetti e realizzarli senza dover pagare diritti d'autore oppure, più importante, modificarli e ampliarli per creare dispositivi e applicazioni innovative. Ciò offre il vantaggio di non dovere sempre ripartire da zero, ma poter implementare sottosistemi in progetti già ottimizzati da chi ha svolto il lavoro iniziale e lo ha divulgato come materiale open source. Le aziende come Arduino hanno aderito al modello dell'hardware open source per agevolare la prototipazione e lo sviluppo di nuovi sistemi. Le schede core prodotte da Arduino vengono fornite con tutta la documentazione e il codice sorgente necessari a ricrearle e adattarle. Dai prototipi, l'hardware open source è già stato utilizzato in sistemi finiti. Da quando Openmoko ha lanciato l'idea di creare un telefono cellulare completamente open source, non soltanto è stato scritto uno stack software, ma l'intera comunità si è impegnata a sviluppare un progetto hardware riutilizzabile per un dispositivo mobile completo. La stampante 3D MakerBot, progettata per consentire agli utenti domestici di realizzare oggetti in plastica, viene venduta come kit. Ma l'azienda fornisce tutti i file di progettazione e le informazioni necessarie per costruirla o persino migliorarla, in modo da crearne una versione perfezionata. Strumenti di progettazione open source Nonostante la continua espansione della comunità di progettisti di elettronica e sistemi che desiderano divulgare il proprio lavoro, consentendo ad altri creativi di rielaborarlo ed estenderlo con nuove idee, il numero di strumenti di progettazione oggi disponibile è chiaramente insufficiente. La comunità del software open source ha accesso a numerosi strumenti gratuiti, concepiti per la creazione di nuovo software. Prima d'ora, tuttavia, gli strumenti liberamente accessibili per la progettazione di hardware elettronico non raggiungevano un livello paragonabile. Gli strumenti di progettazione PCB disponibili gratuitamente per il download sono molti, ma in genere presentano limitazioni significative. Ad esempio, le loro funzionalità di importazione o esportazione possono essere molto limitate, in quanto si tratta di strumenti concepiti per operare con l'attrezzatura di uno specifico produttore di PCB. Esistono anche strumenti open source scaricabili da Internet. Di solito non sono vincolati da restrizioni o attributi "artificiali", come la dimensione delle schede o il numero di livelli consentiti per un progetto. Tuttavia, poiché sono stati sviluppati da una comunità eterogenea di programmatori, mancano di alcune funzionalità cruciali che gli utenti di PCB ormai si aspettano di trovare in qualsiasi strumento commerciale. DesignSpark PCB DesignSpark PCB, al contrario, è gratuito, ma offre tutti gli attributi degli strumenti commerciali e per di più non presenta restrizioni artificiali di alcun tipo, quanto a dimensione delle schede, numero di layer e di pin o file di output. Creato in collaborazione con un'azienda indipendente produttrice di strumenti EDA, è il frutto del lavoro di un team i cui membri vantano complessivamente oltre 150 anni di esperienza nello sviluppo software CAD per PCB. Inoltre, alla sua realizzazione ha contribuito in modo determinante il Continua a pagina 26 > 24 etech - NUMERO 5 etech - NUMERO 5 25

15 < Continua da pagina il vantaggio di non dovere sempre ripartire da zero, ma poter implementare sottosistemi in progetti già ottimizzati da chi ha svolto il lavoro iniziale e lo ha divulgato come materiale open source. Come aggiungere dei display grafici utilizzando i nuovi microcontroller PIC24F integrati Microcontrollers feedback degli utenti CAD in tutto il mondo, a cui si è aggiunta l'analisi degli strumenti attualmente esistenti per il layout di PCB. Oltre alle funzionalità di acquisizione di schemi e definizione del layout, essenziali per qualsiasi strumento del genere, DesignSpark PCB comprende un autorouter completo, con pieno supporto delle verifiche delle regole di progettazione, per garantire la possibilità pratica di produrre la scheda. Di conseguenza, consente a una nuova generazione di progettisti elettronici di collaborare a progetti utilizzando una classe di strumenti che, in passato, avrebbero richiesto centinaia, se non migliaia, di euro. Grazie a questo strumento è possibile acquisire un'ampia gamma di progetti già disponibili, non soltanto nell'ambito dell'hardware open source, ma anche progetti di riferimento sviluppati da produttori quali Texas Instruments, che forniscono file compatibili con gli strumenti standard del settore. A differenza degli strumenti gratuiti diffusi da appassionati o a scopo di formazione, DesignSpark PCB non prevede restrizioni all'utilizzo. Infatti può essere impiegato sia per progetti commerciali, sia per quelli che vengono divulgati nelle comunità dell'hardware open source. Sviluppato interamente per Microsoft Windows, DesignSpark PCB si attiene all'approccio consigliato dal sistema operativo per la progettazione delle applicazioni. In questo modo è molto più semplice apprendere a utilizzare lo strumento. Quando il software viene aperto per la prima volta, l'utente non si trova davanti una serie di pulsanti e comandi enigmatici. Al contrario, l'interfaccia è lineare, con le funzioni principali disposte ordinatamente su due barre di icone in alto e sul lato della schermata principale. Le funzioni di progettazione PCB utilizzate più spesso sono disponibili tramite menu contestuali. Poiché è stato scritto per Windows, DesignSpark PCB supporta perfettamente funzioni come il copia e incolla e il trascinamento selezione. Ciò consente di selezionare con facilità le parti desiderate del file di un progetto e trasferirle in un nuovo progetto. Se un progetto di riferimento per un microcontroller include una sezione utilizzabile in un progetto più grande, è sufficiente copiarla e incollarla. Inoltre, le funzioni permettono di duplicare con rapidità sezioni che altrimenti sarebbe necessario ridisegnare manualmente, perdendo molto tempo. Poiché gli utenti di questo strumento diventano automaticamente membri del social network di DesignSpark dedicato ai progettisti, è facile ricevere suggerimenti sull'utilizzo e su altri aspetti della progettazione di PCB. Anziché dover consultare un'ampia e complessa documentazione per scoprire come risolvere un problema, è possibile cercare indicazioni nelle Questions & Answers o semplicemente chiedere ai colleghi. Passiamo alla produzione... DesignSpark PCB è connesso a una varietà di altri strumenti online, in diversi modi. Ad esempio, con questo strumento è molto semplice definire il costo di un progetto e farlo produrre, grazie alla capacità di esportare una distinta materiali completa. Il file della distinta materiali può essere caricato nello strumento di creazione preventivi online di RS Components, per calcolare il costo di un prototipo o di produzione di una serie di schede assemblate, quindi passare subito a ordinare i componenti necessari. Lo strumento è dotato di un database completo di componenti, da resistori a microcontroller. Se un componente non è incluso nel database delle parti, è facile crearne uno nuovo, selezionando il tipo di contenitore appropriato, come un SOT-23 o un'ampia interfaccia LGA (Land Grid Array), quindi assegnando i piedini specificati sullo schema alle posizioni pertinenti su tale elemento strutturale. Poiché molti progetti nell'ambiente open source non sono semplicemente componenti su PCB, ma robot, stampanti 3D e persino, in un caso unico, un'automobile ibrida sperimentale, la disposizione dei componenti elettronici nel sistema è essenziale per il successo di qualsiasi iniziativa. Proprio da questo punto di vista DesignSpark PCB consente di prepararsi per il futuro. Lo strumento infatti supporta l'esportazione di file IDF da qualsiasi progetto di PCB un formato compatibile con gli strumenti CAD 3D meccanici. A molti componenti elettromeccanici in Component Chooser, che consente di selezionare con facilità le parti da utilizzare per un'attività specifica, sono associati modelli 3D. Di conseguenza, ora è molto più semplice per gli strumenti CAD 3D integrare le forme 3D reali in progetti meccanici così è possibile verificare agevolmente se, ad esempio, un dissipatore ha spazio sufficiente e, in caso contrario, inserirlo nella posizione giusta, grazie a DesignSpark PCB. Una volta completato il progetto, DesignSpark PCB genererà un file Gerber standard, pronto per la produzione presso qualsiasi fornitore di PCB, assicurando il collegamento finale nella catena. La visione dell'hardware open source L'hardware open source può cambiare l'approccio della comunità dei progettisti al proprio lavoro concentrando l'impegno su aree differenziabili, anziché perdere tempo a ricreare sottosistemi comuni da zero, e riducendo gli ostacoli all'innovazione. Infine, DesignSpark PCB rimuove un altro problema fornendo, gratuitamente, la possibilità di acquisire, adattare e creare nuovi progetti di componenti elettronici. Scarica gratuitamente DesignSpark PCB da Ulteriori vantaggi online... Condividi le tue opinioni su questa visione dell'hardware open source all'indirizzo La nuova famiglia di microcontroller PIC24FJ256DA di Microchip permette di ridurre i costi evitando l uso della RAM e dei controller esterni necessari per i display grafici, le comunicazioni USB e il rilevamento tattile La famiglia di microcontroller PIC24FJ256DA integra tre unità di accelerazione grafica, un display controller e 96 Kbyte di RAM. Questo livello di integrazione permette di ridurre i costi di sistema e rende semplice e conveniente dotare di display grafici avanzati un ampio spettro di applicazioni embedded, evitando parallelamente l esigenza di ricorrere a RAM e display controller esterni. Ulteriori risparmi sono possibili grazie alle periferiche integrate per USB e per rilevamento tattile capacitivo. Microchip vi permette di raggiungere questi risultati attraverso: Librerie Grafiche gratuite e ottimizzate con codice sorgente completo, supporto per vari font e linguaggi e disponibilità di una ricca scelta di oggetti grafici precostituiti. Le librerie sono anche dotate di interfacce preconfigurate per pad e slider a rilevamento tattile capacitivo e per touch screen resistivi. Software gratuito Graphics Display Designer offre ai progettisti inesperti un wizard visivo per lo sviluppo delle interfacce utente. La PIC24FJ256DA210 Development Board si interfaccia direttamente con la Truly 3.2 Display Board di Microchip ma può anche connettersi ad altre schede display attravero le schede adattatatrici AC (RS Part No ). Per eseguire il debug gli utenti dovranno ricorrere a un MPLAB ICD 3, a un MPLAB REAL ICE TM o a un MPLAB PICkit TM 3. Intelligent Electronics start with Microchip rswww.it/microchip TRE SEMPLICI PASSI PER INIZIARE 1. Kit di sviluppo PIC24FJ256DA210 e Truly Display Board 2. Scaricate la libreria gratuita e il software Designer 3. Cominciate a progettare! PIC24FJ256DA210 Demo Board DM RS Part No Truly 3.2 Display Board AC RS Part No Il nome e il logo Microchip, il logo Microchip, PIC e MPLAB sono marchi registrati: mtouch, PICkit e REAL ICE è un marchio di Microchip Technology Incorporated in USA e in altre nazioni. Tutti gli altri marchi e marchi registrati appartengono ai rispettivi titolari. 2010, Microchip Technology Incorporated. Tutti i diritti riservati. ME278Ita/11.10D Digital Signal Controllers Analog Memory 26 etech - NUMERO 5

16 CONSIGLI SULLA PROGETTAZIONE IN COLLABORAZIONE CON CONSIGLI SULLA PROGETTAZIONE Piramide R13 4k7 R12 4k7 R11 T11 T10 T9 D1 R14 D2 R15 D3 R16 D4 R17 D5 R18 D6 R19 D7 R20 D8 R21 4k7 di LED 3D 3x BC D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 R22 R23 R24 R25 R26 R27 R28 R29 Lothar Goede (Germania) L'autore voleva solo "divertirsi un po' con la programmazione dei microcontroller". Invece, il progetto si è evoluto rapidamente in una piramide attraente e innovativa. In linea di massima, il circuito consiste in una scheda PCB tagliata in una conformazione particolare, 23 LED e un microcontroller. Nonostante la scarsa potenza del microcontroller Atmel ATtiny2313, l'autore è riuscito a trovare spazio nella memoria Flash da 2 KB per 16 sequenze luminose diverse. I 23 LED sono suddivisi in tre gruppi. Le sezioni inferiore e intermedia comprendono otto LED, mentre la sezione superiore ne include solo sette. Poiché il microcontroller presenta solo 20 piedini, non è possibile fornire un comando singolo diretto per ciascun LED. Per l'approccio multiplexer adottato vengono utilizzati solo undici piedini di uscita. Per aumentare la capacità di trasmissione di corrente di ogni uscita si utilizzano transistor del buffer. Il software è stato scritto in assembler e, come al solito, può essere scaricato dalle pagine Web di Elektor che accompagnano questo articolo come codice sorgente o file esadecimale. Anche i file del layout della scheda del circuito stampato sono disponibili dalla stessa posizione, oltre a un collegamento che consente di acquistare schede già pronte e microcontroller pre-programmati. Assemblare i componenti sulla scheda a circuiti stampati è semplice: alcuni, con montaggio in superficie, devono essere saldati, ma lo spazio non è limitato. Per risultati ottimali, è preferibile scegliere LED con angolo di visione più ampio possibile, in modo che l'aspetto della piramide sia attraente anche se visto di lato. L'autore ha utilizzato LED arancioni di tipo LO L296 di Osram, dotati di un angolo di visione di 160. È presente un connettore a sei vie, per consentire la programmazione in-system (ISP, In-System Programming) del microcontroller. L'impostazione della configurazione consente l'uso della sorgente di clock interna a 4 MHz, che viene suddivisa a 0,5 MHz da un divisore interno. Se non vengono programmate correttamente, le sequenze di luce risulteranno troppo rapide, troppo lente o non si attiveranno affatto.quando tutto funziona correttamente, selezionare due porzioni di cavo rigido in rame di 11 cm e 5,5 cm di lunghezza e 1,5 mm 2 di sezione e saldare un'estremità della porzione più breve sulla parte centrale di quella più lunga, creando una forma a "T". Scostando lateralmente la spirale della scheda, inserire al di sotto la struttura dei cavi a "T", quindi saldarla ai due riquadri, come illustrato nella fotografia. Al posto dei cavi rigidi in rame si possono utilizzare anche tubi in ottone a sezione sottile. Oltre al connettore ISP è disponibile un'interfaccia USB, da utilizzare esclusivamente per fornire un'alimentazione a 5 V. In sostituzione, un adattatore di rete esterno da 5 V sarebbe ugualmente appropriato. Due ponticelli influiscono sul comportamento della piramide luminosa: JP1 stabilisce se le sedici sequenze si succederanno l'una all'altra in ordine oppure casualmente, mentre JP2 determina se si attiveranno gli schemi di illuminazione oppure se tutti i LED verranno accesi contemporaneamente. S1 è un pulsante di reset che risulterà utile se si desidera provare a modificare il software. VCC D+ DÐ GND K1 K2 K3 K4 C1 220u 16V C2 100n 1 JP2 1 JP1 C3 22u 16V S1 RESET 1k 1k R9 R10 D24 LL V C4 100n PD0 PD1 RESET PD2 IC1 PB0 PB1 PB2 PD3 PB3 PD4 PB4 PD5 PB5 PD6 PB6 PB7 ATTiny2313 XO 4 20 XI V R8 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 4k7 4k7 4k7 4k7 4k7 4k7 4k7 4k T8 K5 T1 ISP T2 T3 8x BC Elenco dei componenti Resistenze Codice RS Varie Codice RS R1 R8, R11, R12, R13 = 4,7 kohm K1 K4 = punti di prova R9, R10 = 1 kohm K5 = pin header a 6 piedini (2x3), passo terminale 2,54 mm R14 R36 = 56 ohm S1 = pulsante S2, S3 = pin header a 3 piedini, passo terminale 2,54 mm Condensatori Codice RS C1 = 220 µf, 16 V C2, C4 = 100 nf Cavo in rame 1,5 mm (30m) C3 = 22 µf, 16 V Ponticello PCB PCB N Semiconduttori Codice RS Offtheshelfdefault.aspx?type=E&lang=en&an= D1 D23 = LED SMD LO L T1 T11 = BC IC1 = ATtiny SU (SMD), programmato Ulteriori vantaggi online... Leggi la versione completa di questo progetto all'indirizzo T4 T5 T6 T7 D17 R30 D18 R31 D19 R D20 R33 D21 R34 D22 R35 D23 R36 28 etech - NUMERO 5 etech - NUMERO 5 29

17 PROFILO DEI CLIENTI D omande rapide Dati principali Nome azienda Anno di fondazione 1977 Sede 30 etech - NUMERO 5 GEM elettronica Numero di dipendenti Oltre 180 Sito Web Nome dell'intervistato Qualifica intervistato San Benedetto del Tronto, Italia Andrea PIZZARULLI Responsabile dell'istituto di tecnologia GEM elettronica Qual è il vostro prodotto più recente? Il sistema di navigazione Accurate FOG-100 con giro-bussola e riferimento altimetrico Cosa differenzia i vostri prodotti? Alta precisione, MTBF prolungato senza manutenzione, basso costo Quali sono le nuove tecnologie utilizzate nei vostri prodotti? La tecnologia a fibra ottica anziché il classico approccio elettromeccanico In che modo avete acquisito le conoscenze necessarie per questa nuova tecnologia? Impegno interno nella ricerca e sviluppo oltre a investimenti a lungo termine Mi fornisca un esempio dell'impatto di uno dei vostri prodotti o dei vantaggi che offre all'utente finale. Riduzione delle spese di esercizio per la manutenzione del prodotto, migliori prestazioni per l'utente finale e operatività più rapida grazie al minore tempo di avvio per la bussola giroscopica Da quali fonti di informazione avete sentito parlare delle nuove tecnologie? Conferenze internazionali, workshop del settore In che modo acquisite nuove competenze? Assumendo personale altamente qualificato e avvalendoci di consulenti internazionali Quale servizio RS trova più utile per il Suo lavoro e perché? Per noi RS è un importante fornitore, in particolare nell'ambito della realizzazione dei prototipi e nelle piccole/medie produzioni, poiché possiamo effettuare ordini di quantità anche minime che ci vengono consegnate rapidamente, entro 24 ore. Inoltre apprezziamo molto l'ottimo servizio di riparazione e calibrazione degli strumenti offerto da RS. Secondo lei, quale tecnologia avrà il maggiore impatto sul vostro prossimo prodotto? Le tecnologie ottiche e l'elaborazione del segnale Qual è la minaccia principale per la vostra attività? Le soluzioni estremamente innovative e i nuovi prodotti possono penetrare lentamente sul mercato Quale sarà il vostro settore tra 5 anni? Aviazione e aerospaziale Riduzione della dipendenza dall'energia tramite l'efficienza L'atteggiamento nei confronti della generazione e del consumo dell'energia sta cambiando in tutto il mondo, anche grazie alla legislazione. Pertanto è diventato essenziale per i produttori, a qualsiasi livello, comprendere il modo in cui i loro dispositivi consumano energia e come i clienti li utilizzano, allo scopo di ridurre al minimo la quantità di energia richiesta da tali prodotti durante il proprio ciclo di vita. Oggi i consumatori sono spesso considerati responsabili di una scarsa attenzione nei confronti del risparmio energetico in altri termini, l'utilizzo domestico dell'energia può essere più limitato di quello attribuibile al settore dell'industria, dove tuttavia si è molto più consapevoli della necessità di ridurre i consumi. Eppure la situazione sta cambiando: anche nel settore dei consumatori inizia a diffondersi la consapevolezza dell'importanza della conservazione dell'energia e dello sviluppo di dispositivi "più intelligenti" e, di conseguenza, sta aumentando l'impiego di alimentatori più efficienti. RS offre una vasta gamma di alimentatori a basso consumo dai principali produttori, inclusi alimentatori switching per l'erogazione di livelli di tensione c.c. da ingressi c.a. Molti di questi prodotti sono già certificati in conformità alla legislazione europea, ovvero alla Direttiva EuP. Benché la legislazione possa ancora evolversi, il requisito essenziale rimane invariato e l'installazione di alimentatori efficienti e sensibili al consumo continuerà. Selezionando soluzioni a risparmio energetico, come quelle disponibili da RS, gli OEM e i loro clienti possono contribuire in modo positivo allo spirito delle normative e della legislazione recenti. Un altro settore dove è possibile aumentare l'efficienza nell'utilizzo dell'energia è la conversione c.c.-c.c. Spesso, nei moderni dispositivi elettronici, la conversione da un livello c.c. a un altro è inevitabile; il numero di livelli di alimentazione in un singolo dispositivo può essere elevato e solitamente tutte le tensioni di alimentazione richieste derivano da un'unica fonte c.c., associata a un alimentatore switching. La capacità di generare energia sufficiente per controllare tutti i componenti elettronici è il requisito fondamentale di un alimentatore a livello del sistema, ma aggiungendo le inefficienze dei convertitori c.c.-c.c. può accadere di dover specificare un alimentatore più grande e potente che sarà inevitabilmente più costoso. Ne consegue che l'uso di convertitori c.c.- c.c. a basso consumo può fare risparmiare energia, costo e spazio in un'applicazione finale. Oggi RS offre una varietà di convertitori c.c.-c.c. a basso consumo, da produttori leader quali Recom Electronic GmbH, National Semiconductor, International Rectifier e Zetex. Il settore dell'elettronica dipende intrinsecamente dall'energia ma, grazie all'innovazione continua e alla strategia volta ad assicurare una maggiore efficienza energetica, tale dipendenza si sta riducendo, a vantaggio di tutti gli interessati. Puoi trovare i più recenti convertitori c.c.-c.c. all'indirizzo rswww.it/elettronica etech - NUMERO 5 31

18 Componenti elettronici Prodotti per la messa a terra ESD Prodotti per la protezione quotidiana da ESD Componenti elettronici DETERGENTI PER ELETTRONICA RS dispone di una vasta gamma di articoli di numerosi produttori, in grado di soddisfare le esigenze di qualsiasi applicazione n Se si è alla ricerca di detergenti per contatti, per rimuovere il flussante, per forni di saldatura a reflow o delle salviette e dei tamponi per applicarli, RS dispone del prodotto ideale. Stringa di ricerca online: Prodotti per pulizia e trattamento n Se occorrono cinturini per il polso, fascette da tacco, cavi di messa a terra o abbigliamento, RS dispone di una gamma di prodotti specifici per ogni esigenza. A ciò si aggiunge un assortimento di ricambi e accessori ma è solo una parte dei prodotti ESD disponibili presso RS. Stringa di ricerca online: Messa a terra ESD Kit di saldatura e rilavorazione MFR-1110 Un singolo sistema di output con impugnatura MFR-H1-SC, compatibile con le cartucce SPF n Il sistema è dotato di tecnologia SmartHeat che fornisce esattamente l'energia necessaria per ciascuna connessione, proteggendo i componenti sensibili da eventuali danni. L'alta potenza prodotta a temperatura fissa garantisce un elevato rendimento. Stringa di ricerca online: Batterie standard RS Per impieghi generali n Batterie alcaline al manganese, nei formati standard più diffusi, per l'uso quotidiano. Stringa di ricerca online: batterie alcaline rs Multimetro Fluke 287 Multimetro di registrazione con elettronica RMS effettiva e funzione TrendCapture n Documentazione rapida delle prestazioni di un prototipo e visualizzazione grafica degli eventi. Le esclusive capacità di registrazione e grafica consentono di non scaricare più lunghi tracciati su un PC per individuare un trend. Fluke 287 riunisce la massima accuratezza e comodità in un multimetro portatile. Stringa di ricerca online: Strumenti di precisione Lindstrom Lindstrom progetta e produce strumenti di precisione dal 1856 e gode di un'ottima reputazione nel settore dell'elettronica n Questa azienda, inizialmente specializzata solo in pinze e tronchesi, ora offre anche cacciaviti ad alta precisione, pinzette e avvitatori dinamometrici, nonché una gamma di strumenti completamente ergonomica. I prodotti sono realizzati per soddisfare le esigenze dei clienti, con prestazioni e durata superiori. Stringa di ricerca online: Lindstrom Display programmabile 2,8 TFT Pannello di misura programmabile a colori, di basso costo, con interfacce analogica e USB Moduli SSR Crydom Moduli SSR pronti all'uso con una scelta di opzioni di commutazione del carico c.a. o c.c. n Gli esperti dello stato solido hanno introdotto una nuova gamma di moduli SSR compatti che offrono varie tensioni di controllo e una commutazione istantanea o di tipo zero-crossing. Correnti nominali fino a 10 A; tutti i moduli sono integrabili in guide DIN TS35 e TS32. Stringa di ricerca online: Crydom DRA1* n SGD-28M offre alla progettazione elettronica una scelta di formati e colori per la visualizzazione delle misure, con scala di ingresso completamente regolabile. L'ampia gamma di alimentazione da 4 a 30 Vc.c. e un ingresso analogico doppio da 0 a 40 Vc.c. rendono il prodotto ideale per molte applicazioni di misura nelle quali un semplice display LED non è sufficiente. Stringa di ricerca online: etech - NUMERO 5 Maggiori informazioni online oltre nuovi prodotti aggiunti ogni mese su rswww.it/elettronica etech - NUMERO 5 33

19 Fibra ottica Scelte per le attuali sfide energetiche Mike Caddy, RS Components I prezzi dei carburanti in ascesa, l'aumento dell'uso di energia da fonti rinnovabili e le richieste di maggiore sicurezza e comfort sono aspetti cruciali, che sfidano i progettisti a ottimizzare la gestione di motori e generatori in applicazioni quali le locomotive e le turbine eoliche. I componenti elettronici sofisticati di acquisizione e controllo dei dati devono comunicare in modo affidabile, spesso su lunghe distanze e nonostante rischi quali tensioni elevate, alti livelli di interferenza elettromagnetica (EMI, ElectroMagnetic Interference) e intense scariche elettrostatiche (ESD). La fibra ottica rappresenta il supporto ideale per realizzare collegamenti di dati affidabili, in quanto offre i vantaggi di un elevato isolamento galvanico dai circuiti ad alta tensione, immunità a EMI ed ESD e grandi distanze di trasmissione. A dimostrazione di questa tesi, nel presente articolo vengono esaminate due applicazioni specifiche: le turbine eoliche e il settore ferroviario. Ottimizzazione della qualità dell'energia eolica In una turbina eolica vengono impiegati prodotti industriali in fibra, compatibili con un'ampia gamma di velocità dati e lunghezze di collegamento, per l'unità di controllo, le fasi di conversione dell'energia, l'attrezzatura di monitoraggio delle condizioni e per realizzare connessioni più estese al centro di controllo della "wind farm". Nella conversione di potenza, è necessario evitare i disturbi prodotti dal generatore, quindi i segnali di controllo per i principali blocchi funzionali, come il rettificatore e l inverter, vengono solitamente gestiti da un controller DSP embedded tramite un collegamento a fibra ottica. Ciò garantisce un controllo efficiente e affidabile, a elevato isolamento galvanico. Poiché è importante anche monitorare le condizioni, si utilizzano sensori atmosferici in grado di rilevare la velocità e la direzione del vento, oltre a vari sensori aggiuntivi che sorvegliano i componenti meccanici della turbina, onde evitare guasti dovuti a un utilizzo eccessivo. Il sistema monitoraggio deve fornire un elevato isolamento elettrico, per poter funzionare in modo affidabile durante condizioni atmosferiche avverse, come i temporali. In questo caso, la fibra ottica è preferibile per il suo alto grado di isolamento elettrico, a paragone degli accoppiatori ottici o componenti analoghi. Nella navicella della turbina eolica, per i collegamenti in fibra ottica su brevi distanze si può ricorrere a fibre ottiche in plastica (POF, Plastic Optical Fibre) con trasmettitori e ricevitori ottici come gli HFBR-0500Z di Avago Technologies. Sono disponibili terminazioni a innesto, ad aggancio e a vite, che consentono operazioni rapide ed efficienti di installazione, manutenzione o riparazione sul campo. Dove occorrono livelli superiori di protezione da ESD ed EMI, la serie HFBR- 0506AMZ di Avago, con contenitori metallizzati, garantisce una schermatura avanzata. Inoltre il connettore di tipo SMA resiste alle vibrazioni e agli urti meccanici. Per le applicazioni di rete nelle "wind farm", normalmente i collegamenti POF su brevi distanze vengono realizzati in multiplex di fibre multimodali o di silicio resistente (HCS, Hard Clad Silica) per aumentare la larghezze di banda disponibile e coprire distanze maggiori. Se la torre della turbina supera i 100 m di altezza, il ricorso alla fibra ottica come interconnessione verticale assicura anche un'utile riduzione del peso, rispetto ai cablaggi in rame. I trasmettitori e i ricevitori come quelli della serie HF BR-0400Z di Avago funzionano su fibra multimodale o HCS e sono molto diffusi nelle torri delle turbine eoliche e nelle reti delle "wind farm" più estese. Gestione del trasporto di massa I collegamenti dati in fibra POF, HCS o multimodale vengono impiegati anche nel settore ferroviario, per controllare semiconduttori di potenza come gli IGBT utilizzati nei convertitori che alimentano i motori di trazione elettrici e l'impianto La fibra ottica rappresenta il supporto ideale per realizzare collegamenti di dati affidabili, in quanto offre i vantaggi di un elevato isolamento galvanico dai circuiti ad alta tensione, immunità a EMI ed ESD e grandi distanze di trasmissione. elettrico del treno. Questi collegamenti, inoltre, consentono di gestire le comunicazioni con sottosistemi di sicurezza e comfort come quelli di frenatura, controllo delle porte, condizionamento dell aria, trasmissione di informazioni per i passeggeri e illuminazione. Le fibre vengono utilizzate anche per inviare e ricevere segnali di monitoraggo per la protezione da tensione e corrente, nei collegamenti c.c. e nei convertitori. Le comunicazioni fra il computer centrale del treno e i sottosistemi di frenatura, controllo delle porte e comfort normalmente sono conformi allo standard internazionale IEC Train Communication Network (TCN). In generale, lo standard TCN definisce un Wire Train Bus (WTB) per la connessione di veicoli e un Multifunction Vehicles Bus (MVB) per il collegamento in un veicolo o un gruppo di veicoli. MVB specifica tre tipi di supporti: RS-485, doppino intrecciato accoppiato con trasformatore e fibra ottica. Solitamente si preferisce la fibra ottica, per la sua elevata immunità al rumore elettrico nell'ambiente della locomotiva. Quando MVB viene implementato con la fibra ottica, si utilizza un accoppiatore a stella per ripristinare la qualità del segnale e connettere fino a 4095 dispositivi in un solo bus. Il trasmettitore HFBR-1412Z e il ricevitore HFBR-2412Z di Avago sono in grado di gestire agevolmente una velocità di trasmissione dati MVB corretta pari a 1,5 Mbps. Conclusione Di fronte all'esigenza sempre maggiore di gestire con precisione i sistemi di conversione dell'energia, sicurezza e controllo, la connettività ottica è preferita negli ambienti industriali, dove è essenziale mantenere un alto livello di integrità e resistenza dei segnali. Avago Technologies ha sviluppato diverse linee di trasmettitori, ricevitori e ricetrasmettitori in fibra ottica per il monitoraggio di sistemi e applicazioni di rete in numerose applicazioni di generazione dell'energia, trasporto e produzione industriale. Per conoscere le ultime novità sui dispositivi in fibra ottica, visita rswww.it e utilizza la stringa di ricerca "Fibra ottica Avago". 34 etech - NUMERO 5 etech - NUMERO 5 35

20 Siamo riusciti a ridurre drasticamente l'elaborazione necessaria per rilevare gli oggetti in movimento... Rilevazione del movimento con una videocamera mobile Lamine Lemmou e Naim Dahnoun School of Electronics, Università di Bristol La videosorveglianza è diventata una parte importante della nostra vita. Grazie alla tecnologia delle videocamere a basso costo, oggi è possibile avvalersi della videosorveglianza per una molteplicità di applicazioni, dal monitoraggio di aree sicure al controllo del rispetto della legge sul traffico. Comunque, l'attività principale dei sistemi automatizzati di videosorveglianza è monitorare i canali video per rilevare oggetti in movimento, al fine di identificare intrusi, o veicoli sulla strada, che è necessario registrare. Esistono algoritmi che consentono di distinguere oggetti in movimento in primo piano su sfondi statici. Tuttavia, queste tecniche non supportano le videocamere in grado di spostarsi orizzontalmente o verticalmente, utilizzate per monitorare un campo di visione molto più ampio di quello dei dispositivi fissi. Sono stati proposti vari metodi per rilevare gli oggetti in movimento mediante videocamere non statiche, ma nessuno fornisce prestazioni in tempo reale. Così, abbiamo sviluppato un approccio in grado di compensare il movimento di una videocamera e ottimizzarlo per assicurare prestazioni in tempo reale, impiegando hardware embedded a basso costo. Una tecnica molto nota per rilevare un oggetto in movimento in primo piano mediante una videocamera a spostamento orizzontale consiste nel creare un'immagine a mosaico, statica, da una serie di fotogrammi. In questo caso, i risultati migliori si ottengono quando la videocamera è molto lenta e il movimento dell'oggetto è più rapido. Le differenze fra le singole immagini dovrebbero essere minime. Per realizzare l'immagine composita, è prima necessario suddividere l'immagine registrata in blocchi di 64 x 64 pixel. Quindi occorre calcolare un vettore di movimento mediante la trasformata rapida di Fourier (FFT, Fast Fourier Transforms) per stabilire la correlazione di fase. Lo svantaggio di questo approccio è l'estrema complessità di calcolo, imputabile alla FFT, che lo rende inadatto per le applicazioni in tempo reale. Un altro aspetto negativo è che questa tecnica può bilanciare solo lo spostamento orizzontale, e non quello verticale, delle videocamere. Tuttavia vengono tollerate alcune vibrazioni delle videocamere in senso verticale. Un secondo metodo consiste nel creare un database di oggetti sullo sfondo e di fotogrammi di riferimento, che quindi possono essere confrontati con immagini in ingresso. Ma questa tecnica, denominata Minimum Camera Parameter Settings Continua a pagina 38 > 36 etech - NUMERO 5 etech - NUMERO 5 37

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