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e
LA TUA RIVISTA DI ELETTRONICA NUMERO 9
Le tecnologie emergenti di oggi
saranno lo standard di domani
rswww.it/elettronica 02.66058.1
Un banco di test non nella media
Oggi è quanto mai semplice testare progetti complessi
NUOVO!
Testare un nuovo circuito è già complesso di per sè. Uno strumento di misura non deve aggiungere complessità ulteriore. I nostri strumenti
da banco offrono la stessa semplicità di utilizzo che è tipica dei nostri oscilloscopi. Dispongono di pulsanti dedicati per richiamare funzioni comuni
e di porte USB per salvare i dati. Per semplificare le operazioni più complicate I nostri strumenti da banco possono essere collegati con il software
LabVIEW SignalExpressTM di National Instrument che viene fornito a corredo. Gli strumenti Tektronix possono essere controllati direttamente dal
PC, misure complesse possono essere automatizzate, vari tipi di misure possono essere correlate utilizzando diversi strumenti, i risultati possono
essere catturati e salvati per la creazione di reports. Utilizzando gli strumenti da banco Tektronix il banco di test diventa eccezionale.
Oscilloscopi Base
Oscilloscopi Palmari NUOVO!
■ Banda da 40 MHz a 500 MHz
■ Banda da 100 MHz a 200 MHz
Generatori di funzioni arbitrarie
■ Fino a 240 MHz di banda
■ Fino a 25 misure automatiche
■ Canali isolate
■ Modelli a 1 o 2 canali
■ Alimentazione a batteria *
■ 600 VRMS CAT III
■ 12 forme d’ onda standard oltre
* a seconda del modello
Multimetri Digitali
a quelle arbitrarie
Oscilloscopi da Banco
■ Risoluzione di 5.5 e 6.5 digit
Alimentatori NUOVI MODELLI
■ Da 100 MHz a 1 GHz di banda
■ Doppio display
■ Fino a 72V di uscita
■ Profondità di memoria fino a 20 Megapunti su
■ Statistiche, Istogrammi e Trend
■ Fino a 0.5mV e 0.1mA di risoluzione
tutti i canali
Contatore/analizzatore
■ Fino a 4 canali analogici e 16 canali digitali
■ Risoluzione di frequenza: 12 cifre/s
■ Analisi di bus paralleli e seriali
■ Risoluzione temporale singolo evento:
■ Wave Inspector® per una veloce navigazione
tra I dati
fino a 50 ps
■ Modalità: Diagramma del trend, Statistiche
di misura, Istogramma
Garanzia di 3 anni inclusa con tutti gli strumenti
da banco Tektronix.
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© 2009 Tektronix, Inc. Tutti I diritti riservati. I prodotti Tektronix sono coperti da brevetti, rilasciati o in fase di rilascio. TEKTRONIX e il logo Tektronix sono marchi registrati. LabVIEW SignalExpress è un marchio registrato di National Instruments.
Oggi, in tutto il mondo, l'industria elettronica è considerata un settore
all'avanguardia. Sulla stampa si leggono espressioni quali "allo stato dell'arte"
e "dinamico" per descrivere il ciclo perpetuo di innovazione e sviluppo delle
tecnologie elettroniche. L'industria dei gadget è persino riuscita a rendere
l'elettronica affascinante - in particolare per gli appassionati tecnofili, che non
possono resistere a certi prodotti e marchi, ormai diventati icone di moda. E
benché sia gratificante lasciarsi coinvolgere in questo avanzato settore hightech, a volte anche per implementare le tecnologie innovative e più sofisticate
sono necessari alcuni semplici strumenti di progettazione e prodotti tradizionali.
Nella presente edizione di eTech ci concentreremo su quei componenti
quotidiani che fungono da blocchi costitutivi delle basi comuni per ogni
progetto di elettronica. Questi "elementi essenziali dell'elettronica"
sono diffusi in ogni laboratorio, in una gamma estremamente ampia
e diversificata: dai componenti e strumenti più semplici, ai prodotti di
alimentazione e sicurezza, alle apparecchiature di misura e verifica.
E, coerentemente con il dinamismo del nostro settore, scoprirete che alcuni di
questi componenti elementari sono stati ulteriormente sviluppati e migliorati!
Spero apprezzerete questo numero di eTech!
Glenn Jarrett
Head of Electronics Marketing
twitter.com/RSElectronics
Condizioni di Vendita: i termini e le
condizioni di vendita sono riportati
nel catalogo RS in vigore. La presente
edizione ha validità da gennaio 2012
a marzo 2012
Pubblicato da: RS Components
Limited. Sede legale:
Birchington Road, Weldon, Corby,
Northamptonshire NN17 9RS.
N. di registrazione 1002091. RS
Components Ltd 2011.
RS è un marchio registrato di RS
Components Limited. Una società
del gruppo Electrocomponents.
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NOVITÀ DA RS
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MOLEX
NOVITÀ DALL'INDUSTRIA
PROCESSORI DI BASE
NUOVI PRODOTTI
SCHEDE A CONFRONTO
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TENDENZE DELLA MEMORIA
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eTech - NUMERO 9
03
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Il team della Tokai University si aggiudica il primo posto per il secondo anno
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Il team del veicolo a energia solare della Tokai University, sponsorizzato da
RS Components, ha vinto il World Solar Challenge (WSC) per il secondo
anno consecutivo dopo una corsa epica di 3.000 km attraverso l'Australia.
La competizione, tenutasi fra il 16 e il 23 ottobre 2011, è iniziata a
Darwin, nell'Australia del nord, e ha raggiunto Adelaide, coprendo
una distanza totale di 3.021 km. Nonostante fosse al quinto posto
dopo le fasi di qualificazione, il veicolo Tokai Challenger ha compiuto
una performance straordinaria, completando la corsa in 32 ore e 45
minuti, e tagliando il traguardo per primo alle ore 13 del 20 ottobre.
Il veicolo era alimentato a celle solari HIT, che vantano il tasso di conversione
dell'energia più alto al mondo. A ciò si aggiungevano le batterie agli ioni di
litio ad alta capacità fornite da Panasonic. La carrozzeria, in fibra di carbonio
Toray ultraleggera, ha permesso di ridurre il peso del veicolo a soli 140 kg.
Il Professor Hideki Kimura, esperto di tecnologie per i veicoli a energia solare,
ha affermato: "Vorrei ringraziare tutti gli sponsor, il personale accademico
e gli studenti per il supporto fornito al team. Siamo molto soddisfatti del
risultato e orgogliosi di avere avuto l'opportunità di sostenere tutte le persone,
scrupolose e qualificate, che compongono il team della Tokai University".
Grandi cambiamenti e prezzi in
valuta per il sito Web svizzero
Oggi oltre 550.000 articoli da produttori leader sono
disponibili per l'acquisto online in franchi svizzeri
Il nostro sito Web per la Svizzera è stato rinnovato e, da questo mese, acquistare
online è ancora più semplice. Oggi oltre 550.000 prodotti da industrie leader nei settori
dell'elettronica, dell'automazione e della manutenzione, si possono acquistare online in
franchi svizzeri. Tutti gli articoli acquistati online sono disponibili con consegna gratuita.
Secondo il feedback di una recente indagine, i clienti sono già molto attivi sul sito
Web svizzero, lanciato nel 2010. Con l'introduzione dei prezzi in valuta locale, RS
sta migliorando ulteriormente l'esperienza di acquisto online, mentre l'impegno
a supporto del mercato svizzero continua a fornire risultati eccellenti.
Il nostro shop online è disponibile all'indirizzo
www.rsonline.ch
eTech - NUMERO 9
05
Automazione industriale
NOVITÀ
DALL'INDUSTRIA
Domotica
Medicale
I dati viaggiano con la luce
Energia
Automotive
Isolde Rötzer
Utilizzando LED normali è possibile
creare una WLAN ottica, semplicemente
con l'integrazione di alcuni componenti,
grazie alla tecnologia di comunicazione
tramite la luce visibile (VLC). Quando
i LED si accendono, non si limitano a
illuminare l'ambiente, ma trasmettono
dati. Inviano film in HD ad iPhone o
computer portatili, senza perdite di
qualità, in modo semplice e rapido.
I
mmaginate questo scenario: quattro persone sono
comodamente sedute in una stanza. Ognuna
guarda un film su Internet, in qualità HD, utilizzando
un PC portatile. Ciò è possibile grazie alla WLAN
ottica. La luce dei LED dell'illuminazione a soffitto
funge da mezzo di trasferimento. Per molto tempo,
scenari di questo tipo erano fantascientifici. Tuttavia,
gli scienziati dell'Istituto per le telecomunicazioni
Fraunhofer, parte dell'Istituto Heinrich Hertz (HHI)
di Berlino, in Germania, hanno sviluppato una
nuova tecnologia di trasmissione dei dati video
nell'ambito del progetto OMEGA della UE, la cui
implementazione nella vita reale sembra imminente.
A fine maggio, gli scienziati hanno presentato
ufficialmente i risultati del progetto a Rennes, in
Francia. Sono riusciti a trasmettere dati a una velocità
di 100 megabit al secondo (Mbit/s), senza perdite,
utilizzando LED installati sul soffitto in grado di
illuminare un ambiente di più di dieci metri quadrati.
Il ricevitore può essere posizionato in un
punto qualsiasi di questa superficie, che
attualmente rappresenta il campo massimo.
"Ciò significa che abbiamo trasmesso quattro
video in qualità HD su quattro PC portatili
diversi allo stesso tempo", commenta il
Dott. Anagnostis Paraskevopoulos dell'HHI.
"Gli elementi fondamentali della tecnologia
di comunicazione tramite luce visibile (VLC)
sono stati sviluppati in collaborazione con
i partner del settore Siemens e i laboratori
Orange di France Telecom", ha dichiarato
l'esperto. Presso HHI, il responsabile di
progetto del team, Klaus-Dieter Langer, ora sta
continuando a sviluppare questa nuova tecnologia.
"Per la VLC, le sorgenti di luce – in questo caso, i
LED a luce bianca – mentre illuminano un ambiente,
trasmettono informazioni. Con il supporto di un
componente speciale, il modulatore, accendiamo e
spegniamo i LED in una successione molto rapida
e trasmettiamo le informazioni come sequenze
di numeri uno e zero. La modulazione della luce
è impercettibile per l'occhio umano. Un semplice
fotodiodo sul PC portatile funge da ricevitore". Come
spiega Klaus-Dieter Langer: "Il diodo cattura la luce,
l'elettronica decodifica le informazioni e le converte
in impulsi elettrici, che riproducono il linguaggio del
computer". Uno dei vantaggi principali è il fatto che
bastano pochi componenti per preparare i LED al
funzionamento come mezzi di trasmissione. Uno
svantaggio è che appena subentra un ostacolo
fra la luce e il fotodiodo (ad esempio, un utente
copre il diodo con la mano) la trasmissione viene
compromessa. Computer portatili, palmari o telefoni
cellulari sono tutti potenziali dispositivi finali.
Gli scienziati sottolineano che con la VLC non
si intende sostituire le reti tradizionali WLAN,
PowerLAN o UMTS. Questa tecnologia è l'ideale
come opzione aggiuntiva per la trasmissione dei
dati quando le reti radio non sono desiderabili
o possibili – senza l'installazione domestica di
nuovi cavi o apparecchiature. Anche l'utilizzo
combinato è un'opzione, ad esempio una
WLAN ottica in una direzione e una PowerLAN
per il canale di ritorno. In questi scenari i film
possono essere trasmessi a un PC e riprodotti
direttamente oppure inviati a un altro computer.
La nuova tecnologia di trasmissione appare
particolarmente indicata per gli ospedali, fra le altre
applicazioni, in quanto in tali strutture le trasmissioni
radio non sono consentite. Ciononostante, secondo
gli esperti oggi è finalmente possibile trasmettere
dati decompressi e ad alta velocità, senza perdite,
in tali ambienti. Se parte delle comunicazioni
avvenisse tramite l'illuminazione, ad esempio in
sala operatoria, si potrebbero controllare i robot
06
Omron
Switch Solutions
chirurgici o trasmettere le immagini radiologiche
affidandosi a connessioni wireless, senza ricorrere
a onde radio. Sugli aerei, ogni passeggero potrebbe
assistere al programma di intrattenimento
desiderato su un display wireless e il costruttore
del velivolo risparmiare chilometri di cavi. Un'altra
applicazione di questa tecnologia potrebbe essere
negli stabilimenti di produzione, dove le trasmissioni
radio tendono a interferire con i processi.
Attualmente gli scienziati stanno cercando di
aumentare le velocità dei sistemi. "Utilizzando LED
a luce rossa, blu, verde e bianca, in laboratorio
abbiamo toccato velocità di trasmissione di 800
Mbit/s", ha affermato Klaus-Dieter Langer.
La gamma degli interruttori Omron include microinterruttori di qualità ad alta
precisione, interruttori tattili e DIP switch per una vasta gamma di applicazioni.
La gamma dei microinterruttori include tipologie standard, interruttori sigillati a bassa coppia e numerosi
modelli per settori specifici:
D2HW, interruttore ultra miniaturizzato a struttura sigillata, con corsa extra lunga per una maggiore
affidabilità del posizionamento on/off
V, interruttore base affidabile e sicuro per valori di corrente fra 10 e 21A. Ampiamente utilizzato nelle
applicazioni per le quali è necessaria una lunga vita utile.
D3SH, interruttore di rilevamento a montaggio superficiale, ultra piccolo e ultra piatto con un meccanismo
unico che garantisce elevata affidabilità nel contatto ed elevata precisione di funzionamento
Interruttori tattili – la nostra gamma di interruttori include versioni standard, illuminate, sigillate, con tasti
sporgenti, a cerniera e a cupola tra cui:
B3D, a profilo ultrapiatto con tasti a cupola con l’azionamento Omron a contatto circolare unico nel suo
genere che garantisce elevata resistenza ai corpi estranei
B3W-9, un interruttore compatto illuminato da 2 LED
B3AL, un interruttore compatto a corsa lunga per le applicazioni più esigenti.
I DIP Switch sono disponibili nelle versioni rotative, a slitta, e a piano e comprendono anche
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eTech - NUMERO 9
Da quando sono stati inventati ed è iniziata la
produzione nei primi anni '70, gli MCU sono stati
progettati e realizzati da un grande numero di
aziende specializzate in semiconduttori, che hanno
sviluppato proprie linee, principalmente basate su
architetture esclusive. In particolare nel mercato a
8 bit, con dispositivi quali H8 di Renesas, ST6/7 di
STMicroelectronics e PIC di Microchip, ma anche
nel settore a 32 bit, ad esempio con R32 e SuperH di
Renesas o Power Architecture di Freescale o C28X
di Texas Instruments, per citarne solo alcuni.
Tuttavia, negli ultimi dieci anni, si è notata una
tendenza in aumento tra i fornitori di dispositivi al
silicio a non sviluppare core per microprocessore
proprietari, bensì ad acquistare in licenza core
e architetture da aziende IP quali ARM e MIPS.
Proprio queste due aziende, fra le altre, si sono
disputate aspramente i progetti chiave per i
microprocessori avanzati, ASIC e ASSP, per una
gamma di mercati e applicazioni integrate, ma
all'esterno del socket dei microprocessori per PC.
Convergenza su ARM
La convergenza verso un
core di controllo comune
Dave Pike, Marketing Engineer
S
ostenere che i microcontroller per impieghi generali (MCU) oggi
sono prodotti di base forse è un'esagerazione. Ma, in un certo
senso, è un'opinione giustificata dalla crescente tendenza all'uso
di core per processore che condividono un'architettura "comune"
o "aperta". Attualmente, anche se esistono ancora molti fornitori di
MCU, sembra che le roadmap MCU a 32 bit siano sempre più basate
su core per processore sviluppati da un'unica azienda: ARM.
08
eTech - NUMERO 9
Attualmente ARM è leader, con la quota più ampia
sul mercato dei core per processore, soprattutto per i
progetti wireless mobile, sicuramente per il livello di
consumo senza confronti della sua architettura, oltre
agli innegabili vantaggi offerti dalla densità del codice
compilato. Il set di istruzioni Thumb di ARM è stato
introdotto per la prima volta nel core ARM7TDMI e ha
consentito una riduzione significativa dei requisiti di
memoria. Oggi quasi tutti gli smartphone e i dispositivi
mobili integrano un core ARM. Anche l'architettura
ARM è sempre più diffusa negli ASIC e ASSP per
applicazioni industriali, informatiche e consumer.
La famiglia Cortex-M
In ogni caso, nel mercato degli MCU per impieghi
generali, negli ultimi cinque anni si è assistito a un
consolidamento rapidissimo, che ha visto l'ascesa
di ARM, protagonista nella fornitura di core per
microprocessore. Inizialmente molti fornitori hanno
lanciato famiglie di MCU basati su ARM7TDMI,
con alcuni prodotti di derivazione, sviluppati su
ARM9TDMI. La vera svolta, comunque, è avvenuta con
la famiglia Cortex-M e in particolare con il Cortex-M3.
Questo core, lanciato nel 2004, è stato sviluppato
appositamente per l'implementazione negli MCU
e probabilmente rappresenta il processore MCU
a 32 bit per impieghi generali più utilizzato in una
vastissima gamma di dispositivi embedded. Oggi è
stato adottato da numerosi produttori di chip, quali
NXP (LPC1x00), STMicroelectronics (ST) STM32 e
Texas Instruments (TI) Stellaris. Benché queste
grandi aziende mantengano tuttora programmi di
sviluppo dei processori ASIC e ASSP, molti dei quali
includono core ARM come i Cortex di fascia alta
A8 o A9, le loro roadmap per gli MCU per impieghi
generali si basano in misura crescente sui core
Cortex-M di ARM. È interessante notare che, a metà
del 2011, TI ha lanciato una serie di MCU a 32 bit
e doppio core che integra sia il proprio core C28x
sia un Cortex-M3 per controllare le periferiche.
Anche gli altri due membri della famiglia Cortex,
M0 e M4, vengono sempre più largamente utilizzati
nelle nuove famiglie di MCU. M0 è il core di
ARM più piccolo, dal codice più compatto e con
l'efficienza energetica più elevata, mentre M4
sostanzialmente aggiunge a M3 ulteriori capacità
DSP. Nell'ultimo anno, NXP, ST e Freescale, con la
propria famiglia Kinetis, hanno tutte annunciato
famiglie basate su M4; NXP e ST hanno inoltre
lanciato o annunciato varietà del Cortex-M0.
Secondo ARM, il numero totale di licenziatari per
la famiglia Cortex-M, inclusi i core per processore
M0, M3 e M4, ormai raggiunge un cifra a tre zeri.
L'unica eccezione alla regola – almeno per un
produttore leader di MCU – è Microchip, che ha basato
la propria roadmap per gli MCU PIC a 32 bit sul core
per processore MIPS32® M4K®. Anche l'architettura
PIC figura ancora tra i protagonisti del settore a 8
bit, senza dubbio per il volume di unità distribuite.
Sicuramente per Microchip un vantaggio essenziale
è il grande numero di studenti che iniziano l'attività
professionale ogni anno e conoscono gli MCU PIC a
causa del loro utilizzo generalizzato nelle università
e nei dipartimenti di ingegneria dei college.
Il mercato a 8 bit si sta riducendo?
Naturalmente, si è molto parlato della possibilità che
il mercato a 8 bit, a lungo termine, venga divorato dai
dispositivi a 32 bit, a basso costo e ad alte prestazioni.
Eppure il mercato dei prodotti a lunghezza di dati
inferiore continua a sopravvivere, anzi a prosperare,
grazie alla disponibilità di nuove applicazioni, sostenute
dalla diffusione continua e crescente dell'elettronica
nei prodotti consumer, nelle apparecchiature
domestiche e nei dispositivi medici, fra gli altri. Allo
stesso tempo, i dispositivi a 32 bit continuano a
espandersi nelle applicazioni più mature, a scapito
degli MCU a 8 e a 16 bit. Gli MCU a 32 bit più recenti
supportano numerose funzionalità aggiuntive e una
molteplicità di periferiche on-chip – a prezzi sempre più
competitivi, fino a un dollaro a chip. O persino meno.
Continua a pagina 10>
eTech - NUMERO 9
09
Controlla lo stato dei tuoi ordini,
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< Continua da pagina 09
L'evoluzione verso un'architettura comune
Le sfide da affrontare e le problematiche da
risolvere sono senz'altro troppe perché i fornitori
di MCU decidano anche solo di discostarsi
dalle loro architetture proprietarie. Non è facile
abbandonare anni di investimenti in hardware,
software e strumenti di sviluppo. E come aspettarsi
che questi stessi fornitori
mettano in dubbio presso i
loro clienti le future roadmap e
tutto il codice legacy sviluppato
appositamente per una specifica
architettura o famiglia di MCU?
È prevedibile che un'architettura
aperta offra notevoli benefici
ai clienti, quali la possibilità di
fare riferimento a un'ampia
scelta di fornitori o di passare
dall'uno all'altro per motivi
di convenienza, prestazioni
o selezione di periferiche.
Sebbene, ad esempio, gli
MCU basati sul Cortex-M3
non saranno mai identici, il
processo di migrazione da un
fornitore all'altro, per quanto
complesso, non dovrebbe implicare lo stesso
livello di difficoltà del passaggio fra architetture
proprietarie sostanzialmente diverse. Inoltre,
in seguito alla crisi finanziaria, il mercato ha
assistito a un significativo consolidamento dei
fornitori di MCU negli ultimi anni. Soprattutto
nel mercato industriale, per i clienti è importante
affidarsi a un processore disponibile da minimo
10 o 15 anni. In tal caso infatti l'architettura
comune può garantire un notevole margine
di sicurezza contro l'obsolescenza.
Oggi quasi tutti gli
smartphone e i dispositivi
mobili integrano un core
ARM. Anche l'architettura
ARM è sempre più diffusa
negli ASIC e ASSP per
applicazioni industriali,
informatiche e consumer.
Un altro vantaggio è la grande disponibilità di
librerie di componenti software, che accelera
i tempi di commercializzazione. Passando a
una comune architettura ARM, diventa infatti
possibile usufruire dell'ampia disponibilità di
strumenti di sviluppo/debug basati su ARM, da
tutti i fornitori leader di strumenti di terze parti.
una fase in cui la selezione delle periferiche sarà
il criterio dominante, e verrà effettuata sempre
meno tenendo conto delle funzionalità di un
determinato core MCU. Senza dubbio, le periferiche
rappresentano un fattore chiave per la scelta di
applicazioni specifiche. È quindi possibile che, in
seguito alla "convergenza" sulla famiglia Cortex
di ARM (in cui il core del processore diventa il
prodotto di base), si verifichi una "divergenza"
di soluzioni che offriranno molte combinazioni
diverse di periferiche per mercati eterogenei e
di nicchia, in termini relativi. Leader del mercato
saranno probabilmente due o tre fornitori chiave,
con prodotti per ogni settore MCU principale, ad
esempio nell'audio di alta qualità, dove un output
I2S è indispensabile. In secondo piano, esisterà
un'intera gamma di fornitori, collocabili in posizioni
intermedie nel mainstream, che offriranno opzioni
di memoria, I/O e wireless simili, cercando di
prevalere in termini di convenienza. Sarà questo
il quadro del mercato MCU tra qualche anno?
Differenziazione dei clienti
Molto probabilmente il mercato andrà ai fornitori
di chip che consentiranno ai clienti di distinguere
più agevolmente i propri prodotti. NXP, ad esempio,
consente uno sviluppo a basso costo, basato
sulla scheda mbed. Ciò significa che, oggi, questo
fornitore può contare su una comunità di tecnici che
stanno sviluppando porzioni di codice applicativo
e stack di protocollo per gestire varie periferiche.
In questo modo i clienti potranno concentrarsi sul
software che distinguerà il loro prodotto, anziché
doversi preoccupare dei driver di livello inferiore e
degli stack di protocollo. Ma non c'è solo NXP, altri
esempi comprendono Freescale, con la comunità
Kinetis Tower e TI, con la comunità BeagleBoard.
Quindi, siamo arrivati al punto in cui il
software è il valore aggiunto e il dispositivo
in silicio un prodotto di base?
10
eTech - NUMERO 9
ORDER TRACKING
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Selezione in base alla periferica
Se i fornitori di MCU tendono a basare i propri
cataloghi sull'architettura "aperta" o "non
proprietaria" di ARM, devono anche trovare
altri modi per differenziare i propri prodotti. Nel
processo di selezione di un MCU rientrano pertanto
vari fattori, inclusi il core del microprocessore, la
velocità, la memoria, la scelta delle periferiche,
il prezzo, gli strumenti di sviluppo, il sistema
operativo e il supporto del software. La scelta
del core del processore dovrebbe determinare, o
quantomeno influenzare, alcune delle altre opzioni.
Ma sembra che il settore si stia muovendo verso
I miei ordini
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microcontroller-processor
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iPad/Android
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PROCESSORI CORTEX
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Microcontroller Cortex M0
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audio con driver in classe D per altoparlante, indicatori
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Stringa di ricerca RS Web: STM32F4DISCOVERY
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il core ARM più piccolo, efficiente e a basso
consumo mai sviluppato, questi microcontroller
rappresentano un'alternativa economica per molte
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offrono alte prestazioni, basso consumo, un
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ridotte rispetto ad altre architetture a 8/16 bit.
Stringa di ricerca RS Web: LPC1111
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PRODOTTI
SERIE EEU-FR1 PANASONIC
Condensatori elettrolitici radiali.
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EEU-FR1, garantisce una ESR bassissima e
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grazie all'utilizzo di materiali tecnologicamente
migliorati. Questi condensatori sono idonei per gli
alimentatori switching, per rimuovere il rumore
di linea e per altri prodotti che necessitano di
componenti a lunga durata.
Stringa di ricerca RS Web: EEUFR1C
CONNETTORI CIRCOLARI HARAX
HARTING
Serie M12-L 2103 schermati.
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Harting assicura un collegamento dati affidabile
negli ambienti industriali o particolarmente difficili.
Basato su un cavo 22 AWG, il sistema consente
un assemblaggio rapido sul campo, in meno di
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Stringa di ricerca RS Web: 2103 281
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PIC32MX MICROCHIP
Kit di sviluppo basato su
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a 24 bit di alta qualità.
MICROPROCESSORE CORE
CORTEX M4 ARM STM32F4
STMICROELECTRONICS
Cortex-M4 ARM, 168 MHz,
con DSP e FPU.
n La famiglia di microcontroller STM32F4
consente agli sviluppatori di utilizzare le capacità
avanzate di elaborazione del segnale e la
superiore velocità del processore Cortex-M4 ARM
a virgola mobile (FPU), ampliando le possibili
applicazioni di questi componenti sul mercato dei
controller di segnale digitali (DSC). I dispositivi
sono idonei per applicazioni di calcolo intensivo,
quali POS (point-of-sale), automazione industriale,
trasporto, strumenti di misura, medicina,
sicurezza, prodotti consumer e comunicazioni.
Stringa di ricerca RS Web: STM32F4
n La scheda di sviluppo audio Microchip è
dotata di un microcontroller 80 MIPS PIC32,
codec audio Wolfson a 24 bit, LCD a colori da
2", interfaccia USB e microfono integrato. Il kit
offre una piattaforma flessibile per lo sviluppo
di prodotti per la registrazione e la riproduzione
audio, nonché audio digitale USB, decodifica MP3
e conversione della velocità di campionamento.
Stringa di ricerca RS Web: DM320011
RESISTORI DI POTENZA
SERIE CRM2512 BOURNS
Vastissima gamma di resistenze.
n La serie CRM2512 comprende resistori di
potenza a film spesso con potenza nominale
di 2 watt in un formato chip standard 2512.
Disponibile in una vasta gamma di valori resistivi,
risulta idonea per le applicazioni nei circuiti
di alimentazione, incluso il rilevamento delle
correnti e la limitazione della corrente di spunto.
Stringa di ricerca RS Web: CRM2512
ALIMENTATORI C.C. AGILENT
U8031A (2x30 V/6 A; 5 V/3 A); U8032A
(2x60 V/3 A; 5 V/3 A).
Serie DPL12 TE Connectivity
Gamma versatile di codificatori LED a
rotazione, con numerose opzioni.
n Gli U803XA di Agilent Technologies sono alimentatori manuali ad alta
potenza. Consiste in 2 canali variabili e un canale fisso che erogano una
potenza elevata. La programmazione del pannello anteriore analogico
offre impostazioni di potenza predefinite con la semplice pressione di
un pulsante. Destinato a clienti che operano nei settori della produzione
elettronica ed elettrica e nella formazione tecnica, è caratterizzato da un
display LCD doppio per tensione e corrente, una straordinaria regolazione
del carico (0,01%, +/- 2 mV), un basso rumore in uscita (≤1 mVrms,
tipico 0,5 mVrms) e una rapida risposta ai transienti (<50 usec).
Stringa di ricerca RS Web: U8031A e U8032A
12
eTech - NUMERO 9
n Destinata ad applicazioni quali alimentatori, inverter e sistemi servo, la gamma
offre LED di vari colori, con montaggio snap-in e su circuito stampato, con albero
in plastica con parte piatta e zigrinata, resistenza dei contatti 100 mohm, portata
nominale 0,5 A 5 Vc.c., interruttore a pressione opzionale da 10 mA 5 Vc.c., LED
singolo per modelli senza interruttore e LED doppio per modelli con interruttore.
Stringa di ricerca RS Web: DPL12SH
Maggiori informazioni online – oltre 5.000 nuovi
prodotti aggiunti ogni mese su rswww.it/elettronica
eTech - NUMERO 9
13
Schede a
confronto
nella comunità di sviluppo dei
dispositivi embedded open
source di fascia economica
Dott. William Marshall
Central Content Editor - Semiconductors
L
a competizione senza esclusione di colpi nella
comunità di sviluppo embedded open source
continua agguerrita, con i fornitori di microcontroller
(MCU) che creano proprie comunità online. E allora
quali sono le principali schede di sviluppo open source
di fascia economica? Ciascuna è sostenuta da una
comunità in espansione, che sembra guidata in misura
crescente dai clienti e sempre meno dai produttori di
MCU o schede. Le quattro schede qui considerate –
Kinetis, mbed, Arduino e BeagleBoard – offrono livelli di
funzionalità ragionevolmente diversi, a prezzi variabili.
Kinetis
Le schede Kinetis si basano sulla famiglia di
MCU Cortex-M4 ARM, a 32 bit, di Freescale
Semiconductor, e sono sistemi di sviluppo
per impieghi generali dedicati a una gamma di
applicazioni integrate. Sono disponibili come
moduli processore indipendenti o come parti di
kit e vengono utilizzate in combinazione con una
varietà di schede periferiche, ad esempio moduli di
connettività seriale (USB, RS232/485, Ethernet), WiFi
802.11b, memoria e LCD. Le schede Kinetis sono
perfettamente compatibili con la piattaforma Tower
System di Freescale, che consente il collegamento
dei moduli periferici alla scheda processore principale
tramite schede "elevator" backplane aggiuntive.
Il TWR-K60N512, ad esempio, è un modulo controller
che può funzionare come strumento autonomo
o collegarsi a moduli periferici. La scheda integra
14
eTech - NUMERO 9
l'MCU basato su Cortex-M4 a basso consumo, a
32 bit, Kinetis K60. L'alimentazione del sistema può
essere erogata tramite il connettore mini-USB su
scheda, che inoltre fornisce l'interfaccia di debug per
un circuito integrato JTAG (OSJTAG) open source su
scheda. Il pacchetto del modulo di controllo di base
inoltre include il software IDE e i materiali di training.
La piattaforma probabilmente interesserà chi
desidera un sistema di sviluppo abbastanza
potente a un prezzo iniziale limitato, ma che sia
anche flessibile e facile da espandere. Grazie
all'approccio modulare, la piattaforma può
soddisfare le esigenze di una gamma di utenti,
dai principianti alle aziende più piccole, impegnate
in uno sviluppo MCU decisamente più avanzato,
ma che non possono accedere a sistemi di
sviluppo costosi. Inoltre i moduli consentono
Arduino
Sotto molti aspetti, Arduino è stata una scheda pionieristica per lo sviluppo
open source a basso costo. Arduino inizialmente era dedicata al mercato degli
hobbisti. In seguito Smart Projects, produttore di schede molto piccole di fascia
economica, ha concepito uno standard per i connettori che ha consentito il
montaggio di varie schede periferiche, denominate Shield, sul PCB principale
Arduino – tra queste ricordiamo Motor Shield, che permette il controllo dei
motori c.c. e la lettura dei codificatori, ed Ethernet Shield, per la connettività.
di non dover sostituire l'intero sistema ogni
volta che il produttore lancia un nuovo MCU.
Poiché la piattaforma è prodotta da un fornitore
leader nel settore dei semiconduttori, il supporto
degli utenti è ampio, oltre alle numerose risorse
disponibili tramite l'ecosistema ARM di terze
parti. Alla piattaforma è associata una comunità
online in espansione, disponibile sul sito Web
www.towergeeks.org, che include l'accesso alla
documentazione e diversi forum per gli utenti.
Il fenomeno Arduino ha riscosso un successo internazionale e attualmente
molte piccole aziende producono schede in proprio, compatibili con Arduino
e dotate dello stesso layout per i connettori, che permettono l'integrazione di
Shield come plug-in. Arduino è supportata dagli utenti e dai forum, disponibili
all'indirizzo arduino.cc, più che dal relativo produttore, che offre un supporto
applicativo estremamente limitato, riducendo in modo significativo, di
conseguenza, il potenziale utilizzo della scheda nelle aziende più grandi.
Arduino si basa prevalentemente su MCU della famiglia AVR a 8 bit di Atmel,
quindi può eseguire semplici funzioni di controllo, ma la memoria limitata ne riduce
le capacità. La scheda Arduino Uno, ad esempio, si basa sull'MCU ATmega328.
Include tutto il necessario per supportare l'MCU e può essere alimentata tramite
USB, una batteria o un adattatore di alimentazione esterno.
L'IDE open source è disponibile per il download gratuito ed è compatibile con i
sistemi operativi MS-Windows, Macintosh OSX e Linux. Arduino è l'unica scheda,
fra le quattro considerate, a non essere una piattaforma MCU basata su ARM.
eTech - NUMERO 9
15
mbed
mbed, sviluppato, lanciato e supportato continuativamente da ARM, è un
modulo basato su software open source piccolo e poco costoso, per la rapida
prototipazione di MCU. Il modulo consente un'introduzione semplice e veloce
all'area, normalmente costosa, dell'elaborazione dei core ARM, a scopo di
formazione e utilizzo iniziale. Risponde alle esigenze più varie – da chi si cimenta
per la prima volta nell'ambiente integrato ai tecnici professionisti più esperti.
L'attuale implementazione della scheda mbed si basa su un MCU Cortex-M3
di ARM, LPC1768 NXP, con interfacce quali Ethernet, USB, CAN, SPI e I2C.
Disponibile in un modulo DIP a 40 piedini, la scheda ha dimensioni ridotte
(44 x 26 mm) e può essere alimentata tramite una porta USB. Il modulo
MBED può fornire prestazioni di tutto rispetto, grazie all'apprezzabile potenza
del core Cortex-M3, che sta rapidamente diventando il core standard di
fascia bassa e media sugli MCU per impieghi generali. Il modulo stesso
non offre molte capacità di interfacciamento con le periferiche, per cui
fondamentalmente si tratta di un processore con un'interfaccia USB per un PC.
Ciò che distingue mbed sono gli strumenti di sviluppo, interamente nel
"cloud" e realmente gratuiti, con il codice utente scritto e compilato in un
ambiente di sviluppo integrato (IDE) online. Gli utenti possono acquistare
il kit e registrarlo all'indirizzo mbed.org, quindi archiviare i loro programmi
sul sito Web, che include anche blog, forum, librerie di programmi forniti
dai membri e altre risorse di sviluppo. Un altro vantaggio è la possibilità di
collegamento a qualsiasi computer connesso al Web, mentre i programmi
si possono scaricare e modificare senza dover installare software per PC.
Lo svantaggio, naturalmente, è che le aziende non desiderano che il proprio
software, frutto del costoso lavoro di sviluppo, finisca liberamente distribuito
sul Web. Pertanto questo modulo non può essere consigliato per uno sviluppo
avanzato dei prodotti, soprattutto nelle ultime fasi di preproduzione, quando chi lo
usa deve passare a software e strumenti di debug professionali di fascia alta.
BeagleBoard
Anche la scheda BeagleBoard è stata progettata per rispondere
alle esigenze della comunità open source. Originariamente,
Texas Instruments aveva sviluppato la scheda per l'uso negli
istituti scolastici, dove gli studenti potevano familiarizzarsi con
le capacità del software e dell'hardware open source. Tuttavia,
BeagleBoard si è evoluta e attualmente si posiziona senza dubbio
tra i dispositivi di fascia alta, con prestazioni ed espandibilità
eccellenti – ma, com'è prevedibile, ha un costo elevato.
La via verde è trendy
Il nuovo BeagleBoard-xM System integra un processore Digital
Media DaVinci™ DM3730 di TI, compatibile con i microprocessori
AM37x Sitara di TI, basati su ARM. DM3730 comprende un core
superscalare di fascia alta Cortex-A8 di ARM, da 1 GHz, e un
sottosistema di accelerazione audio/video ad alte prestazioni, basato
su acceleratori hardware DSP e video TMS320C64x+ VLIW da
800 MHz. Il chip inoltre include un acceleratore grafico 3D e
un'ampia quantità di memoria. Benché non tutte le funzionalità
fornite dal processore siano accessibili da BeagleBoard, il sistema
può essere ampliato con l'aggiunta di altre funzioni e interfacce.
La scheda, che se desiderato può essere alimentata tramite
l'OTG USB, presenta un hub USB 2.0 ad alta velocità e
quattro porte, connettività Ethernet 10/100 e un'intera
gamma di interfacce e connettori multimediali, compresi
DVI-D per i monitor digitali per computer e i televisori ad
alta definizione, S-Video (uscita TV) e I/O audio stereo.
BeagleBoard non è una scheda concepita dal produttore come
piattaforma completa per lo sviluppo integrato, ma è stata
progettata per consentire agli utenti di verificare le prestazioni
dei processori e, inoltre, espandere la comunità di progettisti.
Tuttavia, considerati la sua potenza e il livello tecnologicamente
avanzato, e in particolare la capacità di gestire l'elaborazione
A/V, può essere utilizzata a qualsiasi livello, dal principiante allo
sviluppatore esperto di applicazioni industriali di fascia economica.
Come Kinetis Tower, la piattaforma viene prodotta da un
fornitore leader di chip, per cui il supporto agli utenti è adeguato
e sono disponibili risorse tramite l'ecosistema di ARM. La
comunità online si trova sul sito Web beagleboard.org.
Motore iQ
Il produttore leader in Europa per i motori e le ventole
ha creato il motore iQ, che garantisce un risparmio
energetico fra il 65 e il 90% e può essere installato
rapidamente e a basso costo per aggiornare
le applicazioni dotate attualmente di motori Q.
Dall'esterno, il motore iQ si presenta come il motore
Q standard – ma le somiglianze finiscono qui.
All'interno il motore iQ è completamente diverso:
integra tecnologia avanzata come un motore EC a
elevata efficienza e basso consumo, con un controllo
intelligente a loop chiuso e aperto. Il motore iQ
rappresenta l'alternativa perfetta per sostituire il
motore Q, ormai obsoleto. Poiché utilizza motori in
c.c. a magnete permanente, iQ offre un'efficienza
superiore a quella del motore sincrono (c.a.) di
Q, con un risparmio di energia medio del 70%.
Stringa di ricerca RS Web: 714-2139
TROVA:
Ventola assiale compatta
ebm-papst ha lanciato la nuova ventola 2200F, che
offre una capacità di raffreddamento superiore del
65%, un livello di rumore ridotto e un consumo
energetico inferiore rispetto alle ventole installate
normalmente nei server, armadi di switch e
drive. La nuova ventola assiale compatta 2200F
risolve i problemi di raffreddamento grazie alla
sua rivoluzionaria tecnologia di sviluppo. 2200F
assicura prestazioni superiori e una rumorosità
limitata, con un ingombro inferiore a quello dei
dispositivi precedenti. Riducendo le dimensioni e
lo spessore della ventola compatta, ebm-papst ha
ottenuto una capacità di raffreddamento superiore
del 65%. Tuttavia, la riduzione nelle dimensioni
non ha compromesso le prestazioni; al contrario,
le ha migliorate del 30%. Utilizzando tecniche di
modellazione dinamica dei fluidi, per la ventola
assiale 2200F è stata sviluppata una nuova girante,
che ha aumentato le prestazioni e ridotto i livelli di
rumore di ben 8 decibel e, allo stesso tempo, si è
dimostrata in grado di erogare un flusso dell'aria
superiore del 30%, consumando meno energia.
A complemento della girante, è stato progettato
un nuovo motore con un angolo di deflessione
e un software di commutazione esclusivi, che
riducono efficacemente il rumore del motore e il
consumo in funzione. Inoltre la struttura complessiva
garantisce un'efficienza del motore pari all'85%.
i-maxx Serie ACi
La ventola in c.a. i-maxx è destinata a rivoluzionare il
settore sostituendo le tradizionali ventole compatte
in c.a. come scelta ideale per l'interno degli armadi
di controllo, la tecnologia di refrigerazione e il
raffreddamento dei filtri. A differenza delle ventole
compatte in c.a., i-maxx è in grado di raggiungere un
risparmio energetico fino al 77%, offre una durata
utile più lunga del 70% e una riduzione del rumore
di 8 decibel e infine presenta quasi la metà del
peso. La nuova serie i-maxx ACi 4400 costituisce la
prima alternativa meccanicamente compatibile e ad
elevata efficienza energetica, alla ventola compatta
c.a. da 120 mm, ormai obsoleta, assicurando
lo stesso livello di prestazioni e funzionalità,
senza compromessi. Questo prodotto supporta
l'integrazione completa dell'elettronica di comando
nel mozzo del motore, consentita dall'ottimizzazione
della commutazione priva di sensore del motore
e dall'impiego di elettronica avanzata. L'uso di
aerodinamica evoluta, oltre all'ottimizzazione
del motore nella nuova ventola i-maxx, migliora
ulteriormente le prestazioni e l'uso di pale a falce e
winglets assicura un funzionamento più silenzioso
ed efficiente, rispetto alle ventole c.a. tradizionali.
Stringa di ricerca RS Web: 740-6389
Stringa di ricerca RS Web: 740-6376
Per ulteriori informazioni sulle
schede e le relative comunità, visita
www.rs-components.com/
development-kits
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www.designspark.com/etech
16
eTech - NUMERO 9
TROVA:
www.rs-components.com/ebmpapst
eTech - NUMERO 9
17
Previsioni sulla memoria
Guardiamo nella sfera
di cristallo o…?
“
…stimolata dalla domanda
crescente di memorie veloci e a
bassa alimentazione in dispositivi
consumer portatili e intelligenti
come i tablet e gli smartphone.
”
Mark Cundle, Technical Marketing Manager
S
e esiste un'area di prodotti di base nel settore dei
semiconduttori, questa è la memoria. Sicuramente
si tratta dell'area oggetto del maggiore interesse nelle
contrattazioni: l'aumento o la diminuzione del prezzo
di vendita medio di qualsiasi chip di DRAM tra i più
richiesti, solitamente viene citato come un punto di
riferimento per l'intero settore dei semiconduttori.
Mercati e produttori
Dal punto di vista del business, attualmente il mercato dei semiconduttori raggiunge un fatturato
di 300 miliardi di dollari l'anno, gran parte del quale è dovuta ai chip di memoria – ma si tratta
di una quota estremamente variabile, di anno in anno. I costi sostenuti da un produttore per
mantenersi sul mercato sono elevati, i margini sempre più esigui e i profitti spesso vengono
realizzati unicamente negli anni positivi, tranne forse per i leader del mercato. Il settore sta
assistendo a una riduzione nel numero dei partecipanti principali – ovvero coloro che possono
vantare comunque una quota superiore al 5% del mercato – mentre nell'ultimo decennio circa si
è verificato un ampio consolidamento dei fornitori di memoria. Questa evoluzione ha riguardato
in primo luogo la DRAM e, negli ultimi anni, ha scompaginato l'assetto dei produttori leader
di memorie non volatili (NVM), che prevalentemente corrispondono alla memoria Flash.
Elaborazione, architettura e interconnessione
Sul piano delle tecnologie, una delle difficoltà principali nello sviluppo dei chip di
memoria consiste nel tenersi al passo con il miglioramento delle prestazioni dei
microprocessori e fornire memorie più veloci e a minore consumo energetico. I
produttori di memoria sono sempre più sotto pressione per apportare miglioramenti
alle architetture e passare a nodi di elaborazione ridotti, anche se naturalmente la
memoria mantiene la priorità nello sviluppo dei dispositivi al silicio. Le contingenze
economiche della miniaturizzazione tecnologica hanno indotto i produttori
leader delle memorie DRAM a iniziare la produzione al nodo da 30 nm, mentre
alcuni fornitori stanno campionando dispositivi a 25 nm. Nella memoria Flash
NAND, il tipo di memoria Flash più comune utilizzato per l'archiviazione
dei dati nei dischi allo stato solido, nelle unità Flash USB e nelle schede di
memoria multimediale, attualmente i produttori leader iniziano a realizzare
memorie a 64 Gbit in tecnologie di produzione variabili da 20 a 30 nm.
Di fronte all'importanza crescente delle tecnologie di memoria 3D, sono
inoltre necessarie architetture e strutture di memoria innovative: a livello
di tecnologia di produzione, con celle di memoria DRAM implementate in
strutture 3D, e a livello dello stampo in silicio, con la sovrapposizione dei moduli
DRAM utilizzando interconnessioni TSV (Through-Silicon-Via) per soddisfare le
esigenze di alta densità. Lo sviluppo avanzato delle memorie Flash NAND 3D con
strutture a gate verticali, che garantiscono un livello elevato di resistenza e affidabilità,
è una prospettiva che sembra destinata a concretizzarsi nel prossimo anno.
Un altro aspetto problematico nel settore è il potenziale dello standard di
interconnessione ad alto rendimento di prossima generazione. All'inizio del 2011,
JEDEC ha annunciato lo standard Universal Flash Storage (UFS), concepito quale
specifica più avanzata per l'archiviazione nelle memorie Flash integrate e rimovibili.
18
eTech - NUMERO 9
“
Attualmente
il mercato dei
semiconduttori
raggiunge un fatturato
di 300 miliardi di
dollari l'anno.
”
Lo standard è stato messo a punto appositamente
per le applicazioni mobili e i sistemi informatici che
richiedono prestazioni elevate e bassi consumi.
Flash: espansione e innovazione?
Oggi il mercato Flash sta conoscendo una notevole espansione,
stimolata dalla domanda crescente di memorie veloci e a bassa
alimentazione in dispositivi consumer portatili e intelligenti
come i tablet e gli smartphone. Secondo i dati del 2010
dell'analista di mercato IHS iSuppli, la tecnologia di memoria
leader per le applicazioni portatili nei prossimi anni sarà la Flash
NAND. Si prevede che questa tecnologia nel 2011 fornirà
circa la metà del fatturato totale nel mercato delle memorie
per i prodotti portatili, seguita dalla DRAM, con una quota di
circa un terzo, e dalla Flash NOR per la parte rimanente. Come
considerazione collaterale, nessuna di queste tecnologie
limiterà il ruolo dei dischi rigidi tradizionali, che offrono
capacità di archiviazione ad alta densità sempre maggiori e
che, nel breve periodo, non usciranno dai mercati consumer
dei dispositivi mobili, dei server e dei computer portatili.
Benché ciò sia improbabile nel futuro immediato, dove
l'utilizzo delle memorie Flash continua ad aumentare con una
vitalità inalterata, forse alcuni degli sviluppi più interessanti
che stanno avvenendo nella tecnologia delle memorie sono
le numerose sostituzioni possibili per le memorie Flash nelle
applicazioni autonome e integrate. I concorrenti principali
offrono diversi vantaggi rispetto alle memorie Flash, ad
esempio tempi di lettura/scrittura 100 volte più rapidi e una
resistenza per i cicli di scrittura significativamente superiore:
I dati della memoria PCM (Phase-Change Memory)
vengono generati quando si applicano vari livelli di
corrente al materiale vetroso della PCM, modificando
la struttura fisica del materiale stesso dallo stato
cristallino a quello amorfo. Poiché la corrente può
essere erogata a livelli variabili, la PCM può consentire
l'archiviazione di più di bit di dati per cella.
La memoria FeRAM o FRAM (Ferroelectric
Random Access Memory) si comporta in modo
analogo alla DRAM, per il fatto che consente
l'accesso casuale a ciascun bit per le operazioni
di lettura e scrittura. Comprende un condensatore
con materiale ferroelettrico che, all'applicazione
di un campo elettrico, viene polarizzato.
La memoria MRAM (Magnetoresistive
Random Access Memory) e la MRAM di
seconda generazione, denominata SST-MRAM
(Spin Transfer Torque MRAM) utilizza elementi
di archiviazione magnetici. Questa tecnologia
promette di sostituire potenzialmente non soltanto
la memoria Flash, ma anche la DRAM e la SRAM.
La tecnologia della RAM resistiva (RRAM) si basa
sulla commutazione elettronica (indotta da corrente
o tensione) di un materiale utilizzato come resistenza
fra due stati resistivi stabili (basso/alto). Secondo
l'Istituto di ricerca IMEC, i dispositivi RRAM con
una struttura a elementi sovrapposti potrebbero
essere immessi sul mercato a 11 nm. IMEC ritiene
che la memoria Flash raggiungerà 20 nm, con la
Flash SONOS (Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon)
come fase intermedia ai nodi da 17 e 14 nm.
TROVA:
www.rs-components.com/memory
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eTech - NUMERO 9
19
L'industria giapponese dei
display passa agli LCD più piccoli
Hideaki Sakazume
I
n risposta alla domanda
rapidamente crescente di display
ad alta definizione piccoli e medi per
smartphone, tablet e altri prodotti
portatili intelligenti, i produttori di
pannelli LCD in Giappone hanno
iniziato a dedicare un'attenzione
senza precedenti a questi schermi, a
scapito di quelli di grandi dimensioni.
Calo di redditività per i pannelli
LCD di grande formato
I produttori di pannelli LCD in Giappone
devono cambiare radicalmente le loro strategie.
Dall'inizio del nuovo secolo, nonostante
la necessità emergente di pannelli LCD di
dimensioni piccole e medie per telefoni cellulari
multifunzione, videocamere, fotocamere digitali,
prodotti satnav, PDA e così via, il mercato globale
degli LCD si è concentrato sulla competizione
finalizzata a sviluppare e produrre pannelli
widescreen per i televisori. Ora, dopo più di
un decennio, questi prodotti vengono forniti in
grandi quantità, con i produttori sud-coreani e
taiwanesi alla guida del settore. Anche la Cina
ha iniziato a incrementare la produzione, per
soddisfare il consumo interno. Da questo punto
di vista, sta diventando autosufficiente, con
una quota del 39% nel 2011 che probabilmente
supererà il 100% nel 2013. In seguito a
questo straordinario aumento nel volume di
produzione in tutto il mondo, si assisterà a un
crollo dei profitti per i produttori del settore.
20
eTech - NUMERO 9
Attualmente la crescita si è stabilizzata
e i prezzi stanno già diminuendo per i
pannelli LCD televisivi fino a 40 pollici.
Questa situazione è in netto contrasto con
la domanda in drastica crescita di display
ad alta definizione, in formato piccolo e
medio, per dispositivi quali smartphone,
tablet, display 3D, e-paper e molti altri.
Ad esempio, i mercati per gli LCD degli
smartphone e i display dei tablet stanno
aumentando a tassi del 51% e del 33%
all'anno, rispettivamente. Fra le cause
del fenomeno, per ricordare solo un esempio,
c'è il volume di produzione degli iPad di Apple
nel 2012, che si prevede raggiungerà un cifra
compresa fra gli 80 e i 100 milioni di unità.
Sharp è alla conquista dei
mercati, mentre i concorrenti
fondano una nuova azienda
I produttori di pannelli LCD in Giappone
sono perfettamente consapevoli di questo
mutamento sul mercato globale e hanno
risposto cambiando rotta, ovvero allontanandosi
dagli schermi di grandi dimensioni e
passando ai display piccoli e medi.
Sharp, un'azienda giapponese leader per i
pannelli LCD, era specializzata nella produzione
di display di tutte le dimensioni, ma di recente
ha deciso di riconvertire gli stabilimenti di
Kameyama n.1 e 2, utilizzati in precedenza
per gli schermi televisivi di grande formato,
destinandoli ai segmenti dei pannelli piccoli
e medi. Le apparecchiature di produzione dei
pannelli più grandi nello stabilimento n. 1
sono già state vendute a un produttore cinese.
"Stiamo per dirottare la divisione LCD su un
settore a elevato sviluppo commerciale",
ha dichiarato il presidente di Sharp, Miko
Katayama, in occasione di una conferenza
stampa tenutasi per annunciare la strategia di
ristrutturazione aziendale. "Non ci batteremo
su un mercato nel quale i vincitori non
riescono nemmeno a realizzare un profitto".
Nel frattempo, altre tre aziende diventate leader
per la produzione di pannelli LCD di formato
piccolo e medio – Toshiba Mobile Display,
Hitachi Displays e Sony Mobile Display (che di
recente ha acquisito Panasonic) – hanno deciso
di fondere le rispettive divisioni creando una
nuova società, denominata temporaneamente
Japan Display KK, che si specializzerà in display
miniaturizzati. La fusione verrà completata
nel 2° trimestre del 2012, con un obiettivo di
vendite pari a 750 miliardi di yen entro l'anno
fiscale 2016 (che avrà termine a marzo 2016). Le
prestazioni combinate delle tre aziende nel 2010
corrisponde al 22% del valore della domanda
globale; di conseguenza, è prevedibile che
Japan Display diventi in pratica il produttore
più grande al mondo di pannelli LCD piccoli e
medi. Un'altra azienda partecipante alla fusione
sarà Innovation Corporation of Japan (INCJ).
Fondata nel 2010, INCJ è sostenuta dal governo
giapponese, che vi ha investito 82 miliardi di yen,
a cui si aggiungono 8,5 miliardi di yen di capitale
Continua a pagina 22 >
eTech - NUMERO 9
21
NOVITÀ
Aumento alla terza potenza
dell'isolamento dell'alimentazione
c.c./c.c., fino a 10 kV c.c.!
Convertitori con elevato isolamento e bassa corrente di dispersione per applicazioni medicali:
Caratteristiche di base:
< Continua da pagina 21
dal settore privato. Il presidente di Japan Display
verrà selezionato all'esterno delle tre aziende
fondatrici e il 70% delle sue azioni con diritto
di voto saranno di proprietà di INCJ. Pertanto,
la fusione assume i connotati di una misura di
salvaguardia nazionale. I principali produttori di
semiconduttori in Giappone hanno già stabilito
precedenti per fusioni di questo tipo. Gli esempi
comprendono la società nota attualmente come
Elpida Memory Inc., frutto della fusione delle
divisioni DRAM di NEC, Hitachi e Mitsubishi, e il
produttore di semiconduttori Renesas Electronics
Corporation, creata dalle stesse tre aziende.
Il vantaggio della superiorità
tecnologica
Come ha dichiarato l'amministratore delegato
di INCJ, Kimikazu Noumi: "Con i display
piccoli e medi, la strategia vincente è affidarsi
alle tecnologie in grado di aggiungere valore
migliorando la definizione, ampliando
l'angolo di visione e riducendo il consumo
energetico. In questa prospettiva, i produttori
giapponesi possono sfruttare livelli di eccellenza
tecnologica riconosciuti in tutto il mondo".
La grande domanda è se i produttori del
Giappone sapranno utilizzare la loro esclusiva
tecnologia all'avanguardia per assumere una
posizione dominante nel settore. Ma quali sono
le specifiche tecnologie avanzate più importanti
per i display piccoli e medi? A grandi linee, la
tecnologia dei pannelli LCD si può suddividere in
due filoni principali: la prima riguarda i display
veri e propri, la seconda i transistor con pellicola
sottile (TFT) che controllano i display.
Considerando in primo luogo la tecnologia
complessiva dei display, risulta dominante
l'IPS (In-Plane Switching). In questa tecnologia,
sviluppata da Hitachi, non soltanto i transistor
di controllo sono integrati con il campo elettrico
parallelo al substrato, ma gli stessi cristalli liquidi
sono orientati orizzontalmente, eliminando
la necessità di elettrodi sul substrato di vetro
attraversato dalla luce. In un display IPS, a
differenza di uno schermo TN (Twisted-Nematic)
o con allineamento verticale (VA), le molecole di
cristalli liquidi non sono orientate verticalmente
di fronte al substrato di vetro. In questo modo si
ottiene un pannello con proprietà di allineamento
della luce superiori: ad esempio, esistono
variazioni minime di luminosità e colore, in
base all'angolo di visione. I display IPS sono
inoltre resistenti alla pressione, una capacità
22
eTech - NUMERO 9
che consente di utilizzarli per i touchscreen.
Com'è noto, l'iPhone 4 di Apple utilizza un
pannello IPS denominato display Retina. Tuttavia,
l'allineamento orizzontale dei cristalli non è
un'esclusiva dei produttori giapponesi, in quanto
esistono tecnologie simili, ad esempio la FFS
(Fringe Field Switching), utilizzata dalla società
taiwanese Hydis.
Un'altra tecnologia promettente per i pannelli è
quella dei diodi organici a emissione luminosa
(OLED). Tuttavia, nella commercializzazione dei
pannelli OLED, i leader sono i sudcoreani, ad
esempio Samsung, che hanno prevalso sulle
aziende giapponesi.
Il secondo filone tecnologico principale riguarda
i transistor con pellicola sottile (TFT). Da questo
punto di vista, probabilmente il fattore più
importante è la vasta gamma di tecnologie
basate sul polisilicio a bassa temperatura (LTPS).
La maggior parte dei display piccoli e medi
oggi disponibili utilizza i TFT con silicio amorfo.
Ma, per i prodotti ad alta definizione, come gli
smartphone, i display LTPS si sono dimostrati
molto utili e sempre più redditizi, grazie alla
mobilità di carica del polisilicio, notevolmente
superiore a quella del silicio amorfo. Ciò
consente di ridurre le dimensioni dei TFT in modo
significativo. Fra l'altro, la "bassa temperatura"
nella definizione della tecnologia LTPS si riferisce
al fatto che i TFT possono essere prodotti a
temperature inferiori a 650° C, che corrisponde
alla soglia di deformazione del substrato di
vetro degli LCD. In questo modo è possibile
conformare i TFT sul substrato, ottenendo una
definizione più elevata. Tuttavia, ancora una volta,
la tecnologia LTPS non è esclusiva dei produttori
giapponesi.
Un altro fattore significativo a proposito dei
TFT è il progresso delle tecnologie correlate ai
materiali. Un esempio rivelatore è rappresentato
dai semiconduttori a ossido amorfo trasparente
(TAOS). Sharp, ad esempio, ha sviluppato una
tecnologia per la produzione di pannelli IGZO
Gen 8 (2160 x 2460 mm) che, secondo l'azienda,
verranno impiegati nei PC tablet. IGZO è una
variante di TAOS costituita prevalentemente da
indio, gallio e zinco. Oltre all'elevata mobilità di
carica, una speciale funzionalità di IGZO, sotto
forma di pellicola sottile, è la permeabilità alla
luce visibile, che consente di utilizzare questo
materiale per creare pellicole quasi trasparenti.
Un'altra freccia nell'arco di Sharp è la tecnologia
a grani continui di silicio (CGS). In questo
caso, i cristalli di silicio nei display LTPS sono
allineati con regolarità; tale aspetto consente di
aumentare la mobilità di carica fino a 600 volte
quella del silicio amorfo e fino a circa quattro
volte quella della tecnologia LTPS, raggiungendo
una velocità paragonabile al silicio a cristalli
singoli. Grazie alla tecnologia CGS, è inoltre
possibile montare altri circuiti sul substrato LCD.
Senza dubbio, il silicio a grani continui mostra un
notevole potenziale per lo sviluppo di un "system
on chip" legato a un display. Di recente, Sharp
ha dichiarato che intende utilizzare la tecnologia
CGS per i display degli smartphone.
In considerazione di questi aspetti, i produttori
giapponesi di display sembrano avere a
disposizione un numero adeguato di tecnologie
all'avanguardia per i pannelli LCD di formato
piccolo e medio. D'altra parte, ciò non significa
necessariamente che queste tecnologie siano
talmente uniche nel loro genere da assicurare
al Giappone un dominio incontrastato sulla
concorrenza internazionale. Anche le tecnologie
secondarie possono giocare un ruolo decisivo.
Fra queste, ricordiamo le tecnologie correlate
al vetro e ad altri materiali, i dispositivi di
produzione, tecniche quali la litografia, nonché
le metodiche di verifica e valutazione. Avendo
cambiato strategia per concentrarsi sui display
LCD piccoli e medi, i produttori del Giappone
dovranno considerare tutti questi fattori al
momento di prevedere il futuro. Una cosa è
certa: non sarà una navigazione tranquilla.
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una corrente di dispersione estremamente
bassa anche ai driver: un requisito comune
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Le librerie di
componenti
e le sfide della
collaborazione
Ian Bromley, Marketing Engineer
U
na libreria di componenti, naturalmente,
è un elemento funzionale determinante in
uno strumento di progettazione CAD per PCB.
Se non fosse disponibile... beh, un'automobile
non funziona senza benzina. Forse si tratta di
un'analogia elementare, ma isola il nocciolo
del problema: chi è responsabile per la
produzione delle librerie? La risposta logica e
immediata è: l'utente finale, come è sempre
stato dall'inizio dello sviluppo e dell'introduzione
degli strumenti di progettazione elettronica.
Le previsioni non sono facili, ma in generale il costo deve essere
decisamente elevato nel settore, se i team di progettazione di PCB
in tutto il mondo stanno ricreando librerie di componenti per i
propri strumenti CAD, ripetendo gran parte del lavoro già svolto.
Ogni volta che un produttore lancia un nuovo componente, questo
viene integrato nelle librerie di centinaia o migliaia di aziende e in
molti modi diversi. Naturalmente, il vantaggio sulla concorrenza è
cruciale, ma dal punto di vista dell'azienda utilizzatrice finale, una
libreria di dati su componenti proprietari assicura veramente quel
margine competitivo tanto importante, soprattutto in combinazione
con gli altri fattori distintivi offerti da una progettazione creativa?
Alla ricerca di uno standard
Quali sono le possibilità di accordarsi su un formato standard del
settore che consenta un semplice scambio di librerie di dati sui
componenti o persino la creazione di una libreria di componenti
globale già pronta? Al momento non esiste uno standard del settore,
accettato su vasta scala, che sia in grado ad esempio di definire tutte
le informazioni sui piedini per un componente, oltre alle relative
dimensioni, per l'immissione in uno strumento di disegno del layout,
consentendo in ultima analisi di migliorare l'automazione del processo
di progettazione e produzione dei PCB. È evidente che la comunità
degli strumenti di progettazione, i produttori di componenti e le
aziende coinvolte nella progettazione di PCB non condividono gli
stessi interessi. I produttori di componenti modificano regolarmente
le tipologie di modelli e, inoltre, tendono a selezionare una soluzione
esclusiva per molti prodotti, nella speranza di eliminare la concorrenza
e diventare fornitori unici dei loro clienti. A ciò si aggiunge il fatto che,
in generale, i produttori non sembrano ancora decisi a fornire i loro
dati nei diversi formati degli strumenti CAD disponibili. Anche i fornitori
CAD probabilmente non sono animati da una motivazione sufficiente
a supporto di un formato standardizzato per le librerie. Anzi, nel loro
caso, le ampie librerie sviluppate internamente fungono da criterio
distintivo per i prodotti. Questa visione delle librerie è condivisa da
molte delle più importanti aziende internazionali di progettazione e
produzione, che le ritengono un elemento caratterizzante e per questo
sono disposte a sostenere il costo elevato della loro gestione.
più recente dello standard IPC-SM-782 è l'IPC-7351B. Secondo
questa normativa, numerosi fornitori offrono strumenti software
in grado di calcolare modelli di superfici e generare librerie di
nuovi componenti. Ma questo standard fatica ad affermarsi e non
è molto diffuso. Nel corso degli anni si sono succeduti svariati
tentativi di standardizzazione, in concorrenza con le proposte
dell'IPC, ma nessuno finora ha riscosso un successo significativo.
Con ogni probabilità, se dovesse emergere uno standard, sarebbe
un'iniziativa promossa dalle aziende di progettazione minori, costrette
a utilizzare con frequenza crescente i motori di ricerca dei componenti
disponibili sui siti Web dei distributori di elettronica internazionali.
La soluzione Ultra Librarian
Fra le soluzioni emergenti più interessanti e utilizzate spicca quella
di Accelerated Designs, ovvero Ultra Librarian (UL), uno strumento
in grado di memorizzare le descrizioni di simboli di schemi e
impronte, indipendenti dal fornitore, oltre a calcoli geometrici
delle superfici accettate nel settore o a geometrie di superficie
specificate dai fornitori. Accelerated Designs sostiene che molte
aziende CAD hanno contribuito allo sviluppo di questo strumento,
consentendo l'esportazione di dati nel formato più facilmente
utilizzabile, mentre numerosi produttori leader di semiconduttori
lo stanno già impiegando per fornire impronte e simboli.
Disponibile su vasta scala per il download gratuito, UL Reader,
parte del set di strumenti Ultra Librarian, supporta la generazione,
l'importazione e l'esportazione di componenti e dei relativi
attributi, tramite file "bxl" indipendenti dal fornitore, praticamente
in qualsiasi pacchetto per schemi e layout di PCB. Le impronte
di dispositivi generate da UL Reader in realtà si basano sulla
specifica IPC-7351. Inoltre gli utenti finali possono modificare gli
standard utilizzati per creare simboli e impronte di componenti
in modo da farli corrispondere con le proprie normative interne,
semplicemente acquistando come upgrade la suite Ultra Librarian.
Un risultato superiore alle aspettative
In ogni caso, tutte le varie parti interessate dell'ecosistema di
progettazione dei PCB dovranno coordinarsi nel flusso dei dati dei
componenti. In questo processo sono fondamentali i produttori di
semiconduttori e la loro disponibilità a fornire dati sui componenti in
un formato di scambio aperto. Se ciò avverrà, i principali distributori
di componenti elettronici potranno offrire un semplice accesso ai
dati di base delle parti per gli strumenti CAD. Ad esempio, il sito Web
DesignSpark, dedicato al noto strumento omonimo di progettazione
di PCB, ora offre librerie in formato bxl fornite da produttori leader
quali STMicroelectronics e Microchip. Continuando su questa strada,
il sito Web di un distributore globale potrà diventare un'essenziale
risorsa di librerie per qualsiasi tecnico di progettazione.
Al contrario, per gli utenti finali la standardizzazione costituirebbe
uno straordinario passo avanti, ma rimane difficile da attuare poiché i
fornitori CAD implementano le librerie in una pluralità di modi diversi.
Di conseguenza, la conversione dei dati in un formato standard è
una sfida complessa, ma è essenziale risolverla, per evitare alle
singole aziende e agli utenti di dover ricreare librerie ogni volta.
Proposte in passato
Negli anni, sono stati proposti e introdotti vari standard, ad esempio
l'IPC-SM-782 (Surface Mount Design and Land Pattern Standard),
sviluppato da IPC negli anni '80 e nei primi anni '90. L'IPC (www.
IPC.org) è un'associazione commerciale internazionale che
rappresenta circa 3.000 aziende di elettronica specializzate nella
progettazione, produzione, assemblaggio e test di PCB. La variante
24
eTech - NUMERO 9
Scarica...
DesignSpark PCB da
www.designspark.com/pcb
eTech - NUMERO 9
25
IN COLLABORAZIONE CON
CONSIGLI
SULLA PROGETTAZIONE
CONSIGLI
SULLA PROGETTAZIONE
Ampli low-cost per cuffie
Musica per le tue orecchie
di entrambi i transistor dovrebbero essere
attraversati dalla medesima corrente.
Questo si può vedere misurando la
tensione tra i punti F e G nello schema
elettrico, che sono quasi equipotenziali.
L’offset di ingresso su R1 è dovuto
alla corrente che scorre attraverso T1.
Questo fa sì che la tensione nel punto
A (V(A)) sia leggermente negativa. Una
rapido test del prototipo ha dimostrato
che la corrente di base in T1 era di circa
3 µA. Senza la compensazione fornita
dal potenziometro P2 l’offset di tensione
sull’uscita VO avrebbe superato 0,2 V:
di Stefan Dellemann (Germania)
Ci sono certamente numerosi progetti di amplificatori
per cuffie precedenti a questo, sia di maggiore
che di minor successo e più o meno complessi. Il
progetto presentato in questo articolo è semplice,
suona bene e può essere realizzato con componenti
commercialmente affermati.
VO = (1 + R6/R5) × V(A)
VO = (1 + 10/1,5) × 0,028 = 0.215 V
L’offset può quindi essere rimosso
impostando l’amplificatore differenziale
per funzionare in modo leggermente
asimmetrico. Anche se questo non è il
metodo migliore per quanto concerne la
qualità del suono, si riesce così a mantenere
il circuito più semplice possibile.
I generatori di corrente costante
Specifiche:
(Carico di uscita: 33 Ω, alimentazione: ±9 V)
•
Impedenza d’ingresso (senza P1)
10 kΩ
•
Larghezza di banda
3.4 Hz – 2.4 MHz
•
THD + Noise (1 kHz, 1 mW/33 Ω)
0.005 % (B = 22 kHz)
•
THD + Noise (1 kHz, 1 mW/33 Ω)
0.01 % (B = 80 kHz)
•
Rapporto segnale rumore (rif. 1 mW/33 Ω)
89 dB (B = 22 kHz)
92 dBA
•
Max. tensione (su 33 Ω)
3.3 V (THD+N = 0.1 %)
•
Max. Tensione d’ingresso
0,57 V (P1 regolato al massimo volume)
•
Consumo di corrente
19 mA
26
eTech - NUMERO 9
Oggigiorno non è così facile trovare nei negozi
un amplificatore per cuffie dedicato. Esistono,
soprattutto nel mondo hi-fi, ma raggiungono
prezzi considerevoli. Il progetto qui presentato
è di qualità leggermente inferiore a questi
circuiti di fascia alta, ma può essere costruito
usando componenti facilmente reperibili e riesce
ancora ad avere un audio di buona qualità.
Il circuito
Il circuito può essere descritto come una
sorta di amplificatore di potenza, costruito con
componenti discreti (vedi figura 1). Allo stadio
di ingresso troviamo un controllo del volume
(P1, che è collegato tramite un connettore) e un
condensatore di accoppiamento (C1), seguito
da un amplificatore differenziale (T1, T2) con
un generatore di corrente costante (T3) nel
ramo emettitore. Il trimmer posto tra T1 e T2
(P2) serve per impostare il bilanciamento tra I
rami, o in altre parole, imposta l’output a 0 volt
ripetto a massa. Per un ottimo audio, i collettori
Il generatore di corrente nel ramo emettitore
(T3) è impostato a circa 3 mA tramite i diodi
D1, D2 e la resistenza R4, in maniera tale
che T4 lavori in modo più lineare possibile.
Il segnale audio poi passa per lo stadio
driver, T4, che pilota i transistor d’uscita di
potenza (T6 e T7). C4 è stato aggiunto per
aumentare il guadagno. La corrente di riposo
nello stadio di uscita è fissata a 5 mA circa,
tramite T5 e R9. Supponendo un guadagno
(hFE) di 50 per i transistor di uscita, questi 5
mA potrebbero teoricamente fornire 0,005 A
× 50 × 32 Ω = 8 Vpicco su un carico di 32 Ω.
Tuttavia, alcune limitazioni sono introdotte
dal generatore di corrente costante T5
e dalla caduta di tensione attraverso la
giunzione base-emettitore di T7 (circa 1,5 V).
Dobbiamo anche tener conto del partitore
di tensione costituito da R11 e R12 (R10
e R12) nei calcoli. La tensione massima
Vmax sul carico (RL) allora diventa
Vmax = RL / (RL + R11 + R12) × (9 – 1.5)
Vmax = 4.6 Vpicco
Ciò corrisponde a circa 3,26 Vrms,che è
quanto abbiamo misurato, come si può
vedere dalle specifiche. Ciò significa
che il circuito può fornire (3,262/32)
= 330 mW su 32 Ω, che dovrebbe
essere sufficiente a far felici la maggior
parte dei fan del pop e del rock.
La resistenza R12, dopo lo stadio di
uscita, limita la corrente e mantiene il
circuito stabile quando viene collegato
un carico capacitivo, come un lungo cavo
schermato per le cuffie. Ciò impedisce
che i transistor di uscita si surriscaldino
quando c’è un corto circuito. R10 e R11
assicurano la simmetria del circuito.
Nonostante il valore di C2 nel circuito di
feedback, la larghezza di banda è ancora
molto maggiore della larghezza di banda
audio (vedere le specifiche). Per ottenere
la frequenza di taglio inferiore dell’ingresso
abbiamo usato un condensatore C1
da 4,7 µF. Un condensatore da 2,2 µF
(più facile da reperire) imposta una
frequenza di taglio inferiore ancora
accettabile: 7 Hz (–0,6 dB at 20 Hz).
I valori misurati su uno dei nostri
prototipi sono indicati nello schema
del circuito. Questi vanno interpretati
come parametri di riferimento
piuttosto che come requisiti esatti.
R2
R3
1k
4u7
63V
10k
100u
25V
T6
C3
R7
R10
I
J
10R
R5
B
100R
D3
10k
10R
K
2x
1N4148 D4
0
T5
D1
D2
C
270R
2x 1N4148
T7
R9
E
150R
10R
R11
1k5
T3
R4
A = - 28mV
B = - 33mV
C = 0.73V
D = 0.71V
E = 1.37V
F = 1.31V
G = 1.37V
H = 0.71V
I = 1.4V
J = 83.5mV
K = 80.5mV
R12
R6
P2
10k
C2
10p
6p8
4k7
T2
T1
R1
150R
+ C5
H
T4
A
P1
6..10V
R8
C4
100u
16V
1k
T1,T2,T3,T5 = BC550C
T4 = BC560C
T6 = BD139
T7 = BD140
C1
+
G
F
D
+ C6
100u
25V
100701 - 11
6..10V
Figura 1. Circuito per il semplice
amplificatore per cuffia (un canale).
Le giunzioni PN e il guadagno dei
transistor può naturalmente variare a
seconda del produttore (questo vale
anche per il consumo di corrente
indicato nelle specifiche).
Sperimentando
Per quelli di voi a cui non importa avere
un po’ di rumore in più (anche se risulterà
ancora inudibile con la maggior parte le
cuffie), è possibile aumentare l’impedenza
del circuito di retroazione a circa 10 kΩ.
Ciò può essere ottenuto aumentando la
R5 e R6 nel circuito parallelo fino a 10 kΩ.
In questo caso le correnti di base di T1 e
T2 si compensano a vicenda. Se vi piace
sperimentare, R5 può essere sostituita
con una resistenza da 12 kΩ e R6 con
una resistenza da 68 kΩ (i perfezionisti
dovrebbero usare 11,5 kΩ e 76,8 kΩ della
serie E96). È improbabile che ciò comporti
un miglioramento acustico, ma in questo
modo si avrebbe un offset minore.
Costruzione
Un piccolo circuito stampato è stato
sviluppato per questo progetto (vedi
figura 2), e può essere ordinato dal sito di
Elektor[1]. Da qui è possibile scaricare anche
il disegno in formato PDF. La disposizione
dei componenti è riportata in figura 3.
Come al solito, la costruzione è più facile
se si inizia la saldatura dei componenti
più piccoli (resistenze, diodi) per poi
continuare con il montaggio dei componenti
sempre più grandi (condensatori,
transistor, pin di connessione).
Figura 2. Il circuito è compatto nonostante l’assenza di
componenti SMD.
Continua a pagina 28 >
eTech - NUMERO 9
27
SELEZIONE
NATURALE
CONSIGLI
SULLA PROGETTAZIONE
Elenco dei componenti
Resistori
N. di magazzino RS
R1,R6 = 10.000 Ω
R2,R3 = 1.000 Ω
R4 = 270 Ω
R5 = 1.500 Ω
R7 = 4.700 Ω
R8,R9 = 150 Ω
R10,R11,R12 = 10 Ω
P1 = 10.000 Ω
P2 = 100 Ω trimpot
Condensatori
707-8300
707-8221
707-8189
707-8246
707-8280
707-8167
707-8063
Vedi testo
652-4502
N. di magazzino RS
C1 = 4,7 µF, passo 5 mm o 7,5 mm
C2 = 6,8 pF, passo 5 mm
C3 = 10 pF, passo 5 mm
C4,C5,C6 = 100 µF 16 V radiali
Semiconduttori
D1,D2,D3,D4 = 1N4148
T1,T2,T3,T5 = BC550C
T4 = BC560C
T6 = BD139
T7 = BD140
Vari
483-3955
495-622
538-1360
707-5809
N. di magazzino RS
544-3480
545-2254
545-2484
314-1823
314-1817
Figura 4. Il circuito acquista un look unico quando è nel suo
ProjectCase
N. di magazzino RS
Connessione per P1 = Pinheader a 3 piedini, passo 0,1’’ 251-8092
Connessione per P1 = jumper, passo 0,1’’
251-8503
Piedino da saldatura diam. 1,3 mm, 7 pz.
631-9574
PCB N. 100701, vedi [1].
PCB, codice ordine 090190-1
www.elektor.com/090190
Avrete bisogno di due schede per
una versione stereo, nel qual caso
P1 deve essere sostituito con un
potenziometro stereo, cosìcché il
volume possa essere controllato su
entrambi i canali contemporaneamente.
Se la sorgente audio include già un
controllo di volume, si può omettere P1
(mettendo un ponticello sul connettore
o saldando un ponticello sulla scheda
tra i pin 1 e 2 del connettore stesso).
L’impedenza di ingresso del circuito coi
valori suggeriti (compreso P1) è come
minimo di 5 kΩ (con P1 regolato per un
volume massimo). Questo non dovrebbe
essere un problema per la maggior parte
delle fonti audio moderne. Si faccia
attenzione all’interasse dei piedini del
condensatore di disaccoppiamento
C1, in quanto il circuito può ospitare
condensatori con interasse da 5 o 7,5 mm.
Per l’alimentazione è possibile utilizzare
due batterie da 6 V o in alternativa, un
trasformatore con due uscite da 6 V,
un ponte raddrizzatore da 1,5 A e un
condensatore da 8200 µF/16 V per
ogni ramo; integrando eventualmente
tutto questo con un paio di regolatori
di tensione. I transistor di uscita ( T6 e
T7), probabilmente non hanno bisogno
di dissipatori di calore, in pratica, anche
se un piccolo dissipatore di calore farà in
modo che siano a prova di cortocircuito.
Abbiamo deciso di racchiudere questo
circuito in un Elektor ProjectCase[2].
facile da realizzare che gli conferisce
un look distintivo con l’elettronica
in vista (vedi figura 4).
Link internet:
[1] www.elektor.it/100701
[2] www.elektor.it/100500
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Figura 3. Disposizione dei componenti.
28
eTech - NUMERO 9
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L'evoluzione costante dei
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Manager presso Molex, spiega perché i produttori
leader di connettori debbano mantenersi in
anticipo sui tempi ed evolvere i prodotti di base
Per parafrasare un famoso slogan politico degli anni '90:
"È il prezzo, stupido". Nel nostro settore è inevitabile che i
margini di operatività soffrano a causa della pressione sui
prezzi, in particolare nell'area dei prodotti di base. Inoltre,
l'ombrello che raccoglie i cosiddetti prodotti di base si sta
allargando e copre un'area merceologica più ampia.
Negli ultimi anni, le aziende produttrici di connettori di base sono aumentate
in modo significativo, intensificando la concorrenza e la pressione sui
prezzi. La strategia di Molex per competere in questo mercato consiste
nell'introdurre innovazioni sempre diverse, facendo evolvere i propri
prodotti di base con l'integrazione di caratteristiche che ne agevolino l'uso e
consentano a nuovi clienti di impiegarli nei progetti per nuove applicazioni.
La fornitura di componenti con specifiche di temperatura superiori o
opzioni di placcatura selezionabili, per garantire una maggiore affidabilità
e cicli di accoppiamento più efficienti, ci consente di distinguere la nostra
offerta ed essere concorrenziali non soltanto in termini economici.
Ad esempio, sui terminali a crimpare, abbiamo aggiunto caratteristiche come
l'Anti Fish Hooking, un dispositivo che impedisce ai terminali di agganciarsi
l'uno all'altro quando vengono forniti in sacchi grandi. Sono accorgimenti piccoli
ma importanti come questi che ci permettono di distinguerci sul mercato.
Ovviamente, la concorrenza non rimarrà inattiva e presto qualcuno cercherà di
imitarci. E, com'è prevedibile, man mano che l'ombrello dei prodotti di base si
allarga, altre tipologie di connettori vengono coinvolte; in particolare USB, HDMI
e FFC/FPC. Queste tecnologie sono ormai note da anni, ma Molex continua a
impegnarsi per migliorarle, al fine di mantenersi in anticipo sulla concorrenza.
Un altro fattore che può contribuire a difendere la leadership di Molex è la
struttura di produzione globalizzata. In un'epoca di fluttuazioni costanti del
mercato, l'allocazione diventa cruciale e può condizionare anche le aziende
più forti, come è successo ad alcuni concorrenti di Molex. Da questo
punto di vista, la struttura di produzione globalizzata di Molex consente
all'azienda di provvedere a una fornitura costante e affidabile e mantenere
prezzi stabili sul mercato, evitando potenziali impennate critiche.
Anche i mercati dei metalli giocano un ruolo di primo piano, in quanto i connettori
di base sono solitamente esposti alle fluttuazioni dei prezzi del metallo. Infatti
il costo dei connettori in gran parte è correlato a quello di metalli come rame e
oro, che influiscono in modo determinante sul prezzo del prodotto finito. Molex,
da tempo, utilizza in misura crescente i metalli meno sensibili alle variazioni di
prezzo, come il palladio, che viene impiegato in alternativa all'oro. Attualmente
sta sviluppando contatti in palladio per la propria gamma PicoFlex e per alcuni
connettori modulari maschio e femmina. Il palladio non è soggetto a fluttuazioni di
30
eTech - NUMERO 9
“
l'ombrello che
raccoglie i cosiddetti
prodotti di base si sta
allargando e copre
un'area merceologica
più ampia.
”
prezzo paragonabili a quelle dell'oro e, inoltre, possiede proprietà elettriche
equivalenti, se non superiori, in termini di conduttività e durata nel tempo.
In sostanza, la strategia migliore per conservare e aumentare la nostra quota
di mercato è continuare a evolversi e migliorare i prodotti che offriamo.
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50 scatole di comando con filtri dell'aria a
funzionamento continuato. Sostituendo i ventilatori
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n Perfetta aderenza per la massima destrezza e
sensibilità tattile; l'apertura sul dorso offre grande
comfort e consente alla pelle di respirare.
Stringa di ricerca RS Web:
“guanti polyflex”
Set di cacciaviti ESD 5 pezzi
Per l'utilizzo con componenti sensibili
alle cariche elettrostatiche.
n Unisce prestazioni elevate in termini di
risoluzione, precisione e velocità per test di
sistema e da banco rapidi e accurati.
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a taglio da 4x100 mm, 1 cacciavite PHILLIPS PH 0x60 mm, 1
®
®
cacciavite PHILLIPS PH 1x80 mm e 1 cacciavite PHILLIPS PH
2x100 mm.
Stringa di ricerca RS Web: 501-354
Stringa di ricerca RS Web: 469-7096
Registratore dati
Misura umidità, temperatura e punto
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e download dei dati. Ideale per il monitoraggio
delle prestazioni delle camere per test ambientali
e altre analisi a lungo termine associate alla
temperatura.
Stringa di ricerca RS Web: 666-8166
Armadietto a 48 cassetti
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i componenti di piccole dimensioni.
n Gli armadietti si possono unire per aumentare
lo spazio e sono autoportanti o installabili a
parete. Sono disponibili divisori per organizzare
lo spazio dei cassetti, che sono dotati di un
bordo di sicurezza per prevenirne la caduta
quando sono completamente aperti.
Stringa di ricerca RS Web: 556-020
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Display grafico Smart Panelpilot
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con dimensioni da M2 a M6.
Stringa di ricerca RS Web: 100-282
n Un display TFT a colori da 3,5", programmabile tramite
software via USB, che consente al progettista di scegliere fra
30 stili di misura pronti all'uso, in orizzontale o verticale, oppure
di realizzare stili personalizzati. Con ingresso di misurazione
doppio 0-40 Vc.c., interfaccia I²C, touchscreen e scalabilità
completa dell'ingresso, la gamma Panelpilot rappresenta un
modo conveniente di aggiungere misurazioni personalizzate a
qualsiasi progetto.
Calibro digitale
Calibro in acciaio inox temprato
con display LCD.
Stringa di ricerca RS Web: 704-8131
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0,005”. L'accuratezza è +/-0,02 mm / 0,001”.
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32
eTech - NUMERO 9
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eTech - NUMERO 9
33
Google ADK:
un successo meritato
Andrew Back, co-fondatore Solderpad
U
n anno fa, la domanda "Perché Google
potrebbe interessarsi a una piattaforma
per microcontroller?" avrebbe lasciato tutti
ammutoliti. Eppure, nel discorso di apertura
della conferenza sull'I/O di Google a maggio
2011, l'azienda ha presentato l'Accessory
Development Kit basato su Arduino per
Android. Perché Google supporta lo sviluppo
di microcontroller e perché scegliere Arduino?
In questo articolo, esamineremo in dettaglio
l'ADK e valuteremo il più ampio panorama
di opportunità per l'hardware open source.
Uno strumento a supporto dello
sviluppo di accessori per Android
Open source
“
eTech - NUMERO 9
Google è "organizzare le informazioni in tutto il mondo e renderle
accessibili e utili universalmente". A tale scopo, Google deve
fare tutto il possibile per indurre gli utenti a usare i suoi servizi
e dati direttamente attraverso la propria struttura. Ne consegue
che la piattaforma Arduino non è finalizzata alla generazione di
profitti tramite la vendita di dispositivi, ma esiste semplicemente
per estendere la copertura del business dei servizi online di
Google. L'ADK contribuisce alla strategia di Android e, allo stesso
tempo, apre la strada al futuro framework Android @ Home, che
aggiungerà alla piattaforma funzioni di automazione domestica.
Selezionando Arduino, Google ha potuto utilizzare una tecnologia
priva di vincoli legali e accessibile con minime limitazioni, oltre a un
ecosistema in espansione di hardware e software complementari.
I dispositivi e le relative piattaforme sono tutti strumenti
utili a conseguire un unico obiettivo: generare valore
sostenendo una strategia mirata a raccogliere
informazioni, organizzarle e renderle disponibili.
Adozione accelerata
L'Accessory Development Kit (ADK) di Google è concepito a
supporto della prototipazione di accessori con connessione USB
per dispositivi Android. Serve sia
da piattaforma di sviluppo per gli
accessori con microcontroller a basso
consumo, sia per l'implementazione
di riferimento del protocollo
utilizzato nelle comunicazioni fra un
dispositivo Android e un accessorio.
34
Il vantaggio di Arduino
La risposta alla domanda "Perché arduino?" è semplice: costo,
comunità, "generatività" [1] ed ecosistema. La tecnologia Arduino è
economica e supportata da una vasta comunità appassionata e
creativa. Benché la piattaforma e il suo approccio alle licenze
possano essere considerati generativi, hanno saputo dare
vita a un ecosistema, in costante espansione, di hardware
e software derivati e compatibili. Non è necessario firmare
accordi di licenza, partnership o non divulgazione, né pagare
quote, mentre domina una cultura consolidata di condivisione.
organizzare le
informazioni in tutto
il mondo e renderle
accessibili e utili
universalmente
L'ADK è formato da due parti
principali: l'hardware, che si collega
al dispositivo Android tramite
USB, e il software di supporto.
L'hardware comprende una scheda
Arduino Mega 2560, espansa
con l'integrazione di un controller
La missione dichiarata di Google
host USB, e una shield Arduino
personalizzata. La funzionalità host
USB è necessaria, in quanto non è disponibile nella maggior
parte dei dispositivi Android. La shield Arduino si collega alla
scheda madre ADK e fornisce vari ingressi e uscite di base, ad
esempio per joystick, LED e sensori di luce e temperatura.
La comunicazione fra il dispositivo e la scheda ADK è facilitata
dal protocollo per accessori Android. Per l'ADK vengono forniti
una libreria e un driver per host USB, che si integrano senza
difficoltà nell'ambiente di sviluppo Arduino. Il supporto in Android
è disponibile dalla versione 3.1 della piattaforma ed è stato
inserito anche nelle versioni precedenti, a partire dalla 2.3.4. Lo
sviluppo software viene quindi suddiviso attraverso l'applicazione
Android tramite il relativo kit di sviluppo software (SDK) – creato
utilizzando, ad esempio, l'ambiente di sviluppo integrato (IDE)
Eclipse – e l'IDE Arduino per il firmware della scheda ADK.
”
L'hardware ADK lanciato da Google era disponibile a un costo di
circa 280 euro – un prezzo elevato per gli standard
di Arduino. Tuttavia, poiché Google forniva tutti
i materiali di progettazione per l'hardware e li
pubblicava su licenza libera, non si è dovuto
attendere a lungo per la comparsa di un clone
compatibile. In pratica, dopo solo un mese,
il clone era già acquistabile, compresa la
shield Arduino personalizzata, a un prezzo
di circa 59 euro. Nei mesi successivi, in
un certo senso a completamento del ciclo
dell'hardware open source (OSHW), i creatori
della piattaforma Arduino hanno rilasciato,
a loro volta, un proprio prodotto ADK.
È lecito supporre quanto è accaduto sia stato
esattamente quello che Google sperava, poiché
le schede clone e derivata sono compatibili anche
con il firmware dell'ADK e, di conseguenza, con
Android. La proliferazione di prodotti compatibili
con l'ADK sarebbe ugualmente rapida, se la
tecnologia fosse disponibile in licenza con
termini più restrittivi? È poco probabile.
Tutto ruota intorno alle informazioni
Sia chiaro: Google non è un'azienda produttrice
di hardware. Potrà anche erogare i propri servizi
utilizzando una tecnologia personalizzata
per data center, ed è vero che esistono
dispositivi consumer a marchio Google, ma
il volume di hardware distribuito dall'azienda
è relativamente limitato e costituisce
soltanto una parte esigua del fatturato
complessivo. La missione dichiarata di
Un'opportunità sfaccettata
Le motivazioni che hanno spinto Google a selezionare Arduino
per la creazione dell'ADK sono evidenti. Comunque è importante
riconoscere che l'opportunità OSHW non si limita ai kit di
sviluppo o a un mero elemento aggiuntivo ai servizi online.
Una lezione cruciale impartita dal software gratuito/open source
(F/OSS) è stato dimostrare che le opportunità commerciali
sono sfaccettate e potrebbero non essere così ovvie quanto
sembra. Ad esempio, l'open source è utilizzabile per creare
un mercato per i servizi, guidare lo sviluppo di standard con il
supporto dell'implementazione o offrire ai clienti la capacità di
creare innovazione. Inoltre, ed è forse unico in questo senso,
consente di ridurre in modo significativo il costo associato
all'adozione di una nuova piattaforma tecnologica, all'espansione
sul mercato e all'anticipazione della concorrenza.
Con l'avvento dei modelli di business aperti non è più sufficiente
creare qualcosa, venderlo con profitto e proteggere la relativa
proprietà intellettuale. Il modello tradizionale continua naturalmente
a essere valido, ma oggi esiste un numero di opzioni più ampio e
alcune potrebbero essere utilizzate per acquisire un vantaggio sui
concorrenti che si sono attenuti a un approccio più semplice.
Aperto per il consumatore
Google non è stata la prima a riconoscere l'opportunità di applicare
la tecnologia OSHW nello spazio consumer. Iniziato nel 2009,
Homesense era un "progetto di ricerca orientato a scoprire come
si potrebbero progettare abitazioni intelligenti dall'inizio alla fine".
Continua a pagina 36 >
eTech - NUMERO 9
35
< Continua da pagina 35
Dopo aver selezionato abitazioni in tutta l'Europa, i responsabili del
progetto hanno fornito loro un kit di "mattoni" elettronici compatibili
con Arduino, un manuale e l'accesso a un esperto tecnico locale.
Nel 2008 Bug Labs ha lanciato il Bug System, descritto
come un "sistema open source modulare per la realizzazione
di dispositivi". Il sistema era incentrato su Bugbase – un
piccolo computer con processore ARM e sistema operativo
Linux, estensibile tramite una serie di moduli hardware e
compatibile con il framework Open Services Gateway initiative
(OSGi) di Java e l'IDE Eclipse per lo sviluppo software.
Il Bug System è stato utilizzato da aziende quali Accenture e Orange
per creare prototipi di tecnologie mobili, mentre a settembre
2011 Bug Labs e Ford hanno annunciato congiuntamente che
avrebbero sviluppato e distribuito strumenti finalizzati al "progresso
dell'innovazione della connettività all'interno delle vetture".
Questa nuova piattaforma, denominata OpenXC, si basa sul
Bug System e secondo Ford "si tratta di creare una piattaforma
completamente accessibile per la comunità degli sviluppatori e in
grado di incorporare rapidamente le esigenze del mercato locale
per offrire soluzioni innovative a un punto di prezzo conveniente".
Il concetto ispiratore è fare di un'automobile una docking
station per hardware e software plug-and-play intercambiabile,
consentendo in tal modo un'elevata personalizzazione delle
funzioni e dei servizi di connettività al suo interno.
Conclusione
Nel 2011 varie aziende leader, quali Google con l'ADK, Facebook
con Open Compute e Ford con il suo uso del Bug System,
hanno scommesso sull'OSHW. Ciò dimostra con ogni evidenza
che non si tratta più di un fenomeno di nicchia. L'errore più grave
che si possa commettere nel tentativo di comprendere queste
strategie è supporre che siano gesti altruistici o rischiosi azzardi
da parte di organizzazioni che dispongono di enormi capitali.
Tuttavia, sebbene l'OSHW offra innegabili vantaggi in termini di
immagine, presenta benefici meno apparenti ma ugualmente
importanti. Vi sono opportunità commerciali significative in ciò
che l'autore e ricercatore Doc Searls ha definito "effetto because",
ovvero ciò che accade quando si aumentano i profitti "a causa di"
qualcosa e non con qualcosa. È essenziale superare la nozione
di fornire gratuitamente qualcosa, passando invece a considerare
l'opportunità nella sua completezza. Google è stata rapida a
riconoscere questo aspetto – in primo luogo con le ricerche online
gratuite – e i risultati ottenuti hanno superato ogni aspettativa.
Note
[1] “La generatività è la capacità di un sistema di produrre
un cambiamento imprevisto attraverso i contributi
immediati di un pubblico ampio e vario". — J.Zittrain, The
Future of The Internet and How to Stop It, pp. 70.
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differenza delle
innovazioni più recenti
nella progettazione dei
semiconduttori, lo sviluppo
di nuove tecnologie di
interconnessione di rado
troverà spazio nei titoli
della stampa specializzata.
Tuttavia ciò non significa
che non esista. In questo
articolo presenteremo una
panoramica degli sviluppi più
attuali nella progettazione e
produzione dei connettori che,
malgrado siano già disponibili
da qualche tempo, forse sono
stati ingiustamente trascurati.
Terminazioni alternative
Per funzionare, i connettori devono essere
collegati a fili, cavi o PCB e ciò spesso richiede
di utilizzare attrezzi costosi e ingombranti.
Molte aziende produttrici di connettori si
sono impegnate per ridurre la necessità di
utensili e addestramento. La
gamma di connettori IDC SSL
di TE Connectivity è concepita
appositamente per le applicazioni
di illuminazione a LED e, per
accelerare le
installazioni, utilizza una semplice tecnologia
di spostamento a pressione dell'isolante. I
contatti sono stati progettati per accettare fili
rigidi o intrecciati, senza necessità di spelatura
o saldatura preliminari, e i margini arrotondati
del corpo del connettore riducono al minimo
l'effetto di quest'ultimo sulla distribuzione
della luce nelle applicazioni a LED. Un altro
esempio di terminazione senza l'uso di attrezzi
è proposto da Phoenix Contact. Questa
azienda ha ideato la tecnologia plug-andplay Combicon, che prevede un metodo di
terminazione con gabbia a molla, in cui un
contatto di metallo a molla aggancia il filo
rigido o intrecciato senza dover ricorrere a
speciali attrezzi. La terminazione sul campo,
di conseguenza, risulta molto più semplice e
non richiede più attrezzi costosi o formazione
accurata. L'azienda ha utilizzato questa
tecnologia in una varietà di linee di prodotti,
incluse le morsettiere per guide DIN.
I contatti press-fit vengono utilizzati da molti
anni, ma col tempo si sono evoluti in un
metodo di terminazione sofisticato, adatto
per un'ampia gamma di applicazioni. La
tecnologia press-fit oggi viene utilizzata
abitualmente nei più recenti connettori
ATCA o AdvancedTCA (Telecommunications
Computing Architecture) da 2 mm ad
alta velocità per applicazioni su rack per
telecomunicazioni – ovvero l'evoluzione dei
connettori backplane DIN41612 precedenti.
La terminazione press-fit si è dimostrata
estremamente resistente e versatile a tal
punto da poter essere utilizzata in molte altre
applicazioni. Infine, in alcune terminazioni
alternative si utilizzano vari connettori PRECI-
DIP da scheda a scheda, dotati di contatti
caricati a molla, che presentano un'eccellente
resistenza alle vibrazioni. Sono adatti per i PCB
che vengono spesso rimossi e reinseriti.
Miniaturizzazione
dei connettori da scheda a scheda
Di fronte alla progressiva miniaturizzazione dei
progetti elettronici, rivestono un'importanza
particolare i prodotti che consentono la
connessione da scheda a scheda di due
schede intermedie in parallelo. I connettori
SlimStacktm di Molex per la sovrapposizione
di schede integrano contatti resistenti di
tipo "a lamella su lamina" che occupano
molto meno spazio in altezza rispetto alla
tecnologia tradizionale, basata su piedini e
prese, e sono l'ideale per gli spazi ristretti
disponibili nei prodotti consumer portatili.
Il profilo del connettore è estremamente
sottile e la distanza fra le schede può
raggiungere appena 1,5 mm. Il connettore
Hirose DF23 è analogo e indicato anche per
gli ambienti soggetti a vibrazioni elevate. È
eccellente per le apparecchiature portatili
con varie schede, anche in questo caso
sovrapposte a distanze di soli 1,5 mm.
Entrambi i prodotti offrono un passo molto
piccolo, fino a 0,5 mm, fra contatti.
Sovrapposizione di applicazioni
Nell'industria spesso le tecnologie trovano
applicazioni aggiuntive rispetto a quelle per
cui sono state sviluppate originariamente e
ciò riguarda anche i connettori. Negli ultimi
tempi, i produttori tendono con sempre
maggiore frequenza a sviluppare versioni
sottili di dispositivi concepiti inizialmente
per applicazioni della difesa. Il connettore
circolare Mighty Mouse serie 80 di Glenair è
concepito per applicazioni a elevata affidabilità,
compresi i settori aerospaziale e della
difesa, ma ha trovato consensi nelle applicazioni
mediche, industriali e geofisiche, dove le piccole
dimensioni e la leggerezza sono essenziali. La
serie offre prestazioni paragonabili a quelle delle
interconnessioni standard MIL-TDL-38999, ma con
una riduzione di peso del 70% e di dimensioni
complessive del 50% per i layout equivalenti.
Un altro esempio è la serie UTS di Souriau,
l'ultima generazione della famiglia Trim Trio, di
grande successo, con custodie in plastica nera e
modanature ergonomiche. Frutto dell'evoluzione
di una generazione precedente di connettori, la
serie UTS è molto intuitiva e curata esteticamente,
pur mantenendo le caratteristiche di robustezza
e resistenza all'acqua che l'ha resa popolare in
applicazioni quali la gestione del traffico stradale, le
stazioni meteo e la robotica industriale. Amphenol
ha inoltre fatto il proprio ingresso sul mercato con
la serie rugged e miniaturizzata di connettori pushpull circolari Terrapin. Progettata inizialmente per
applicazioni con montaggio a saldatura, quali radio e
unità GPS, la serie Terrapin è indicata per Ethernet
Gigabit e, di conseguenza, viene utilizzata su vasta
scala negli switch e nei router LAN. L'elevata
impermeabilità la rende idonea per l'uso in esterni,
in applicazioni di sorveglianza e sensori di terra.
I produttori inoltre stanno realizzando varianti
di connettori sviluppati originariamente per il
mercato automobilistico. Si tratta di connettori
in plastica leggeri, impermeabili e bloccabili che
vengono ancora proposti come soluzioni per
gli autoveicoli. Tuttavia, grazie a caratteristiche
comuni quali i contatti a crimpare, le custodie
robuste e la sigillatura impermeabile, questi
connettori sono perfetti per applicazioni in
ambienti difficili, ad esempio per i controlli
nell'edilizia o nel monitoraggio delle acque
freatiche. Fra gli esempi più interessanti di queste
tecnologie con applicazioni multiple occorre
ricordare la serie JWPF di JST, la famiglia SSC di
TE Connectivity e la serie DTM di Deutsch.
Trasmissione ad alta velocità
Nel segmento dei connettori ad alta velocità, sono
state sviluppate varianti di dispositivi in grado
di supportare trasmissioni ancora più veloci di
quelle previste dallo standard ATCA. In questo
caso, l'esempio principale è la serie di connettori
ZipLinetm di FCI, che offre un'elevata densità di
segnale e velocità di trasmissione fino a 12,5
Gbit/s per la connessione da scheda a scheda
o backplane. Inoltre, Harting ha sviluppato un
connettore standard M12 (12 mm) per gestire
10 Gbit/s e conforme ai rigorosi requisiti delle
trasmissioni ad alta velocità nei sistemi di cablaggio
Cat.6a, principalmente per applicazioni di rete fra
macchinari industriali. Questo connettore soddisfa
il recente standard PAS 61076-2-10x, che definisce
un'interfaccia uniforme per i connettori M12 a 8
poli. Infine, ma non meno importanti, i connettori
SFP Plus di FCI sono stati progettati per gestire una
larghezza di banda da 10 Gbit/s per le applicazioni
in fibra ottica ad alta velocità su Ethernet.
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persone, armeggiare con pezzi di cavi e piccoli chip neri non
è molto interessante – sembra la tipica attività da "nerd".
Voglio dire, chi penserebbe mai alle correnti a riposo o alla
capacitanza peristaltica come a cose divertenti? Al contrario,
elettronica e ingegneria possono divertire e proprio per
questo ci dedichiamo alla nostra attività con passione.
Coinvolgere gli altri nel nostro entusiasmo, ad esempio
la prima volta in cui abbiamo scaricato "Blinky" su una
scheda Arduino, può essere arduo, ma ne vale la pena.
“
Ho sentito molto parlare
della mancanza di
competenze tecniche e
del fatto che i ragazzi, al
termine degli studi, sono
semplicemente indifferenti
a certe materie. È triste
assistere a questa situazione
e notare che, malgrado
un interesse genuino per
l'informatica, sembra
mancare un vero talento
all'ingresso nel mondo del
lavoro. Personalmente, però, devo ammettere di essere stato
abbastanza fortunato: nella mia vita ho incontrato spesso più
ragazzi entusiasti dell'ingegneria e, soprattutto, dell'elettronica, di
quanto ci si potrebbe aspettare. Ho gestito gruppi di studenti di
elettronica nelle scuole e, insieme al mio direttore tecnico presso
ebm-papst, sono stato giudice in una manifestazione organizzata
da un'associazione scolastica di ingegneria locale. Gli studenti
sono pieni di talento e lo standard dei progetti è molto elevato.
Gli studenti sono
pieni di talento e lo
standard dei progetti
è molto elevato.
”
”
Allora, quale potrebbe essere il problema? Forse noi ingegneri
"anziani" dovremmo solo ricordare le nostre radici e tornare a
parlare di elettronica nel quotidiano, ovvero di quelle applicazioni
che rendono l'elettronica divertente: i LED lampeggianti e i
fastidiosi suoni di sirena prodotti da un circuito con un timer
555. Infatti ho scoperto che una nuova generazione di ragazzi si
appassiona a questi progetti esattamente come me, alla loro età.
Ad esempio, nelle ultime settimane, una studentessa in visita
a ebm-papst che si definiva "non creativa", mentre imparava le
tecniche di saldatura, si è trovata a ricavare sagome di persone
da pezzi di vecchi componenti. Credo sia necessario escogitare
metodi semplici e creativi per facilitare l'apprendimento,
stimolare e preparare i nuovi tecnici al mondo del nostro lavoro.
Fortunatamente, un esercito di persone lo sta già facendo,
magari senza saperlo. L'espansione dell'hardware open
source (OSHW) significa che non soltanto i tecnici a tempo
pieno, ma anche gli appassionati si dedicano attivamente
alla progettazione e al rilascio di schede di sviluppo /
prototipazione di facile uso. Non c'è mai stato un momento
migliore per divertirsi con i microcontroller a 32 bit o per
iniziare a conoscere il settore complesso degli FPGA tramite
interfacce di programmazione intuitive come Arduino.
Quindi invito chiunque, dal tecnico esperto al principiante,
a dedicare un po' di tempo per valutare questi nuovi kit,
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perché le tecnologie ci appassionano tanto e fare in modo di
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Il connettore ultraminiaturizzato D
continua a rappresentare lo standard di
ingresso/uscita per una vasta gamma
di applicazioni, nuove e già esistenti,
nei settori delle comunicazioni, dei
computer, delle apparecchiature e
della strumentazione industriali.
L'offerta di TE Connectivity include una
delle famiglie di prodotti più estese e
versatili per quanto riguarda questo stile
di connettori, sia per le varianti standard,
sia per quelle ad alta densità. I prodotti
per montaggio su circuito stampato sono
disponibili in una vastissima quantità
di dimensioni e configurazioni, sia con
terminazione a saldare, sia a pressione.
La gamma di cavi offre soluzioni adatte
per terminazione a crimpare, a saldare o
IDC e assicura il supporto di utensili per
l'applicazione adatti per qualsiasi situazione
produttiva. Un'intera gamma di accessori
e dispositivi supplementari completa la
famiglia di prodotti Amplimite garantendo
la possibilità di trovare la soluzione ideale
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