Page 1

NR 5 MAJ 2021

ELEKTRONIK TIDNINGEN

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

Vertikalkavitetslasrar med världens kortaste emissionsvåglängd har forskare i labbet på Chalmers skapat. Nu går jakten vidare. /10–11

TEMA: OPTO & DISPLAYER

DE SÖKER ALLT KORTARE VÅGLÄNGD HÄNDELSEKAMEROR:

ADOPTICUM:

Strömsnåla, mörkerseende och snabba

Sätter ljus på opto i norra Sverige

/12–13

/20–21

PRENUMERERA KOSTNADSFRIT T! ETN.SE/PREN


INNEHÅLL: ETN 5/21

Utges av Elektroniktidningen Sverige AB adress: Folkungagatan 122, 4 tr, 116 30 Stockholm. telefon: 08­644 51 20 | www.etn.se bankgiro: 5456­3127 redaktion: Anna Wennberg (ansv. utg.), Per Henricsson, Jan Tångring. grafisk formgivning och layout: Joakim Flink, TYPA jocke.flink@typa.se annonser: Anne-Charlotte Sparrvik, 0734­17 10 99 | e­post: ac@etn.se prenumeration: webb: etn.se/pren | e­post: pren@etn.se telefon: 08­644 51 20

6 16

4

Anna Wennberg Bevakar analogt, opto och kommu­ nikation, kraft, sensorer, distribution, medicinsk elektronik och minnen. anna@etn.se | 0734­17 13 11

22

Per Henricsson Bevakar test & mät, rf och kommu­ nikation, produktion, FPGA, EDA och passiva komponenter. per@etn.se | 0734­17 13 03

Jan Tångring Bevakar inbyggda system, mjukvara, processorer, kort och skärmar. jan@etn.se | 0734­17 13 09

Anne-Charlotte Sparrvik Ansvarar för sälj­ och marknadsföring. ac@etn.se | 0734­17 10 99 © Elektroniktidningen 2021 upplaga: 13 000 ex. Allt material lagras elektroniskt. issn 1102­7495 Organ för SER, Svenska Elektro­ och Dataingenjörers Riksförening, www.ser.se Tidningen trycks på miljövänligt papper av Stibo Complete. omslagsbilden: Filip Hjort och Åsa Haglund i Chalmers MC2­labb. foto: Henrik Sandsjö

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21

4 6 14 15 16

24

I framtiden kan vi omslutas av antennen Emil Björnson, gästprofessor på KTH, studerar skiftet från att vi alla omges av mobilmaster för att kunna kommunicera till att ett stort antal små antenner omger oss.

Things får Europa som spelplan Svenska Things – som hjälper uppstarts­ företag att komma igång – har anslutit till DeepTech Alliance, med mål att matcha europeiska småbolag. Lyser upp Terahertzgapet Fysikgruppen på KTH har varit med och utvecklat en avstämbar och för­ hållandevis billig ljuskälla för ett Nato­finansierat Terahertz­projekt i Algeriet. Gör UV­ljus med kristaller KTH­avknoppningen Svenska Laserfabriken ska kommersialisera skräddarsydda laserlösningar som tagits fram för forskningsprojekt på högskolan. Mäter med lidar och spektroskopi Stiftelseägda utvecklings­ och konsult­ bolaget NeoLund är specialiserat på optoelektronik. En hörnsten i verksamheten är att omvandla forskning till industriella plattformar.

14

22

Photon Sports på väg ur startgropen Uppstartsföretaget utvecklar ett träningsverktyg som mäter snabbhet, reaktionstid, riktningsförändring, spänst och explosivitet i realtid hos fotbollsspelare. En första produkt ska lanseras i sommar.

24

EXPERT: Displayen är produktens konkurrensmedel En modern display har en avgörande roll för hur hela produkten uppfattas av användaren. Bengt Lundell på Martinsson Elektronik beskriver hur du skapar en bra displayimplementation.

26

EXPERT: Bryggkretsarna fixar videoöverföringen Det finns skärmar snart sagt överallt, från kylskåp och smarta klockor till bilar. Bryggkretsar gör det möjligt att leverera en perfekt videoström oberoende av standard, skriver Zibo Su på Rutronik.

28

EXPERT: Kod får slät skärm att kännas skrovlig Samma kraft som får ballonger att fastna i taket – elektroadhesion– kan ge taktila skärmar. Craig Shultz berättar om Tanvas lösning och verktyg för att ge pekskärmar en dynamiskt programmerbar textur.

3


STARTBLOCKET

KO N C E P T E T att komplettera de stora mobilmasterna – som fungerar som enstaka utstrå­ lande punkter i periferin – med många små och distribuerade antenner fångade forskarnas intresse för flera år sedan. – Vi funderade på hur vi skulle kunna bygga ihop det på ett rimligt sätt, så att det går att sätta upp. Den första idén var att dra en kabel till varje antenn, säger Emil Björnson, och tillägger: – Vi föreslog det för ­Ericsson, som menade att det inte kom­ mer att gå att bygga för det blir alldeles för mycket sladdar överallt. Men sen kom Ericsson tillbaka med idén att ”om vi ska dra en sladd från en punkt till en

4

ANNA NILSEN

Ä

nda sedan den allra första mobilgenerationen bör­ jade byggas har det fun­ nits områden i nätet med dålig täckning. Att den problematiken fortfarande finns är helt enkelt för att den är krånglig att lösa. – Det är där vi försöker skjuta in vår forskning, säger Emil Björnson, gästprofessor på KTH. Alla mobilgenerationer som hittills byggts är så kallade cellu­ lära nätverk, där basstationer bildar celler som användaren befinner sig i. För varje generation har utvecklingen tagit kliv mot högre datahastighet, men också bättre täckning. På senare tid har de stora mobilmasterna gått från att innehålla antenner med många passiva antennelement vars lob inte går att styra, till antenner med aktivt styrbara antenn­ element som kan rikta loben åt olika håll och skapa många lober samtidigt. – Nu har vi nått den punkten där mobiltekniken kan leverera mer än tillräcklig datahastighet för de allra flesta saker som en användare vill göra. Det är också i väldigt få fall som vi behöver de allra högsta datahastigheterna, så det vi är ute efter är att designa näten på ett sätt som gör att vi kan få upp täckningen och hastig­ heterna där de idag är som sämst. Vanligen är täckningen som sämst om du befinner dig långt ifrån stora mobilmaster som står glest. Hamnar du då bakom en husvägg blir nätkvaliteten snabbt dålig. Kapacitetsproblem uppstår också lätt där det befin­ ner sig många människor som behöver mycket data samtidigt.

I framtiden kan vi omslutas av antennen

När 5G är på allas läppar har forskarvärlden vänt blicken mot framtiden. För Emil Björnson innebär det ett skifte från att studera mobilmaster omgivna av användare till att omge användarna med ett stort antal små antenner. Tanken är att individer som är nära varandra ska kunna dela på samma mobil­ frekvens, samtidigt som effektförbrukningen kan minska drastiskt. antenn, varför kan vi inte sätta flera antenner längs sladden”. Sagt och gjort. Idén förverk­ ligades i en remsa med ett antal tryckta antenner kompletterade med små radiokretsar som Erics­ son kunde visa upp ett koncept för på mobilmässan Mobile World Congress år 2019. Då – för två sedan – handlade det om en remsa bestående av en tryckt kabel med ett antal tryckta antenner för kommunikation på 3 GHz. De små kretsarna längs sladden är där för att hantera ra­ diosignalerna som skickas ut och tas emot av de tryckta antennerna. Lite skämtsamt kallar Emil Björnson resultatet från det beskrivna ­forskningsprojektet ”mobilmast på löpmeter”. ­Remsan som han visar upp är den första fysiska realiseringen KORT OM EMIL

av hur det kan komma att fung­ era om fem-sex år, men det är inte forskarnas uppgift att ta det slutgiltiga kommersiella steget. – Vi är kommunikationsfors­ kare. Vi måste ha en vision om hur man kan organisera mobil­ näten på ett annat sätt för att kunna leverera bättre mobilpres­ tanda. Sen krävs det att någon gör upp en plan för hur man utvecklar och bygger kretsarna som möjliggör det vi är ute efter. – Det görs inte över en dag, men jag övertygad om att det går att krympa ner radiokretsarna på remsan. Jag är inte säker på att det kommer att gå att trycka dem, men de kan i varje fall bli tillräck­ ligt små för att remsan en dag ska kunna sitta bakom en tapet. I höstas började Emil Björn­ son med ett stort forskningspro­

Emil Björnson forskar kring trådlös kommunikation med särskilt fokus på flerantennteknik, energieffek­tivitet och optimering. Han har studerat Mimo (Multiple Input, Multiple Output) i mer än tio år och han har medverkat i ett tjugotal patentansökningar. I höstas var han en av tjugo unga forskare i Sverige som utsågs av Stiftelsen för strategisk forskning (SSF) till programmet Framtidens Forskningsledare. Syfte med programmet är att identifiera och hjälpa lovande forskare med ledarskapspotential att bygga upp en egen forskargrupp som är

jekt inom något som heter Fram­ tidens Forskningsledarprogram, finansierat av SSF (se ruta). – Där jobbar jag vidare på den teknik som vi talat om här, men i synnerhet arbetar jag med intres­ santa fysikaliska fenomen som tidigare inte har varit synbara men som nu dyker upp. I D AG Ä R E N T YP I S K radiobox en meter stor och den ­innehåller massor av antennelement. Placerar du den i en mobilmast blir resultatet för användaren en utstrålande punkt på avstånd. Tänk dig istället att du sätter upp remsor – det vill säga tryckta kablar med kanske en antenn per meter – längs med en husvägg, exempelvis på en skyskrapa. Om en sådan remsa sätts upp på varje våning skapas istället en

internationellt konkurrenskraftig. Emil Björnson deltog i utlysningen med projektet ”Intelligenta trådlösa nätverk med innovativ antenntopologi”. Projektet ska utforska hur mobilnäten kan designas på ett mycket mer effek­tivt sätt i framtiden – i grunden handlar det om att tänka utanför (antenn)boxen. Varje deltagare får 12 miljoner kronor under en femårsperiod. Likaså ingår en särskild ledarskapsutbildning i programmet. Emil Björnson är biträdande professor i kommunikationssystem på Linköpings universitet, men i skrivande stund tjänstledig för en gästprofessur på KTH kopplad till SSF-utlysningen.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21


antennyta som är fysiskt stor för användaren. – Om antennen ser dig från många olika riktningar då kan man rikta signalen på ett helt nytt sätt. Istället för att man skapar en riktad signal, så skapar man en liten boll runt din mobil med stark energi just där, säger Emil Björnson, och fortsätter: – I områden med ett stort antal människor, säg en tågstation där många tusen passerar, kan alla få en liten boll runt sin mobil. Jag studerar hur vi ska designa näten för att de ska vara skalbara och fungera, och vilka nya fysikaliska fenomen som dyker upp som vi måste modellera och utnyttja. V I S I O N E N Ä R A L LT S Å att skifta fokus från att ha mobilmaster som är omgivna av användare till användare som är omgivna av en massa små antenner. – Vi tänker att det finns ju re­ dan energisnåla kretsar i dagens mobiltelefoner. Kanske kan vi börja från det hållet och an­ vända dessa små och energisnåla kretsar för att bygga framtidens distribuerade mobilmaster. När antennerna sprids ut får man ett djupseende som liknar det som människor har med sina två ögon, men antennerna måste spridas ut betydligt mer eftersom radiovågor har en mycket längre våglängd än synligt ljus. Rent tekniskt hamnar användaren i närfältet av en tänkt jätteantenn. För att vara i närfältet av en enskild antenn måste du vara väldigt nära den. Det är mycket sällan som närfält utnyttjas praktiskt idag, två exempel är rfid-taggar och trådlösa mobil­ laddare. – När du sätter upp många antenner kan du vara i fjärrfältet av varje enskild antenn, men tillsammans skapar de en stor antenn som du hamnar i närfäl­ tet av, förklarar Emil Björnson. F Ö R D E L E N M E D AT T VA R A i när­ fältet är som nämnts att det går att fokusera signalerna på ett nytt sätt. Därmed kan många tillåtas att dela på samma mobilfrek­ venser. – När vi var på väg mot 5G var det mycket tal om att nu ska vi använda de nya millimeter­ vågsfrekvenserna för att få högre kapacitet. Men nu har vi 5G och det finns nästan inga mobilnät som använder millimetervågs­



ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21

frekvenser för de har så korta räckvidder, så det blir osmidigt att sätta upp. Istället är tanken att använda de klassiska mobilfrekvenserna – runt 1 GHz till 3 GHz – och dela dem med alla. Dagens 5G-an­ tenner på 3,5 GHz med styrbara lober är ett steg i den riktningen. – Vill man ta konceptet ytter­ ligare ett steg måste man dra upp antennytan för att få djupseende. Beroende av hur stor man gör ytan kan hundra, kanske tusen, dela på samma mobilmast på exakt samma frekvenser. En av de viktigare utmaningar­ na i framtida mobilnät är också att öka energieffektiviteten. Det finns en kostnad för varje bit som ska skickas, och när vi alla vill ha fler bitar per sekund leder det till en extremt hög energiförbrukning. I huvudsak finns två källor till energiförlust i nätet. Den ena är energin som förloras i radio­ vågorna som skickas ut. – Kan du korta avståndet mel­ lan antenn och mobil kan du dra ner den energin jättemycket ef­ tersom signalerna sprids mycket snabbt i luften. Kan du korta ner avstånden med en faktor tio så sparar du åtminstone 100 gånger energi, om inte mer. Det andra som slukar energi är bearbetningen som görs i hård­ varan. Här är tanken att använda små enkla kretsar, konstruerade specifikt för vissa ändamål för att bli så energieffektiva som möjligt. – Vad jag också forskar kring är att medvetet använda radio­ kretsar som inte är perfekta. S J Ä LV K L A R T vill alla allra helst att ljudet i en mobil ska låta bra, det ska till exempel inte finnas någon distorsion när man lyssnar på musik. Å andra sidan går det att dra ner energiförbrukningen om man kan leva med distorsion, så länge budskapet når fram. Samma princip gäller i trådlösa signaler. Här försöker forskarna hitta balansen mellan energisnålhet och att inte levere­ rar exakta signaler. – Jag jobbar inte med själva kretsdesignen, utan snarare själva principerna för hur stora distorsioner vi kan leva med. Och om vi vet att det finns distorsio­ ner, hur kan vi kommunicera så att vi kommer runt det hela och fortfarande får det att låta bra?

ANNA WENNBERG anna@etn.se

5


STARTBLOCKET

Things får Europa som spelplan Svenska Things – som kallar sig accelerator för upp­ startsföretag – har kommit med i DeepTech Alliance, en sammanslutning vars mål är att matcha europeiska småbolag, vassa inom det som kallas deeptech, med stora internationella företag. Därmed utvidgar Things sin svenska spelplan till att omfatta Europa. – Det har varit vår dröm att komma med i DeepTech Alli­ ance, säger Magnus Melander, medgrundare av Things, till Elektroniktidningen. I sin övertygelse om mötets kraft startade Magnus Melander kontorshotellet Things på KTH tillsammans med Linda Kron­ dahl, idag vd, för sju år sedan. R E D A N F R Å N S TA R T visste både Linda och Magnus att verksam­ heten inte skulle bli lokal i huvudstaden, hela Sverige måste inkluderas för att göra skillnad. – Är du ett svenskt startup­ bolag i säg Linköping, eller annan stad i Sverige, då kanske du i bästa fall får jobba med inkubatorn i den staden. De är bra på det, men jag brukar säga att innovationsbolagen blir barn till den lokala industrin, säger Magnus Melander, och adderar: – Det tog vi fasta på. Vi insåg att vi måste jobba tvärs över hela landet med Things. Samtidigt är Sverige litet, och Europa fragmenterat.

Det senare har DeepTech Alliance – grundat av sex orga­ nisationer i Tyskland, Frankrike, Schweiz, Italien, Israel och Danmark – insett. Huvudsyfte för DeepTech Alliance är att stärka Europas konkurrenskraf­ tig mot framförallt Nordamerika och Kina inom det som kallas deeptech, och som omfattar forskningstunga tekniker såsom artificiell intelligens, machine learning, robotik, nya material, energi­, vatten­ och bioteknik och mycket mer. – Europa måste bli mer självförsörjande, och vi måste låta våra egna bolag släppas fram bättre. För mig är det en attraktiv idé. Things kommer in som sjunde medlem i DeepTech Alliance och blir också den första utanför grundarna att ansluts till organi­ sationen. – De har jobbat rätt länge sins­ emellan med hur verksamheten ska styras, men också hur den ska bli större. Vi har väl pratat med dem i ett halvår, och nu är vi

Magnus Melander

med. Det betyder att vi kan ta det vi gör på Sverigenivå till Europa. I dag har Things cirka hundra medlemsföretag, hälften stora och hälften mindre. Bland de små är en tydlig majoritet svenska från hela landet. Till detta kommer 23 internatio­ nella partners i form av mässor, konferenser och andra liknande verksamheter. E N S TO R D E L av arbetet går ut på att matcha företag på olika sätt – här ingår att ordna olika typer av aktiviteter. Som exempel nämner Magnus Melander något kallat Accelerationsprogram. – Ta vårt samarbete med Godel och Ellevio. För andra året har de bett oss att hitta riktigt vassa utvecklingsbolag

inom området energi, framför­ allt sådana som vill skynda på transformation från fossilt till förnyelsebart. – Då ordnar vi något vi kallar Innovation Challenges, som är en utmaningsdriven verksam­ het där företag får tävla om ett samarbete. Förra året var det två bolag som vann, ett i Malmö och ett i Uppsala. Startup4Climate är namnet på utmaningen som Things gör för Godel och Ellevio, som i sin tur delar ut två miljoner kronor till de bolag som vinner. Förra året vann två bolag, ett i Malmö och ett i Uppsala. Genom DeepTech Alliance kan Things vara med och ordna liknande evenemang, men med Europa som spelplan. – Just nu arbetar vi med ett ac­ celerationsprogram inom Indu­ stri 4.0 inom DeepTech Alliance. Vi tror att det blir 12 riktigt vassa bolag som tas ut från våra olika länder och som vi ska hjälpa att matcha med kunder och kapital i våra länder, förklarar Magnus Melander, och fortsätter: – Tanken är ett program på cirka sex veckor i höst, och där får vi på Things plocka in två företag. Det blir en snabbfil för lovande svenska småföretag. ANNA WENNBERG anna@etn.se

Genom DeepTech Alliance kan Things få svenska småföretag att delta i ett sam­ europeiska accelera­ tionsprogram inom Industri 4.0.

6

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21


Serverat på ett silverfat Elektronikkapslingar - nu även med skärm och tryckknappar Kapslingar från Phoenix Contact finns nu med integrerad touchpanel, skärm eller tryckknappar. Du konfigurerar din skräddarsydda kapslingslösning online och vi tar hand om allt annat; från märkning till mekanisk bearbetning, fram till förmonteringen. För mer information, besök www.phoenixcontact.com/enclosures-with-displays


STARTBLOCKET SER-KRÖNIKA

Vi blir allt mer digitala I B I L AG A N E LT E K N I K som kommer med detta nummer av Elektronik­ tidningen skriver vi om aktuella frågor inom elektroteknik och datateknik. Elteknik kommer också ut digitalt med fyra nummer per år. Vi har nu anpassat vårt erbjudande till våra medlemmar efter de digitala förutsättningarna. Detta har också gett oss ökade möjligheter att nå ut med våra aktiviteter till alla våra medlemmar i vårt avlånga land. D E N S N A B B A U T V E C K L I N G E N inom smarta och autonoma bilar fortsätter vi att belysa med studiebesök och artiklar. Vi har i april gjort ett digitalt studiebesök på Volvo Cars i Lund och arrangerar ett digitalt studiebesök på Polestar den 3 juni. Mer i detta nummer av Elteknik. Inom energiområdet arrangerar vi ett nytt föredrag i september med svenska kraftnät, eftersom det förra fick så stort intresse. S E R H A R T VÅ PA R T N E R S I B R A N S C H E N .

Den ena är SWEDSOFT som organiserar mjukvaruindustrin med företag och organisationer i Sverige. Den andra organisationen vi är med i är ­EUREL i Europa. SER har i flera år arbetat med en utveckling av detta sam­ arbete. Nu kommer en del av detta ske steg-för-steg under 2021. Vi kommer bland annat att få information genom tekniska rapporter och webinarier. I E U R E L F I N N S O C K S Å T YS K A V D E

som är den i särklass mest aktiva och resursstarka inom EUREL samarbetet (vde.com). VDE har 2 000 anställda på mer än 60 orter runt om i världen och över 100 000 frivilliga experter och 1 500 företag i VDE-nätverket. Det kommer flera rapporter för ”position paper” som beskriver ställningen ­oftast ur ett europeiskt perspektiv som vi tar upp i Elteknik. I Elteknik finns en sida med några referat från de nya rapporterna. MER INFO

finns på hemsidan ser.se

STAFFAN SKOGBY SER ordförande

8

Chalmers: Vill lagra energi i höghus En skyskrapa som kan lagra energi och laddas upp gång på gång. Det kan bli verk­ lighet då Chalmersforskare utvecklat ett uppladdningsbart cementbaserat batteri.

– Resultat från tidigare publicerade studier kring teknik för cementbaserade batterier har visat på väldigt låg batterieffekt, så vi in­ såg att vi behövde tänka utanför boxen, säger forskare Emma Zhang i ett pressmeddelande, och fortsätter: – Konceptet vi utvecklat – som också är återuppladdningsbart – har aldrig tidigare prövats. Men vi har nu en metod som fung­ erar väl i labbskala. Emma Zhang doktorerar på Chalmers i professor Luping Tangs team, som studerar framtida byggmaterial. Tillsammans har de lyckats utveckla vad de hävdar är världens första återuppladdnings­ bara cementbaserade batteri. Prototypen har en genomsnittlig energitäthet på motsva­ rande 0,8 Wh/liter under sex laddnings- och urladdningscykler. En försiktiga uppskattningar tyder på att det är en tiofaldig förbättring mot ­tidigare försök att utveckla liknande koncept. Visser­ligen är energitätheten fortfarande låg jämfört med dagens kommersiella batterier, men fördelen

är att cementbatteriet är tänkt för att användas i mycket stora volymer i byggda strukturer. – Vi ser framför oss att denna teknik i fram­ tiden kommer att innebära hela höghus med konstruktionsdelar av funktionell betong. Givet att vilken betongdel som helst skulle kunna ha ett lager av denna elektrod inbäd­ dad, skulle det innebära gigantiska volymer av funktionell betong, säger Emma Zhang. Men forskarnas vision stannar inte vid funktionell betong i höghus, de ser en uppsjö möjligheter. – Tekniken kan användas tillsammans med solpaneler för att ge elektricitet och som källa för så kallad strukturell hälsoövervak­ ning i vägbroar och hamnar, där sensorer drivna av ett cementbaserat batteri kan upptäcka sprickor eller korrosion, adderar Emma Zhang. Forskarna har visat att konceptet fungerar. Den stora utmaning framåt för att på sikt kunna kommersialisera tekniken handlar främst om livslängd och att utveckla hållbara återvinningsmetoder. Cementbatteriets livstid måste antingen kunna matcha bygg­ nadens livstid eller så måste batteriet kunna bytas ut och återvinnas. ANNA WENNBERG anna@etn.se

Kemikalieskatten 2.0 Ordet ”föreningar” byts ut mot ”flam­ skyddsmedel” och avdraget för miljövän­ lig elektronik höjs från 90 till 95 procent. Det är två av förslagen från Skatteverket och Kemikalieinspektionen som utvärde­ rat den fyra år gamla kemikalieskatten.

Kemikalieskatten blev hårt kritiserad när den infördes sommaren 2017. ”Ineffektiv och skadlig för svensk konkurrenskraft” och ”arbete mot farliga kemikalier bör ske på EUnivå”, var två argument. Men motståndarna har inte fått särskilt stort gehör. I förslaget till förändringar som nu landar på regeringens bord finns bara mindre finjusteringar. Bland annat föreslås att lagens nuvarande skrivning med ”föreningar” byts ut mot ”flam­ skyddsmedel”. En konsekvens blir att ämnen utan flamskyddande egenskaper inte kommer att omfattas av skatten, vilket ska göra skatten

mer träffsäker och tydlig enligt utredarna. Den nuvarande skrivningen med ”fören­ ingar” medför att alla material som inne­ håller ämnen med klor, brom eller fosfor omfattas av skatten oavsett om det finns en flamskyddande funktion eller inte. Medlen bedöms även utifrån om de är additivt eller reaktivt tillsatta. Reaktivt till­ satta flamskyddsmedel kan reagera kemiskt och bli en integrerad del av det material i elektroniken som ska flamskyddas. De läcker därmed mindre till omgivningen än flamskyddsmedel som tillsätts additivt, och därmed inte reagerar och binds kemiskt. Vidare föreslås att den högsta avdrags­ nivån höjs från 90 till 95 procent för produk­ ter som klassats som giftfria. Tanken är att öka incitamentet för att ersätta farliga ämnen med mindre farliga ämnen. PER HENRICSSON per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21


Tror du att allt står på webben?

Läs Elektroniktidningen! ETLIDEKNTINROGNEIKN

SVER IGES ENDA ELEKTRONIK MAGA SIN FS FÖR PROF

NR 4 APRIL 2021

NR 3 MARS 2021

ELEKTRONIK TIDNIN GEN

NÜRNBERG SÄNDE MÄSSAN ÖVER VÄRLDEN S VILL FRANSK KRET ÄRNA BLI BILENS HJ

DON TEMA: FOR

utvecklar full bolag örande En hand r för självk processore . Ett av dem är ADAS bilar och y. /14–15 Kalra franska

r Standardisera blocken i rer bilens dato

AVCC:

DIRK SMITS:

Han valde sin Sverige för supersensor /16–17

PRE NUM ERE

/12–13

RA KOS TNA

ETN .SE/ PRE DSF RIT T!

Ett grafisk t telepromptegränssnitt för en tidningen r – det fick Elektr onikveta ett av de zoom- allt om under möten utgjorde årets digita som av Embed ded World la upplaga . /8–12

Sunway gör den perfekta antennen /20–21 PREN UME RERA

JLT MOBILE

COMPUTERS:

Siktar högre med egen mjukvara

KOST NAD SFRI

/16–17

T T! ETN. SE/P REN

ELEKTRONIK

TIDNINGEN

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

SVERI GES ENDA

NR 1 JANUARI 2021

ELEKTRONIK MAGA SIN FÖR PROFF S

ONIK ELIDEKNTR INGEN

NR DECE MBE12 R 2020

SVERIGE S ENDA ELEKTRO NIKMAGASIN FÖR PROFFS

T

ELEKTRONIK

TIDN INGE N

SVER IGES ENDA

ELEK TRON MAG ASIN IKFÖR PRO FFS

TEMA: ME DTECH

& HE Genom ALTH att i skidh stoppa in mäta både andtagen sensorer åkstyrka går det att och Lösn Göteborg ingen kom teknik. sföretage mer från t Skise ns. /12–13

INTELLIGEN HAND T FÖRBÄT TRTAG STAKNING AR EN TEMA: DIGITALISERING OCH SMARTA STÄDER

KTH-PROFESSOR VILL DIGITALISERA MATERIEN FÅR TRE ÅR TILL:

STOCKHOLM:

Högsta betyg till Smartare elektroniksystem

Testar att styra trafiken med realtidsdata

/12–13

METALL-PÅ-PLA ST:

N

NR 2 FEBRUARI 2021

/16–18

PRENUMERERA KOSTNADSFRIT T! ETN.SE/PREN

Ladda upp ny kod i plastflaskan så byter den form till ett mobil­ skal. Eller till vad som helst. Projektet är ett av de vildare i forskningsprogrammet Digital Futures. /14–15 N OMMUNIKATIO & DATAK

HAN TAR IDÉ TILL FRA

TEMA: MOBIL-

MGÅNG

, från Ericsson on har succéer Nu engagerar Mats Anderss på sitt cv. /8–10 Huawei och Bluetest rminaler honom. svenska satellitte

VÄRLDSRE KORD:

Open RAN:

Öppnar upp gränssnitt i mobilnäten /12–14

PRENU MERER A KOSTN

Icomera ger tågresenärer snabbast wifi

FLOW

NEUROSCIE

Ström och terapi mo depressio t ner

ERE RA KOS

/16–17

E/PRE N ADSFR IT T! ETN.S

PRENUMERERA GRATIS Du får månadsmagasinet genom att fylla i talongen på

www.etn.se/pren

NCE: DT-SK

ANNE R:

Varje foton räknas

/14–15

PRE NUM

TNA DSF RIT

/16–18

T! ETN .SE /PR

EN


TEMA: OPTO & DISPLAYER Filip Hjort och Åsa Haglund karaktäriserar VCSEL:ar med världens kortaste våglängd.

Nytt världsrekord i laser Vertikalkavitetslasrar med världens kortaste emissionsvåglängd – 310 nm – det har en forskargrupp ledd av Åsa Haglund lyckats skapa i nanotekniklabbet på Chalmers. Det är den allra första VCSEL:n som lasrar inom UVB-området. Hemligheten är gruppens metod att lyfta av det ljusemitterande materialet från substratet, så att högreflektiva dielektriska speglar kan ta plats på båda sidor.

E

n avgörande detalj hos en vertikalkavitetslaser, eller VCSEL som det för­ kortas på engelska, är att speglarna, mellan vilka ljuset ska lasra, har en extremt hög reflek­ tivitet – över 99 procent. Likaså krävs det att materialet mellan speglarna är bra på att emittera det ljus man vill skicka ut. För att skapa blått ljus fungerar galliumnitrid bra, men för att få kortare våglängder måste alumi­ nium adderas, vilket ger AlGaN. Både UVB (280–320 nm) och UVC (200–280 nm) kräver aluminium. Ju kortare våglängd, desto mer aluminium. För att skapa en UV-laser med riktigt hög kristallkvalitet måste AlGaN växa på ett substrat som

10

också består av AlGaN. Detta görs på Technische Universität Berlin, som är experter på att göra ljusemitterande material i UV-området och som Chalmers­ forskarna samarbetar med. N Ä R A LU M I N I U M adderas stöter la­ sern direkt på patrull. Halvledar­ materialet AlGaN är visserligen bra på att emittera UV-ljus, men ingen har lyckats att göra högre­ flektiva speglar i materialet. – Vi har istället utvecklat en metod för att lyfta bort materia­ let från substratet som gör att vi kan använda dielektriska speglar ovan och under det ljusemit­ terande materialet, förklarar Åsa Haglund. Metoden att ta bort substratet

är forskarnas verkliga trumfkort, och en teknik som utvecklats un­ der många år i gruppen. Den går ut på att inkludera ett så kallat offerlager när strukturen växer, som sedan selektivt kan tas bort från sidan (se skiss). Chalmersdoktoranden Filip Hjort är den som gjort större delen av jobbet när det handlar om de ultravioletta världsre­ kordslasrarna. Han har gjort de dielektriska speglarna och modifierat tekniken för att ta bort substratet ifrån det ljusemit­ terande materialet. – Beroende av hur man desig­ nar offerlagret blir ytan mer eller mindre jämn när substratet tas bort. För lasrarna är det väldigt viktig med en jämn yta till

skillnad mot för lysdioder, där det inte är lika viktigt, förklarar Filip Hjort. N Ä R L A S R A R U T V E C K L A S för nya våglängder börjar man alltid med en optiskt pumpad struktur. Det betyder att en annan laser belyser det ljusemitterande materialet som tar upp energin och skickar ut ljus – i detta fall vid 310 nm. – Framåt fokuserar vi på två saker. Det ena är att få lasrarna elektriskt drivna. Det andra är att göra en VCSEL med ännu kortare våglängd, en UVC-laser, säger Åsa Haglund. Av de två utmaningarna ligger en fungerande UVC-laser när­ mast i tid. För att skapa den be­ hövs en lite annan materialkom­ bination än för UVB med mer aluminium i offerlagret liksom i det ljusemitterande materialet. Även detta har Filip Hjort arbetat med. Han har visat att det blir väldigt jämna ytor när offer­

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21


TEMA: OPTO & DISPLAYER FAKTA

Utvald av ECR och VR Åsa Haglund är biträdande professor på avdelningen för fotonik vid MC2-institutionen på Chalmers. På kort tid har hon fått två prestigefulla personliga forskningsanslag – det ena från Europeiska forskningsrådet (ERC), det andra från Vetenskapsrådet (VR). ERC-anslaget delas ut till forskare med – vad rådet anser – intressanta nydanande idéer som kan bidra till samhället på lång sikt. Åsa Haglund har fått drygt 20 miljoner kronor för att leda det femåriga projektet, UVLASE, som startade i augusti 2020. – Forskningsidén som jag fått anslag för bygger på tekniken som

vi har tagit fram för att kunna lyfta av ljusemitterande material från det substrat som de är växta på och att med den tekniken utveckla lysdioder och laserdioder i det blåa och ultravioletta området, säger hon. Anslaget från VR är på 10 miljoner kronor över sex år med start i januari 2019. Projektet täcker ett liknande område men med ett fokus på att undersöka tekniken för att lyfta av materialen och att försöka optimera den. – Vi ser att tekniken kan användas till mycket mer än bara ljusemittrar. Den skulle exempelvis kunna användas för att lyfta av transistorer som

ska användas i högeffektstillämpningar. Man kan lyfta av den lilla transistorstrukturen från sitt substrat och i stället placera den på en tjock metall för att leda bort värme bra från komponenten, förklarar Åsa Haglund, och fortsätter: – Jag kan inte nämna några namn, men det finns kommersiellt intresse i att använda denna teknik inom halvledarområdet. Genom de två anslagen har Åsa Haglund kunnat bygga ett team på sex personer, med fler på väg in. Samtidigt planerar Filip Hjort (se artikeln intill) och en post-doc i gruppen att inom kort lämna för industrin. AW

kristall på en annan perfekt kristall av samma material. I samband med att strukturen växes inkluderas även ett lager som är hårt n-dopat, kallat offerlager. När själva lasern tillverkas deponerar forskarna först en dielektrisk spegel ovanpå det ljusemitterande materialet. Därefter tar de selektivt bort offerlagret från sidan, vilket

gör att substratet kan lyftas bort från komponenten som istället monteras på en bärarskiva med hjälp av en metallfog. Slutligen placeras en dielektrisk spegel på undersidan och resultatet är en laser med två högreflektiva speglar samt med det högkvalitativa ljusemitterande materialet i mitten.

FAKTA

HENRIK SANDSJÖ

Så tillverkas lasern

För att skapa en bra VCSEL för ultraviolett ljus måste det ljusemitterande materialet, AlGaN (mörkblått), vara av extremt hög kristallkvalitet och kombineras med mycket högreflektiva speglar. Detta åstadkoms genom att växa det ljusemitterande materialet atomlager för atomlager på ett substrat i AlGaN (ljusblått). Man växer helt enkelt en perfekt

Åsa Haglund visar upp världs­ rekordslasern.

lagret tas bort och hade det inte varit för att han varit tvungen att skriva klart sin avhandling inför disputationen i juni hade sanno­ likt UVC­lasern redan varit klar. – Jag kan säga så här. Jag behöver bara ta mig tid att gå in i labbet och sätta ihop alla delar. Kanske uppstår några ingenjörs­ utmaningar, men inte mer. F Ö R AT T D Ä R E M OT få rekordlasern elektriskt driven måste fors­ karna lyckas föra in ström i det ljusemitterande materialet, där ljuset sedan studsar mellan speg­ larna. Det är en stor utmaning

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21

JOHAN BODELL

labbet

eftersom det inte går att lägga ett metallskikt över hela ytan – det ger helt enkelt för höga förluster eftersom metall absorberar ljus alltför bra. Istället lägger man metallkontakter på sidan, och försöker styra in ström till mitten av komponenten. – Det fungerar för andra typer av VCSEL:ar, men vi vet ännu inte riktigt hur vi ska lösa detta för en UV­VCSEL. Den stora utmaning­ en är att få strömmen att sprida sig i horisontalled för materialen har väldigt dålig elektrisk led­ ningsförmåga. De vill egentligen inte leda ström alls, säger Åsa Haglund och fortsätter: – Vi försöker titta på att skapa lite smarta strukturer som gör att vi kan lägga in ett n­dopat skikt för strömspridningen. Man har visat att det går att göra för lysdio­ der i UV­området. Nu vill vi an­ vända samma koncept för lasrar, vilket ger lite fler utmaningar. Elektriskt drivna VCSEL:ar för UVB­ och UVC­området

kommer att behöva ytterligare ett antal år i labbet innan de är redo, men då kommer de å andra sidan att vara extremt attraktiva. Jämför bara med motsvarande lasertyp för infrarött ljus som numera finns i ett stort antal i mobiltelefoner där de bland an­ nat används för ansiktsigenkän­ ning och avståndsbedömning. – Det är en lasertyp som an­ vänds oerhört mycket på grund av ett antal attraktiva egenskaper. En är att den ger en mycket fin ljusstråle som är lätt att koppla in i andra optiska system medan andra lasertyper skickar ut strå­ lar som divergerar mycket. E N A N N A N F Ö R D E L är att VCSEL:ar drivs med låg ström. Likaså går det enkelt att göra matriser med många sådana lasrar på samma skiva som endera kan adresseras individuellt eller tillsammans. Samtidigt är ljus med UVC­ våglängd något som rönt stort intresse under den pågående

pandemin eftersom det in­ aktiverar virus och bakterier. Många företag, som Osram, har exempelvis börjat utveckla UVC­lysdioder. – Här kan man konstatera att mycket av den snabba utveck­ lingen som just nu sker inom UVC­lysdioder kommer att bli väldigt användbar för utveck­ lingen av VCSEL:ar. Detta eftersom kvalitén på de ljusemit­ terande materialen höjs, säger Filip Hjort. – En stor anledning till att vi vill gå mot kortare våglängd är just att vi ser väldigt stora volym­ tillämpningar för UVC­kom­ ponenter, såsom sterilisering av ytor på sjukhus och i offentliga miljöer men också av luft och vatten, konstaterar Åsa Haglund, och adderar: – Sen är det också spännande att se hur långt vi kan pressa vår teknologi. ANNA WENNBERG anna@etn.se

11


TEMA: OPTO & DISPLAYER

Händelsekameror rapporterar endast vilka punkter i bilden som förändras.

Snabba kameran väntar på volymer Händelsekamerans extrema prestanda har gett den ett antal industritillämpningar. Men tekniken väntar ännu på massvolymer.

S

å kallade händelsekameror (event cameras) är mycket snabbare, mycket strömsnålare och har mycket bättre omfång i ljusstyrka än klassiska kameror. För sina typiska tillämpningar genererar de mycket mindre datatrafik och kräver mycket mindre beräk­ ningskraft i efterbearbetningen (se faktaruta om tekniken). I slutet av 2019 vaknade ett nytt intresse när Samsung och Sony gjorde investeringar. Tekniska högskolan ETH i Zürich har under ett drygt decennium varit ett centrum för utvecklingen. Där finns bland annat professor Tobi Delbruck som är hjärnan bakom en fotocellkonstruktion publicerad 2005. Flera av de kommersiella företagen har sagt att de använ­ der den – och resten har inte

12

erkänt att de gör det, om man får tro Tobi Delbruck. Han kallar händelsekameran för en ”kiselnäthinna” eftersom han inspirerades av hur ögon fungerar. Nyckeln till naturens effektivitet är att ögat bara rapporterar till hjärnan när nåt händer, påpekar han. Det finns ingen ”bildfrekvens” i männi­ skans seende. E N H A N D F U L L F Ö R E TAG utvecklar händelsekameror – se artikel intill. Flera är avknoppningar från ETH Zürich. Forskningen går vidare, exempelvis med den stora trenden inom bild generellt idag: maskininlärning. Den första ut­ maningen är att händelsekame­ ran inte alstrar bilder som rådata. Problemet har lösts med hjälp av andra neuronnät som konverte­

rar koordinatströmmen till bil­ der som är tillräckligt fotoriktiga för att bildigenkänningsnäten ska kunna klassificera dem. Utöver att göra händelsekame­ ran kompatibel med existerande ML­algoritmer, utvecklas nya som forskarna hoppas kan vara ännu effektivare eftersom rådata från händelsekameran är kompakt och redan i sig bjuder på analys genom att peka ut det viktiga i en scen. Kameraövervakning är ett up­ penbart exempel på en tillämp­ ning för en händelsekamera. An­ vändaren vet redan hur scenen ser ut. Hen är bara intresserad av att få en rapport när nåt händer. Samsung lanserade en över­ vakningskamera i sin smarta hemportfölj år 2019. På Dustins webbutik kostar den tusen kronor idag. Trådlös, Mikro­

Schweiziska Prophesees sensor i en industri­ kamera från japanska Century Arks.

USB­matad, 34 gram, driven av en strömsnål Cortex A­fyrkärna i 14 nm av årsmodell 2014. Pro­ dukten stoltserar med sin ljus­ känslighet och adderar dessutom moderna AI­tillämpningar, som att kunna skilja mellan hunden och en inbrottstjuv, och att kunna detektera fall. D E S S U TO M B E VA R A R den person­ lig integritet bättre än en klassisk kamera, tycker Samsung, efter­ som rådata bara är konturer av objekten i bild, på grund av hur händelsekameror fungerar. Händelsekameror är snabba. Tidsupplösningen motsvarar idag en klassisk kamera som tar tiotusen bilder per sekund. År 2019 spelade Zürichforskarna in video i 5200 bilder per sekund från en händelsekamera. Som jämförelse kan de bästa mobil­

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21


TEMA: OPTO & DISPLAYER kamerorna från Huawei ta 1920 bilder per sekund. Samma telefoner kan därefter spela upp videon i 7680 fps. – de interpolerar från 1920 fps och kan bara fånga 120 millisekun­ der innan minnet är fullt. Men det demonstrerar händelseka­ merans kommersiella dilemma. Inte heller super­slow motion i konsumentprodukter kräver uppenbarligen händelsekamera. Så länge som ”bra” är tillräck­ ligt, spelar det ingen roll om händelsekameran är bättre. På en självflygande drönare kan händelsekameran hjälpa DE FUSKAR VISSERLIGEN

drönaren att positionerna sig i luften, inklusive att hålla den svävande även om en rotor faller ifrån. Dessutom kan den snabbt peka ut en boll som kastas mot den, så drönaren kan väja undan. Alla tre är exempel från forsk­ ningen på ETH. Att hantera rotorfrånfall lycka­ des forskarna göra även med styrning från en konventionell kamera. Men händelsekame­ rans reglering är snabbare och fortsätter dessutom att fungera i svagt ljus när den konventionella kameran till sist kapitulerar för rörelseoskärpa. Så kanske drönarstyrning kan bli det breda genombrottet för

händelsekameran? Den berömda Marshelikoptern orienterar efter kamera och en av ETH­ forskarna hjälpte faktiskt till med att skriva programvaran. S Å I E N F R A M T I D A Marsresa kanske helikoptern har en hän­ delsekamera. Med de kortare reaktionstiderna utlovas flyg­ egenskaper som nästan är som en fluga. Då kanske drönarna vågar sig på att navigera i Mars lavatunnlar, som kan vara avgö­ rande för en eventuell kolonise­ ring av Mars.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Zürichavknoppare säljer till industrin Händelsekameran har hittat industriella tillämpningar där den extrema prestandan gör skillnad. Här är några av de kommersiella aktörerna.

F L E R Ä N T E R R A N E T tror på hän­ delsekameror i fordon. Den höga dynamiken betyder att kameran

CHRISTOPH POSCH/PROPHESEE

Den just nu vassaste sensorn släpptes av franska Prophesee i fjol. Sony hjälpte till att lyfta elektroniken. En tvåchipslösning rensade upp kring fotodioderna som därmed kunde dra ner sin pitch från 15 till 5 mikrometer. Elektroniken som triggar vid ljus­ styrkeförändring sitter nu bakom fotocellerna i ett eget chip. Sensorn loggar upp till en miljard pixelhändelser per sekund. Den drar 32 mW vid 100 000 händelser per sekund och 73 mW vid 300 miljoner. Upplösningen är 1280 × 720. Den dynamiska räckvidden i ljusstyrka anges som större än 120 dB, 20 bitar. Har du produktidéer är du välkommen att beställa en kamera från Prophesee och börja experimentera. Företaget bjuder på öppenkod som inkluderar träningsdata, 100 algoritmer, 67 kodexempel och elva tillämp­ ningar.

Det som företagen producerar idag är kameror och algoritmer för specifika industriella tillämp­ ningar, gärna på uppdrag. ● En kamera från nämnda Prophesee räknar piller, fröer, muttrar och annat som passerar framför kameran. Imponerande tusen saker i sekunden kan systemet räkna. En klassisk ka­ mera behöver ta tiotusen bilder i sekunden för att klara detta. Sensorn har VGA­upplösning och hjärnan är en vanlig mo­ biltelefonprocessor. En annan tillämpning från samma bolag att är filma hur en maskin vi­ brerar för preventivt underhåll – slitage manifesterar sig i en ändrad rytmik. ● Svenska Terranet (som Elektroniktidningen skrev om i förra numret) utvecklar mjuk­ vara för en sensor för föraras­ sistans och självkörning. Den 3D­kartlägger omgivningen med hjälp av tre händelseka­ meror och en laser som sveper över miljön.

Händelsekameran ser ljuset i slutet av tunneln.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21

fungerar bättre i motljus, tunnlar och andra kontrastrika scener. Trafikljus och bromsljus framstår tydligt medan deras 100 Hz­blin­ kande är en utmaning för konven­ tionella kameror. Med mera. ● Amerikanska Xperi har ett förarövervakningssystem som noterar vart blicken går, hur huvudet är orienterat och hur ögonlocken faller. Systemet identifierar dessutom föraren. ● Schweiziska Insightness – sedan i fjol dotterbolag till Sony – har drönarstyrning som kan undvika kollisioner med andra rörliga objekt. Det går att beställa en utvecklingssats. ● Taiwanesiska Omnivision sa­ luför en sensor och tipsar bland annat om att den skulle kunna användas för geststyrning. ● Schweiziska Inivation har en lösning för blickföljning i AR­glasögon och VR­hjälmar. Latensen är 3 ms. En tillämp­ ning är att systemet renderar grafik i hög upplösning endast i den punkt där användaren tittar. Inivation erbjuder även snabb 3D­scanning för exem­ pelvis kvalitetskontroll och robotstyrning.

Händelsekamerasensorn utvecklades på Zürichs universitet på 00­talet. Pixelfotocellen triggas när derivatan på ljusflödet passerar ett tröskelvärde.

FAKTA

Så funkar händelsekameror Händelsekameror levererar inte fotografier som rådata. Det är inte vad de primärt är till för, även om dataström­ men numera kan konverteras till fotografier med hjälp av AI. Deras specialitet är att detektera förändring. De reagerar på förändringar i ljusstyrka. Sensorytan är täckt av vad vi kan kalla digitaliserade fotoceller. Dagens högsta kommersiella upplösning är 1280 x 720 celler. Oberoende av varandra bevakar cellerna varsin punkt i bilden. Elektroniken triggas när ljusflödet ändras bortom ett tröskelvärde. När punkten blir mörkare eller ljusare, aldrig annars, lägger cellen på en mikrosekund ut ett tidsstämplat datapaket på databussen med de egna koordinaterna. KO N V E N T I O N E L L A filmkameror rapporterar samtliga punkters ljusintensitet minst 24 gånger i sekunden. Oavsett om något ändrats. Samtidigt som det i någon annan del av bilden kanske skett en förändring för snabbt för att ens hinna registreras i den aktuella bildfrekvensen. Händelsekameror har ingen bildfrekvens. Varje cell rapporterar oberoende av de andra och i princip kontinuerligt. Analysen av var det sker en förändring i scenen är därmed gratis medan ett konventionellt kamerasystem behöver jämföra efterföljande bilder och söka efter skillnader för att peka ut förändringar. N Ä R E T T O B J E K T rör sig i bild ändras minst två pixlar i händelsekameran, en pixel blir ljusare och en blir mörkare. I rådata syns en kontur av objektet om det är homogent belyst eftersom mellanliggande punkter har samma ljusstyrka. Händelsekameror kan blixtsnabbt dokumentera förändring i en scen. På en mikrosekund i dagens teknik. Den pekar på vad som rör sig eller tvärtom – hur kameran själv rör sig relativt världen när den används för navigering. Det går förmodligen tekniskt att öka dynamiken bortom de 120 dB som Prophesee valt för sin senaste kamera. Konventionella kameror ligger på upp till 80 dB.

13


FOTO: C CANALIAS

TEMA: OPTO & DISPLAYER

Kristallerna på bilderna är av samma typ som tillverkades för Natoprojektet men ger andra våglängder.

Lyser upp Terahertzgapet Terahertzområdet ligger frekvensmässigt mellan millimetervågs­ området och ljus. Det kallas ofta för ”the Terahertz gap” eftersom det är förhållandevis outforskat. Fysikgruppen på KTH har varit med och utvecklat en avstämbar och förhållandevis billig ljuskälla för ett Natofinansierat Terahertz­projekt i Algeriet. – Det har historiskt varit svårt att få fram ljuskällor och detektor i området men forsk­ ningsmässigt är det intressant, och det finns viktiga tillämpningar, säger Fredrik Laurell, professor i Tillämpad fysik på KTH. Hans grupp har spetskompetens inom icke­linjära kristaller som kan användas för att flytta ljuset till önskat våglängdsområde inklusive terahertzområdet. – Området ligger mellan det man kan pres­ sa upp elektroniken i och det man kan pressa ned frekvenserna i det optiska området till.

sidan finns det resonanser man inte hittar där. – Det finns japanska grupper som jobbar med det här för att behandla cancer. De för­ söker hitta en resonans som ger absorption i cancercellerna men är transparent i övrig vävnad, säger Fredrik Laurell.

P R E C I S S O M PÅ millimetervågsområdet går det att mäta både transmission genom ett objekt och reflektionen. Men eftersom olika ämnen har olika absorptionstoppar går det också att i viss utsträckning se vad det är för material vågorna passerat igenom genom T E R A H E R T ZO M R Å D E T delar egenskaper med att skanna frekvensen och sedan färgkoda både fotonik och elektronik. Exempelvis kan resultatet för att underlätta tolkningen. man lysa genom plaster med terahertzvågor – Man får ganska fina bilder. på samma sätt som med millimetervågor. Gruppen på KTH utvecklar dock inte hela Sedan ett antal år finns det säkerhetsbågar system utan ljuskällorna. I huvudsak är det på flygplatser som med hjälp av millimeter­ olinjära kristaller som flyttar frekvensen från vågsteknik skannar efter bland annat vapen. lasrar i IR­område till THz­området. Eftersom terahertzvågorna är kortare skulle – Våra kristaller är intressanta eftersom de det kunna gå att få bättre upplösning. 3 THz är effektiva för terahertzgenerering och så tål motsvarar 100 µm medan 60 GHz har en de mycket laserintensitet. våglängd på 5 mm. Ljuskällorna fungerar i viss mån likt en – Man skulle kunna lysa in i en väska men punktkälla, så energin sprids i en bred vinkel. också in i kroppen. – Det vanligaste är att använda paraboliska Men precis som för millimetervågor kan speglar som sen fokuserar energin på man inte se in i metaller. objektet som skall studeras. En egenskap som terahertzområ­ Det går också att använda linser det istället delar med ljuset är att det men då gör man dem i teflon. kan användas för att identifiera olika Gruppen har deltagit i ett Nato­ material, så kallad spektroskopi. Det projekt som avslutas i dagarna och blir visserligen inte så skarpa absorp­ tionslinjer som i optoområdet, å andra Fredrik Laurell som har gått ut på att bygga upp

14

Pulsade IR­lasrar pumpar de olinjära kristallerna där ett Ramanskift skapar nya våglängder som sedan blandas och ger THz­signalen.

kunskap om terahertzteknik i Algeriet. – Nato vill knyta länkar till andra länder, få igång samarbeten, säger Fredrik Laurell. T Y VÄ R R S TO P PA D E PA N D E M I N effektivt möjlig­ heten att resa till Algeriet, men inte att leverera ett system med kristaller som flyttar ljuset till terahertzområdet. Rent praktiskt skickar man in ljus från två lasrar med olika frekvenser i kristallerna. Skillnaden blir terahertzstrålningen. Om man har en fix och en avstämbar laser går det dessutom att svepa frekvensen. Systemet ger frekvenser från 0,5 THz till ungefär 5 THz. – Man kan göra gittret så pass bredbandigt att det matchar över området. Om man utgår från en pumplaser på 50 watt blir uteffekten, mätt som medeleffekt, några mikrowatt. Det kan låta lite, men räknas som mycket på terahertzområdet.

PER HENRICSSON per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21


TEMA: OPTO & DISPLAYER

Gör UV-ljus med kristaller Svenska ­Laserfabriken knoppades av från ­Tillämpad fysik på KTH år 2017 för att kommer­sialisera skräddar­sydda laser­ lösning. Pandemin har dock satt verksam­ heten på sparlåga. – Vi fann att många relevanta projekt dog ut när forskningen gick vidare, men att det fanns ex­ ploateringspotential och kund­ nytta hos företag vi samarbetet med. Högskolan är inte riggad för att ta till vara alla bra projekt ta dem vidare till marknaden. Det är själva grundtanken, säger Staffan Tjörnhammar på Svenska Laserfabriken. Han har doktorerat i laser­ fysik­gruppen på KTH som spe­ cialiserat sig på att utveckla nya laserfysikkoncept. Det handlar bland annat om frekvenskonver­ tering med hjälp av icke-linjära kristaller där våglängden flyttas från ett område till ett annat genom att skicka in laserljuset i en eller flera kristaller med ett lämpligt valt gitter. Förutom La­ serfabriken har forskningen även resulterat i Tailored Photons, ett avknoppningsbolag som desig­ nar och tillverkar icke-linjära kristaller. Svenska Laserfabriken utgår dock från kommersiella kristal­ ler som sätts ihop så att man får ut den önskade våglängden. – Exakt vilka kristaller som sit­ ter i är en välbevarad hemlighet, det tjuvhåller vi på.

Konverteringen sker i två steg, först till grönt och därefter till UV.

vilken kvalitet man vill ha, och hur fort man förflyttar ljuset. Att man vill ha UV-ljus beror på att många material har högre absorption för dessa våglängder plus att det går att fokusera laser­ strålen till en mindre diameter.

F Ö R U TO M AT T A N VÄ N D A ljuset för materialbearbetning passar systemet bland annat för olika biologiska tillämpningar och för litografisystem. Det senare hänger samman med diffrak­ tionen där kortare våglängd ger mindre diffraktion och därmed en smalare stråle. – Sen tror jag vi kan få fram en hel del nya intressant tillämp­ F Ö R E TAG E T H A R bland annat tagit ning genom att tillgängliggöra fram en prototyp som utgående de här våglängderna. Det står från en laser för IR-området många modlåsta lasrar runt om skapar UV-ljus. Systemet ut­ i världen som kan pimpas upp vecklades ursprungligen för ett genom att hänga på en UV-kon­ forskningsprojekt kring mate­ verteringsenhet. rialbearbetning och är betydligt Har man redan ett billigare än de kommersi­ lasersystem skulle det ella system som säljs idag. vara förhållandevis billigt Materialbearbetningen, att addera Laserfabrikens oftast märkning, kan göras system som omvandlar på allt från metaller, glaser det till UV-ljus. och plaster till halvledar­ Företaget har utgått material som kisel. Hur från 1030 nm och 1040 mycket material det går att Staffan avverka hänger ihop med Tjörnhammar nm men tekniken fung­



ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21

erar även med 1064 nm. – 1030 nm blir 343 nm i UV när vi konverterat, säger Staffan Tjörnhammar. För att nå ner till UV måste man frekvenskonvertera i flera steg vilket ökar svårighets­ graden. Dessutom är effekten på ljuset förhållandevis hög. – Det uppstår olika typer av termiska effekter med olika svårigheter. Jag tittade mycket på den typen av effekter på laser­ system i min avhandling. En av hemligheterna är hur man fasmatchar kristallerna för att få en effektiv konverte­ ring. Risken är annars att ljuset konverterar tillbaka till den ursprungliga våglängden. – Det har att göra med disper­ sionen, att brytningsindex är olika beroende på våglängden vilket skapar det här problemet, säger Staffan Tjörnhammar. Utan att gå allt för djup i problemet hänger det samman med att det skapas övertoner vid frekvenskonvertering, övertoner som får olika hastighet genom materialet. Ytterligare en sak att ta hänsyn till är att modlåsta lasrar skicka ut ljuset som väldigt korta pulser.

Om de går olika fort genom materialet dras de isär vilket också måste hanteras om de ska blandas. – Vi har påbörjat en produk­ tifieringsresa. Vi har byggt en prototyp som vi testar i labbmiljö mot olika lasersystem. I N G E N AV D E S E X G R U N D A R N A

lyfter lön, företaget har inte tagit in något kapital men har bland annat deltagit i KTH:s Innova­ tion, ett program där forskare och studenter får hjälp att kom­ mersialisera sina resultat. – Just nu är det inte så lätt att åka och prata med potentiella kunder men vi har en plan med företag som är i laserbranschen, som vi ska kontakta. Steget därefter, om det blir napp, är frågan om var och hur tillverkningen ska ske. PER HENRICSSON per@etn.se

DE SEX GRUNDARNA: Staffan Tjörnhammar Fredrik Laurell Carlota Canalis Max Widarsson Valdas Pasiskevicius Andrius Zukauskas

15


TEMA: OPTO & DISPLAYER

Mäter gaser med lidar och laser­ spektroskopi

NeoLund är något så ovanligt som ett stiftelse­ ägt utvecklings­ och konsultbolag specialiserat på optoelektronik. En hörnsten i verksamheten är att omvandla forskning från universitet till industriella plattformar som kan återanvändas för nya tillämpningar. – Alla vi som är här är ingen­ jörer och forskare. Vi har varit på stora och mindre bolag men skillnaden är att vi är mer forskningsorienterade. Det finns mer utrymmer för att testa idéer, säger Can Xu som är teknikchef på NeoLund. Företaget med sex anställda grundades så sent som 2017 och

är ett dotterbolag till Norsk Elek­ tro Optikk, Neo. Det Oslobase­ rade bolaget är i sin tur stiftelse­ ägt med cirka 40 anställda som arbetar med optoelektronik. Kopplingen till universitetet i Lund är stark. Flera av de an­ ställda har forskat och arbetat på Lunds Tekniska Högskola. Det avspeglas också i de två plattfor­

NeoLund utvecklar avancerad elektronik med tillhörande mjukvara som får optokomponenterna att prestera på topp.

16

mar som är basen i Neo­ Lunds verksamhet, en lidar och en utrustning för laserspektroskopi. Det handlar dock inte om att utveckla optokom­ Can Xu ponenter som avstäm­ bara lasrar eller fotodetektorer utan om avancerad elektronik med tillhörande mjukvara, det som gör att optokomponenterna kan prestera på topp. – Vi utvecklar block som kan återanvänds för helt nya till­ lämpningar. Verksamheten har hittills finansierats av Vinnovaprojekt, EU­projekt inom Eurostars och leveranser till den lokala teknik­ industrin. En mindre del av verksam­ heten är också konsultuppdrag. – Vi blir ofta uppringda när kunder med optiska system står inför stora ingenjörsutmaningar. Vissa har kanske köpt något optiskt system, andra har försökt utveckla själva och inte nått hela vägen, en tredje har anlitat någon annan och kanske fått in konsulter specialicerade inom andra områden vilket skapat följdproblem. I många fall är utmaningarna likartade, hur ska man driva ljus­

källan, styra temperatu­ ren eller driva detektorn och samtidigt bibehålla maximal hastighet men med minimalt brus? – Genom att återan­ vända den kunskap vi vunnit kan vi hjälpa våra kunder att komma snabbt framåt, säger Can Xu. En del av finansieringen kom­ mer också från de norska ägarna. – Exakt hur stor varierar men fokus ligger på långsiktig forsk­ ning och utveckling. Genom att göra bra grejor och ta sig tid så kommer vinsterna därefter. F I LO S O F I N AV S P E G L A S i det svenska dotterbolagets omsätt­ ning som gått från noll till 3,9 miljoner på tre år. – Det är först under andra halvan 2020 och i år som vi ser starka synergieffekter. Stommen i företaget är, som tidigare sagt, två teknikplatt­ formar, en lidar och en för laserspektroskopi. Bägge baseras på koncept som utvecklats på universitetet till olika forsk­ ningsprojekt. TDLAS, eller Tunable diode laser absorption spectroscopy, används för att detektera en viss

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21


TEMA: OPTO & DISPLAYER gas beroende på vilken våglängd lasern har men det går också att mäta koncentrationen, trycket och temperaturen i gasen. – Vi har fokuserat på att mäta på fall där man har begränsat med ljust och när ljuset är spritt. De två Lundabolagen Gasporox och GPX Medical använder plattformen. Hos den förstnämnda används den i sys­ tem för livsmedels­ och läkeme­ delsindustrin som mäter gasin­ nehållet i förpackningar. Men det kan också detektera läckage. GPX Medical använder plattformen för att övervaka lungfunktionen hos för tidigt födda barn. Tilläggas kan att GPX Medical har varit ett dotterbolag till Gas­ porox och att NeoLunds ägare fram tills nyligen var storägare i GPX Medical. – Vi är fortsatt inblandade och har ett gemensamt Vinnova­ projekt där vi hjälper till att ta fram plattformen för kommande produkter, säger Can Xu. Optokomponenterna är stan­ dardprodukter inklusive lasern och fotodioden till detektorn.

– Det vi utvecklar är elektroni­ ken för att driva lasern, tempe­ raturstyrningen, samplingen av detektorn, att förstärka signalen liksom tillhörande mjukvara och algoritmer. M Å L E T Ä R AT T A L LT I D säkerställa att komponenterna arbetar vid gränsen på vad fysikens lagar tillåter genom noggrant utfor­ mad elektronik, mjukvara och algoritmer. I slutändan är det alltid optokomponenterna som bestämmer brusgolvet och där­ med gränsen för känsligheten. Det finns konkurrerande lös­ ningar för att mäta på gaser som dessutom är billigare. – De kräver kalibrering och att du underhåller ditt system regelbundet. Vi har ingen ambi­ tion att ge oss in på klassiska till­ lämpningar utan för oss handlar det om riktigt svåra mätfall. Dessutom är TDLAS enormt snabbt, det går att mäta på milli­ sekundskala plus att tekniken är självkalibrerande. Företagets lidarsystem använ­ der inte den vanliga metoden med en pulsad laser som mäter

tiden för reflektionen att komma tillbaka, time­of­flight. Istället är det en kontinuerlig laser där avståndet beräknas med hjälp av triangulering. – Du kan få en tidsupplös­ ning och känslighet som inte går att jämföra. Ett väldigt tydligt exempel är att vi har mätt över motorvägar och kan upplösa utsläppen från varenda bil som åker förbi. Det är absolut omöj­ ligt med time­of­flight. Precis som en klassisk lidar får man koncentrationen som funk­ tion av avståndet. För att skapa en bild behöver man skanna i den riktning man vill mäta. Systemet är därför monterat på en plattform som kan vridas och lutas samtidigt. – Med time­of­flight kan det ta flera minuter medan vi kan göra det mycket snabbare, på bara någon sekund, säger Can Xu. NeoLund har nyligen avslutat ett Vinnovafinansierat projekt tillsammans med forsknings­ institutet Rise, energibolaget Vattenfall och institutionen för fysik på Lunds universitet. Projektet gick ut på att använda

företagets lidar för att mäta på förbränningsprocesser i kraftverk och modellflammor. Lidarsystemet mäter på flam­ man och levererar både tids och rumsupplösning av gaser och sotpartiklar. – Vårt system kunde sen en massa nya saker som en konven­ tionell lidar inte kan. Dessutom är det enormt robust mot den miljö den befinner sig i. F Ö R G A S E R N A B E H Ö V E R man välja rätt våglängd medan den exakta våglängden inte är superviktig för sotpartiklarna. Det går att titta på flera gaser samtidigt men det blir snabbt komplicerat. – Det här är ett skolboks­ exempel på vad systemet kan användas till, gaser, partiklar, temperatur och även hastigheter genom Dopplerlidar. Om man vill se det som en begränsning så kan NeoLunds lidar inte se längre upp i atmo­ sfären än 10–15 kilometer. En konventionell lidar klarar upp till 50 kilometer eller ännu längre.

PER HENRICSSON per@etn.se

Levererar mer Det största urvalet av halvledare och elektroniska komponenter i lager, redo att skickas

mouser.se ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21

17


Test and measurement

NORDIC WEBINAR SERIES 2021 Register now www.rohde-schwarz.com/se/nordic-webinar-series Email: Info.Sweden@rohde-schwarz.com Phone: 08-605 19 00


Our well-received webinar series continues in June. ► Ready,

aquire, trigger – guide to better scope ► Measurements ► VNA: pulse measurements and analysis ► VNA: noise figure measurements ► VNA: signal integrity and deembedding ► How are SI, PI and EMI related to each other Each webinar consists of a technical presentation, a practical demonstration and a Q&A session, where you have possibility to ask questions to our technical experts in a live situation. A more detailed description of the content of each webinar is available on the registration page. Sign up for our R&S webinars today!


TEMA: OPTO & DISPLAYER

Stiftelsen som stöttar Adopticums passion är att hjälpa små och stora före­ tag i norra Sverige att förstå och dra nytta av optisk mätteknik. De mindre stöttas genom en välplanerad innovationsmiljö. De större genom kommersiella upp­ drag, men också innovationsprojekt samt matchning med teknikintensiva bolag som levererar en injektion nya lösningar för fortsatt konkurrenskraft. – Vi hjälper företag att förstå vad optisk mätteknik är och att ta fram processförbättringar eller helt nya produkter och tjänster. Det genomsyrar allt vi gör, obe­ roende vilket ben vi står på, säger Maria Strand, vd på Adopticum. När stiftelsen grundades för snart 13 år sedan var tanken att skapa ett kunskapscenter och en innovationsmiljö med ett labb dit företag kunde komma och testa sina idéer. En mängd optiska sensorer köptes in, liksom skak- och kli­ matanläggning. Ingen anställdes däremot för att driva verksam­ heten. – Ganska snabbt insåg man att det inte fungerade utan att vi behöver knyta kompetens till miljön. Idag har stiftelsen sex anställda med kunnande inom både hårdoch mjukvaruutveckling. De

Maria Stand visar hur en structure light sensor (3D-sensor) installerad på en vanlig iPad fungerar genom att ta en bild på kollegan Kenth Johansson.

20

stöttar från idé till prototyp eller färdig lösning, allt beroende av vad kunden vill. Labbet är numera en av flera pusselbitar. Det uppgraderas i takt med att teknikutvecklingen pressar priset på nya avancerade sensorer. Här finns värme­­kame­ror, så kallade structuredlight-sensorer som skapar 3D-geometrier, lasrar, lidar och mycket annat. – Idag arbetar vi med filosofin att den kompetens som företagen behöver ska gå att finna hos oss. För att klara det har vi byggt upp ett brett nätverk. Så om en specifik sensor saknas i labbet inför ett test går det oftast att låna den av leve­ rantören. På samma sätt finns ett gediget underkonsultnätverk som kan kopplas in vid behov. Den kommersiella verksam­ heten som stiftelsen erbjuder

skiljer sig inte nämnvärt Mätteknik för ett från vad traditionella Innovativt Näringsliv teknikföretag gör – det – delfinansierat av Till­ handlar om att erbjuda växtverket, som pågick tjänster mot betalning. 2016 till 2018. Pappersbruket ­Smurfit Inom OMIN skulle Kappa i Piteå och det gå snabbt och enkelt sågverket Renholmen i att få sin idé ­utvärderad. Maria Strand Byske norr om Skellefteå En enkel ansöknings­ är exempel på två typiska kunder mall lades upp på nätet. Ett före­ genom åren. tag behövde bara surfa in, fylla Innovationsdelen är mer i mallen, skicka in svaret och annorlunda. Här har stiftelsen inom två-tre veckor få besked. genom året byggt upp en intres­ – Vid positivt beskedet gick vi sant verksamhet. in med utvecklingstimmar så att företagen kunde testa sina idéer utan att behöva betala, säger I N N O VAT I O N S BYG G E T bottnar i en Maria Strand, och fortsätter: rejäl frustation för cirka sju år – När vi sökte OMIN tänkte vi sedan. Stiftelsen ansåg att inno­ att det blir företag nära process­ vationsprocessen för de lokala industri eller hälso- och små och medelstora företagen sjukvård, för där såg vi starkast var för seg. Företagen hade fina behov. Men vi blev hela tiden idéer, men att hitta pengar, söka överraskade för de som hörde dem och få dem beviljade hos av sig var oftast från för oss helt exempelvis Vinnova och Till­ nya branscher. Vi har exempelvis växtverket var svårt. arbetat med ett företag inom – Företag fick inte stödet de ­modeindustrin. behöver. Vi insåg att det måste finnas färdig finansiering för våra små och medelstora företag E N V I K T I G D E TA L J är att alla med bra idéer, så när ingen an­ beslut om prototypprojekt eller nan ville ta den pucken gjorde förstudier tas av en extern styr­ vi det. grupp med representanter från Beslutet resulterade i struktur­ näringslivet. Den läser igenom fondsprojektet OMIN – ­Optisk varje ansökan och bedömer innovationshöjd, marknad, kon­ kurrerande produkter och kom­ FAKTA mersialiseringspotential, men Mentor för optisk också faktorer som jämställdhet och miljöperspektiv. Tycker styr­ mätteknik gruppen att något brister inom Adopticum är en stiftelse grundet sistnämnda kan ett projekt dad 2008 av samverkanscent­ godkännas, förutsatt att företaget rumet Process IT Innovations på Luleå tekniska universitet arbetar med frågorna under och Umeå universitet samt resans gång. optronikspecialisten Optronic i OMIN levererade så bra Skellefteå. Process IT såg ett behov av resultat att Tillväxtverket kon­ specialistkompetens inom taktade Adopticum redan innan optisk mätteknik i en underprojektet tog slut och hintade om sökning som genomfördes tillsammans med industrin i att stiftelsen borde ansöka om ett Norrbotten och Västerbotten. till projekt. Adopticum grundades med må– Idag bedriver vi RIO på let att skapa ett kunskapscenter som skulle fokusera på optisk samma sätt, även om vi har lagt mätteknik och sprida kunskap till ytterligare kunskapshöjande till företagen i regionen. aktiviteter, konstaterar Maria Adopticum har sitt säte i Skellefteå, och hjälper företag att Strand. utveckla lösningar baserade på RIO är kort för Regional Inno­ optisk mätteknik. Stiftelsen har vation genom Optisk mätteknik sex anställda och står finansiellt och – likt OMIN – ett stort pro­ på egna ben. Den bedriver innovationsprojekt och komjekt som enbart vänder sig mot mersiella projekt i ungefär lika företag i Väster- och Norrbotten. stor utsträckning. – Inom OMIN lärde vi oss att ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21


TEMA: OPTO & DISPLAYER

optisk mätteknik i norr

Tillsammans med Datapolarna har Adopticum inom ramen för RIO tagit fram en prototyp för dubbelläggning av stockar vid timmersortering. Installationen är gjord hos Setra i Malå.

vi inte enbart kan köra ett proto­ typprojekt och sedan släppa före­ taget, så under RIO har vi börjat bygga ett system som gör att vi kan slussa företagen vidare. Ett företag kan behöva hjälp med en marknadsundersökning, då har vi en aktör som vi kan koppla på. Ett annat företag kanske behöver hjälp med affärsutveckling, ett tredje med fortsatt finansiering, då presenterar vi dessa aktörer. E N T YD L I G T R E N D är att den snab­ ba teknikutvecklingen genom­ syrar dagens innovationsprojekt. Teknik som tidigare varit alltför dyr, såsom 3D-kameror, finns numera i överkomliga versioner. I de allra nyaste smartmobilerna finns det exempelvis inbyggda 3D-kameror, som går att an­ vända för avancerade mätningar.



ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21

– Många kommer med idéen att använda mobilen för att lösa problem till potentiella kunder, men även sensorer som utveck­ las för självkörande bilar driver på utvecklingen jättemycket. För att åskådliggöra lyfter Maria Strand två företag som stöttats genom RIO. Det ena är uppstartsföretaget Photon Sports som använder en 3D-kamera för att mäta snabb­ het, reaktionstid och explosivitet hos idrottare (se artikel sid 22). Det andra är arkitektfirma Normark och Normark som reagerat på att många byggare och arkitektfirmor plockar bort onödigt mycket naturvärden på en tomt innan de bygger. – De vill istället ta fram en lösning för att scanna området. Då får de in topografin direkt in i

ritningsprogrammet och kan rita runt stenar och träd istället för att anpassa miljön till byggnaden. Strax innan årsskiftet gjorde Maria Strand en avstämning. Vid det laget hade de två struktur­ fondsprojekten tillsammans nått ut till strax över 450 företag. Då handlar det om allt från företag som fått godkända förstudier – eller prototoypprojekt till de som hänger med på föreläsningar och industriföretag som exempelvis deltar i något kallat Teknik­ forum. T E K N I K F O R U M är ett event där ett industriföretag får ­möjlighet att peka ut sina utmaningar för den små innovativa. Ett företag, som exempelvis Boliden eller Billerud, börjar med att gå igenom sin verksamhet för att

se vilka utmaningar det har som det tror går att lösa med optisk mätteknik. – Sen kommer vi in med de företag i regionen som jobbar inom fältet. Industriföretaget får peka ut sina utmaningar och de mindre får endera räcka upp handen och säga att de redan har en lösning, tipsa om andra företag eller säga att de är jätte­ intresserade av att vara med och utveckla en lösning. Innan corona drog igång hann Adopticum ordna tre Teknik­ forum tillsammans med några av regionens största företag. – Just nu är det helt stopp för denna typ av event, men så fort pandemin lagt sig står två indu­ striföretag redo att ta emot oss. ANNA WENNBERG anna@etn.se

21


TEMA: OPTO & DISPLAYER

Photon Sports på väg ur startgropen Uppstartsföretaget Photon Sports vill ge idrottare ett träningsredskap som i realtid kan mäta faktorer som snabbhet, reaktionstid, riktnings­ förändring, spänst och explosivitet. Det görs genom att följa rörelsen med en 3D­kamera och omedelbart ge feedback. Planen är att lansera en första produkt för fotbollsspelare i sommar. – Vi jobbar med att göra avan­ cerad teknik extremt flexibel och användarvänlig, säger Jonas Sjöberg, företagets grundare. Tanken är att träningsverkty­ get som Photon Sports utvecklar ska fungera brett – det ska passa elitidrottare, men på sikt också inom breddidrott och ungdoms­ verksamhet. Det måste vara robust, bärbart och lättanvänt. Varken vägguttag, uppkoppling eller annat ska behövas. B A S E N Ä R ett vanligt kamerastativ med en time­of­flightkamera (3D­kamera, ToF) som är direkt kopplad till en surfplatta som sköter all bildbehandling i real­ tid. Idrottaren tar på sig en väst i ett speciellt stretchmaterial med reflekterande egenskaper eller ett midjebälte. Det senare används när personen står nära kameran och man vill ha en väldefinierad markör för att detektera små rörelser, som hopp.

– Vi mäter hur man förflyttar masscentrum och på så sätt digi­ taliseras rörelsebanan för krop­ pen under löpningar och hopp. I första hand studerar före­ taget hur en individ förflyttar sin kropp. En stor utmaning är att mäta från nära kameran till 30 meter bort med samma sensor när något rör sig snabbt. Exponeringen måste hela tiden vara perfekt – inte för svag eller stark signal. Den första produktgeneration kommer att inkludera sju­åtta förprogrammerade tester, som löpning med och utan riktnings­ förändring och olika hopp. N O G G R A N N H E T E N i mätningen beror av testet. På stillastående objekt är ambitionen att ligga bättre än ±2 cm över hela mät­ området vilket exempelvis motsvarar 0,1% vid 20 meter. Betydligt mer komplext blir det när personen rör sig eftersom

det alltid finns en viss rörelse hos kläderna. – Vi arbetar på olika sätt för att verifiera mätnoggrannheten i rörelse. Dels mäter vi på objekt med kända rörelser, dels mäter vi med ännu mer avancerad mätteknik för att hitta mätmeto­ der, förklarar Jonas Sjöberg, och adderar:

– Inom idrott talar experterna om ”minimum worthwhile improvement”. Då kan man fråga sig vad 0,01 sekunder i en löpning motsvarar? Är du uppe i hastigheten 7–8 m/s blir det 7–8 cm. Räcker det? Det är ett sätt att definiera kravet på mätnog­ grannheten. Idag är det vanligast att använ­ da fotoceller för delar av de tester som Photon Sports siktar på att utföra. Även andra tekniker, som laserradar och vajersystem, förekommer. – Men löpningar i lag­ och bollidrotter har en hög andel riktningsförändringar. Det mä­ ter man inte bra med någon av dagens tekniker. Det vill vi göra. P H OTO N S P O R T S använder en standardkamera som det i samarbete med tillverkaren modifierat både hård­ och mjuk­ varumässigt. Innan 3D­kameran hamnar på stativet går den

BAKGRUND Jonas Sjöberg grundade Photon Sports 2016. Idag har företaget fyra anställda, två på väg in samt söker aktivt efter ytterligare kompetens inom mjukvaruutveckling. Photon Sports har två kontor, ett vid inkubatorn Uminova innovation i Umeå och ett vid Skellefteinkubatorn Unboxx. Jonas Sjöberg är teknisk fysiker och har arbetat med optik och optisk mätteknik i 25 år. Han har bland annat ägnat totalt 14 år på två konsultbolag i Stockholm där han utvecklat optiska lösningar med uppåt 150 olika bolag. Han har även arbetat på Sony Ericsson, där han utvecklat kameror. När han vände hem till Västerbotten

22

för mer än tio år sedan var han med och grundade stiftelsen Adopticum, där han också arbetat som utvecklingschef i sex år. För nästan tio år sedan fick Jonas Sjöberg inspiration till det Photon Sports utvecklar. En barndomsvän undrade hur man kan mäta startaccelerationen på sprintlöpare. Jonas Sjöberg arbetade då med den nya 3D-kameratekniken kallad time-of-flight och insåg att den har potential att lösa utmaningen, även om den vid det laget var alltför dyr. Flera år efter att Jonas Sjöberg lämnat Adopticum fick Photon Sports hjälp genom stiftelsens RIO-projekt (se sid 20–21).

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21


TEMA: OPTO & DISPLAYER Jonas Sjöberg testar sitt träningsredskap till­ sammans med fotbolls­ profilen Hanna Marklund, som numera är delägare i Photon Sports.

igenom en omfattande kalibre­ ringsprocess i labbet. Därefter görs kompensation i realtid individuellt för respektive test. – Mycket handlar om att vi ska kunna styra parametrar som den vanliga kunden inte har tillgång till, exempelvis hur man läser ut

bilderna vid mätning på rörliga objekt. Du får olika rörelsearte­ fakter beroende av hur du läser ut bilderna och synkroniserar. Hur tätt en mätning ska utfö­ ras beror av testet – i övningar utan nämnvärda riktningsför­ ändringar går det att interpolera

mellan mätpunkter, vid rikt­ ningsförändringar behövs tätare mätpunkter. – I vår första version kör vi 120 Hz samtidigt som vi justerar olika inställningar beroende av testet, säger Jonas Sjöberg, och fortsätter: – Sen har vi olika algoritmerna för att ta ut parametrarna, som är väldigt olika beroende av vad det är för test. Det kan exempelvis vara maxhastighet eller effekt och acceleration vid riktnings­ förändring som ska visas för tränaren eller idrottaren. I S K R I VA N D E S T U N D har Photon Sports två prototyper ute hos kunder. Optiken, kameran och bildbehandlingen är tillräck­ ligt bra för att släppa en första generation. Det företaget slipar på är ett förbättrat gränssnitt mot användaren. – Vi vill ha det på plats innan vi släpper den första produkten men även därefter finns det definitivt områden som vi kan förbättra. På sikt ska vi även ha flera produkter med lite olika prestanda.

Initialt är målgruppen fotbollsklubbar. Valet grundar sig på att fotboll är en stor idrott och att företaget måste fokusera, åtminstone till en början. – I teamet har vi också ex­ pertkunnande, inte minst med Hanna Marklund som gammal landslagsspelare. I höstas klev fotbollsprofilen Hanna Marklund in som ny del­ ägare. Hon har spelat 118 lands­ kamper, tagit tre SM­guld, ett EM­silver och fått svensk fotbolls finaste pris: Diamantbollen. Om någon vet hur spelare och tränare vill ha det så är det hon. Likaså har hon en uppsjö kontakter som kan leverera feedback. Planen är att släppa den första produkten i Skandinavien i sommar. – Därefter är ambitionen ab­ solut att nå ut globalt inom inte allt för lång tid. Vi tittar redan nu på en lämplig lite större marknad för fotboll utanför Skandinavien. Det blir nästa steg, konstaterar Jonas Sjöberg. ANNA WENNBERG anna@etn.se

ROBUSTA KONTAKTER FÖR ENERGIHANTERING ODU-kontakter för alla utmaningar

Pålitliga kontakter för batterier och andra energitillämpningar Lågt stabilt kontaktmotstånd Högspännings- och högströmsversioner Lång livslängd Kan levereras med kabelmontering

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21

www.odu.se 23


TEMA: OPTO & DISPLAYER

PE R

R TA T

EX

Displayen är produktens Men hur skapas bästa lösningen?

IKEL

E

n modern displaylösning är utvecklad utifrån ett marknadsperspektiv och den har en avgörande roll för hur hela produkten uppfattas av användaren. En bra displayimplementation lyfter produkten, medan en sämre sänker den. Displayen är i de flesta fall den del av produkten som användaren riktar sitt fokus mot, läser av och interagerar med. Hur den fungerar ihop med applikationen blir därför viktig då förväntningen är att den i stort sett ska fungerar på samma sätt vare sig den sitter i en smart telefon, i en bil eller i en industriell produkt. Det grafiska gränssnittet i produkten kommer att vara avgörande för användarupplevelsen, vilket avtryck produkten gör och hur varumärket uppfattas. Dagens teknologier möjliggör ökad flexibilitet i att skapa displaylösningar utifrån användarbehov, funktion och design. Därför blir displayen ett viktigt designelement att ta hänsyn till tidigt i projektet när man designar hela produkten. Designutveckling Innan man arbetar fram produktidéer förutsätts man har djup förståelse för företagets DNA som förenar företagets och produktens kärnvärden. Via användarstudier får man djupare insikt i hur produkten används. Produktformatet är produktens identitet – det vill säga varumärkets uttryck i produkten – och det som gör den unik i jämförelse med konkurrenter. I idéstadiet utforskas produktens utvecklingsmöjligheter såväl uttrycksmässigt som funktionellt, men även tillverkningsmässigt.

Av Bengt Lundell, Martinsson Elektronik Bengt Lundell är sälj­ och marknadschef på Martinsson Elektronik.

Han har arbetat på företaget i snart tio år, från början som produktchef, därefter med sälj och marknad. Sedan ett år tillbaka har han titeln Sales & Marketing Director.

Här skapar man med andra ord en idébank som ligger till grund för den efterföljande konceptfasen. Rent konkret är detta en skissfas där man, baserat på research & inspiration, arbetar med funktion, form och uppbyggnad samt lyfter fram tankar kring material och tillverkningsmöjligheter. Aspekter att förhålla sig till kan vara: Vilka lagar och direktiv behöver displayen hantera? Hur kommer systemets elektriska arkitektur att bli med tanke på kablering, EMC och produktionsbarhet? Vad är viktigast – pris, tillgänglighet, kvalitet, anpassningsbarhet och/eller time-to-market? Displayvalet skapar möjligheterna Utvecklingen av displayteknologier drivs framför allt av konsumentmarknaden i form av smarta telefoner, surfplattor, persondatorer och TV-apparater. Tillverkningen symboliseras av höga volymer, men med en relativ kort livslängd. Industrimarknaden tar längre tid på sig innan man anammar nya teknologier eftersom den marknaden har helt andra krav i form av längre produktlivscykler, utvidgade temperaturområden och reservdelshållning över lång tid. Teknikövergången sker långsammare, men successivt kan vi se samma displayteknologier i industriella tillämpningar som i konsumentprodukter. Vilken displayteknologi man skall välja är naturligtvis beroende av vad man kommit fram till i designfasen och vad som skall visas på displayen, hur den är tänkt att användas, vilken miljö den kommer att verka inom, hur lång tid det är tänkt att den skall kunna produceras samt hur den skall integreras med

produkten elektriskt och mekaniskt. Dagens teknologier skapar goda förutsättningar för att tillgodose alla behov. De mest förekommande teknologierna för nya produkter är idag färgdisplayer, TFT LCD och OLED. En OLED-skärm kräver ingen ytterligare belysningskälla. Tekniken bygger på kolbaserat material och när ström tillförs blir den självlysande. Fördelen är att displayen är lättare och tunnare än konventionella TFT-skärmar, kontrasten är högre eftersom endast de ledande pixlarna lyser och betraktningsvinklarna blir mycket goda. OLED förekommer mest i konsumentelektronik. Nackdelarna är kort livslängd och begränsad flexibilitet. TFT LCD är en välanvänd och över lång tid etablerad teknik. Det finns i dagsläget inte någon ny teknik som helt ersätter TFT LCD. Det är en relativt billig teknik med en stor variation av lösningar beroende av applikationens behov. Till skillnad från OLED bygger bakgrundsbelysningen på en separat ljuskälla, så kallad LED backlight. Färgåtergivningen och kontrasten är mycket god och det går att få displayer i alla storlekar. Dagens TFT-displayer har genom tekniken IPS (Inplane switching) bättre färgåtergivning och mycket goda betraktningsvinklar. Peksensorer (touch), här finns också vägval att göra men det är pekskärmsteknologin (Projective Capacitive Touch) som de flesta väljer, även om valet självfallet beror av hur det är tänkt att användaren skall interagera med displayen och i vilken miljö den skall användas. PCT (Projective Capacitve Touch) är en Sprängskiss av displaymodul.

Produktdesign. Konceptfasen, där CAD­modeller visualiserar fotorealistiska bilder (rendering).

24

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21 ELEKTRONIK


TEMA: OPTO & DISPLAYER

s konkurrensmedel kapacitiv pekskärmspanel bestående av en isolator – glas – belagd med en transparent ledare, indiumtennoxid (ITO). Människokroppen är också en elektrisk ledare så när en beröring av skärmens yta sker resulterar det i en förvrängning av skärmens elektrostatiska fält, mätbart som en förändring i kapacitans och på så sätt registrerar beröringen ett tryck. Det är med PCT som de stora designmöjligheterna öppnas. Det finns en rad olika möjligheter att skapa en display som linjerar med designstrategin och produktdesignen. Här kan man nyttja det översta lagret i displayen, som kan bestå av plexiglas eller glas. Man kan välja att ha ett förstorat glas som sträcker sig över den aktiva touchytan. Det innebär att man kan forma glaset lite som man vill när det gäller storlek, tjocklek, form, färg och håltagning. Vi kan ha screentryck såsom logo eller produktnamn. Man kan också välja olika typer av beläggning för att till exempel motverka reflexer eller fingeravtryck på glaset. Även antibakteriellt skydd eller stärkt vandalskydd. Man kan optiskt limma mellanlagren i displayen för att minska reflektioner och samtidigt öka färgåtergivning och kontrast. PCT är överlägset den tekniken som det flesta väljer i nya produkter. För inomhus- och utomhusapplikationer. Produktdesign Med intryck från idéarbetet utarbetas ett koncept som uppfyller de krav och önskemål som ställs på produkten. Vi arbetar med funktionskoncept respektive formkoncept, där funktionskonceptet beskriver grundläggande uppbyggnad och funktion medan formkonceptet beskriver grundläggande formspråk som är tänkt att användas. Dessa koncept används som underlag för den efterföljande designdefinitionsfasen. En produkts uttryck ligger till stor del i detaljer och därför är det i definitionsfasen som produktens uttryck utvecklas i detalj

Ett nytt digitalt röntgen­ system.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21

Designutveckling. Idéstadiet då skisser skapas baserat på research och inspiration.

och definieras. Underlag arbetas fram för att definiera färg, ytstrukturer samt eventuell produktgrafik. Med CAD-modell visualiseras fotorealistiska bilder av produkten (renderingar). Resultatet utgör ett kvalitativt underlag för efterföljande designdefinition. Renderingar kan med fördel användas i marknadsföringssyfte. Därefter startar produktutvecklingen. Moduler en trend Allt fler kunder väljer att köpa en funktion istället för komponenter, det vill säga färdiga moduler (byggelement) i stället för de enskilda komponenterna. Bilindustrin ställde om för länge sedan och består i dag av monteringslinor där man lämnat över både utveckling och försörjning till leverantörer av funktioner och byggelement såsom strålkastare, instrumentpaneler och annat. Fördelen med detta är att företaget kan kostnadsrationalisera genom att fokusera på nyckelkompetensen i sin verksamhet. Valet av partners blir av naturliga skäl leverantörer som är specialister inom sitt produktområde och oftast av en kategori som levererar till andra kunder med liknande behov och många gånger även till konkurrenter. På detta sätt kan man nå både speciali-

serad utvecklingskunskap och produkter till konkurrenskraftiga priser. Detta speglar nu av sig inom övrig industri. En leverantör delas inte med konkurrenter utan snarare med andra företag med vitt skilda verksamheter men med liknade behov vilket gör att intressekonflikter sällan eller aldrig uppstår. Fördelarna med att köpa en funktion istället för komponenter är många, men styrs till stor del av vilka nyckelkompetenser kunden ser som strategiska i sin egen verksamhet. Genom att köpa en modul övertar leverantören produktunderhållet, och får då hantera ”end of life”, konstruktionsförändringar, dokumentation, testsystem, eftermarknad med mera. Kvalitén kan säkerställas eftersom leverantören monterar modulen och testar funktionen. Även materialförsörjningen blir effektivare då endast en artikel hanteras och moduler ingår ofta i ”lean” produktion. Det som framför allt driver utvecklingen av moduler är ”total cost of ownership”- kalkyler, som blir allt vanligare i samband med utvecklings- och inköpsprocessen. Med över 20 års erfarenhet av displayintegration kan Martinsson Elektronik hjälpa dig att skapa en produkt utöver det vanliga. Vi har en hel utvecklingsavdelning för dig med fokus på displayprojekt. n

25


TEMA: OPTO & DISPLAYER

EX

LVDS beskriver bara det fysiska lagret och flera andra kommunikationsstandarder baseras därför på den inklusive FPD-Link (Flat Panel Display), FPD-Link II & III, MIPI (Mobile Industry Processor Interface) och DVP (Digital Video Port). När vi pratar om LVDS brukar vi mena FPDstrukturen. FPD-länken utvecklades p ­ arallellt med LVDS av National Semiconductor och har förblivit standard för över­föring av bilder och video mellan processorn i bärbara datorer och tv-apparater och deras skärmar. Kretspaket för FPD-Link består av sändare (TTL till LVDS) och mottagare (LVDS till TTL) som stödjer färgskärmar med 18 och 24 bitar. På TTL-nivå skickas RGB-data och styrinformation från grafikkretsen till ingångarna på FPD-sändaren. Den agerar som multiplexer för det parallella TTL-datat och konverterar det till den seriella LVDS-stadarden. LVDSdata går sedan från sändarens utgångar via en kabel till skärmen. Vid FPD-mottagaren i skärmen konverteras den seriella dataströmmen till en parallell ström av TTL-signaler. Tre av de fyra paren i en FPD-länk överför videosignalen medan det fjärde är till för

Figur 1. Serialisering med en enda LVDS-kanal.

Figur 2. Ett FPD-system med fyra LVDS-par.

26

Av Zibo Su, Rutronik

IKEL

et finns skärmar snart sagt överallt, från kylskåp och smarta klockor till bilar. Användarna förväntar sig perfekt bild och en videoström som inte hackar. Det gäller oberoende av medium. Bryggkretsar gör detta möjligt oberoende av standard. Den mest välkända differentiella ­metoden för snabb överföring av stora datamängder upp till flera Gbit/s – tillräckligt för bilder och video – är LVDS (low-voltage differential signaling technology). Tekniken utvecklades av National Semiconductor och standardiserades av EIA som EIA-644. Det är en gratis och öppen standard som används av många halvledartillverkare. LVDS är en dubbelriktad förbindelse som är väldigt energieffektiv. Tekniken använder spänningsskillnaden mellan två kopparledare för att överföra information. LVDS-sändaren kodar upp till 24 bitars data över fyra differentiella par. Ett avslutningsmotstånd förhindrar reflektioner av signalen. Eftersom LVDS fungerar med spänningar under 3,3 V drar den inte särskilt mycket ström och skapar bara små elektromagnetiska störningar.

PE R

R TA T

Bryggkretsarna fixar videoöverföringen D Zibo Su är född i Shanghai

men har en ingenjörs­ examen från universitetet i Stuttgart. Sedan juni 2016 arbetar han på Rutronik.

klocksignalen. Multiplexerkretsen omvandlar de parallella signalerna för grafik och video till en seriell dataström och skickar över det differentiellt. Därmed behövs bara tre ledningar istället för 22, likaså blir EMCegenskaperna bättre. Den finns kretspaket för FPD-Link med uppåtgående eller nedåtgående flank plus programmerbar dataimport vilket ger ett smidigt gränssnitt för olika grafik- och LCDkretsar. Kretspaketet klarar 5 V och 3,3 V med frekvenser från 20 till 65 MHz. MIPI MIPI Alliance har specificerat sex olika gränssnitt för mobila och uppkopplade enheter: det fysiska lagret, multimedia, chip-till-chip eller interprocesskommunikation, enhetsstyrning och datahantering, systemavlusning och mjukvaruintegration. Varje specifikation täcker de viktigaste kraven hos dessa enheter: låg energiförbrukning, hög bandbredd och bra EMC-egenskaper. DSI (Display Serial Interface) och DSI-2 är MIPI:s gränssnitt mellan en eller flera skärmar och applikationsprocessorn. De definierar en seriell buss och ett kommunikationsprotokoll för dataöverföring mellan värden, datakällan, och applikationen. De utvecklades för att bereda väg för billigare displaykretsar till mobiler, bärbara datorer, surfplattor, wearables, AR och fordonsskärmar. Det fysiska lagret MIPI-DSI baseras på det fysiska lagret MIPI D-PHY. Det används för att ansluta kameror med många megapixel och skärmar med hög upplösning till en applikationsprocessor. En synkron länk inklusive klocka används i kombination med snabb dataöverföring och låg effektförbrukning. Dessutom är kommunikationen motståndskraftig mot störningar och har hög tolerans för jitter plus att kostnaden är låg. I det fysiska lagret specificerar DSI en seriell punkt-till-punktbuss som är differentiell och snabb. Den har en kanal för en snabb

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21


TEMA: OPTO & DISPLAYER klocka och en eller flera kanaler för data. Varje kanal behöver två trådar eftersom signalerna är differentiella. Alla kanaler går från DSI-värden till DSI-enheten förutom första datakanalen (Lane 0). Den kan gå åt bägge hållen, så kallad Bus Turnaround Operation, BTA. När flera kanaler används skickar de data parallellt. Exempelvis överförs fyra bitar parallellt när fyra kanaler används. Förbindelsen fungerar antingen i lågeffektsläge eller i höghastighetsläge. Att byta mellan de två går snabbt. I lågeffektsläget stängs den snabba klockan av och klockinformationen bakas in med data. Datatakten är dock inte tillräcklig för att styra skärmen men kan användas för att skicka konfigureringsinformation och kommandon. I snabbläget är klockan från flera tiotals meghertz upp till över gigahertz. Exakt hur snabb den är beror på skärmens krav. Eftersom man bara behöver en låg spänning för att driva signalen, och data skickas parallellt, drar även en snabb överföring minimalt med effekt. Ytterligare DSI­lager Sändaren skickar data över en eller flera av de fyra kanalerna beroende på hur stor bandbredd som krävs. För mappningen – vilken databit som sänds på vilken kanal – kan man använda standarder från Vesa (Video Electronics Standards Association) och Jeida (Japan Electronic Industry Development Association). Lågnivåprotokollen definierar hur bitarna organiseras till paket och vilka bitar som är header och vilka som är data. Det är också här som felkontrollen görs. På applikationsnivå tolkas databitarna som information till pixlarna eller kommandon. LVDS jämfört med MIPI DSI När man jämför LVDS med MIPI DSI finns bara en sak som är gemensam, bägge använder fyra kanaler. LVDS överför bara video/bild-signalerna där RGB-TTL-signalen konverteras till en LVDS-signal med hjälp av SPWG (Standard Panels Working Group) eller JEIDA-stadarden. MIPI DSI däremot kan inte

Figur 3. Ett fyrkanaligt FPD­system.

Figur 4. Det fysiska lagret D­PHY förbinder applikationsprocessen med skärmen.

bara skicka video och bilder utan även kommandon. Båda signalerna kan styras i enlighet med en specifik handskakningssekvens. Bryggor mellan DSI och LVDS Om applikationsprocessorn inte stödjer en av standarderna eller inte har tillräckligt många portar för att ansluta till skärmen kan man använda en bryggkrets. Därmed slipper man konstruera om hela systemet. Toshiba har ett antal kretsar som passar för konsumentproduter, för industriella tilllämpningar liksom i fordon, men också för tillämpningar som smarta klockor, ultralätta datorer, 4k-skärmar, smarta tv-apparater, speltillbehör och kassaterminaler. DSI-LVDS-bryggan gör det möjligt för en processor att styra en LVDS-kompatibel skärm via DSI-länken. Upplösningen i bildpunkterna är 24 bitar TC358771XBG och TC358774XBG ger ett klassiskt bildförhållande på 4:3 (UXGA, Ultra Extended Graphics Array) med en upplösning på 1600 × 1200 bildpunkter över en DSI Link.

TC358772XBG och TC358775XBG stödjer WUXGA (Wide Ultra eXtended Graphics Array), för skärmar med formatet 16:10 och en upplösning på 1920 × 1200 bildpunkter över två DSI Link. Bryggkretsarna har också stöd för styrning över I2C via DSI link vilket kan användas som gränssnitt till andra funktioner. Kretsarna använder LVDS-standarden på 135 MHz medan de med DSI kan skicka upp till 1 Gbit/s/kanal. Vidare stöds videoformaten RGB565/666/888. Genom att optimera bakgrundsbelysningen i LCD-skärmarna efter aktuella ljusförhållanden går det också att spara energi. Slutsats Genom att använda bryggkretsar från exempelvis Toshiba kan utvecklarna dra nytta av DSI:s låga effektförbrukning, snabb överföring och låg komponentkostnad i konstruktioner som inte stödjer DSI. Det ger den flexibilitet de behöver på en föränderlig marknad. n

Fjäderklämlister för kretskortsmontage

Utrymmessnåla don för överföring av signaler, data och nätspänning till kretskortet. Kontakterna finns både för fast anslutning på kortet, och i pluggbart utförande. Kan levereras i en mängd olika rastermått och poltal. Kabelanslutning med fjäderklämmor, traditionell skruvanslutning eller via IDC-anslutning. Kontakta oss gärna för mer info.

08-97 00 70 info@elproman.se www.elproman.se

182x66_metz_2018.indd 1 ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21

2018-01-26 14:34:16

27


Av Alex Kessler, Tanvas Alex Kessler är affärsutvecklingschef inom EMEA på amerikanska Tanvas, som utvecklar haptisk teknik baserad på elektrostatisk adhesion. Tidigare har Alex haft tekniska roller inom halvledarindustrin. Nu jobbar han med affärsutveckling med sikte på bilindustrin, klassisk industri och medtek.

CHRISTOS VIT TORATOS, CREATIVE COMMONS 4.0

M

obiltelefonen har en lång historia av förvandlingar bakom sig. Den började som ett klumpigt tillbehör i fordon för röstkommunikation för folk på rörlig fot (se bild 1). Dagens mobiler handlar lika mycket om nytta som nöje. Avancerade modeller tävlar om konsumentens köplust. Om tidiga mobiltelefoner var rena nyttoverktyg, så är dagens snarast en lika viktig del av användarens liv som kläder, mat och pengar. Förändringen handlar delvis om nya funktioner. Telefonerna värderas efter vilka möjligheter de erbjuder och hur enkelt det är att använda dem. Att gränssnittet bygger på direktmanipulation via ett visuellt gränssnitt av appar och funktioner – via ikoner, skjutreglage och knappar – gör att telefonen känns naturlig och intuitiv. Den klara färggranna skärmen, de klick­ bara ikonerna och även röststyrning med direkt återkoppling, utgör ett användargränssnitt som för användaren naturligt ­korresponderar mot hur hen normalt inter­ agerar med omvärlden via sina sinnen. Men medan hörsel och syn blir rikligt stimulerat finns ett sinne som är eftersatt: känseln. Användare petar på och berör sina telefoner och surfplattor på andra sätt. Det är i sig redan en taktil upplevelse. Men den

Bild 1. En AEG Telecar CD 452-mobiltelefon från 1980-talet – ett nyttoverktyg med försumbar konsumentattraktion.

enda struktur de känner med fingrarna är en uniformt slät glasyta. Jämför med hur kunden beter sig i klädeller möbelaffären. Varorna bedöms instinktivt inte enbart efter hur de ser ut utan också efter hur de känns mot huden, efter sitt material och sin textur – sin formmässiga ytstruktur. En pekskärms yta saknar karaktär. Det uppstår ingen intressant kontakt med hudens känselsinne. Skärmen har en kraftull visuell påverkan genom sin rika färgåter­ givning och skarpa upplösning, men det

TANVAS

Bild 2. Implementering av TanvasTouch i en standardskärm kräver endast att ett mönstrat ITO-lager appliceras på täckglaset.

28

IKEL

Statisk elektricitet ger skärmen programmerbar textur

PE R

R TA T

Kompletterar vibrerande haptik

EX

TEMA: OPTO & DISPLAYER

saknas en taktil dimension i användarens inter­aktion. Detta är en stor missad möjlighet i dagens gränssnitt. Samtidigt finns teknik färdig att ta i bruk som kan ge en nästintill oändlig palett av struktur och ytkaraktär att applicera på skärmglaset. Och på baksidan av telefonen om man så vill. Och på sidorna. Och på andra ytor – som inte ens behöver vara skärmar. Pekskärmar kan för första gången göras engagerande utan att vara distraherande. Användargränssnitt skulle kunna bli enklare och mer intuitiva genom att mobilen kan användas utan att man tittar direkt på den. Dessutom kan tekniken användas för att uttrycka en distinkt varumärkesprofil. Tekniken ifråga kallas mjukvarudefinierad ythaptik. Begränsningar i dagens haptiska teknik Tillverkare av konsumentelektronik är väl medvetna om de taktila tillkortakommandena i sina pekskärmar. De investerar allt mer utveckling i traditionell haptisk teknik i sina mest avancerade smarttelefoner. Den bygger på vibration. Problemet är att vibrohaptik är begränsad till ett fåtal effekter. Dessutom med begränsade möjligheter till lokalisering och styrning. Och så fungerar den bara på små skärmar. Fenomenet vibration i sig är inte ens en bra återspegling av hur naturen ”beter sig” vid interaktion med hud. Från födseln lär vi oss via känseln massor om hur världen fungerar, men det sker inte genom att föremålen omkring oss vibrerar, utan genom att de har textur, vikt, tryckmotstånd och andra fysiska egenskaper. Grundtekniken för motordriven vibration utvecklades så tidigt som 1928 och bygger fortfarande på samma typ av elektromekaniska lösningar. Utbudet av effekter som kan produceras är begränsat till vad som kännetecknar vibration: frekvens, tidsmönster och amplitud. Det enda som åstadkoms i slutänden är en sorts uniform vibration av hela produkten. Vibrationer har nämligen en tendens att sprida sig och ingen har lyckats med konst-

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21


TEMA: OPTO & DISPLAYER

TANVAS

inte av de mekaniska problem som är förknippade med vibrotaktil haptik. Ythaptik utnyttjar kraft, inte vibration, för att producera den taktila upplevelsen.

Bild 3. Designern skapar bilder och TanvasTouchverktygen genererar motsvarande programvaru­ definierade ythaptik.

stycket att lokalisera vibration till ett avgränsat område på skärmen. Eftersom räckvidd och positionering av taktil interaktion är begränsad på det viset för vibrotaktil teknik, så är dess huvudsakliga användning att fungera som en återkopplingsmekanism som kvitterar beröring av skärmen. Och den återkopplingen är strängt taget lite redundant eftersom handhavandet i sig redan är en taktil händelse. Utökade former av taktilt engagemang, såsom taktil sökning eller navigering, ligger bortom gränsen vad vibrotaktil haptik klarar av. Ytterligare en utmaning är att vibrotaktil haptik blir exponentiellt svårare att implementera med växande skärmstorleken. Ju större skärm, desto större motor krävs för att generera tillräcklig vibration och desto större och tyngre strukturer krävs för att förankra motorn. Men trots de inneboende nackdelarna med vibrotaktil haptik, fortsätter OEM:er att försöka att vidareutveckla och förbättra den i telefoner, spelkontroller och andra produkter. Detta signalerar vilken viktig roll haptik uppfattas spela för att fördjupa användarens engagemang och göra upplevelsen mer underhållande. Så kallad mjukvarudefinierad ythaptisk teknik öppnar nu nya möjligheter att erbjuda taktil interaktion. Det utbud av ytstruktur som kan simuleras är i det närmaste oändligt. Tekniken är enkel att integrera med befintlig pekstyrning och ljud och grafik. Eftersom det är en halvledarteknik går den att implementera i skärmar av godtycklig form och storlek, såväl som på andra ytor, såsom glas- och plasthöljen. Dessutom lider den



ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21

Styrd av elektrostatisk kraft Statisk elektricitet är grunden. Mellan näraliggande ytor går det att skapa en attraherande kraft kallad elektrostatisk adhesion (vidhäftning). Genom att styra spänningen som appliceras på en transparent indiumtennoxidmatris (ITO är samma material som används i pekskärmssensorer) som belagts på skärmens yta, går det att reglera hur starkt användarens fingrar häftar fast vid skärmens yta (se bild 2). Den naturliga friktionskraften mellan finger och glas förstärks och moduleras. På så sätt går det att skapa illusionen av att skärmens släta yta har olika texturer. Principen för elektroadhesion är känd sedan länge. Det nya är en lösning för att implementera den i såväl vanliga skärmar som diverse andra ytor och material. En intuitiv utvecklingsmiljö används för att definiera skräddarsydda textureffekter i programvara. Detta är vad som utlovas av TanvasTouch. Det är en produkt från Tanvas för implementering av ythaptik. Den ger konstruktörer finkornig kontroll över skapandet av ytor som känns på olika sätt vid beröring. Visuellt utseende och taktil känsla inom ett område på skärmen – virtuella tryckknappar, omkopplare, skjutreglage och vridreglage – utformas tillsammans i ett paket. Med hjälp av elektroadhesion kan användaren under fingret uppleva en helt slät glasplatta som en vippbrytare eller känna positionsklick från en ratt som roteras. Eller känna textur med valfri grad av finkornighet. När och var dessa ythaptiska effekter ska vara aktiva går att konfigurerbara exakt och bestämma dynamiskt. Tanvas verktyg bygger upp ett ”levande haptiskt landskap” under fingret. Ytstrukturen kan exempelvis bestämmas efter fingrets hastighet, position och rörelseriktning. Olika haptiska effekter kan appliceras på olika fingrar och regioner samtidigt. Och hela effektlandskapet kan byggas om dynamiskt lika snabbt som skärmens grafiska innehåll ändras. En av de grundläggande delarna i TanvasTouch är ett pc-utvecklingsverktyg med programvara, verktyg och informationsmaterial för att låta en gränssnittsdesigner direkt börja skapa ythaptiska effekter. Designern utformar textur och effekter med utgångspunkt från en bild som länkas till skärmgrafik (se bild 3). TanvasTouch genererar därefter automatiskt rätt programkod för en haptikstyrenhet. Koden körs när ett finger passerar över designerns bild på skärmen. Grafikskärm eller multisensorisk yta? Att ythaptik numera är en möjlighet skapar en ny frågeställning för alla som tillverkar produkter med skärmgränssnitt: ska inter­ aktionen vara rent visuell? Eller ska användaren för första gången få chansen att uppleva

en äkta multisensorisk yta där syn, hörsel och känsel samspelar? Inom produktkategorier som mobiltelefoner finns en naturlig tendens att produkter konvergerar mot att se alltmer likadana ut, allteftersom det uppstår en enighet bland konstruktörer om vad som fungerar. Detta tenderar att urholka skillnaden mellan varumärken – den ena mobilskärmen är idag den andra lik när det gäller grafikprestanda och användarinteraktion. Den nya dimensionen taktilt engagemang går utöver ljud och grafik. Den skapar utrymme för en radikalt ny typ av differentiering: produkter och varumärken kan utveckla en egen unik taktil varumärkesprofil. Kreativa OEM-tillverkare kommer att hitta sätt att utnyttja igenkännliga strukturer och yteffekter för att underlätta menynavigering eller för att skapa genvägar till vanligt förekommande responser och kommandon. Ythaptik erbjuder dessutom möjligheten att förbättra upplevelsen för en ofta försummad användargrupp: blinda och synskadade. Ythaptik kan användas för att utöka möjligheten att läsa av skärmen genom att till exempel göra det möjligt för användaren att upptäcka och identifiera ikoner och andra digitala objekt via beröring när fingret passerar. OEM-tillverkare kan ta hjälp av TanvasTouch för att utforska dessa och andra möjligheter till UI-design för synskadade. Även användare med vanlig syn kan ha nytta av sådana nyordningar. På platser där man inte kan använda en smartphone normalt, som på en biograf, kan ythaptik – till skillnad från piezohaptik – användas för att styra en telefon med mörk skärm och därmed göra det möjligt att aktivera funktioner och kontrollorgan och upptäcka aviseringar. Ythaptik berikar gränssnittsupplevelsen Den teknik för elektroadhesion som skapas med hjälp av TanvasTouch är helt kompatibel med dagens standardpekskärmar och med kommande skärmkoncept som flexibla skärmar (se bild 2). Tekniken kan användas som komplement till alla befintliga metoder att interagera med skärmar, inklusive vibrotaktil haptik, som är en väl fungerande teknik för att kvittera åtgärder som knapptryckningar och vippomkopplingar – kanske som svar på någon ythaptisk effekt. Värdet i ythaptik består i att tekniken berikar användargränssnittet så att taktil återkoppling blir ett precis lika fundamentalt element i användarinteraktion som visuella signaler från grafik och ljud från högtalare. Det är fullt tänkbart att haptik över tiden ­utvecklas till att bli det primära gränssnittet för personlig elektronik som ersättning för grafik och ljud. Tack vare TanvasTouch och dess intuitiva kodmiljö är det lika enkelt att designa ytstrukturer och -effekter som att rita en bild. Det betyder att ythaptik är en teknik som nu alla som tillverkar produkter med inbyggd skärm har fått möjlighet att integrera.  n

29


NYAPRODUKTER

1000:e Click­kortet n UTVECKLINGSKORT Spara månader i utveck­ lingstid, använd Click­ kort. Det är budskapet från serbiska Mikroe som släppt det tusende Click­kortet, små kort som ger utvecklingskort nya egenskaper.

2011 skapade Mikroelektro­ nika – eller kort och gott Mikroe – kontakten mikro­ BUS med 16 anslutningar och det tillhörande Click­ kortet. Många företag som tar fram utvecklingskort för styrkretsar har anammat idén och försett sina kort med en mikroBUS­kontakt. Det gäller exempelvis Microchip, NXP, Infineon, Dialog, ST Microelectronics, Analog Devices, Renesas och Toshiba liksom distributörer som Future och Avnet. N U F I N N S D E T tusen olika kort och Mikroe lovar att hålla tempot uppe. Det ska bli ett nytt nästan varje dag. Click­korten finns för allt från trådlös kommunikation och sensorer till skärmstyr­ ning, motorstyrning och lag­ ring. Det senaste tillskottet är ett kort för kommunikation över Ethercat.

PER HENRICSSON per@etn.se

Cerebras kompilator sprider ut neuronnätet på chipet. Vikter och bias ligger inne i kärnorna och väntar på att få multipliceras med och summeras till den förbiflytande dataströmmen.

Världens överlägset största chip n REKORD Amerikanska Cerebras dubblerar antalet transistorer på sitt jättestora chip, efter att ha krympt processtorleken från 16 till 7 nm.

Chipet heter WSE2 (Wafer Scale Engine 2). De redan extrema pa­ rametrarna som gällde för WSE1 har härmed drygt dubblerats. Tanken med WSE1 och WSE2 var att de skulle användas för maskininlärning – för träning av

och inferenser i djupa neuron­ nät. Men de har även hittat andra tillämpningar. Varje chip innehåller 850 000 beräkningskärnor, från 400 000 i WSE1. Yielden är i princip 100 procent. Det beror på att skadade kärnor tjuvkopplas med hjälp av 8 500 reservkärnor. Det finns 40 gigabyte SRAM utspritt på chipet – ja, gigabyte – mot tidigare 18. Minnesband­ bredden går upp från 9 till 20 petabyte/s. Matningseffekten stannar dock på 23 kW. Styrkan med WSE2:s storlek är att kompletta stora neuronnät ryms. Konkurrerande AI­kretsar

måste skifta in och ut olika delar av nätet och mellanvärdena, och introducerar då stora straff i prestanda. Racklösningar ska finnas under tredje kvartalet. Cerebras har sedan tidigare några dussin användare, bland dem superda­ torcenter, medicinföretag, finans­ företag, molnserverleverantörer. Cerebras har 300 ingenjörer i Silicon Valley, Toronto, San Diego och Tokyo. Värdet på före­ taget uppskattas till 2,4 miljarder dollar. Chipen kostar ett par, tre miljoner dollar styck. JAN TÅNGRING jan@etn.se

FAKTA

Ett chip per rack. I övrigt finns här bland annat tre stycken 16 kW­ aggregat och tolv portar 100 Gbit Ethernet. Det finns även 46U­rack att köpa, med tre chip.

Chiptillverkning startar med en kiselskiva stor som en tallrik. Andra styckar upp skivan i några hundra små rektanglar – det är de som kallas ”chips”. Men inte Cerebras, som låter hela tallriken blir ett enda chip. Skär bort lite i kanterna bara, för att få en kvadrat. Säkerligen är det fler som försöker, sedan Cerebras hösten 2019 visade att denna gamla dröm

faktiskt var tekniskt möjlig. Chipet har 48 gånger fler transistorer än världens näst största chip, Nvidias grafikchip Ampere A100. Prestanda kan som resultat bli extrema, mycket på grund av att minnestrafik utanför chipet är en flaskhals. För en viss simulering hade ett ensamt chip 200 gånger bättre prestanda än en komplett superdator.

Effektiv GaN-familj på 650V n EFFEKTTRANSISTORER Nederländska Nexperia har släppt sin andra generation 650V­effekttransistorer i GaN. Enligt företaget är den mindre, kräver färre kring­ komponenter än motsvaran­ de alternativ, vilket ger tydligt avtryck på systempriset.

Den nya FET­familjen siktar på switchade kraftaggregat i industrin, både enfas AC/DC­ och DC/DC­moduler. De har ett Rds(on) ner till 35 mohm och passar enligt Nexperia industri­ ella tillämpningar som sträcker sig från 2 kW upp till 10kW, särskilt servrar och telekom­

30

utrustning som måste upp­ fylla certifiering enligt 80 PLUS Titanium men också annat. Klassen Titanium (på svenska Titan) är den mest utmanande av alla 80 PLUS­specifikationer. Den kräver mer än 91 procent effektivitet vid full last och över 96 procent vid 50 procents belastning. Transistorerna i familjen GAN041­650WSB kommer kapslade i TO­247. Därmed är de 36 procent mindre i storlek vid ett givet Rds(on) än alternativa 650V GaN­transistorer, hävdar Nexperia. De är konfigurerade i kaskad, vilket enligt Nexperia bäddar för

okomplicerad drivning. Likaså har de hög prestanda både vid hård­ och mjukswitchande konfiguration. De nya transistorerna finns att få i volym. ANNA WENNBERG

anna@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21


NYAPRODUKTER

12­bitar med våg­ formsgenerator

Sensor för utomhus n IR-MODUL Vishay Intertechnology har lanserat TS­ SP77038ETR, en ir­sensor i en miniatyrise­ rad ytmonterad kapsling för ir­mottagare kallad Heimdall Package som företaget ut­ vecklat. Driftområdet sträcker sig från –30 °C till +85 °C, medan enheten kan lagra info i temperaturer från –40 °C till +110 °C. Som standard är båda dessa temperaturområden från –25 °C till +85 °C. Enligt Vishay är sensorn perfekt att an­ vända utomhus i direkt solljus och där det är stora temperaturvariationer, exempelvis för olika typer av dörrlås. Den tar emot ir­pulser med våglängden 940 nm (peak wavelength), drivs med 2,5 till 5,5 V och drar 0,7 mA. Den är okänslig för brus på matningsspänningen, skyddad mot EMI och har filter som undertrycker synligt ljus. TSSP77038ETR kan indikera närvaro upp till åtta meter utomhus då den kombineras med Vishays ir­diod TSAL6200 vid fram­ strömmen 50 mA. Prover och volymer finns. ANNA WENNBERG anna@etn.se

När Teledyne LeCroy lanserar en uppdaterad version av 12­bitars­ oscilloskopet HDO6000 är det den inbyggda vågformsgeneratorn och den stora skärmen som lyfts fram. Oscilloskopdelen, med sina fyra kanaler och 10 GSa/s, är oförändrad. n TEST&MÄT 12 bitar innebär 16 gånger bättre upplösning än 8 bitar, vilket länge varit standard för oscilloskop. Därmed ökar chanserna att se saker som annars döljs i bruset. Kraftelektronik, fordon och lite mer avancerade inbyggda system är områden som kan dra nytta av den högre upplösningen. Grundtekniken i instrumenten är hämtad från Linköpingsbaserade Teledyne SP Devices och bygger på att sampel från flera AD­omvandlare interleavas för att lyfta antalet bitar till 12. LeCroy har döpt tekniken till HD4096. Den nya generationen av HDO6000 – som adderats bokstaven B efter namnet – har precis som A­modellen en maximal samp­

lingshastighet på 10 GSa/s med en band­ bredd på 350 MHz, 500 MHz eller 1 GHz. Den stora skillnaden är att instrumenten i B­modellen går att få med en integrerad vågformsgenerator som kan skapa signaler upp till 25 MHz. Själva DA­omvandlaren är på 125 MSa/s medan den maximala utspän­ ningen är 6 Vpp. Det finns standardsignaler som sinus, fyrkanvåg, pulser och triangel­ våg plus att vågformsminnet för den som skapar egna signaler är på 16 ksampel. Skärmen har blivit större. Numera är den 15,6 tum. Många inställningar kan göra med bara ett finger via Maui, LeCroys egenutvecklade användargränssnitt. PER HENRICSSON per@etn.se

Discover Our Product Portfolio ▪ Photodiodes ▪ IR Components ▪ Laser Modules ▪ Laser Diodes

▪ Fiber Optics ▪ Laser Optics ▪ Motion Control

www.lasercomponents.se 2020_LCN_Ad-Portfolio_185x135.indd 1

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21

26.10.2020 10:07:49

31


NYAPRODUKTER

Litet kort för digitala signaler n TEST&MÄT Med sina 168x107 mm är Spectrums nya AD­ och DA­ kort tillräckligt litet för att rymmas i en PC. Datorn kan därmed fungera som logik­ analysator med integrerad vågformsgenerator.

M2p.7515­x4 är det hittills minsta PCIe­kortet från det tyska företaget. Det har 32 kana­ ler med maximalt 125 MSa/s för logikanalys eller mönstergene­ rering. Minnet är på 1 Gbyte som standard. På framsidan av kortet finns två stycken kontakter av typen Hirose FX2. Vid digital insam­ ling är kanalerna kompatibla med 3,3 V och 5 V. När kortet istället används för att generera signaler är utspän­ ning normalt 0,2 V för låga nivåer och 2,8 V för höga nivåer och hög impedans. D E T F I N N S E N R A D olika insam­ lings­ och uppspelningssätt. Vid generering av mönster kan korten exempelvis fungera för ”Single­ shot”, ”Multiple Replay” (Burst), ”Gated Replay”, ”Sequence” och FIFO. Det är också möjligt att skicka nya data till det inbyggda minnet samtidigt som signaler som sparats tidigare spelas upp. Möjligheten att använda FIFO­strömning, med en högsta överföringshastighet över PCIe­bussen på 700 MByte/s,

TDK breddar sitt utbud av ytmonterade drosslar

gör dessutom att användare kan generera ständigt förändrade digitala mönster under mycket långa tidsperioder. Vid insamling av digitala sig­ naler stöder korten ”Single­shot”, ”Multiple Recording”, ”Gated Sampling” och FIFO. Kombina­ tionen av de olika lägena och det stora inbyggda minnet gör att det är lätt att fånga och övervaka långa och komplicerade digitala signalmönster. F Ö R AT T S Ä K E R S TÄ L L A noggrann timing har korten en flexibel in­ tern klocka med intern referens med noggrannhet på mer än 1 ppm. Vid behov stöder korten även användning av en extern klocka eller extern klockreferens. Det går att synkronisera upp till 16 kort kort med hjälp av Spectrums så kallade Star­Hub­ system för distribuering av klocka och trigger. M2p.7515­x4 är fullt program­ merbar och kommer med driv­ rutiner för Windows och Linux, liksom programmeringsexempel för C++, Labview, Matlab, Visual Basic.NET, Python och andra populära programmeringsspråk.

n INDUKTOR Tre serier av kraftinduktorer i Epcos­portföljen är vad japanska TDK just släppt. Varje serie består av upp till tio versioner med induktan­ ser från 1,0 µH till 30 µH.

Det är Epcos välkända portfölj för ytmonterat – ERU­SMT – som nu får tillskott av de tre serierna ERU19, ERU24 och ERU27. De går att få med induktanser mellan 1,0 µH och 30 µH, medan de täcker mättnadsströmmar från 11,5 A till 101,5 A vid 25 °C. E N V I K T I G FA K TO R som TDK framhåller är det kompakta formatet. Den minsta dros­ seln upptar 19,9 × 18,5 mm av kretskortet medan den största behöver 27,8 × 25,8 mm. Företaget hävdar att det är upp till 14 procent mindre

yta än vad motsvarande före­ gångare kräver. Höjden hos de olika indi­ viderna varierar mellan 7,65 mm och 16,9 mm. Den låga profilen kommer av en platt och rektangulär spiralformad lindningsteknik, vilken TDK även hävdar ger i lägre för­ luster. Drosslarna har resistansen från 0,46 till 17 mohm. De är konstruerade för driftstem­ peraturer mellan –40 °C och +150 °C. De är exempelvis lämpade att användas i konstruktioner med switchad kraftaggregat med höga strömmar, DC7DC­ omvandlare, POL­omvandla­ re, inverterare för solpaneler och fordonstilllämpningar. De är kvalificerad för fordons­ standarden AEC­Q200. ANNA WENNBERG anna@etn.se

PER HENRICSSON per@etn.se

Är du medlem i

?

SER, Sveriges Elektro- Data- och IT-ingenjörer, är intresseförening för yrkesverksamma. SER arrangerar digitala studiebesök, föredrag och seminarier med aktuellt fokus. SER är kontaktskapare mellan medlemmar och intressanta företag. I SER-Kanalen hittar du som medlem aktuella digitala events samt digitalt arkiv för inspelat material. SER-partners är: • SWEDSOFT, en förening för företag och organisationer inom programvaruutveckling. SWEDSOFT har digitala seminarier och konferenser i aktuella ämnen. • EUREL, Convention of National Associations of Electrical Engineers of Europe. Bli medlem i SER: ser.se/medlemskap/bli-medlem/. I medlemskapet ingår medlemstidningen Elteknik, Elektroniktidningen samt Nordisk Energi. Läs mer på ser.se.

32

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21


NYAPRODUKTER n POWER Den nya serien kommer i fem modeller som le­ vererar 150 V, 200 V, 250 V, 300 V eller 400 V. Om flera enheter ansluts i serie går det att få en likspänning på upp till 800 V. Serien heter HDL3000. Hos alla modeller kan både utspän­ ning och ström justeras mellan 0 och 105 procent. Justeringen kan ske analogt, via spänning eller resistans, eller digitala med ­RS485-, RS232- eller I2Cgränssnitt.

Kraft programmerad för fast ström eller spänning Kraftspecialisten XP Power har lanserat en serie AC/DCaggregat som beroende av inspänning kan ge upp till 3 kW. Utgången kan programmeras till konstant spänning eller ström. I tillämpningar som kräver hög ström kan upp till åtta enheter parallellkopplas.

E N H E T E R N A K A N H A N T E R A växel­ spänningar mellan 90 och 264 V. Vid inspänningar upp till 180 V är den maximala uteffekten 2 000 W, vid högre inspänningar kan enheterna leverera upp till 3 000 W. Vid 230 V in med full belastning är verkningsgraden upp till 92 procent. Om tillämpningen kräver hög ström kan upp till åtta ­aggregat parallellkopplas med aktiv strömdelning, inbyggda ORingdioder förenklar proceduren. Enheterna är kompakta – 170,0 × 64,0 × 301,49 mm – och

kyls genom forcerat luftflöde från en inbyggd fläkt med styrbar hastighet. Driftstemperaturen är mellan –20 °C och +60 °C, med full effekt upp till +50 °C. Med HDL3000-serien riktar sig XP Power exempelvis mot batteritest och simulerings­ system, eller lasersystem, LED-härdning, belysning, uppvärmning, elektrolys och motordrivning. D E D I G I TA L A G R Ä N S S N I T T E N gör att modulerna kan övervakas och styras på distans. Inbyggda lys­ dioder indikerar visuellt exem­ pelvis att utspänningen är okej, överspänning, överbelastning, överhettning, fläktfel och annat. Ett grafiskt användargränssnitt (GUI) och användarmanual som stöder systemutveckling finns att tillgå. Serien säkerhetscertifierad och uppfyller emissions-, över­ tons- och immunitetsnormer som krävs. Alla modeller kom­ mer med 3 års garanti.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

Från Idé till Produkt Elektronikdesign, EMC test, Produktion Utveckling Hårdvara Mjukvara

Produktion

SMD Hålmontering Slutmontering

EMC

Ackrediterat lab Filter design Filterproduktion

Test

Klimat Mekanisk

KEMET Electronics AB • Thörnblads väg 6 • 386 90 Färjestaden • Telefon 0485-563900 • www.kemet.com/Dectron



ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21

33


NYAPRODUKTER

Digital kraft i litet format VCO med sikte på trådlöst

n STRÖMFÖRSÖRJNING Flex Power Modules – som utvecklar skalbar strömförsörjning i Sverige – lanserar en digital POL-omvandlare konstruerad för tele- och datakom. Den kommer i en vertikalmonterad SPI-modul och kan leverera upp till 80 A samt en effekt på hela 198 W.

Den nya POL-omvandlaren, BMR474, hanterar inspänningar mellan 6 V och 15 V, medan ut­ spänningen kan justeras från 0,6 V till 3,3 V. För utspänningar upp till 1,8 V kan modulen leverera 80 A, medan strömmen ut når maxi­ malt 60 A vid högre utspänning. Modulen kommer i ett ­kompakt SIP-format som mäter 33 × 8,6 × 19 mm. Den upptar 2,84 cm2 på kortet och inklu­

derar anslutningar optimerade för hög ström som minimerar resistiva förluster mellan kraft­ modulen och last. BMR474 är konstruerad för tele- och datakom, vilket företaget menar innebär att pris, prestanda och verkningsgrad optimerats. Den konfigureras lätt via via PMBus-gränssnittet. Verkningsgraden ligger på 95,1 procent vid inspänningen 12 V, en

utspänning på 3,3 V och full last. Arbetstemperaturområdet sträcker sig från –40 °C till +125 °C. Enheten uppfyller sä­ kerhetskraven enligt IEC/EN /UL 62368-, den inkluderar en mängd skyddsfunktioner och har en ge­ nomsnittlig tid mellan fel (MTBF) på över 23 miljoner timmar. Prover av BMR474 finns tillgängliga. ANNA WENNBERG

anna@etn.se

Stark liten vit LED för IoT n LYSDIOD En extremt liten lysdiod med hög ljusstyrka och vitt ljus är vad japanska Rohm utveck­ lat och just släppt. LED:en är optimerad för att användas i IoT-enheter, drönare och ­annat batteridrivet.

På senare år har vita lysdioder med hög ljusstyrka, typ 2.0 Candela, blivit allt vanligare att använda för att förbättra synlig­ het i en rad tillämpningar inom konsumentelektronik, på sikt även bilindustri. Samtidigt krävs det i många fall att många lysdioder monteras på ett väldigt

34

litet utrymme – men att få upp ljusstyrkan med mycket små LED:ar har varit en utmaning, hävdar Rohm. Nu har företaget utvecklat CSL 1104WB, en lysdiod med extremt kompakt design och hög ljusstyrka. Den kommer i storle­ ken 1608 – vilket betyder att den är 1,6 mm x 0,8 mm – och strålar 2,0 Candela. Det är enligt Rohm samma ljusstyrka som dagens LED:ar i 3528-format ger, vilket betyder att nykomlingen leverera motsvarande ljusstyrka men har 87 mindre yta. Till detta kommer att färg­ variationen har förbättrats,

n OSCILLATOR Amerikanska Crystek, spe­ cialiserat på olika oscillato­ rer, har lanserat en spän­ ningsstyrd oscillator för 3 000 MHz. Den siktar på en plats i exempelvis bassta­ tionen och andra trådlösa kommunikationssystem.

Nykomlingen har det långa namnet CVCO55CCQ3000-3000VCO. Det handlar om en en spänningsstyrd ­oscillator (VCO), med styr­ spänning mellan 0,3 och 4,7 V och frekvensen 3 000 MHz. Nykomlingen har ett typiskt fasbrus på –115 dBc/Hz vid en offset om 10 kHz och mycket hög linjäritet. ­Ut­effekten är typiskt 3 dBm. Den kommer kapslad i en standardiserad kapsel för ytmontering som är 12,7 × 12,5 mm. Inspänningen är 5V, medan den typiskt drar 20 mA. Andra harmoniska överto­ nen är undertryckt –20 dBc. Den nya VCON:n passar enligt Crystek att använda i tillämpningar såsom radio­ basstationer, digital radiout­ rustning, fast trådlös access och satellitkommunikation. Företaget anger inget pris på enheterna. ANNA WENNBERG anna@etn.se

vilket enligt företaget förenklar färgjusteringen. Planen är att kvalificera en­ heten enligt fordonsstandarden AEC-Q102, speciellt framtagen för optiska enheter. Därmed kan den även användas inom indu­ strin och i fordonstillämpningar. Nykomlingen finns att köpa från distributörerna Digi-Key, Mouser och Farnell från nu (april 2021). Framöver planerar Rohm att expandera sin portfölj av vita lysdioder i storleken 1608 med enheter i olika ljusstyrka. ANNA WENNBERG anna@etn.se

Skräddarsydd mekanik för elektronikprodukter.

www.blomdahls.com

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21


Svensk Elektronik I världsklass, först in i framtiden

Se till att bli medlem och ta del av våra förmåner – tillsammans skapar vi förutsättningar!

Mötesplats Elektronik i Stockholm 2022

Summit/Stora Elektronikdagen i Göteborg

Svensk Elektronik och Easyfairs lanserar mötesplatsen Elektronik i Stockholm den 6–7 april 2022 på Kistamässan i ett unikt samarbete. En eerlängtad möjlighet för branschen att nätverka, inspireras och göra affärer. Elektronikmässan, Sveriges viktigaste mötesplats för elektronikbranschen, kommer nu till Stockholm. Mässan har arrangerats sedan 2011 i Göteborg och är en uppskattad och välbesökt mötesplats i Västsverige. Elektronikmässan, en 2-dagarsmässa, för hela elektronikbranschen. På mötesplatsen lanseras uppdateringar kring allt från elektronikproduktion, komponenter och material till embedded technology, IoT och cybersäkerhet. Här förenas kunder och leverantörer från hela elektronikbranschen i en inspirerande miljö präglad av framåtanda och innovationer i framkant. Parallellt kommer även Advanced Engineering gå av stapeln i samma mässhall. För mer info och boka utställningsyta, https://www.elektronikmassan.se/ sv/elektronikmassan-stockholm-2022. Medlemmar i Svensk Elektronik erhåller 15% rabatt på monterhyran.

Tillsammans med Smartare elektroniksystem, strategiskt innovationsprogram, avser vi genomföra Summit/Stora elektronikdagen i Lindholmen, Göteborg den 13 september. Så många som tiden tillåter är välkomna fysiskt till denna dag och resten av oss har möjligheten att delta digitalt. Markera gärna i din kalender redan nu.

International Distribution of Electronics Association – IDEA Bristen på halvledarkomponenter har väl inte undgått någon som behöver elektronik i sina produkter. Detta leder till långa ledtider och förändrad prisbild. Svensk Elektronik är medlem i IDEA, och tack vare det så får våra medlemmar regelbundna rapporter kvartalsvis. Där får man en god bild på statistik för order och faktureringsläget med avseende på halvledarkomponenter i Europa. Den 9 juni planerar IDEA ett digitalt seminarium som behandlar läget för halvledarindustrin i världen som kommer vara tillgängligt för Svensk Elektroniks medlemmar. Ett skäl gott som annat att bli medlem!

Seminarium ”5G som drivkraŽ för hållbara energilösningar” Svensk Elektroniks nya sektion ICT Energy anordnade den 18 maj ett digitalt seminarium som behandlar de utmaningar

i kra- och energilösningar som 5G ställer. Eventet blev mycket lyckat och ger mersmak för kommande seminarier.

Tillsammans skapar vi branschens framtid. Ditt företag är väl med? Ett medlemskap i Svensk Elektronik stärker dig och ditt företag. www.svenskelektronik.se info@svenskelektronik.se

KALENDARIUM 3 juni Årsmöte för medlemmar i Svensk Elektronik. Reservera dagen i din kalender. 13 september Summit/Stora Elektronikdagen, Lindholmen, Göteborg. 6–7 april 2022 Elektronik i Stockholm, Kistamässan. svenskelektronik.se/ kalendarium

Årsmöte Svensk Elektronik Föreningens årsmöte den 3 juni kl 13–15.40. Förutom den formella delen, som tar cirka en timme, har vi även en föredrags- och informationsdel. Programmet innehåller bland annat konjunkturanalys och hur EU-Bryssel påverkar vår bransch. Det lovar bli lika intressant för våra medlemmar som vanligt!

Vi på Svensk Elektronik önskar dig ett fortsatt gott och utvecklande 2021!

Peter Björkholm Svensk Elektronik


POSTTIDNING B Returadress: Elektroniktidningen Folkungagatan 122, 4 tr 116 30 Stockholm

Proven test solutions for automotive innovations

WE ACCELERATE AUTOMOTIVE TECHNOLOGIES We apply our market-leading technical expertise to develop innovative solutions through the entire lifecycle from pre-development to production. With testing solutions for radar, connectivity, infotainment, high-performance computing and EMC, we provide reliability in innovation. Test it. Trust it. www.rohde-schwarz.com/automotive

Profile for ETNdigi

Elektroniktidningen maj 2021  

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded