NR 2 FEBRUARI 2022
ELEKTRONIK TIDNINGEN
TEMA: OPTO & DISPLAYER
SUPERMATERIALET för solceller och lysdioder Billiga Ă€mnen i kombination med en enkel och energisnĂ„l tillverkningsprocess har gjort perovskit till ett lovande material för optokomponenter. /22â23
KVANTPRICKAR:
ENTANGLY:
Minipyramider kan bli nÀsta miljöbelysning
SkÀr med laser utan att brÀnna
/12â15
/18â19
PRENUMERERA KOSTNADSFRIT T! ETN.SE/PREN
SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FĂR PROFFS
INNEHĂ LL: ETN 2/22
28
Utges av Elektroniktidningen Sverige AB adress: Folkungagatan 122, 4 tr, 116 30 Stockholm. telefon: 0734-17 10 99 | www.etn.se bankgiro: 5456-3127 redaktion: Anna Wennberg (ansv. utg.), Per Henricsson, Jan TĂ„ngring. grafisk formgivning och layout: Joakim Flink, TYPA jocke.flink@typa.se annonser: Anne-Charlotte Sparrvik, 0734-17 10 99 | e-post: ac@etn.se prenumeration: webb: etn.se/pren e-post: pren@etn.se
6
Anna Wennberg Bevakar analogt, opto och kommuniÂkation, kraft, senÂsoÂrer, distriÂbution, medicinsk elektronik och minnen. anna@etn.se | 0734-17 13 11
Per Henricsson Bevakar test & mĂ€t, rf och komÂmunikation, produktion, FPGA, EDA och passiva komponenter. per@etn.se | 0734-17 13 03
Jan TĂ„ngring Bevakar inÂbyggda system, mjukvara, processorer, kort och skĂ€rmar. jan@etn.se | 0734-17 13 09
Anne-Charlotte Sparrvik Ansvarar för sĂ€lj- och Âmarknadsföring. ac@etn.se | 0734-17 10 99 © Elektroniktidningen 2022 upplaga: 13 000 ex. Allt material lagras elektroniskt. issn 1102-7495 Organ för SER, Svenska Elektrooch DataingenÂjörers Riksförening, www.ser.se Tidningen trycks pĂ„ miljövĂ€nligt papper av Pipeline Nordic. omslagsbilden: Forskare vid LiU har skapat lysdioder som lyser stabilt i blĂ„tt av halida perovskiter. foto: Thor Balkhed/LiU
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
20 4 6 16 20
16
Gratis kretskortsverktyg med höga ambitioner 32 lager och tusentals komponenter Àr inget problem för EDA-verktyget KiCAD som drivs som ett open sourceprojekt.
Allt du vill veta om Northvolt och batterifabriker Northvolts etablering i Göteborg blir en kopia av etableringen i SkellefteÄ. Det hÀr Àr vad som kommer att hÀnda. Svensk teknik kopplar ihop optonÀtet Kistabaserade Smartoptics tog chansen nÀr optonÀten började öppnas upp. I fjol sÄlde företaget egenutvecklade nÀtverks produkter för 300 miljoner kronor.
3D-modeller i realtid av allt som rör sig Genom att fĂ€sta mĂ€tpunkter pĂ„ ÂmĂ€nniskor, djur och föremĂ„l, kan Qualisys mĂ€ta deras rörelser exakt, till nytta för allt frĂ„n vĂ„rd till videospel.
24
24
26
EXPERT: Rena luft och vatten med UV-ljus Lysdioder med UVC-ljus öppnar nya möjligheter att sterilisera och desinficera, skriver Alain Bruno Kamwa, Rutronik och Nancy Yang, Lextar.
26 28
EXPERT: SĂ„ görs 3D-avbildning med lidar Alain Bruno Kamwa pĂ„ Rutronik ÂberĂ€ttar hur lidar och time-of-flight kan anvĂ€ndas för 3D-avbildning.
EXPERT: Se men inte röra Kontaktlösa pekskÀrmar byggs med hjÀlp av millimeterradar och Àr ett alternativ till antibakteriella belÀggningar. Det berÀttar Ludwig Deimel pÄ Distec.
3
STARTBLOCKET
DET KOM ETT EMAIL TILL ELEKTRONIKTIDNINGEN:
âJag vill uppmĂ€rksamma ETN pĂ„ att KiCAD har kommit med en ny release. Elektronikcad för professionellt bruk Ă€r otroligt bra â men ocksĂ„ mycket kostsamt. KiCAD, som Ă€r Âfreeware och open source Ă€r ett Âotroligt bra alternativ för studenter och mera avancerade Âhobbyister.â AvsĂ€ndare var Göran Hasse pĂ„ konsultbolaget Raditex. Han arbetar framför allt med utveckling pĂ„ Unix men har pĂ„ senare Ă„r varit med i ett antal IoT-projekt dĂ€r han designat egna kort. Vi ringde upp honom för att fĂ„ hans erfarenheter av KiCAD och pratade dessutom med Seth Hillbrand i Long Beach, Kalifornien. Han ingĂ„r i kĂ€rngruppen av utvecklare och driver dessutom ett konsultbolag som ger support pĂ„ KiCAD.
FAKTA
En pigg 30-Ă„ring Det som idag Ă€r KiCAD startade 1992 pĂ„ universitetet i franska Grenoble dĂ€r Jean-Pierre Charras behövde ett verktyg för att lĂ„ta studenterna göra kretskort. Resultatet spreds Ă€ven utanför universitet men utvecklingen gick sakta och uppdateringarna skickades per epost. Runt 2010 kom Cern in i bilden. Forskningsinstitutet har som princip att stötta open source-projekt och bidrog till utvecklingsarbetet med tvĂ„ deltidstjĂ€nster plus infrastruktur i form av servrar. För ungefĂ€r fem Ă„r sedan började Cern trappa ned sitt engagemang och KiCAD fick stĂ„ pĂ„ egna ben. Idag finns en inre grupp pĂ„ tolv personer inklusive JeanPierre Charras som Ă€r engagerade i utvecklingsarbetet och dessutom hjĂ€lper till att fixa buggar. De fĂ„r betalt för att göra avgrĂ€nsade uppgifter. Pengarna kommer framför allt frĂ„n den Ă„rliga insamlingskampanjen. â Vi fĂ„r in mellan 70 000 och 100 000 dollar per Ă„r vilket Ă€r mer Ă€n de flesta open sourceprojekt, sĂ€ger Seth Hillbrand.
4
Gratis kretskortsverktyg med höga ambitioner Det Ă€r lĂ€tt att klassa KiCAD som ett EDA-verktyg för hobbyister och skolor bara för att det Ă€r open source och dĂ€rmed gratis. Men de flesta kort som designas med KiCAD Ă€r för kommersiella produkter och kan ha upp till 32 lager med tusentals komponenter. â MĂ„let Ă€r att bygga ett verktyg för professionella anvĂ€ndare med funktioner som Ă€r i paritet med de kommersiella verktygen. Det finns inga begrĂ€nsningar vad gĂ€ller antal anslutningar, antal nĂ€t eller tabeller, sĂ€ger Seth Hillbrand och fortsĂ€tter: â Sen har vi fokus pĂ„ Âhastighet, hur snabbt man kan göra en iteration nĂ€r man arbetar med en komplex design. Ett par hundra ledare kan vara lĂ„ngsamt att skyffla runt i andra verktyg. I KiCAD har vi lagt ner mycket mer tid pĂ„ att den processen ska vara snabb och effektiv. S E T H H I L L B R A N D Ă€r en av tolv utvecklare i den inre gruppen men driver ocksĂ„ ett konsultÂbolag för KiCAD. Mer om det i en separat ruta. Seth Hillbrand ser inte gratisverktyg som Designspark eller den fria versionen frĂ„n Altium som konkurrenter, deras begrĂ€nsningar Ă€r allt för mĂ„nga. â Vi tar inga anvĂ€ndare frĂ„n dem utan bygger en ny klass av konstruktörer som inte fanns tidigare. Vi fĂ„r fler mĂ€nniskor att syssla med sĂ„nt hĂ€r. Version 6 av KiCAD slĂ€pptes sĂ„ sent som i december. â Vi lade ner mycket tid pĂ„ anvĂ€ndarupplevelsen. Hur det Ă€r att börja anvĂ€nda KiCAD och var anvĂ€ndarna fastnar â sĂ„ vi hoppas att det Ă€r mycket mer lĂ€ttanvĂ€nt nu. PĂ E N O C H E N H A LV mĂ„nad har programmet laddats ner 135 000 gĂ„nger. Totalt finns mellan 250 000 och 300 000 anvĂ€ndare. Att varannan anvĂ€ndare fortsatte med den Ă€ldre versionen 5.1 beror typiskt pĂ„ att de inte vill uppgradera under ett pĂ„gĂ„ende projekt.
Ăven om KiCAD startade i Frankrike finns de flesta anvĂ€ndarna idag i USA och Tyskland, som stĂ„r för 30 procent vardera. Resten av EU utgör runt 20 procent och Kina resterande 20 procent. Att Kina inte Ă€r större kan vara för att KiCAD fick stöd för kinesiska tecken först i den senaste versionen. â Det var ett stort projekt efter som man mĂ„ste rita fonterna. Efter det har vi sett en ökning, sĂ€ger Seth Hillbrand.
Programmet körs pÄ din egen dator, det finns ingen molnversion, sÄ prestanda hÀnger ihop med vad du har för hÄrdvara. Framför allt Àr grafikkortet avgörande för snabbheten. NÀr det gÀller operativsystem stöds Windows, iOS och Unix. AT T P R O G R A M M E T ligger lokalt betyder ocksÄ att du aldrig kommer att förlora det. Det finns ingen licens som löper ut och du tvingas aldrig uppdatera om du inte vill.
FAKTA
RĂ€cker lĂ„ngt â De senaste Ă„ren har jag fuskat stort komponentbibliotek. med hĂ„rdvara och provat allt â Det finns ocksĂ„ olika projekt möjligt. Jag har tagit in offerter, pĂ„ nĂ€tet och mĂ„nga tillverkare har men man fĂ„r rĂ€kna med 40, 50, symboler och footprint för KiCAD. 60 eller 80 tusen per Ă„r sĂ„ jag har Den som Ă€ndĂ„ saknar en komhĂ€ngt pĂ„ KiCAD i stĂ€llet. Det Ă€r ponent kan göra sin egen modell tillrĂ€ckligt bra, sĂ€ger Göran Hasse eller betala nĂ„gon för att fĂ„ den pĂ„ konsultbolaget Raditex. fixad. Ett alternativ till En sak som saknas KiCAD kan vara nĂ„got Ă€r en bra koppling till av gratisverktygen frĂ„n mekaniska CAD-program, komponentdistributösĂ„ det Ă€r inte helt lĂ€tt att rena eller EDA-företagen veta om kortet passar i men de har normalt olika den tĂ€nkta lĂ„dan. begrĂ€nsningar som hur DĂ€remot gĂ„r det bra att mĂ„nga komponenter skapa materiallistor (BOM) man fĂ„r anvĂ€nda, antalet nĂ€r man Ă€r klar. Göran Hasse lager eller liknande. â Det finns olika att KiCAD Ă€r ocksĂ„ ett bra alternativ vĂ€lja pĂ„ sĂ„ man kan fĂ„ den man till alla âfulkopiorâ som cirkulerar. gillar bĂ€st. â Jag har stött pĂ„ det i IoTDen hĂ€r typen av tillĂ€gg Ă€r ofta projekt. NĂ€r man pratar med dem programmerade i Python och visar det sig att de kör en hackad kommunicerar med KiCAD via de version eftersom mĂ„nga verktyg Ă€r API:er som programmet tillhansĂ„ kostsamma. dahĂ„ller. Göra Hasse pĂ„pekar ocksĂ„ att NĂ€r konstruktionen vĂ€l Ă€r klar man laddar ned programmet behöver man bara sĂ€tta vissa paraoch kör det i sin egen dator vilket metrar som tjocklekar och bredder ger full kontroll. Man slipper alla pĂ„ ledarna. licenser och tvingas aldrig att â Sen skickar man ivĂ€g hela uppgradera till en ny version. KiCAD-projektet. Det Ă€r himla â Det Ă€r otroligt snabbt pĂ„ dabekvĂ€mt, dĂ„ kan de sjĂ€lva ha gens maskiner, sĂ€ger Göran Hasse. kontroll över allt. Har du konstrukI och med att verktyget har sĂ„ tionsunderlaget sĂ„ har du, sĂ€ger mĂ„nga anvĂ€ndare finns ett hyfsat Göran Hasse.
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
STARTBLOCKET FAKTA
Finns hjÀlp att fÄ De som anvÀnder KiCAD i sitt arbete vill snabbt kunna fÄ hjÀlp. Det gÀller oberoende om det Àr en bugg i verktyget eller att de inte förstÄr hur man ska göra för att fÄ ett önskat resultat. Ett IoT-kort för övervakning av pumpstationer som designats med hjÀlp av KiCAD.
Att det ligger lokalt Ă€r en egenskap som brukar tilltalar anvĂ€ndare pĂ„ myndigheter och inom militĂ€ren, de undviker molnlösningar för uppgifter som pĂ„ inga villkor fĂ„r komma pĂ„ avvĂ€gar. Ăven om KiCAD tog ett ordentligt kliv uppĂ„t med version 6.0 Ă€r det fortfarande en hel del saker som inte gĂ„r att göra, men planerna för nĂ€sta version Ă€r ambitiösa. â Vi arbetar med att erbjuda routing av bussar (multitrace routing) och att flera anvĂ€ndare arbetar med samma projekt. E N A N N A N F U N K T I O N som Ă€r under utveckling Ă€r möjligheten att flytta och dra i ledare som Ă€r böjda. â Om anvĂ€ndarna vill ha en funktion Ă€r det intressant för oss. Det som hĂ€nder Ă€r att KiCAD blir bĂ€ttre vilket ökar marknaden för alla. Ytterligare ett projekt inför version sju
Ă€r att inkludera finita elementmetoden, FEM. â Vi har en aktiv arbetsgrupp för det och har hjĂ€lp av SparseÂlizard, ett open sourceprojekt för FEM, som anvĂ€nds lite hĂ€r och var, sĂ€ger Seth Hillbrand. F E M K A N B L A N D A N N AT anvĂ€ndas för att modellera vĂ€rmeutÂveckling, för att analysera EMC-Âstörningar liksom för elektromagnetiska och magneÂtiska simuleringar. Exakt vad som kommer att vara klart till nĂ€sta version Ă„terstĂ„r att se men mĂ„let Ă€r att i varje fall fĂ„ med rf-simulering för det lĂ€gre frekvensomrĂ„det, och analys av vĂ€rmeutveckling. För den som designar analoga kretsar finns redan nu stöd för Spice-simuleringar.
PER HENRICSSON per@etn.se
â En sak som vi hörde frĂ„n anvĂ€ndare nĂ€r vi körde konferenser före covid var att de vill ha support med garanterad responstid, sĂ€ger Seth Hillbrand. Det har hela tiden funnits forum dĂ€r man kan stĂ€lla frĂ„gor och be om hjĂ€lp men â som alltid med den typen av lösningar â vet man inte hur lĂ„ng tid det tar att fĂ„ ett svar eller vilken kvalitet det har. â Vi bestĂ€mde oss för att starta ett företag som erbjöd det. Seth Hillbrand driver KiCAD Services tillsammans med Wayne Seth Hillbrand Stambaugh. Förutom support sysslar de Ă€ven med utbildning och deltar i utvecklingsarbetet. Ett Ă„rskort för en anvĂ€ndare kostar 400 dollar och garanterar svar inom ett dygn. â Det kan spara mĂ„nga timmar som de kan anvĂ€nda till annat. Om problemet Ă€r en bugg som gĂ„r att Ă„tgĂ€rda, genereras en ny version av programmet som kunden kan ladda ner för att komma vidare. TillĂ€ggas kan att Seth och Wayne kan ta hjĂ€lp av en grupp personer runt om i vĂ€rlden nĂ€r sĂ„ behövs. TvĂ„ av dem finns i Europa och en i Australien. â Ăr det ett svĂ„rt problem kan vi sĂ€tta upp en videokonferens och arbeta oss igenom problemet.
Levererar mer Det största urvalet av halvledare och elektroniska komponenter i lager, redo att skickasâą
mouser.se
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
5
STARTBLOCKET KRĂNIKA
Allt du vill veta om Northvolt och batterifabriker Ăr Northvolt en stor grej? Det Ă€r ovĂ€rderligt för svensk industri att Northvolt leder etableringen av en europeisk batteriindustri. Under de senaste Ă„ren har det dykt upp mĂ„nga efterföljare â tre dussin batterifabriker planeras i Europa efter Northvolt. Det gynnar Ă€ven utveckling av andra industrier inom hela ekosystemet för batterier och elektrifiering. Vad Ă€r det som hĂ€nder? Elektrifieringen ökar efterfrĂ„gan pĂ„ elbils batterier med magnituder. Batterifabriker brukade producera kanske högst en Gwh per Ă„r. De nya fabrikerna producerar tiotals GWh. Elbilsbatterier brukade vara en hyllprodukt som levererades av sydkoreanska, japanska, taiwanesiska och kinesiska bolag. Biltillverkarna satsar nu allt pĂ„ att sĂ€kra tillgĂ„ngen till batterier för sin egen del, för att inte komma efter nĂ€r elbilsmarknaden etableras. De stora tar egen kontroll över produktionen â Northvolt och andra hjĂ€lper dem att komma igĂ„ng. GĂ„r alla batterier till elbilar? Ăven energilager och andra elnĂ€tsfunktioner som behöver batterier vĂ€xer dramatiskt men den tillĂ€mpningen blir en magnitud mindre Ă€n tillĂ€mpningen i elbilar, tror de flesta. Varför byggs batterifabriker i Europa? För att batteriproduktion Ă€r en bra affĂ€r, för att batteriproduktion nĂ€ra bilproduktionen Ă€r mer lönsam och snĂ€llare mot klimatet, och för att EU vill ha en oberoende fordonsindustri. Vilka bygger i Europa? De etablerade asiatiska jĂ€ttarna bygger Ă€ven i Europa. De utmanas av europeiska nya företag. Biltillverkare bygger i samarbeten med de tvĂ„ förstnĂ€mnda.
NORTHVOLT
MĂ„nga frĂ„gor har vĂ€ckts sedan Northvolt satte ner foten i Torslanda för sin nĂ€sta Âbatterifabrik. Svaret pĂ„ de flesta finns i ÂElektroniktidningens arkiv.
âVi behöver dig nu och Ă€nnu mer nĂ€r du fĂ„tt erfarenhet frĂ„n produktionslinanâ â sĂ„ rekryterar Northvolt för boostrappad kompetens.
GĂ„r det att konkurrera med Teslas Âgigafabriker? Ja. Tesla leder utvecklingen pĂ„ mĂ„nga fronter, men framgĂ„ngsrecepten kan kopieras. Northvolts grundare kommer frĂ„n Tesla, liksom chefen för Torslandafabriken och han har fĂ€rsk erfarenhet av samma jobb pĂ„ tvĂ„ Tesla-giga fabriker. Europeerna kan liksom Tesla rida pĂ„ expertis frĂ„n de asiatiska batterijĂ€ttarna. Sverige, EU och etableringsorterna hjĂ€lper ivrigt till med finansiering, rĂ„dgivning, förmedning, infrastruktur, och annat. God industringskompetens finns i Europa.
NORTHVOLT
De batterier Northvolt bygger idag â Ă€r de konkurrenskraftiga i morgon med tanke pĂ„ utvecklingen? Northvolts affĂ€r Ă€r redan i hamn. Northvolt har sedan lĂ€nge sĂ„lt kommande Ă„rsproduktioner frĂ„n SkellefteĂ„, för en prislapp som Ă€r mĂ„nga gĂ„nger högre Ă€n vad anlĂ€ggningarna kostar att bygga. Volvo köper produktionen frĂ„n Torslanda. Att Northvolt Ă€r tidigt ute ger företaget en guldsits under dess första tvĂ„, tre Ă„r. Kunderna behöver batterier omgĂ„ende. De kommer inte att rulla tummarna i vĂ€ntan pĂ„ eventuell ny teknik som kan vara mogen för volymproduktion om ett decennium. Inte heller de tre dussin gigafabriker som planeras i Europa efter Northvolt behöver antagligen oroa sig. Snarare Ă€n att bli konkurrenter kommer de att dela pĂ„ en vĂ€xande kaka under sina första Ă„r. Kan Northvolt anpassa sig till nya sorters batterier? Vad gĂ€ller massproduktion av batterier för fordon kommer litiumjonbatterier garanterat att dominera detta decennium och har en god chans att dominera Ă€ven nĂ€sta. Det tar mĂ„nga Ă„r att gĂ„ frĂ„n teknik som fungerar i labbet till teknik anpassad för volym produktion. Det Ă€r extra svĂ„rt att tĂ€vla mot gigantiska investeringar som redan Ă€r gjorda.
Första skiftet i SkellefteÄ avklarades strax före nyÄr. Första skiftet i Torslanda Àr om tre Är.
6
Finns arbetskraft? Produktionen startar inte förrÀn 2025, sÄ det finns gott om tid till rekrytering och utbildning. AnlÀggningen i Torslanda blir tekniskt en blÄkopia av SkellefteÄ och Àven uppgiften att rekrytera gÄr i repris. Allt som Northvolt ska göra nu i Torslanda har bolaget redan gjort i SkellefteÄ.
Northvolt adresserade rekryteringen för SkellefteĂ„ tidigt med stöd av kommun, region, universitet, arbetsförmedling och utbildningsvĂ€sen. Det har redan startas nya utbildningar och ny forskning i Sverige för Northvolts ÂrĂ€kning för olika kompetenser. Kvalificerad arbetskraft rekryteras utomlands, sĂ€rskilt för uppstarfasen. DĂ€refter kan kompetensen bootstrappas. LĂ€rlingarna frĂ„n första produktslinan i SkellefteĂ„ blir veteraner till andra produktionslinan. Torslanda kommer att kunna rekrytera nyckelkompetens frĂ„n SkellefteĂ„. Gigafabriksarbetare Ă€r en eftertraktad merit globalt att ha pĂ„ sin cv just nu. Vilka utmaningar finns för Northvolt? Nummer ett Ă€r tillgĂ„ng till rĂ„material. I Kina kostar litium fem gĂ„nger mer idag Ă€n för ett Ă„r sedan. Mineraler finns i överflöd, men det tar Ă„ratal att starta utvinning. Det bĂ€sta för klimatet och kostnaderna Ă€r lokal utvinning, men gruvdrift sĂ€tter spĂ„r i naturen och det finns mycket lokalt motstĂ„nd i Europa. Nyligen kom ett bakslag nĂ€r Serbien efter protester stoppade planer pĂ„ utvinning i Europas kanske största litiumfyndighet. Försvaret vill stoppa en vindkraftspark som skulle gett el till Torslandafabriken? Det Ă€r en dĂ„lig nyhet för klimatet nĂ€r förnybar el inte fĂ„r ersĂ€tta fossilel. Det hindrar inte Northvolts produktion men kan sĂ€nka vĂ€rdet pĂ„ den om anlĂ€ggningen dĂ€rmed fĂ„r en sĂ€mre elmix och EU straffskattar batterier efter deras klimatavtryck. Vad gör de etablerade batterijĂ€ttarna? De skalar upp dramatiskt, Ă€ven i Europa. De kommer fortsĂ€tta att vara störst i Europa och globalt i mĂ„nga Ă„r till. De gigafabriker som redan producerar i Europa drivs av gamla jĂ€ttar. Vad hĂ€nder i USA? Samma som i Europa, men â med undantag för Tesla â med lite senare start. ÂFordonsjĂ€ttarna bygger egna fabriker i samarbeten med asiatiska jĂ€ttar. Norska uppstarten Freyr gör en spĂ€nnande inbrytning i USA och brittiska ÂBritishvolt gör detsamma i Kanada. Ăven Northvolt sneglar mot USA och till och med Asien. USA verkar ha lite lĂ€ttare Ă€n Europa att sĂ€kra egen rĂ„materialutvinning.
JAN TĂ NGRING jan@etn.se
LĂSTIPS: LĂ€s Elektroniktidningens reportage om utbildning för EU:s gigafabriker: etn.se/68172 LĂ€s om de europeiska batteriuppstickarna: etn.se/Freyr etn.se/Italvolt etn.se/Morrow etn.se/Battchain etn.se/Britishvolt etn.se/Inobat etn.se/Verkor
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
PĂ LITLIGA OCH SNABBA FUNKTIONSTEST MED ODU INTERFACES FUNKTIONSTEST
Förbindelseteknik till smÄ och stora testuppgifter.
Alla vÄra an rk produktes med levereranterade o fÀrdigm blar ka
Testutrustning
ODU elektriska kontakter Konstant lÄgt kontaktmotstÄnd Upp till 2.400 A Vibrations- och stöttÄliga
interface
DUT / UUT
ModulÀra kontaktdon ODU MACŸ Blue-Line, ODU MACŸ Silver-Line och ODU DOCK Silver-Line Moduler för signal, power, data, höga strömar, högspÀnning, RF/koax, tryckluft, vÀtskor vakuum samt optik Vibrations- och stöttÄliga kontakter Upp till 10 miljoner matningar med adapter
The Mass Interconnect Solution ODU-MACÂź Black-Line Receiver och testadapter (ITA) med över 4.400 kontakter Elektromekanisk eller mekanisk sammankoppling Snabba byten av kontakter samt moduler Ăver 10.000 matningar Samma moduler som till ODU MACÂź Blue-Line
www.odu.se
STARTBLOCKET Inissions VÀsterÄsfabrik.
SER-KRĂNIKA
Var med och pÄverka!
D I G I TA L T W I N à R E T T KO N C E P T som har vuxit fram under senare Är, och anvÀnds för utveckling, drift och underhÄll av Cyberphysical systems (CPS). Det kan anvÀndas under utvecklingscykeln för sÀkerhetskritiska moment, som krÀver omfattande utvecklings- och testningsarbete för att sÀkerstÀlla kravuppfyllnad, och kan ge effektivitetsvinster vid utvecklingen av sÀkerhetskritiska system. Vinsterna finns inom tidig systemdesign, kravhantering, kravspÄrbarhet, test-driven design, modellbaserad design, mikrosimulering, funktionstest och simulerad systemtest. Digital Twin-konceptet finns idag inom mÄnga tillÀmpningsomrÄden. TillÀmpningsomrÄdena inkluderar domÀner som hÀlsovÄrd, maskiner, Industry 4.0, smarta stÀder som har sÀkerhetskritiska systemdelar. HÀr erbjuder SER ett föredrag om 5G-utvecklingen och tillÀmpningarna för Industry 4.0 och andra omrÄden. Mer info finns pÄ ser.se NYL I G E N H A R V I S E T T att EU tÀnker att öka sin egen sjÀlvförsörjningsgrad nÀr det gÀller halvledarkomponenter. à tminstone 150 miljarder kronor skall satsas pÄ detta. EUREL den europeiska organisationen för elektronikingenjörer, som SER Àr medlem i, har bidragit med webinarier (eMeetups) och rapporter för att lyfta dessa frÄgor Àven till högsta politiska nivÄ i EU-kommissionen. Nu vill vi frÄn EURELs och SERs sida fortsÀtta att skapa eMeetups och producera rapporter som kan engagera vÄra medlemmar att pÄverka politiker pÄ olika nivÄer. DÀrför vill vi ha förslag frÄn er medlemmar i SER pÄ lÀmpliga Àmnen för eMeetups under 2022. Vi behöver förslag pÄ huvudtalare samt om det finns rapporter frÄn forskning, referensprojekt etcetera som kan anvÀndas i sammanhanget.
Vi vill fÄ förslag snarast!
STAFFAN SKOGBY SER Ordförande
8
Inission satsar pÄ elektronikutveckling Kontraktstillverkare har historiskt haft en ambivalent instÀllning till att göra elektronikutveckling Ät kunderna. Nu skapar Inission ett separat affÀrsomrÄde för elektronikutveckling med ambitionen att det pÄ sikt ska finnas pÄ alla fabriker.
PĂ„ papperet ser det ut som ett smart sĂ€tt att fĂ„ in nya Âprojekt â att hjĂ€lpa kunderna med utvecklingsarbetet. Samtidigt Ă€r det lĂ€tt att sĂ€tta priset för lĂ„gt med baktanken att ta igen kostnaderna pĂ„ tillverkningen. â Det gick att göra sĂ„ fram till början av 2000-talet men nĂ€r inköpscheferna fick större befogenheter och började jĂ€mföra EMS:arna blev det svĂ„rare. Fabec, som vi köpte, gjorde sĂ„ och det hamnade i rekonstruktion, sĂ€ger Olle Hulteberg, styrelseordförande och en av tvĂ„ grundare av Inission. MĂ„nga EMS:are har dĂ€rför valt att inte ha egen utvecklingsverksamhet, utan samarbetar med konsultbolag kring den typen av tjĂ€nster. â Vi har ambitionen att utmana branschen och att leda utvecklingen. Den gamla modellen dĂ€r man hade utvecklingen först, kanske hos en stor konsult, och sen jĂ€mförde offerterna frĂ„n fem olika EMS:are för att pressa priset tre, fyra, fem procent, eller flytta till Asien och fĂ„ det Ă€nnu billigare, den tiden Ă€r över. Det Ă€r mĂ„nga faktorer som ger nya förutsĂ€ttningar, hĂ„llbarhet och Corona har fĂ„tt alla att se över sin supply-chain samtidigt som kostnaderna ökar i öst.
datorer, sköter nĂ€tverket, gör backuper. Hur kĂ€nsligt bli inte det? Ambitionen Ă€r att skapa utvecklingsverksamhet pĂ„ alla orter dĂ€r företaget har fabriker. Att snabbt addera kompetensen genom att köpa mindre konsultbolag Ă€r dĂ€remot inte aktuellt. â Priserna Ă€r vĂ€ldigt höga. Sweco i VĂ€sterĂ„s var lite speciellt dĂ„ det Ă€ven har elektronik produktion och dĂ€r hittade vi en rimlig prislapp, sĂ€ger Olle Hulteberg.
E T T T YP I S K T P R O J E K T kan ligga pĂ„ 1 000 till 1 500 timmar, men det kan vara bĂ„de större och mindre. â Vi hade fyra personer som jobbade heltid under lĂ„ng tid Ă„t en kund sĂ„ vi har absolut kapacitet att ta stora uppdrag. Det gĂ€ller bara att ha framförhĂ„llning, sĂ€ger Johan SwĂ€rd som Ă€r ansvarig för det nya affĂ€rsomrĂ„det och som tidigare var chef för VĂ€sterĂ„sverksamheten. Fokus ligger pĂ„ hĂ„rdvarunĂ€ra produktutveckling, det vill sĂ€ga elektronikkonstruktion och mjukvara för bĂ„de digitala och analoga funktioner. â Vi har personer som jobbat inom radio, GPS och nĂ€tverk plus att vi har unik spetskompetensen inom functional safety. Det handlar om produkter dĂ€r mĂ€nniskor kan skadas om nĂ„got gĂ„r fel, sĂ„som maskiner och andra produkter som man ofta hittar i industrin. â Vi besitter djup kompetens för att driva fullstĂ€ndiga utvecklingsprojekt och har en projektmodell i ĂV E N O M I N I S S I O N beskriver det som botten. en nyhet har tjĂ€nsten funnits en tid I VĂ€sterĂ„s finns Ă€ven kompeÂtens och baseras pĂ„ det som en gĂ„ng i inom EMC och CE-mĂ€rkning. tiden var Japs Elektronik i VĂ€sterĂ„s. Precis som i andra verksamÂheter Inission förvĂ€rvade enheten av kommer Inissions konsulter Ă€ven Sweco i maj 2019. att gĂ„ in som resurskonsulter och Nu hamnar de 15 personer som Olle Hulteberg debitera per timme. sysslar med utveckling av hĂ„rd- och â Blandning Ă€r bra, bĂ„de att arbeta mjukvara i ett eget affĂ€rsomrĂ„de plus in-house och som resurskonsulting. att det finns tvĂ„ personer i Malmö BĂ„de för att det Ă€r kul med omvĂ€xsom arbetar med utveckling. ling men ocksĂ„ för att förkovra sig. â Den kategori vi vĂ€nder oss till har Inte sĂ„ att kunderna betala det men ofta en egen utvecklingsavdelning. det driver utvecklingen, sĂ€ger Johan Jag talade nyligen med en kund som SwĂ€rd. har tvĂ„ personer som utvecklar, men PER HENRICSSON per@etn.se Johan SwĂ€rd som dessutom konfigurera bĂ€rbara
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
FOTO: INISSION
V I H A R N U KO M M I T I G Ă N G med vĂ„rprogrammet och anar en ljusnande framtid efter tvĂ„ Ă„rs pandemi, dĂ€r trots allt livet har fungerat â bland annat genom omfattande digitalisering. VĂ„r bransch Ă€r i stĂ€ndig utveckling och snabb förĂ€ndring inte minst inom inbyggda system med smarta uppkopplade maskiner. Inom detta omrĂ„de tas det nu fram nya koncept för att effektivisera utvecklingscykeln och Ă€ven hela livscykeln pĂ„ systemnivĂ„ med hjĂ€lp av mer avancerade verktyg och metoder.
Serverat pÄ ett silverfat Elektronikkapslingar - nu Àven med skÀrm och tryckknappar Kapslingar frÄn Phoenix Contact finns nu med integrerad touchpanel, skÀrm eller tryckknappar. Du konfigurerar din skrÀddarsydda kapslingslösning online och vi tar hand om allt annat; frÄn mÀrkning till mekanisk bearbetning, fram till förmonteringen. För mer information, besök www.phoenixcontact.com/enclosures-with-displays
STARTBLOCKET
IgĂ„r avslöjade EU-kommissionen vad satsningen âChips för Europaâ innebĂ€r i monetĂ€ra medel: 150 miljarder kronor. Industri och offentlig sektor berĂ€knas komma att matcha summan med ytterligare 430 miljarder kronor.
â PĂ„ kort sikt ska det hĂ€r öka vĂ„r motstĂ„ndskraft mot framtida kriser genom att göra det möjligt för oss att förekomma och undvika bristlĂ€gen, sĂ€ger kommissionsordföranden Ursula von der Leyen. â Tittar vi pĂ„ medellĂ„ng sikt hjĂ€lper den att göra Europa till en industriell ledare pĂ„ en strategisk marknad. Det var halvledarbristen under
CHRISTOPHE LICOPPE
EU satsar 150 miljarder kronor pĂ„ sin halvledar industri pandemin som öppnade EU:s ögon för hur beroende regionen Ă€r av en pĂ„litlig försörjning av halvledare. EU-kommissionen förmanar nu medlemslĂ€nderna att skapa nya mekanismer för att frĂ„n och med nu övervaka att försörjningskedjorna hĂ„ller. I förra veckan rapporterade vi om EU-kommissionens plan i övrigt. Pengarna ska gĂ„ till redan pĂ„gĂ„ende forskning och utveckling. Men initiativet omfattar inte bara pengar frĂ„n EU, utan innebĂ€r ocksĂ„ uppmuntran och stöd för andra aktörer. EU kommer exempelvis att ha lĂ€ttare att se mellan fingrarna pĂ„ statliga stöd till företag â om det handlar om halvledarproduk-
tion. En konkret idĂ© pĂ„ vad lĂ€nder gĂ€rna fĂ„r stödja Ă€r att europeiska halvledartillverkare slĂ€pper in andra industriföretag att tillverka chips i deras fabriker. EU kallar det för âOpen EU foundriesâ. HĂ€r Ă€r nĂ„gra intressanta konkreta direktiv frĂ„n planen: l Ăka tillgĂ„ngen till utvecklings verktyg och testtillverkning. l Etablera en certifiering för energisnĂ„la chips. l Dito för cybersĂ€krade chips. l FrĂ€mja samarbeten mellan kompetenscenter. l Skapa kompetens och locka hit kompetens utifrĂ„n. l Stöd storskaliga investeringar i produktionskapacitet. l Stöd forskning och utveckling av den mest avancerade tekniken. E T T KO N K R E T M Ă L för Chips för Europa Ă€r att dubblera EU:s marknadsandel till Ă„r 2030. Den Ă€r idag en knapp tiondel och finns hos företag som Bosch, ST, Infineon och NXP. En fabrik för den mest avancerade halvledartekniken kan kosta hundra miljarder kronor att bygga. JAN TĂ NGRING
jan@etn.se
NanotrÄdar minns och rÀknar Forskare vid Lunds Tekniska Högskola har presenterat en konfiguration som inte grerar minne med processor. Resultatet Àr snabbare och energisnÄlare berÀkningar, vilket forskarna redogör för i en artikel i Nature Electronics.
LTH-forskarna arbetar med en minnescell av typen RRAM â Resistive Random Access Memory. Den kan bĂ„de fungera som arbets- och lagringsminne, men ocksĂ„ utföra snabba berĂ€kningar. I en traditionell konstruktion placeras minne och processor bredvid varandra pĂ„ ett kretskort. En nackdel Ă€r dĂ„ Ă€r att det uppstĂ„r nĂ„got som pĂ„ facksprĂ„k kallas âvon Neumann-flask halsenâ â nĂ€r minne och berĂ€kningsenhet Ă€r separata mĂ„ste alla instruktioner skickas via en buss som begrĂ€nsar hastigheten. Detta Ă€r ett problem Ă€ven för dagens mest avancerade processorer, trots att de anvĂ€nder flera kĂ€rnor och flera olika bussar. Lösningen som LTH-forskarna just presenterat kallas 1T1R-konfiguation. Det innebĂ€r
10
att en minnescell Ă€r integrerad med en vertikal transistor, allt i nanostorlek. â VĂ„r version Ă€r en nanotrĂ„d med en transistor i botten och ett vĂ€ldigt litet minneselement som sitter uppe pĂ„ samma trĂ„d. Det gör det till en kompakt integrerad funktion dĂ€r transistorn styr minneselementet, förklarar Lars-Erik Wernersson, professor i nanoeletronik, i en nyhetstext pĂ„ LTH:s hemsida. G E N O M AT T B E R Ă K N I N G A R N A sker i sjĂ€lva minnet kan de utföras bĂ„de snabbare och mer energi effektivt Ă€n i traditionella konfigurationer. â Tanken har funnits tidigare, men det har varit svĂ„rt att fĂ„ prestanda. Men vi visar nu att man kan fĂ„ det och att det fungerar
förvĂ„nansvĂ€rt bra. Forskarna menar att deras resultat bĂ„de öppnar för nya forskningsfĂ€lt och nya förbĂ€ttrade funktioner inom allt frĂ„n AI och maskininlĂ€rning, och pĂ„ sikt Ă€ven för vanliga datorer. Framtida tillĂ€mpningar kan exempelvis vara olika former av maskininlĂ€rning som radarstyrd gestkontroll, klimatmodelleringar eller utveckling av olika mediciner. â Minnet fungerar Ă€ven utan strömförsörjning, sĂ€ger Saketh Ram Mamidala, doktorand pĂ„ LTH och en av artikelförfattarna. NanotrĂ„darna Ă€r byggda i sĂ„ kallade III-V-material. MAX IVlaboratoriet i Lund har utnyttjats för att utveckla materialet och för att bĂ€ttre kunna förstĂ„ materialets egenskaper. â Det gĂ„r sĂ€kert att hitta lösningar i kisel ocksĂ„, som Ă€r det vanligaste materialet, men i vĂ„rt fall Ă€r det materialvalet som skapar prestandan. Vi vill bana vĂ€g för industrin med vĂ„r forskning, konstaterar Lars-Erik Wernersson. ANNA WENNBERG anna@etn.se
Svensk AI hjÀlper Northvolt demontera batterier Unibap i Uppsala ingÄr ett samarbetsavtal med Northvolts Ätervinningsbolag Revolt om automatiserad demontering av batterier.
Samarbetet mellan Northvolt och Unibap pĂ„börjas omedelbart. Det kommer inte bara att omfatta forskning och utveckling av automationsteknik utan Ă€ven affĂ€rsutveckling av lösningen. â Under de kommande Ă„ren nĂ€r de första generationerna av elbilar ska bytas ut kommer volymen av batterier som behöver Ă„tervinnas att öka dramatiskt, berĂ€ttar Anders Blomberg, vd för Unibap. HĂ€lften av Nortvholts rĂ„Â material ska komma frĂ„n Revolt redan Ă„r 2030, Ă€r mĂ„let. Anders Blomberg fĂ„r inte ge nĂ„gon nĂ€rmare beskrivning av vilken typ av automation som Unibap ska göra pĂ„ Revolt. Unibap Ă€r duktig pĂ„ AI-bildanalys. Företaget erbjuder bland annat AI-lösningar för avsyning, plockning, identifiering, lĂ€sning, mĂ€tning och montering. Unibap har system för avsyning pĂ„ plats inom industriell tillverkning hos Huskvarna. PĂ„ Swetree utvecklar Unibap en pilotproduktionslina för automatisk plockning och kvalitetskontroll. En automatisk ogrĂ€nsare kallad Ekobot anvĂ€nder Unibaps AI-bildanalys. Unibaps första affĂ€rsomrĂ„de Ă„r 2014 var kraftfulla datorkort för rymdbruk. Bildanalys var en tillĂ€mpning redan dĂ„. JAN TĂ NGRING jan@etn.se
FAKTA Revolts Ă„tervinningsprocess: l Ladda ur. l Skruva isĂ€r och skĂ€ra upp Âbatteripack. l Plocka ut battericeller och -moduler. l Krossa och mala. l Separera plast, metall, elektrolyt och svart massa. l Utvinna material ur den svarta massan i en hydromekanisk behandling kallad Hydromet.
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
TEMA: OPTO & DISPLAYER
För ett drygt Är sedan kom det stora genombrottet. Linköpingsföretaget Polar Light Technologies fick Àntligen kontroll pÄ hur det ska kontaktera de egna mikro-LED:arna med pyramidform. Efter en rejÀl pengainjektion i höstas arbetar företaget nu intensivt med att ta fram en första demonstrator som ska vara klar till sommaren.
SmĂ„ pyramider kan ge â Vi har fört en ganska tynande tillvaro fram tills det att vi fick vĂ„rt genombrott 2020. DĂ€refter har vi expanderat, och flertalet av de tio som nu jobbar i företaget kom in i november förra Ă„ret, berĂ€ttar Per Olof Holtz, en av grundarna. DĂ„ â i november 2021 â blev det officiellt att fem affĂ€rsĂ€nglar backar upp Polar Light Techno logies med en okĂ€nd summa pengar som ska ta företagets teknik nĂ€rmare marknaden. â Just nu jobbar vi med att driva ett ganska stort antal pyramider samtidigt, men vi ser att det finns potential att kunna driva pyrami-
12
der individuellt. SĂ„ ser vissa vĂ€sentliga delar, vĂ„rt koncept ut. men för drivelektro Första steget Ă€r att niken kan det mycket till sommaren ta fram vĂ€l bli en annan en demonstrator som partner. DĂ€r Ă€r vi fortblir cirka 5 Ă 5 mm. farande i ett förhandPer Olof Holtz Det handlar om att lingsskede. integrera ett bakplan med NĂ€r den första demonstradrivelektronik och ett framplan torn Ă€r klar blir nĂ€sta steg att gĂ„ med runt hundratusen mikromot lĂ€ngre vĂ„glĂ€ngder. Först mot LED:ar som ger blĂ„tt ljus. grönt, dĂ€refter vidare mot rött. â Vi hoppas att kunna visa upp en grön LED-demonstrator F Ă R E TAG E T D E S I G N A R hur mot slutet av Ă„ret, sĂ€ger Per Olof pyramiderna ska drivas, men Holtz. tar hjĂ€lp för att utveckla sjĂ€lva Att skapa en energieffektiv elektroniken. blĂ„ lysdiod fungerar vĂ€ldigt bra. â Jag kan sĂ€ga att sĂ„ hĂ€r lĂ„ngt Redan Ă„r 2014 belönades den blĂ„ har vi Rise som en partner för
lysdioden med nobelpris för just energisnÄlhet och miljövÀnlighet, och dagens kommersiella blÄ LED:ar nÄr en effektivitet runt 90 procent. U T M A N I N G E N nÀr man gÄr mot lÀngre vÄglÀngder Àr att mÀngden tillsatt indium bestÀmmer resultatet. Ju högre koncentration indium, desto lÀngre vÄglÀngd pÄ det emitterade ljuset. Fast nÀr en stor mÀngd indium adderas stÀmmer inte lÀngre avstÄndet mellan atomerna i gittret lÀngre, vilket skapar inbyggda spÀnningar som gör att materialet till slut krackelerar.
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
TEMA: OPTO & DISPLAYER
displayer och belysning FAKTA
Detta Ă€r kvanteffekt âVĂ„rt sĂ€tt att bygga upp pyramidformer har gjort det möjligt att utnyttja kvanteffekter som ökar ljusintensiteten och minskar energiförbrukningen. â Det sĂ€ger Polar Light Technologies, men vad betyder det? Jo, nitridlegeringar Ă€r intressant för att det kan ge ljus i ett vĂ€ldigt brett spektralt omrĂ„de; frĂ„n blĂ„tt till rött, men Ă€ven ut i ir-omrĂ„det. Samtidigt Ă€r materialet utmanande. Bland annat Ă€r GaN starkt piezoelektriskt vilket innebĂ€r att det skapas inbyggda elektriska fĂ€lt som separerar den positiva och negativa laddningsbĂ€raren
En första demonstration av pyramider som lyser blÄtt.
i materialet. DĂ€rmed minskar Âsannolikheten för att det ska skickas ut fotoner (ljus). Om laddningsbĂ€rarna istĂ€llet trycks ihop i en kvantprick, sĂ„ tvingar man dem att vara mycket nĂ€ra varandra. DĂ„ ökar sannolik heten för rekombination och att ljus skickas ut. Det Ă€r kvant effekten som man kan dra fördel av i kvantbrunnar, och Ă€nnu mer i kvantprickar. âČ âČ
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
13
TEMA: OPTO & DISPLAYER
â Det kanske inte Ă€r ljusintensiteten som Ă€r det viktiga, utan storleken eller hur effektiva de Ă€r.â Man talar om det gröna gapet â alltsĂ„ att det Ă€r vĂ€ldigt svĂ„rt att skapa effektiva gröna LED:ar eftersom de krĂ€ver mycket indium. Vid Ă€nnu lĂ€ngre vĂ„glĂ€ngder blir det Ă€nnu svĂ„rare. DĂ€rför tillverkar man dagens kommersiella LED:ar i ett annat materialsystem, ett fosforbaserat. DĂ€refter skapas en RGB-diod genom att de olika delarna plockas ihop med en pick-and-place-metod. â Vi har tankar pĂ„ hur vi kan realisera allt i indium. Det skulle vara mycket vunnet dĂ„. Ăn sĂ„ lĂ€nge Ă€r vi inne i det blĂ„-grönaomrĂ„det och vi ser att det finns potential att nĂ„ högre verkningsgrad Ă€n med konkurrerande metoder. företaget pĂ„ ett antal tillĂ€mpningar för den egna tekniken. â Den lĂ€gst hĂ€ngande frukten Ă€r HUD:ar och HMD:er. Det jobbar vi ocksĂ„ med just nu. HMD Ă€r kort för head mounted displayer, medan HUD stĂ„r för head-up-displayer. Planen Ă€r att först göra en HUD i blĂ„tt som Ă€r klar till sommaren. NĂ€sta steg Ă€r att realisera en i grönt som ska vara klar mot slutet av Ă„ret. â Det skulle vara en stor fördel att ha grönt i exempelvis smarta glasögon eftersom ögats kĂ€nslighet Ă€r som högst i det gröna omrĂ„det. Samtidigt Ă€r vĂ„rt lĂ„ngsiktiga mĂ„l att göra detta effektivt i blĂ„tt, grönt och rött. NĂ€sta punkt pĂ„ listan av potentiella tillĂ€mpningar Ă€r att lĂ€gga grunden till en effektiv vit ljuskĂ€lla för belysning. PA R A L L E L LT T I T TA R
I D AG G Ă R M A N de flesta vita lys dioder med hjĂ€lp av ett fosfor skikt runt en blĂ„ LED. Den blĂ„ LED:en exciterar fosforn sĂ„ att den skickar ut ljus i grönt och rött, dĂ€refter blandas ljuset frĂ„n fosforn med det blĂ„ ljuset frĂ„n LED:en varvid vitt ljus skapas. â Verkningsgraden bestĂ€ms dĂ„ av verkningsgraden hos fosforn, och den Ă€r kanske 30â35 procent vilket ocksĂ„ anger verknings graden hos en vitljus-LED som gĂ„r att köpa idag. Polar Light Technologies
14
menar att den dagen det har effektiva mikro-LED:ar i blĂ„tt, grönt och rött kommer dessa att kunna mixas och ge ljuskĂ€llor med en verkningsgrad som Ă€r Ă„tminstone tvĂ„, kanske tre, gĂ„nger högre Ă€n dagens LED:ar för vitt ljus. Det skulle ge en enorm energibesparing. LĂ€ngre fram i tiden ser företaget Ă€ven att det kan fĂ„ nytta av sin patenterade teknik att skapa mikro-LED:ar som ger höggradigt polariserat ljus. â Vi har planer pĂ„ att utnyttja det för optiska interconnect och kvantkryptografi som Ă€r vĂ€ldigt spĂ€nnande, men som vi inte har resurser att satsa pĂ„ just nu. K VA N T K RYP TO Ă€r en avlyssningssĂ€ker optisk kommunikation dĂ€r meddelandet som sĂ€nds Ă€r ett tĂ„g med enstaka fotoner. Varje foton har en viss given polarisation. PĂ„ sĂ„ vis gĂ„r det att skicka information som inte kan tappas av utan att det mĂ€rks eftersom det inte gĂ„r att dela pĂ„ en foton. Men Ă€ven om framtiden lockar, arbetar företaget i nuet med att knyta kontakter med potentiella kunder för att utveckla i rĂ€tt riktning. â För oss Ă€r det oerhört viktigt att skapa kontakt med potentiella kunder. Det Ă€r sĂ„ vi kan fĂ„ feedback pĂ„ vad vi ska fokusera pĂ„ i vĂ„ra strukturer. Det kanske inte Ă€r ljusintensiteten som Ă€r det viktiga, utan storleken eller hur effektiva de Ă€r, sĂ€ger Per Olof Holtz och adderar: â En av vĂ„ra medarbetare var pĂ„ jĂ€ttemĂ€ssan CES i Las Vegas i början av Ă„ret. DĂ€r fick han kontakt med vĂ€ldigt mĂ„nga potentiella kunder och han tog med sig mycket information om vad som efterfrĂ„gas tillbaka till oss som sitter i teknikgruppen. I ett första steg hoppas Polar Light Technologies att hitta en partner â ett företag som utvecklar HUD:ar eller HMD:er â som vill licensera tekniken. â Det betyder att vĂ„r partner sedan fĂ„r anvĂ€nda sina tillverkare av LED:ar för att tillverka enligt vĂ„rt recept.
ANNA WENNBERG anna@etn.se
En pyramid Ă€r typiskt 2â3 ”m i sjĂ€lva basen, men det gĂ„r att göra dem Âbetydligt mindre. För att fĂ„ in ström Ă€r pyramiderna separerade med ett Âmellanrum pĂ„ mellan 5 och 10 ”m.
FAKTA
SĂ„ byggs pyramiderna Polar Light Technologies bygger sina pyramider atom för atom ÂnedifrĂ„n och upp, kallat bottom-up-koncept. Idag anvĂ€nder Âföretaget kiselkarbid som bassubstrat, men pĂ„ sikt kommer det sannolikt att bytas ut mot kisel eller safir av kostnadsskĂ€l. OvanpĂ„ substratet lĂ€ggs ett tunt GaN-lager och ovanpĂ„ det en mycket tunn film av kiselnitrid. I filmen etsar man ut smĂ„ hĂ„l med en diameter pĂ„ nĂ„gon mikrometer. DĂ€refter placeras allt i en MOCVDreaktor (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) för att odla epitaxiella skikt. TillvĂ€xten sker enbart i hĂ„len och tillvĂ€xten blir i samma materialgitter som GaN, som Ă€r ett hexagonalt material. Pyramidstrukturen tĂ€cks sedan
En matris av mikro-LED:ar kan bestÄ av allt frÄn 10 000-tals upp till miljontals smÄ pyramider.
med ett tunt lager indiumgalliumnitrid, som Àr det aktiva elementet för ljusemission. Det lÀggs dels pÄ sidorna av pyramiden, dÀr det bildar kvantbrunnar, dels pÄ topparna dÀr det bildar kvantprickar. BÄda gÄr att fÄ att lysa, men det som intresserar företaget Àr frÀmst kvantprickarna. Linköpingsföretaget Àr i stort ensamt om konceptet att bygga frÄn botten och uppÄt. NÀstan alla andra som gör mikro-LED:ar börjar med en plan struktur för att sedan etsa sig ner till den önskade strukturen (top-down-koncept). Etsning ger dock en yta med mÄnga skador och defekter, vilket Àr förödande för de optiska egenskaperna. Hela idén med mikro-LED:ar Àr de smÄ dimensionerna. Etsning blir dÀrför ett problem nÀr storleken krymper. För ju mindre du gör dimensionerna, desto svÄrare blir det att etsa ut dem eftersom defekterna kommer att ta allt större yta rent proportionellt.
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
TEMA: OPTO & DISPLAYER HISTORIK
FÀrden frÄn forskarlabbet Tekniken som Polar Light Technologies bygger sin affÀrsidé pÄ har rötter i ett forskningsprojekt om pyramidala strukturer. Det startade redan 2010 vid Linköpings universitet och finansierades av SSF och VR.
SjĂ€lva konceptet var att skapa extremt smĂ„ pyramider dĂ€r den sexsidiga formen bestĂ€ms naturligt av gitterstrukturen i halvledarmaterialet galliumnitrid, GaN. Med hjĂ€lp av kontrollerad kristalltillvĂ€xt kunde forskarna utveckla pyramidstrukturer med kvantbrunnar pĂ„ sidan och kvantprickar pĂ„ toppen. Varje pyramid utgjorde ett lysande element. NĂ„gra Ă„r senare kom forskarna pĂ„ ett sĂ€tt att odla pyramiderna sĂ„ att det skapas en avlĂ„ng topp, eller snarare en kam istĂ€llet för en spets. (se âSĂ„ byggs pyramidernaâ). DĂ€rmed hade de skapat en ljuskĂ€lla för linjĂ€rpolariserat ljus. Det visade sig vara mycket hög polarisationsgrad pĂ„ ljuset, betydligt högre
Bilden Àr frÄn den allra första demon av kontakterade pyramider för cirka 1,5 Är sedan. Alla pyramider Àr inte inkopplade. Samma bild visas pÄ sid 13, men i mörker.
Ă€n i andra tillĂ€mpningar. Forskarna tog patent pĂ„ tekniken, fick det godkĂ€nt i flera lĂ€nder vĂ€rlden över och grundade ÂPolar Light Technologies mot slutet av 2014. DĂ€refter har utmaningen varit att skapa en ljuskĂ€lla som Ă€r elektriskt exciterad som i en lysdiod: du lĂ€gger pĂ„ en spĂ€nning och fĂ„r ut ljus. Forskarna fick pĂ„ den tiden ljus frĂ„n de smĂ„ pyramiderna enbart om de
lyste pĂ„ dem med en laser. Under lĂ„ng tid var kontakteringen problemet. En vanlig lysdiod har en plan yta att lĂ€gga kontakten mot, pyramider Ă€r allt annat Ă€n plana. Först Ă„r 2020 lyckades man hitta en metod att kontaktera pyramiderna. Det var, enligt företaget, âDet stora genombrottetâ inför en möjlig kommersialisering. AW
Detect, Warn and Report
Capture and Respond to Power Events with Multichannel Precision Power Monitor Are you struggling with power system management? The PAC194x and PAC195x familiesâour next-generation, multichannel precision power monitor familiesâprovide more architecture choices, advanced power event detection and options for reduced power requirements. Compared to single-channel monitors, these multichannel current/power monitoring families save 31% or more power. They are also available in two voltage measurement ranges: the PAC195x measures up to 32V whereas the PAC194x opens up the door for low-power applications at 9V with 16-bits of precision resolution on monitoring and event detection.
Key Features âą âą âą âą
Overcome the higher power consumption that occurs with current/power monitors Use the multiple alerts to facilitate flexible power event detection Employ low-input impedance to enable flexible sense resistor placement Add specific solutions targeted for single- and dual-cell lithium-ion batteries
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
microchip.com
The Microchip name and logo and the Microchip logo are registered trademarks of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. and other countries. All other trademarks are the property of their registered owners. © 2022 Microchip Technology Inc. All rights reserved. MEC2412A-UK-01-22
15
TEMA: OPTO & DISPLAYER
Svensk teknik kopplar ihop optonĂ€tet NĂ€r arkitekturen i de optiska kommunikationsnĂ€ten började öppnas upp, disaggregeras, skapade det en lucka för nya spelare. Smartoptics sĂ„g chansen. Det Kistabaserade företaget sĂ„lde i fjol egenutvecklade nĂ€tverksprodukter för 300 miljoner kronor. â 2015 togs beslutet att ta fram en ny plattform för att bygga produkter pĂ„. Det var otroligt vĂ€ltajmat, det var dĂ„ som dis aggregering â öppna system â började diskuteras i optikvĂ€rlden, sĂ€ger Magnus Grenfeldt, vd pĂ„ Smartoptics. Disaggregeringen gör det möjligt att blanda produkter frĂ„n
olika leverantörer oberoende av om det Àr optiska företagsnÀt, nÀt i datacenter eller metronÀten. I praktiken innebÀr förÀndringen att rack dÀr alla kort kom frÄn en och samma leverantör ersÀtts med nÄgot som kan beskrivas som en hög med pizzakartonger frÄn olika leverantörer. Före disaggregeringen var
transportdelen av nĂ€ten normalt separerad frĂ„n routing och switchning. Leverantörerna kunde vara densamma eller olika. â Hos kunderna var det ofta olika grupper för transport och för swithing och routing. Numera sitter mycket ihop och man pratar mycket mer om datanĂ€t med routing, switching och transport. Smartoptics satsade pĂ„ produkter till företagsmarknaden och datacenter, tvĂ„ omrĂ„den företaget kĂ€nde bra frĂ„n tiden som distributör, men Ă€ven för metronĂ€tet. Det senare kan vara mycket större Ă€n vad namnet an-
För de understa lagren
16
lagren i nĂ€ten, framförallt för lager noll som Ă€r analogt och aldrig rör dataströmmen. Systemen klarar upp till 400 Gbit/s per vĂ„glĂ€ngd som Ă€r det mesta som Ă€r standardiserat idag. â Vi har byggt transport infrastrukturen, lager noll. Det Ă€r ett linjesystem med optik, förstĂ€rkning, kompensering och filtrering av vĂ„glĂ€ngder, sĂ€ger Magnus Grenfeldt. Kunderna adderar sedan optiska transceivrar frĂ„n exempelvis Ciena, Cisco, Infinera eller nĂ„got annat bolag för att skapa
F à R E TAG E T S à L J E R ungefÀr lika mycket i USA som i Europa. PÄ kundlistan finns bland annat forskningsinstitutet Cern och det australiska parlamentet men ocksÄ dagligvarukedjan ICA och vadslagningsföretaget ATG liksom banker, sjukhus och myndigheter. Vidare hittar man molnleve-
Pluggbar 400G transceiver frÄn Smartoptics.
I optiska nÀt anvÀnds nÄgon form av vÄglÀngdsmultiplexering, WDM, dÀr varje vÄglÀngd transporterar en dataström. Det finns standarder i sÄ mÄtto att det Àr bestÀmt vilka vÄglÀngder som ska anvÀndas, sedan Àr det upp till leverantören att göra det sÄ bra som möjligt. Dessutom Àr datahastigheten standardiserade.
Vanligaste formen av WDM Àr DWDM, det vill sÀga Dense WDM, men det finns ocksÄ system dÀr vÄglÀngderna har större separation, Coarse WDM. Det senare sÄgs lÀnge som billigare i och med att vÄglÀngderna var mer separerade blev kraven pÄ stabiliteten i lasrarna lÀgre. I praktiken har dock de stora volymerna pÄ DWDM gjort lasrar för den typen av system billigare. Smartoptics produkter Àr utvecklade för de understa
tyder, ett metronĂ€t kan exempelvis tĂ€cka större delen av Sverige. Dock valde företaget bort de största metronĂ€tskunderna. â Ett företag som AT&T skulle krĂ€va enorma resurser av oss sĂ„ vi satsade pĂ„ de som Ă€r Tier 2 och Tier 3.
en förbindelse. Produkterna som döpts till DCP, Dynamic Connectivity Platform, finns för punkt-tillpunktförbindelser, för ringar och för mer komplicerade topologier som mesh-nĂ€t. â Det senare Ă€r en ny serie som vi slĂ€pper under vĂ„ren och ett resultat av Smartare Elektroniksystemprojektet. Företaget genomförde det Vinnovafinansierade projektet tillsamman med forsknings institutet Rise och operatörerna Telia och IP-Only.
MeshnĂ€t Ă€r inte alls sĂ„ komplicerade som i trĂ„dlösa system. För att vara ett optiskt meshnĂ€t rĂ€cker det med att addera en eller tvĂ„ extra vĂ€gar mellan tvĂ„ punkter. Ta ringnĂ€tet mellan Stockholm, Göteborg och Malmö, dĂ„ rĂ€cker det med att lĂ€gga till Jönköping och Ărebro för att fĂ„ ett meshnĂ€t. M A J O R I T E T E N av produkterna har 40 kanaler, men det finns Ă€ven det dubbla. Ett stort antal kanaler Ă€r dock inte lika viktigt som tidigare eftersom nya modulationsformatgjort att man fĂ„r in mycket mer data i varje kanal. 400 Gbit/s Ă€r den senaste standarden.
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
TEMA: OPTO & DISPLAYER Ăppna linjesystem frĂ„n DCP-F och DCP-R familjen.
FAKTA
Företaget Smartoptics Smartoptics startades av norska entreprenörer Ă„r 2006, som en avancerad distributör av optikkomponenter. FrĂ„n 2010 kompletterades distributionen med egenutvecklade optiksystem och frĂ„n 2015 Ă€ven av kommunikationsprodukter. Magnus Grenfeldt, vd pĂ„ Smartoptics, har en bakgrund pĂ„ stora optobolag som Adva och ÂSycamore, men arbetade pĂ„ Transmode nĂ€r han blev rekryterad till Smartoptics Ă„r 2016. TillĂ€ggas kan att ungefĂ€r en tredjedel av de anstĂ€llda kommer frĂ„n Transmode som blev uppköpt av amerikanska Infinera Ă„r 2015.
rantörer och teleÂkomÂoperatörer inÂklusive Tele2, Tre och en ledande men icke publikt namngiven Tower operatör i USA Towercom bland kunderna. â VĂ„r tes Ă€r att det finns ett behov av mellanstora spelare för att serva mellanstora kunder. Vi Ă€r lite snabbare, har lĂ€ttare att vara innovativa och har i vĂ„rt DNA att bygga kostnadseffektiva lösningar. TillĂ€ggas kan att i princip alla mellanstora leverantörer inklusive Transmode hade blivit uppköpte sĂ„ det fanns en plats att fylla. â VĂ„ra konkurrenter Ă€r jĂ€ttebolag som Infinera, Adva, Cisco,
Ciena och Nokia, sÀger Magnus Grenfeldt. Ytterligare en förklaring till att det gÄtt bra Àr att företaget inte haft nÄgot arv att slÀpa pÄ. De bolag som idag Àr stora grundades nÀr DSL började rullas ut.
för att det ska gĂ„ att trycka in mer data i varje kanal. Modulationen âsmetar utâ ljuset pĂ„ Magnus ett annat sĂ€tt Ă€n nĂ€r Grenfeldt man modulerar lasern genom att slĂ„ av och pĂ„ den. â Vi kunde optimera vĂ„ra system för det frĂ„n början. Produkterna har blivit en stor I D AG D R A S D E T F I B E R Ă€nnu lĂ€ngre framgĂ„ng, försĂ€ljningen har vĂ€xt ut i nĂ€ten, ofta hela vĂ€gen hem med 25 procent per Ă„r och i fjol till bostĂ€derna och till företag. stod de för ungefĂ€r 70 procent Ăven i 5G-nĂ€ten binds noderna av den totala försĂ€ljningen som ofta ihop med fiber. landade pĂ„ 45,9 miljoner dollar Dessutom har de optiska kommunikationssystem fĂ„tt mer med en rörelsevinst mĂ€tt som EBIT pĂ„ 4,8 miljoner dollar. avancerade modulationsformer Företaget var tidigare privatĂ€gt med PAM4, 16QAM och QPSK
En lĂ„da med 40 kanaler och 400 Gbit/s per kanal ger dĂ€rmed 16 Tbit/s. I mobilnĂ€t Ă€r kraven pĂ„ opto lĂ€nkarna inte heller överdrivet höga. En normal LTE-sajt tĂ€cker 360 grader med tre antenner. Antar man dessutom att det Ă€r tre operatörer som delar pĂ„ sajten behövs det nio kanaler pĂ„ 25 Gbit/s. Behovet ökar med 5G men inte dramatiskt, dĂ€r Ă€r det normalt sex kanaler pĂ„ de större sajterna. F Ă R E TAG E T H A R O C K S Ă produkter för lager ett dĂ€r signalen avkodas för att exempelvis förbĂ€ttras och multiplexeras för att lĂ€gga ihop fyra 100G-kanaler till en 400Gkanal. â NĂ€r det gĂ€ller lager ett Ă€r vi förmodligen den största föresprĂ„karen för att integrera IP och optik, vi har inget att förlora pĂ„ det, sĂ€ger Magnus Grenfeldt.
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
med börsnoterades i fjol i Oslo. En orsak var möjligheten att ta in hundra miljoner kronor till expansionen. â Vi vill gasa, marknaden Ă€r större Ă€n vad vi valt att greppa, sĂ€ger Magnus Grenfeldt. Ăven om Smartoptics formellt Ă€r ett norskt bolag med norska huvudĂ€gare finns utvecklingsorganisationen liksom ledningen i Kista. UngefĂ€r tvĂ„ tredjedelar av de 90 anstĂ€llda jobbar dĂ€r. â NĂ€r vi pratar med kunderna sĂ€ger vi att vi Ă€r ett skandinaviskt bolag och det fungerar bra. PER HENRICSSON per@etn.se
Pluggbara DWDM transceivers i formfaktorn SFP+.
Företaget har ocksĂ„ en mjukvara som ska lanseras inom kort och som kan anvĂ€ndas för att sĂ€tta upp förbindelser genom nĂ€tet pĂ„ ett enkelt sĂ€tt frĂ„n ett kontrollrum. â Den har öppna grĂ€nssnitt
som man ska ha. Av utvecklingsorganisationen sysslar runt 90 procent med mjukvara, övriga med hĂ„rdvara. â Alla kretskort Ă€r egenutvecklade, men vi köper komponenterna och bygger inga egna
lasrar. Korten tillverkas av Kitron men monteringen av optiken liksom sjÀlva slutmonteringen, injustering och testningen görs i egen regi i Kista.
17
SÄ ser ett laserskuret papper ut i genomskÀrning.
En laser som skickar ut extremt korta och energirika ljuspulser har pÄ senare Är taget steget ut i industrin, frÀmst för att bearbeta metaller, keramer och glas. Svenska Entangly har utvecklat en metod som gör att lasern Àven kan anvÀndas för att skÀra genom papper och kartong utan minsta spÄr av förbrÀnning i snittytan. NÀrmast vill företaget försöka fÄ stöd för en kommersialisering.
En laser som inte brÀnner nÀr den skÀr Daniel Ljunggren
Jonas Tidström
FAKTA
FĂRETAGET
Kort om en femtosekund
Entangly
En femtosekund Ă€r 10â15 sekunder, alltsĂ„ 0,000000000000001 sekunder. Fast den definitionen ger ingen större kĂ€nsla för hur extremt kort tid det faktiskt handlar om.
Entangly i Sollentuna norr om Stockholm, har fyra anstÀllda och kan beskrivas som ett litet konsultföretag med affÀrsidén att kommersialisera optoteknik med rötter i forskarvÀrlden. Vd:n Daniel Ljunggren grundade företaget i december 2017, kort dÀrpÄ kom teknikchef Jonas Tidström in som delÀgare. BÄde Daniel och Jonas har doktorerat inom fotonik och jobbat inom industrin. De Àr övertygade om att det inom industrin finns ett vÀxande behov av att lösa tekniska utmaningar med ljus. DÀrför arbetar de med att ta teknik frÄn forskar vÀrlden och göra den kommersiellt gÄngbar.
TvÄ beskrivningar som kanske ger en mer intuitiv förstÄelse för tidsenheten Àr: l
en femtosekund Àr lika kort i förhÄllande till en sekund, som en sekund Àr i förhÄllande till 32 miljoner Är.
l
en femtosekund Àr tiden det tar för ljuset att fÀrdas 300 nm.
18
Femtosekundlaser interagerar med kartong och skapar en laserplym av partiklar.
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
TEMA: OPTO & DISPLAYER
F
emtosekundslaser Ă€r namnet pĂ„ den lasertyp som börjat dyka upp inom industrin efter att i mĂ„nga Ă„r haft sin givna plats i forskarlabbet. Idag anvĂ€nds den exempelvis i grundforskning för att accelerera fria elektroner nĂ€stan till ljusets hastighet. â I laserlabbet pĂ„ LTH i Lund anvĂ€nds femtosekundslasrar bland annat för att göra relativistiska partikelexperiment, sĂ€ger Jonas Tidström, teknikchef pĂ„ Entangly. Det som gör femtosekundslasern sĂ„ speciell Ă€r de extremt korta ljuspulserna i kombination med mycket hög effekt. För att Ă„skĂ„dliggöra hur pulserna ser ut jĂ€mför Entangly dem med flygande pannkakor. â En flygande pannkaka kan visuellt illustrera hur en uppförstorad puls skulle kunna se ut om man översĂ€tter ljuspulsens lĂ€ngd i tid med en strĂ€cka. â Pulsens lĂ€ngd Ă€r alltsĂ„ kortare Ă€n dess utbredning, och dĂ„ hĂ€nder det ganska spĂ€nnande saker som inte förekommer hos en vanlig laser, sĂ€ger Jonas Tidström. Traditionella lasrar ger mycket hög koncentration av energi i rummet. Det som Ă€r unikt med femtosekundspulser Ă€r att de Ă€ven ger vĂ€ldigt hög koncentration av energin i tiden. â Du koncentrerar din energi till att vara verksam bĂ„de i rummet och i tiden. Det betyder att nĂ€r pulsen nĂ„r materialet som ska bearbetas, och interagerar med det, sĂ„ hinner materialet inte reagera förrĂ€n processen Ă€r över.
F E N O M E N E T K A L L A S K A L L A B L AT I O N , eller icketermisk ablation. Det som hÀnder Àr att laserpulsen löser upp atombindningarna i materialet som bearbetas. Elektronerna, som Àr vÀldigt lÀtta partiklar, flyger ivÀg i en skur. Kort dÀrpÄ sticker Àven det som Àr kvar av den tidigare atomen ivÀg. För att detta ska ske krÀvs ett extremt starkt elektriskt fÀlt. Laserpulsen har ett E-fÀlt som Àr i samma storleksordning som atomens elektriska potential, vilket gör att fÀlten kancellerar varandra. Den processen gÄr inte att uppnÄ med andra lasrar, till exempel en koldioxidlaser. Visserligen har varje enskild ljuspuls inte speciellt hög energi, kanske 500 ”Joule, men
dĂ„ allt sker extremt snabbt och med en pulsfrekvens pĂ„ upp till en MHz blir den momentana effekten enorm. â Pulserna i den laser som vi anvĂ€nt har en toppeffekt pĂ„ 1 GW. DĂ„ ska du veta att varje reaktor i Ringhals kĂ€rnkraftverk har cirka 1 GW, sĂ„ toppeffekten hos varje puls Ă€r ungefĂ€r i storleksordningen av vad en av Ringhals reaktorer ger, sĂ€ger Daniel Ljunggren, vd pĂ„ Entangly. Just egenskapen med kall ablation har gjort att femtosekundslasrar passar vĂ€l nĂ€r bearbetningen av ett material krĂ€ver en mycket hög precision. Inom medtek anvĂ€nds den bland annat för ögonoperationer, för att korrigera linser. Vissa mobiltelefontillverkare anvĂ€nder tekniken för att skĂ€ra ut mobilskĂ€rmen precist, och fordonstillverkare har börjat att anvĂ€nda femtosekundslaser för att göra mycket exakta hĂ„l i brĂ€nsleinsprutaren för att optimera utnyttjandet av brĂ€nsle. â Fördelen Ă€r att lasern inte smĂ€lter metall eller sprĂ€cker glas. Den passar Ă€ven bra för keramiska material. Idag har man stora problem att skĂ€ra ut vissa detaljer i keramer som Ă€r spröda och kĂ€nsliga för vĂ€rmeskillnader. Men för ett litet konsultföretag som Entangly â med tvĂ„ experter pĂ„ lasrar i spetsen â gĂ€ller det att hitta en egen nisch för att kunna konkurrera framĂ„t. â Det Ă€r lite kört att komma in och försöka erbjuda superspetskompetens pĂ„ att skĂ€ra i metall. DĂ€r finns redan vĂ€ldigt mĂ„nga, vĂ€ldigt duktiga. â Vi har istĂ€llet utvecklat en metod för att skĂ€ra i cellulosabaserade material, och vi har varit duktiga pĂ„ att hĂ„lla det lite hemligt. Tills nu nĂ€r vi talar med dig. För mĂ„nga Ă€r det sĂ€kert otippat att det Ă€r besvĂ€rligt att bearbeta papper och kartong med lasrar. Ta exempelvis en koldioxidlaser (CO2) som Ă€r den mest anvĂ€nda lasertypen idag. NĂ€r en CO2-laser anvĂ€nds för att skĂ€ra i ett material upphettas det â det skapas nĂ€rmast en momentan förĂ„ngning. Det betyder att det nĂ€stan alltid blir kvar spĂ„r av en förbrĂ€nning â lite sot och brĂ€nt i kanten. â Speciellt i papper och kartong blir det vĂ€ldigt lĂ€tt brĂ€nt med en CO2-laser, och det Ă€r ett problem. Daniel Ljunggren visar hur en femtosekundlaser ser ut.
Femtosekundlaser skÀr spÄr i papper lika lÀtt som en varm kniv i smör.
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
Daniel och Jonas har mĂ„nga Ă„rs erfarenhet av att hantera lasrar i alla dess former. En del i detta har varit att skĂ€ra genom olika typer av papper och kartonger. â Det har gjort att vi nu har utarbetat en metod för att göra det bra med femtosekundslasrar. Det Ă€r nĂ€stan magiskt hur perfekta skĂ€rytorna blir nĂ€r man hittar rĂ€tt. E X A K T H U R D E G Ă R vill de inte avslöja, men det handlar om att förstĂ„ hur parametrar som exempelvis repetitionsfrekvens, pulslĂ€ngd, pulsenergi, polarisation samt andra egenskaper hos ljuset och materialet som ska bearbetas hĂ€nger ihop sĂ„ att de kan fĂ„s att samverka pĂ„ ett optimalt sĂ€tt. â En annan viktig del Ă€r att du har bra kontroll pĂ„ hur du fokuserar din laserstrĂ„le ner pĂ„ materialet. Alla de sakerna spelar in. Resultatet Ă€r sĂ„ bra att Entangly fĂ„tt stöd av Vinnova till att skriva en ansökan om ett EUprojekt tillsammans med forskningsinstitutet Rise och Tetra Pak. I EU-projektet, som just nu utvĂ€rderas, ingĂ„r förutom de ovan nĂ€mnda Ă€ven Bitsim Now, som utvecklar elektronik- och visionsystem, och franska Amplitude, som Ă€r en vĂ€rldsledande tillverkare av femtosekundslasrar. â Om vi fĂ„r ett EU-projekt kommer Amplitude att inom ramen för projektet tillverka en laser som vi ska vara med och skrĂ€ddarsy för vĂ„ra tillĂ€mpningar. Hur det gĂ„r Ă€r inte klart i skrivande stund, men Entangly tror sig ha en del trumfkort pĂ„ hand. Dels finansierar EU numera gĂ€rna projekt inom detta segment av lasrar för att de ska nĂ„ ut i industrin och dĂ€r höja nivĂ„n. Dels har femtosekundslasrar en enorm fördel jĂ€mfört med CO2-lasar nĂ€r det kommer till miljöpĂ„verkan. â Verkningsgraden Ă€r i storleksordningen 30â50 procent bĂ€ttre Ă€n hos CO2-lasrar, som Ă€r det man jĂ€mför med. S K I L L N A D E N I V E R K N I N G S G R A D Ă€r baserad pĂ„ att det ena Ă€r en gaslaser, vars gas mĂ„ste fĂ„s att excitera för att lasra, medan femtosekundslasern Ă€r en sĂ„ kallad solid-state-laser. Förutom att de Ă€r effektivare Ă€r de ocksĂ„ mer robusta. â Det Ă€r som att i elektronikbranschen jĂ€mföra hur man gĂ„tt frĂ„n transistorrör till halvledarÂtransistorer, sĂ€ger Daniel Ljunggren. Ett annat miljörelaterat problem som kan driva pĂ„ utvecklingen Ă€r den stora anvĂ€ndningen av plast. â Internt Ă€r vi övertygade om det kommer att dyka upp mĂ„nga alternativa produkter pĂ„ global nivĂ„ dĂ€r man successivt byter ut plast mot papper. DĂ„ kan man fundera pĂ„ vad som krĂ€vs i nĂ€sta steg av industrin nĂ€r den mĂ„ste kunna bearbeta cellulosa. Ytterligare en kul detalj Ă€r att de tre forskare som ligger bakom den tekniken som alla femtosekundslasrar bygger pĂ„ â kallad Chirped Pulse Amplification â fick nobelpris i fysik Ă„r 2018.
ANNA WENNBERG anna@etn.se
19
TEMA: OPTO & DISPLAYER M-AIR
Konstruktion och test Àr stora anvÀndare av sÄ kallad mocap, motion capture.
FAKTA
MaskininlÀrning fÄr nischer
De vita smÄ bollarna gör att objektets lÀge kan bestÀmmas exakt.
QUALISYS
Nuförtiden kan 3D-analys göras med hjĂ€lp av artificiella neuronnĂ€t och djup maskininlĂ€rning. â Vi har hĂ„llit pĂ„ med det internt och vi samarbetar med företag som anvĂ€nder det. Vi tycker deep learning Ă€r jĂ€tteintressant och det Ă€r nĂ„got vi kommer att fortsĂ€tta att jobba med, för att hitta bra tilïżœlĂ€mpningsomrĂ„den. NeuronnĂ€ten kan inte tĂ€vla i prestanda med markörbaserad mocap. â Vi har generellt bĂ€ttre precision. Med markörer vet du exakt var du mĂ€ter. Deep learning gĂ„r igenom en svart lĂ„da, upptrĂ€nad att ge punkter för ledcentra, som kan vara vĂ€ldigt bra bestĂ€mda. Men det finns Ă€ndĂ„ en osĂ€kerhet. Du mĂ„ste lita pĂ„ det neurala nĂ€tverket. Det har börjat ploppa upp specialfall som verkar intressanta att göra markörlöst, men deep learning blir inte en generell lösning för allt. â Personligen tror jag att de kommer att leva sida vid sida eftersom behoven Ă€r olika.
En nisch för neuronnĂ€tsanalys kan vara dĂ€r det inte gĂ„r att sĂ€tta ut markörer, som under en pĂ„gĂ„ende tĂ€vling. En annan idĂ© Ă€r hybridsystem dĂ€r ett fĂ„tal markörer anvĂ€nds som referens. Hybrida system Ă€r en av styrkorna hos Qualisys. Koordinaterna frĂ„n kamerorna kan redan integreras med data frĂ„n exempelvis kraftplattor, muskelmĂ€tningssystem och IMU:er. Andras AI-mjukvara integreras redan i systemlösningar. GĂ„r neuronnĂ€t att anvĂ€nda i en reglerloop? â Nej. TillĂ€mpningar med slutna reglerloopar behöver definitivt vara markörbaserade ett bra tag framöver. Det gĂ„r inte att jĂ€mföra. Det Ă€r vĂ€ldigt berĂ€kningsintensivt, inte i nĂ€rheten av realtid. En partner i ett samarbete behöver tvĂ„ vĂ€rstinggrafikkort för sin deep learning-del av analysen. Och den sker inte i realtid. â Fokus för deep learning har hittills varit att fĂ„ ut nĂ„got överhuvudtaget.
Gör 3D-kopior av allt Qualisys i Göteborg Ă€r veteran inom motion capture â att digitalisera rörliga objekt. Det startade med en ABB-hamnkran 1989 och Ă€r pĂ„ vĂ€g till framtidens virtuella filmstudio.
E
tt bakom-kulisserna-reportage för en actionfilm eller datorspel Ă€r en bra introduktion om du vill förstĂ„ vad Qualisys hĂ„ller pĂ„ med. DĂ€r anvĂ€nds ofta motion capture, âmocapâ. Du ser skĂ„despelarna mĂ€rkas upp med smĂ„ vita bollar pĂ„ kroppen innan de filmas. Bollarna blir referenspunkter som gör det möjligt att addera digitala specialeffekter runt kroppen. Punkternas koordinater berĂ€knas genom bildanalys direkt inuti Qualisys kameror. Punkterna Ă€r de enda data som strömmar ur kamerorna. Ingen video, normalt. Punkterna bildar en sorts animerad streckfigur. MĂ€tningen kan beskrivas som modellbaserad videokomprimering. En kamera ger 2D-koordinater. TvĂ„ kameror och lite geo-
20
metri rĂ€cker för att ge absoluta 3D-koordinater. Ofta anvĂ€nds ytterligare kameror för att kunna se olika vinklar och för att öka precisionen. A N A LYS E N S K E R med sĂ„dan realtidsprestanda att det till och med gĂ„r att bygga en reglerloop. Det fanns i företagets allra första tillĂ€mpning â en svajande ABBhamnkran. Kameran tittar pĂ„ den klo som greppar containrarna. Koordinaterna rapporteras till en styralgoritm som motverkar svajet i en reglerloop. â Du kan lasta och lossa pĂ„ kortare tid. Kranarna Ă€r numera helt automatiserade men Qualisys reglering anvĂ€nds fortfarande. Lösningen har med Ă„ren anpassats till allt fler miljöer â frĂ„n Alaska till Sahara med extrema
biltillverkare. vĂ€der, temperaturer och â Vi Ă€r diversifieraljusförhĂ„llanden. de, men störst omsĂ€ttQualisys har gjort ning har vi inom life mocap sedan 1989. science. MĂ€nniskor Ă€r lĂ„ngtiDĂ€refter turas frĂ„n det enda som Fredrik MĂŒller entertainment och mocappas. Qualisys engineering om att ta mĂ€rker upp hĂ€star, bilar, andraplatsen olika sĂ€songer. fartygsskrov, fisknĂ€t â det dyker â Kameratekniken Ă€r var vi stĂ€ndigt upp nya idĂ©er. kommer frĂ„n â vi har de bĂ€sta Fredrik MĂŒller har haft olika modellerna i respektive segment roller i företaget under 21 Ă„r pĂ„ marknaden â bĂ€st precision, och tĂ€nker pĂ„ tekniken som en högst bildhastighet. 3D-linjal. â Köp ett vanligt mĂ„ttband pĂ„ Bauhaus och gĂ„ hem och fundera I K A M E R O R N A sitter industriella pĂ„ allt vad du kan mĂ€ta med det! bildsensorer med hög bildhasPĂ„ bara tio minuter kommer du tighet och upplösning. Endast upp med en ganska lĂ„ng lista. ett fĂ„tal leverantörer finns. â Det Ă€r en av vĂ„ra framgĂ„ngsKamerorna synkas med varsagor â att det gĂ„r att tillĂ€mpa andra i ett Gigabit Ethernet med mĂ€ttekniken pĂ„ sĂ„ mĂ„nga omrĂ„egenmodifierade tidsprotokoll. den. Det Ă€r ocksĂ„ vĂ„rt lyxproblem De tunga berĂ€kningarna sker i â att sortera uppslag och sĂ€ga nej. FPGA-SoC:er frĂ„n Altera och Av tio uppslag Ă€r det kanske tvĂ„ Xilinx. Kamerorna tillverkas pĂ„ som Ă€r relevanta att lĂ€gga tid och uppdrag av Inission i BorĂ„s. pengar pĂ„ för nyutveckling De kameror som Ă€ven spottar Elitidrottare, ortopeder och ur sig video kan fĂ„ den fusionemekatroniker finns bland kunrad med streckmodellerna. derna, liksom datorspelsutveckâ Det ger en dokumentation lare, oljeplattformsbyggare och av vad du tittar pĂ„, vilket kan ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
Qualisys kameror levererar inte video utan bara de vita bollarnas koordinater. QUALISYS
som rör sig vara lĂ€ttare att relatera till. Kanske ligger företagets allra största styrka i systemlösningarna, som vuxit i antal med Ă„ren. LĂ€kare vill utvĂ€rdera resultatet av en ledoperation. Idrottare vill trimma sina prestanda eller följa skador. Ingenjörer vill testa diverse konstruktioner. Alla behöver de unika uppstĂ€llningar. Och har olika kravbilder. För underhĂ„llning rĂ€cker det med en visualisering som ser bra ut. Medan en medicinsk tillĂ€mpning mĂ„ste vara exakt â kanske validerad i en studie pĂ„ ett antal mĂ€nniskor. Ă andra sidan stĂ€ller underhĂ„llning hĂ„rdare krav pĂ„ tillgĂ€nglighet. â Det fĂ„r inte bli stopp i svindyra produktioner. Det ska komma ut data ur maskineriet hela tiden. Allt ska bara lira. Q UA L I S YS AV VA K TA D E lĂ€nge med underhĂ„llningsbranschen, bland annat pĂ„ grund av behovet att vara nĂ€ra kunderna. â Men nu har vi kommit in bra och jobbar med nĂ„gra nyckel kunder.
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
SĂ„ kallad virtuell produktion Ă€r ett hett omrĂ„de. En klassisk green screen kan numera ersĂ€ttas av skĂ€rmar som projicerar miljöer runt skĂ„despelarna â ytterligare en ny spĂ€nnande vertikal att sĂ€tta sig in i. â Det kokar i slutĂ€nden ner till en hel del matte â vart kamerorna pekar och var skĂ„despelarna Ă€r och vart de tittar. En kul ny tillĂ€mpning Ă€r ânĂ€sta generations laserdomeâ. Deltagarna fĂ„r en VR-hjĂ€lm som projicerar en artificiell miljö. Det kallas LBVR (location based VR). Qualisys uppgift Ă€r att filma deltagarna utifrĂ„n för att avgöra exakt var de Ă€r och vart deras vapen pekar. â OmrĂ„det har legat pĂ„ is under pandemin eftersom kunderna har haft stĂ€ngt. En av kamerorna Ă€r för undervattensbruk. â Renodlad motion capture under vatten Ă€r vi ganska unika pĂ„. Beteendet hos kĂ€ttingförtöjningar och trĂ„lningsnĂ€t finns bland vad som studeras. En forskargrupp utvecklar en undervat-
tensrobot som rör sig genom vattnet som en Ă„l. I det projektet ingĂ„r realtidsĂ„terkoppling. Syftet Ă€r att testa styralgoritmer. Qualisys kameror anvĂ€nds för att utvĂ€rdera skalenliga modeller av fartygsskrov och oljeplattformar. De guppar i stora inomhusbassĂ€nger med varierande djup, vĂ„gor, vind och förtöjning. D E T F I N N S en handfull direkta mocap-konkurrenter. DĂ„ och dĂ„ dyker det Ă€ven upp ny teknik och nafsar pĂ„ nischer. Men Fredrik MĂŒller beskriver sĂ„na inbrytningar som positiva, eftersom de sĂ€tter ljus pĂ„ omrĂ„det i sig. Apples aktuella lidar- och multikamerasensor i Ipad och Iphone kan i princip adressera ett par av Qualisys domĂ€ner. â Och till en mycket mer ringa kostnad. Men jag ser det inte som ett hot utan som nĂ„got som driver utvecklingen framĂ„t. Apples grĂ€nssnitt Ă€r öppet. Företaget kan luta sig tillbaka och lĂ„ta utvecklare innovera. â Resultat blir att fler blir medvetna om rörelsemĂ€tning,
och börjar botanisera och frĂ„ga vad mer som vore intressant att kunna göra. Och sĂ„ kommer de kanske fram till grĂ€nsen för Apples teknik och börjar letar efter industriella lösningar. â Och dĂ„ poppar Qualisys upp. Qualisys har inga patentskydd. Företaget brukade lĂ€gga pengar pĂ„ det. Men Qualisys styrka gĂ„r inte att kopiera. â Titta pĂ„ hela stacken â att reverse-engineera det vore ganska bökigt, för att uttrycka sig kort. Han rĂ€knar upp avancerad elektronik, optik, mekanik, fotogrammetri, 3D-rekonstruktion, inbyggd mjukvara, hĂ„rdvarunĂ€ra programmering (hans egen bakgrund), apputveckling med webbrapporter, frontend, backend och moln. â Det finns mĂ„nga företag som Ă€r duktiga pĂ„ olika delar â sĂ€kert bĂ€ttre Ă€n vi â men det Ă€r inte trivialt att baka ihop alltihop. DĂ€ri ligger det största skyddet av vĂ„r lösning. JAN TĂ NGRING jan@etn.se
21
QUALISYS
Kamerorna förvandlar allt till streckgubbar som exempelvis blir skelett till datorspelskaraktÀrer.
TEMA: OPTO & DISPLAYER
Max Karlsson
THOR BALKHED/LIU
Billiga Àmnen i kombination med en enkel och energisnÄl tillverkningsprocess har gjort perovskit till ett lovande material för optokomponenter. I Linköping finns en forskargrupp som bland annat utvecklar lysdioder med blÄtt ljus i det nya supermaterialet.
Perovskit â supermaterialet FAKTA
FAKTA A: Perovskitlösning B: Substrat C: Roterande plattform
Enkel och billig process
Det behövs inga reaktorer eller andra dyra maskiner för att tillverka perovskitkomponenter. Det rÀcker med att lösa upp Àmnena i ett organiskt lösningsmedel och sedan deponera dem för att skapa de tunna skikt som bygger upp komponenterna. Rent praktiskt utgÄr forskarna frÄn ett glassubstrat belagt med en tunn film av indiumtennoxid. Filmen Àr ledande och dessutom transparent. Den slÀpper igenom fotonerna oberoende om de ska in (som i en solcell) eller ut (som i en lysdiod). Substratet placeras i en spinner, en maskin som snurrar mycket snabbt, och sedan tillförs olika kemikalier för varje skikt som ska byggs upp. DÀrefter vÀrms skivan upp till mellan 80 och 150 grader för att skapa kristalliseringen. Slutligen förÄngar man ett tunt lager av guld, silver eller aluminium pÄ toppen för att skapa den andra
22
kontakten. Processen Ă€r energisnĂ„l. Den kan göras i rumstemperatur â bortsett frĂ„n kristalliseringen â och stĂ€ller inte sĂ€rskilt höga krav pĂ„ renheten vid tillverkningen. Ett enstaka fel i kristallstrukturen Ă€r inte lika fatalt som i klassiska halvledarprocesser dĂ€r det rĂ€cker med att en atom av en miljard hamnar fel för att kretsen inte ska fungera. Dock gĂ„r det inte att göra tillverkningen i vanlig luft eftersom den Ă€r kĂ€nslig för fukt. IstĂ€llet anvĂ€nds kvĂ€vgas i utrustningen. Metoden med att spinna pĂ„ skikten resulterar i en enda komponent
per skiva vilket inte har nĂ„gon betydelse för forskarna. Den dag tekniken ska skalas upp Ă€r det rimligt att anta att det gĂ„r att anvĂ€nda samma metoder för dagens OLED-komponenter, dĂ€r förĂ„ngas materialen och man anvĂ€nder olika masker för att skapa komponenterna. Ă tervinning Ă€r visserligen inget forskningsomrĂ„de för Linköping med Max Karlsson ser en intressant möjlighet: â De skulle kunna vara ganska enkla att Ă„tervinna. Egentligen Ă€r det bara att lösa upp dem igen om det finns metoder för att separera materialen sedan.
Perovskiter
Àr en grupp material med samma kubiska kristallstruktur som kalciumtitanoxid (CaTiO3). Namnet kommer frÄn den ryska 1800-talsmineralogen Lev Perovski. I Linköping finns en grupp med cirka 40 forskare varav tvÄ tredjedelar arbetar med olika optiska tillÀmpningar för perovskiter. Fokus ligger pÄ metallhalidpeorvskiter som Àr en undergrupp vars egenskaper passar för optoelektroniska tillÀmpningar som solceller, lysdioder och fotodetektorer. Metallhalidpeorvskiter absorberar och avger ljus bÀttre Àn kisel plus att laddningstransporten Àr bra. Dessutom Àr de mindre kÀnsliga för defekter som uppstÄr under tillverkningen Àn klassiska halvledarmaterial. Som grÀdde pÄ moset Àr de ingÄende grundÀmnena förhÄllandevis billiga plus att tillverkningen gÄr att göra med enkla och energisnÄla metoder.
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
TEMA: OPTO & DISPLAYER â Det Ă€r lite av en fattigmanshalvledare, billig att tillverka och ganska tĂ„lig för de smutsiga metoder vi anvĂ€nder, sĂ€ger Max Karlsson som Ă€r doktorand i Linköping pĂ„ institutionen för Fysik, kemi och biologi. Att materialet Ă€r intressant för optokomponenter hĂ€nger samman med att det i princip bara Ă€r att lĂ€gga pĂ„ en ström sĂ„ kommer det ut fotoner. Ăven det omvĂ€nda gĂ€ller, skickar man in fotoner fĂ„r man ut en ström. Materialet liknar dĂ€rmed Âgalliumarsenid mer Ă€n kisel. De första forskningsresultaten pĂ„ perovskiter för solcellstilllĂ€mpningar publicerades runt 2009 och redan 2014 tillverkades den första lysdioden som fungerade i rumstemperatur. â Halida perovskiter kan lysa i hela det synliga ljusspektrumet. FĂ€rgen justeras genom att anvĂ€nda olika sammansĂ€ttningar av halogener i kristallstrukturen. För att fĂ„ rött ljus anvĂ€nds framförallt jod, för att fĂ„ grönt Ă€r det brom medan klor ger blĂ„tt ljus eller UV-ljus. â TyvĂ€rr blir blĂ„tt ljus grönt under anvĂ€ndning pĂ„ grund av instabilitet i materialet men vi har hittat en metod som förhindrar fĂ€rgskiftningen
genom att kontrollera kristalliseringen under tillverkningen av perovskiten. UpptĂ€ckten banar vĂ€g för stabila perovskiter bĂ„de för lysdioder och Ă€ven solceller, sĂ€ger Max Karlsson. R E S U LTAT E T P U B L I C E R A D E S för ett Ă„r sedan och visade pĂ„ 11 till 12 procents effektivitet, knappt hĂ€lften jĂ€mfört med röda och gröna lysdioder. Det forskarna i Linköping gjorde var att kontrollera kristallationsprocessen bĂ€ttre genom att hĂ„lla Ă€mnena lite fuktig medan de vĂ€xer. DĂ€rmed blev lagret homogenare. â Vi har löst ett av problemen, att hĂ„lla dem blĂ„, men vi har inte löst det hĂ€r med livslĂ€ngden Ă€n, sĂ€ger Max Karlsson. För röda och gröna lysdioder Ă€r man uppe i ett hundratal timmar. För blĂ„ Ă€r det endast en forskargrupp som rapporterat tiotals timmar. Oftast rĂ€knas livslĂ€ngden i minuter vilket Ă€r lĂ„ngt frĂ„n de 10 000 eller 100 000 timmar som krĂ€vs för en kommersiell produkt. â Nu sysslar vi frĂ€mst med att förstĂ„ vad det finns för mekanismer som bryter ned dioderna under anvĂ€ndning. NĂ€r man förstĂ„tt det kan man hitta sĂ€tt att motverka det.
betydligt smalbandigare. Det passar dĂ€rför bra för den nya industristandarden REC 2020 som utökar antalet fĂ€rger som kan visas pĂ„ bildskĂ€rmar. â De har potential för att bli vĂ€ldigt bra, antingen som fĂ€rg filter eller att driva dem direkt som vi gör.
För Ă€ven om materialen Ă€r okĂ€nsliga för de defekter i kristallstrukturen som uppstĂ„r under tillverkningen finns det joner i materialen som rör sig nĂ€r man lĂ€gger pĂ„ en spĂ€nning, vilket kan förstöra skikten i sig eller kontakterna. DĂ€remot Ă€r det inget problem att slĂ„ av och pĂ„ dioderna snabbt, som i en skĂ€rm eller nĂ€r man dimmar belysningen. â VĂ„r forskargrupp anvĂ€nde exakt samma struktur och enhet för att sĂ€nda ut ljus och detektera det. Vi kom upp i megahertz, vilket har potential att lĂ€tt förbĂ€ttras genom att göra dioderna mindre till exempel. Effektiviteten hos röda och gröna lysdioder i perovskit Ă€r över 25 procent utan att man tar till en massa ingenjörsmĂ€ssiga knep för att leda ut ljuset, sĂ„ kalïżœlad outcoupling. Gör man Ă€ven det gĂ„r det troligen att nĂ„ upp i 80 till 90 procent vilket innebĂ€r att de nĂ€stan kan konkurrera med organiska lysdioder (OLED) effektivitetsmĂ€ssigt. â BlĂ„ ligger lite efter, det Ă€r klurigare att tillverka. VĂ„r Ă€r den nĂ€st mest effektiva som visats, sĂ€ger Max Karlsson. I jĂ€mförelse med OLED Ă€r ljuset frĂ„n en perovskitdiod
T R OT S U T M A N I N G A R N A finns ett antal uppstartsföretag som försöker kommersialisera perovskiter. Det handlar framförallt om solcellstillĂ€mpningar. De ligger lĂ€ngre fram eftersom spĂ€nningarna inte blir lika höga som i lysdioder. Skikten Ă€r dessutom mycket tjockare, vilket gör att livslĂ€ngden Ă€r uppe i tiotusentals timmar, det vill sĂ€ga nĂ„gra Ă„r. â Det finns ett antal pilotÂan lĂ€ggningar och ett antal start-ups. Förutom brittiska Oxford PV arbetar Ă€ven Uppsalaföretaget Evolar pĂ„ att kommersialisera tekniken. Produkterna förvĂ€ntas vara i paritet med kiselsolceller nĂ€r det handlar om verkningsgrad, men billigare att tillverka. En annan möjlig tillĂ€mpning som kan vara inom rĂ€ckhĂ„ll Ă€r att anvĂ€nda perovskiter som fĂ€rgfilter, ungefĂ€r som i QLEDskĂ€rmar. PER HENRICSSON
per@etn.se
för solceller och lysdioder FAKTA
ABX3
Ljuset tas ut genom den undre, genomskinliga kontakten.
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
THOR BALKHED/LINKĂPINGS UNIVERSITET
Tillverkningen i labbet görs i en kvÀvefylld handskbox, ett dragskÄp med gummihandskar.
Den kemiska formeln för en metallhallidperovskit Ă€r ABX3 dĂ€r A stĂ„r för en organisk molekyl eller cesium. B Ă€r allt som oftast bly men det gĂ„r ocksĂ„ att anvĂ€nda tenn och i viss mĂ„n germanium. X3 Ă€r halogenerna, exempelvis jod, brom eller klor. Blyperovskiterna har extremt bra optiska egenskaper men utgör samtidigt den största nackdelen med materialet. Bly Ă€r som bekant ett Ă€mne som EU lyckats fasa ut frĂ„n elektroniktillverkningen och inte vill fĂ„ in i nya produkter. â Det Ă€r ett problem man mĂ„ste ta hĂ€nsyn till. Kanske kan man kapsla in det pĂ„ ett bra sĂ€tt och ha redundans om de spricker sĂ„ kanske man kan anvĂ€nda dem Ă€ndĂ„, sĂ€ger Max Karlsson. Ett annat alternativ Ă€r att anvĂ€nda tenn Ă€ven om det Ă€r kĂ€nsligare för syre eller anvĂ€nda ett tredje Ă€mne.
23
PE R
R TA T
EX
TEMA: OPTO & DISPLAYER
Rena luft och vatten
IKEL
K
vicksilverlampan, uppfunnen för ungefÀr hundra Är sedan, har revolutionerade steriliseringsarbetet inom sjukvÄrden. Fortfarande spelar UV-ljus en nyckelroll för att desinficera och sterilisera ytor. Utbrottet av Covid-19 har gjort det Àn mer efterfrÄgat samtidigt som lysdioder med UVC-ljus öppnar för nya möjligheter. De vanligaste vÀgarna som Covid-19 smittar Àr via utandningsdroppar, ytor och aerosoler. Att sterilisera luften, tillsammans med vaccination, testning och generella regler kring Covid-19 Àr dÀrför viktiga för att bromsa pandemin. Det finns en rad metoder för detta. En av de enklaste som exempelvis anvÀnds i sjukhus Àr UV-lampor. De fungerar bra för sterilisering men har ocksÄ nÄgra tillkortakommanden. Till att börja med kan ingen vara i rummet nÀr det steriliseras eftersom UVstrÄlningen har negativa hÀlsoeffekter om de trÀffar kroppen. För det andra behövs en hög energinivÄ i UV-ljuset för att det ska vara effektivt. Det beror av att de vÄglÀngder som anvÀnds för sterilisering dÀmpas kraftigt av luften. DÀmpningen Àr omvÀnt proportionell mot kvadraten pÄ avstÄndet. Metoden fungerar dÀrför inte för offentliga platser. Moderna lysdioder som genererar UVC öppnar nya möjligheter jÀmfört med kvicksilverlamporna. De ger högre energidensitet och har lÀgre effektförbrukning. Eftersom de
Av Alain Bruno Kamwa, Rutronik och Nancy Yang, Lextar Alain Bruno Kamwa Àr teknisk sÀljare av opto-
komponenter inom den icke synliga delen av spektrum pÄ Rutronik. Det inkluderar bland annat lasrar, IR- och UV-dioder liksom detektorer. Nancy Yang Àr senior försÀljningsingenjör pÄ taiwanesiska Lextar. Hon har arbetat dÀr sedan juli 2017.
Ă€r smĂ„ gĂ„r de lĂ€tt att integrera vilket öppnar för produkter med inbyggd UV-sterilisering. Dessutom behöver de ingen separat rengöring. Till nackdelarna hör att de Ă€r dyrare och att varje diod har begrĂ€nsad uteffekt, den ligger normalt i milliwattomrĂ„det. Det Ă€r betydligt mindre Ă€n vad en kvicksilverlampa ger, och rĂ€cker inte för att rena luften. DĂ€rför mĂ„ste dioder för UVC kombineras med andra metoder för att kunna döda luftburna bakterier. D E T H A N D L A R O M att Ă„tercirkulera luften och att anvĂ€nda fotokatalysator, UVA-dioder, effektiva Hepafilter och ett steriliseringssystem med UVC. Normalt har man en flĂ€kt för att driva luften i rummet â och dĂ€rmed Ă€ven bakterier och virus â till filterelementet i desinfektionskammaren. De ansamlas pĂ„ filtrets yta. I motsats till traditionella luftrenare handlar det
inte bara om att fÄnga dem, utan de oskadliggörs med UVC-ljus. Metoden fungerar Àven i rum dÀr det finns mÀnniskor eftersom UVC-ljuset inte lÀmnar luftrenaren. Lextars steriliseringsmodul LBM2101 med UVC kan integreras i luftrenare, luftkonditioneringar och andra liknade apparater eftersom den inte Àr större Àn 27 mm i diameter och 12,7 mm hög. Den speciella utformningen gör att UVljuset frÄn dioden hÄlls kvar i modulen vilket ökar effektiviteten. Efter en timmes anvÀndning har 99 procent av de luftburna bakterierna och viruset oskadliggjorts. Dessutom leder aluminiumkapslingen bort vÀrmen pÄ ett effektivt sÀtt vilket ökar livslÀngden pÄ dioden. Coronavirus överlever upp till tre timmar i luften, lÀngre inomhus Àn utomhus. För att minska risken att smittas i fordon som taxibilar, hyrbilar, bussar och tÄg har Lextar utveck-
Ăversikt över UVA, UVB och UVC med tillhörande tekniker, marknader och tillĂ€mpningar.
24
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
TEMA: OPTO & DISPLAYER
med UV-ljus FAKTA
Vatten behandlings modulen kan anvÀndas för rinnande vatten med en hastighet mellan 0,6 och 12 liter per minut.
Desinfektion och sterilisering Desinfektion minskar antalet sjukdomsalstrande bakterier sÄ att det inte lÀngre Àr nÄgon risk för att smittas. Under sterilisering dödas alla mikroorganismer inklusive bakterier, svampar, sporer eller virus oberoende av vilket utvecklings stadium de befinner sig i.
Med tre reflektorer per diod kan matrisen skapa UVC-ljus med högt energiinnehÄll.
Fordonsmodulen för sterilisering med UVC-ljus kan integreras i fordonets luftkonditionering.
Energin avtar med ökande avstÄnd frÄn ljuskÀllan.
lat en speciell modul med UVC-dioder. Den kan integreras i fordonets luftkonditionering. Utan att pÄverka funktionen kan den döda 99 procent av alla SARS-CoV-2 patogener. Modulen bestÄr av en matris med UVCdioder dÀr var och en av de 20 dioderna har tre reflektorer för att kunna skapa ljusstrÄlar med högt energiinnehÄll. Vidare finns ett filter som tar bort 99,53 procent av partiklar ner till 2,6 mikrometer (PM2.5) vilket avsevÀrt förbÀttrar kvaliteten pÄ inomhusluften. Modulen Àr kompatibel med dagens filtersystem för fordonsbranschen, vilket innebÀr at det kan installeras utan att nÄgot behöver modifieras. M O D U L E R M E D U V C kan ocksÄ anvÀndas för att sterilisera ytor och vatten. NÀr det gÀller det senare mÄste man skilja pÄ stillastÄende och rinnande vatten. I behÄllare för vattenrening eller i tankar till luftfuktare förvaras det renade vattnet ofta under lÄng tid vilket gör att bakterier frÄn levande organismer i luften eller pÄ ytor kan föröka sig snabbt. Lextars modul för vattensterilisering belyser vattnet i tanken med jÀmna mellanrum med UVC som Àr tillrÀckligt kraftigt för att döda bakterierna. Modulen fungerar bÀst om den installeras i botten av tanken och UV-ljuset trÀffar vattnet direkt genom fönstret i den vattentÀta modulen. Den kan ocksÄ placeras pÄ sidan eller ovanpÄ vattentanken. Att sterilisera strömmande vatten Àr en helt annan sak, det rinner ganska snabbt genom ett rör och dÀrmed ocksÄ genom
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
steriliseringsmodulen. Tiden man har pÄ sig att förstöra bakterierna Àr vÀldigt kort vilket krÀver hög effekt pÄ ljuset och dÀrmed Àven högre kostnad. Det Àr orsaken till att man idag huvudsakligen hittar dessa moduler i dyrare vattenreningssystem för konsumentmarknaden och i kommersiella tillÀmpningar. Placeringen Àr inte lika kritisk som för stillastÄende vatten. Det man ska tÀnka pÄ Àr att hÄlla lÀngden pÄ röret efter steriliseringen sÄ kort som möjligt för att inte riskera att vattnet kontamineras pÄ nytt. Pandemin har lett till att efterfrÄga pÄ lysdioder för UVC ökat kraftigt, men de kan anvÀndas till mycket mer Àn bara sterilisering. Till exempel kan de anvÀndas för att neutralisera oönskade lukter, göra sÄ att frukt och grönt kan vÀxa utan solljus och hÄlla dem frÀscha lÀngre tid efter att de skördats. Ljuset kan snabba pÄ hÀrdnings- och torkprocesser för plastmaterial och fÀrger men ocksÄ anvÀndas i spektroskopi för att avgöra innehÄllet i lÀkemedel. Rutronik har alla komponenter som behövs för detta, frÄn UV-lampor, moduler, linser och lysdiodsdrivare till flÀktar för att hantera vÀrmeutvecklingen plus styrsystem och IR-sensorer. Dessutom har Rutronik utvecklat tvÄ kort. Det ena Àr ett utvecklingskort med en sensor för flyktiga organiska Àmnen (VOC) som kan upptÀcka odörer och neutralisera dem med UVC-ljus. Det andra kortet kan anvÀndas för att sterilisera luft, vatten och ytor med hjÀlp av UVC-dioder. n
FAKTA
Varför inte lysdioder skapar ozon Det har förekommit upprepade varningar att luftrenare skapar ozon vilket Ă€r skadligt för hĂ€lsan. Joniseringsutrustningar skapar ozon som bryter ned luftburna molekyler som upplevs som illaluktande. Ăven utrustning baserade pĂ„ elektrostatiska filter, eller som har ett plasma, kan skapa ozon. Lysdioder för UVC-ljus skapar inte ozon, O3. För att bilda gasen mĂ„ste den kemiska bindningen i luftmolekylen brytas upp. Det krĂ€ver ljus med ett energiinnehĂ„ll pĂ„ 5,1 eV eller mer. En kvicksilverlampa kan skapa ljus med 6,7 eV vilket rĂ€cker för att generera ozon men en UVC-diod ger inte mer Ă€n 4,5 eV, vilket inte Ă€r tillrĂ€ckligt.
Bakteriefritt dricksvatten direkt frÄn fontÀnen med Lextars steriliseringsmodul som drar mellan 10 och 30W och klarar ett vattenflöde pÄ 2 till 12 liter per minut.
25
TEMA: OPTO & DISPLAYER
Större synfÀlt, högre upplösning LjuskÀllan i en lidarsensor Àr en laserdiod. Eftersom en sÄdan genererar en mycket liten, extremt fokuserad ljusstrÄle Àr det bara avstÄndet till sÄdana smÄ punkter som kan mÀtas. Detta Àr inte tillrÀckligt för den typ av 3D-mÀtning som krÀvs för ansiktsigenkÀnning eller förarassistanssystem, och autonoma fordon. DÀrför adderas olika lösningar för att förstora synfÀltet. Det omrÄdet som dÄ detekteras kallas Field of View (FoV). En blixtlidar (flash lidar) sprider ut ljusstrÄlen optiskt vilket ökar emissionsvinkeln. DÀrmed blir ljusstrÄlen svagare och diffusare. En sveplidar (scanning lidar) lider inte av det problemet. Den anvÀnder fysiskt rör-
26
IKEL
eknik för att kartlĂ€gga omgivningen i tre dimensioner anvĂ€nds för tilïżœlĂ€mpningar inom allt fler omrĂ„den â frĂ„n smartphones till fordon och industri. En av lösningarna Ă€r att anvĂ€nda ToF (Time of Flight) baserad pĂ„ lidarsensorer. ToF gĂ„r att anvĂ€nda för att lĂ€sa av position, rörelse och form pĂ„ bĂ„de mĂ€nniskor och föremĂ„l. Grundprincipen Ă€r lĂ€tt att förstĂ„: 1) En ljuskĂ€lla avger en ljusstrĂ„le som reflekteras av objekten runtomkring 2) En ToF-kamera intill ljuskĂ€llan fĂ„ngar upp det reflekterade ljuset 3) AvstĂ„ndet berĂ€knas ur ljushastigheten och tiden det tog för reflektionen att Ă„tervĂ€nda. Tekniken kan delas upp i tvĂ„ kategorier. indirekt ToF (iToF) innebĂ€r att ljuset moduleras. Det som detekteras Ă€r det reflekterade ljusets fasförskjutning. Metoden Ă€r relativt okĂ€nslig för drift i tidsmĂ€tning och Ă€r dĂ€rför ett lĂ€mpligt förstahandsval för ToF pĂ„ korta avstĂ„nd. Direkt ToF (dToF) innebĂ€r att reflektionstiden mĂ€ts direkt enligt den första beskrivningen ovan. Lidar Ă€r en nyckelkomponent vid dToFmĂ€tning. Liksom radar anvĂ€nds lidar för att detektera och avstĂ„ndsbestĂ€mma objekt (detection and ranging, DAR). Lidar anvĂ€nder ljusvĂ„gor medan radar anvĂ€nder radiovĂ„gor. En lidar anvĂ€nder en pulslaser för att skicka ljuset som anvĂ€nds för att bestĂ€mma avstĂ„ndet mellan sensor och hinder. För detta krĂ€vs en mycket exakt tidsmĂ€tning. Minsta avvikelse har en betydande inverkan pĂ„ avstĂ„ndsbedömningen varför lidar frĂ€mst lĂ€mpar sig för medellĂ„nga och lĂ„nga avstĂ„nd pĂ„ över 100 m.
PE R
R TA T
EX
SÄ görs 3D-avbildning med lidar T Av Alain Bruno Kamwa, Rutronik
Alain Bruno Kamwa Àr teknisk sÀljare pÄ Rutronik för optoprodukter. Han tog en examen i fysik pÄ universitetet i Douala, Kamerun och lÀste till elektroingenjör i Darmstad, Tyskland med inriktning mot mekatronik, robotik och automation. PÄ Rutronik ansvarar han för optoprodukter inklusive detektorer inom det osynliga spektrumet, som laser, infrarött och ultraviolett.
liga mikrospeglar som reflekterar ljusstrĂ„len och styrs att svepa över omrĂ„de. Lidarns FoV Ă€r omrĂ„det som tĂ€cks av svepningarna. SvepÂlidar Ă€r dock olĂ€mplig för anvĂ€ndning i fordon. Dimensioner pĂ„ kring 10,5 Ă 6 Ă 10 cm för betraktas som ganska otympligt. De rörliga speglarna Ă€r dessutom kĂ€nsliga för vibrationer, stötar, damm och extrema temperaturer, vilket Ă€r omöjliga komma ifrĂ„n i ett fordon. Solid-state-lidarsensorer Ă€r mindre och mer robusta. De anvĂ€nder halvledare istĂ€llet för mekaniska komponenter för att rikta ljusstrĂ„len. I en lidar som anvĂ€nder MEMS-baserade speglar finns en matris av mikrospeglar som vĂ€xlar fram och tillbaka mellan tvĂ„ positioner flera tusen gĂ„nger per sekund med hjĂ€lp av elektrostatiska fĂ€lt. IRED, EEL eller VCSEL LjuskĂ€llan i sig Ă€r antingen en IRED (infraröd lysdiod), en EEL (kantemitterande laser) eller en VCSEL (ytemitterande laser, vertical cavity surface emitting laser). IRED och EEL har etablerat sig i mĂ„nga tilïżœlĂ€mpningar. De frĂ€msta fördelarna med IRED Ă€r dess homogena ljus och höga effekttĂ€thet. Dessutom Ă€r den relativt lĂ„g och lĂ€tt att kapsla in. EEL Ă„ sin sida ger högre ljusintensitet och effekt och har högre effektivitet â vilket möjliggör en högre rĂ€ckvidd. VCSEL kan ses som kombinationen av IRED:s enkla kapsling och EEL:s spektrala bredd och hastighet. EffekttĂ€theten ligger idag nĂ„gonstans mellan IRED och EEL. Visserligen krĂ€ver VCSEL nĂ„got mer utrymme Ă€n EEL, men det kompenseras av dess fördelar för vissa tillĂ€mpningar. Den har tillrĂ€ckligt goda emissionsegenskaper för att kunna kvalificeras för blixtlidar-system. Dessutom Ă€r vĂ„glĂ€ngden ganska stabil Ă€ven med stigande temperatur. LaserstrĂ„len frĂ„n en VCSEL genereras i en resonator som bestĂ„r av tvĂ„ Bragg-speglar anordnade parallellt med skivans plan.
NÄgra olika mÀttekniker för lidar.
Speglarna sjÀlva bestÄr av flera lager. Reflektiviteten Àr pÄ över 99 procent och lasrarna alstrar en cirkulÀr strÄle av hög kvalitet med lÄg divergens och lÄg tröskelström. Detta betyder att den behöver vare sig sekundÀr eller extern optik, till skillnad frÄn en traditionell kantemitterande sÀndare. Konstruktionen gör dessutom VCSEL okÀnslig mot mekaniska vibrationer. Trots
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
och SPL S1L90A_3 A01) har en effekt pÄ 125 W vid 40 A per kanal. Deras lÄga termiska motstÄnd pÄ 30 K/W pÄ enkanalsversionen (SPL S1L90A_3) och 17 K/W pÄ fyrkanalsversionen (SPL S4L90A_3) betyder att de kan kylas Àven vid höga strömmar. Fyrkanalsversionen (SPL S4L90A_3) bestÄr av ett chip med fyra emissionsomrÄden, vilket ger en optisk effekt pÄ hela 480 W. Med sina dimensioner pÄ blott 3,35 à 2,45 à 0,65 mm Àr den bara nÄgot större Àn den enkanaliga versionen (2,0 à 2,3 à 0,65 mm) men tÀcker ÀndÄ ett brett detektionsomrÄde. Tillsammans med Efficient Power Conversion (EPC) och GaN Systems utvecklar ams Osram en utvÀrderingssats för bÄda versionerna.
Osram och Chronoptics har utvecklat ett 3D-ToF-kamerasystem som Àr mer kraftfullt Àn moderna iToF-kameror.
JÀmförelse av chip och kapsling för IRED, VCSEL och EEL.
det har den god fokuseringsförmÄga, Àr enkel att koppla till fiber, och har lÄg strömförbrukning. För dToF-tillÀmpningar som krÀver hög effekttÀthet för avstÄndsmÀtningar över 200 meter vÀljs typiskt en EEL-laser. PÄ ams Osram finns ett brett sortiment sÄdan i olika utföranden (TO, plast, SMT) och effektklasser. De levererar de högsta genomsnittliga effekter som finns att fÄ tag pÄ pÄ marknaden och de Àr kan enkelt monteras med pickand-place-maskiner vid ytmontering (SMT). För 3D-sensortillÀmpningar som tÀcker kortare avstÄnd har ams Osram utvecklat infraröda lasermoduler i en serie vid namn Bidos. I Bidos finns VCSEL-komponenter pÄ upp till 100 W med vÄglÀngder pÄ antingen 850 nm eller 940 nm. En VCSEL-effektmatris pÄ 940 nm har en
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
optisk uteffekt pĂ„ 3 W och en typisk stig- och falltid pĂ„ 0,5 ns. En integrerad fotodiod anvĂ€nds bĂ„de för kalibrering av optisk uteffekt och för automatisk effektkontroll. Dessutom kan den anvĂ€ndas för att larma för sĂ€kerhetsproblem kring laser, som att linsen ramlat av eller lasern kommit i kontakt med hud â nĂ„got som alltid ska undvikas vid lasertillĂ€mpningar. Kraftfulla lasrar för autonoma fordon I autonoma fordon Ă€r sĂ€kerhet högsta prioritet. HĂ€r krĂ€vs lidar med lĂ„ng rĂ€ckvidd och hög hastighet, vilket förutsĂ€tter en kraftfull laser. ams Osram har lanserat tvĂ„ helt nya EEL:er som möjliggör 3D-system med högre upplösning och dĂ€rmed ger bĂ€ttre mĂ€tningar, vilket Ă€r avgörande för autonoma fordon. De tvĂ„ nya lasrarna (SPL S4L90A_3 A01
ToF-tillĂ€mpningar Chronoptics och ams Osram har tillsammans utvecklat ett 3D-ToF-kamerasystem som Ă€r kraftfullare Ă€n de senaste iToF-kamerorna. Det baseras pĂ„ infraröd VCSEL-teknik frĂ„n ams Osram och pĂ„ patenterade algoritmer frĂ„n Chronoptics för berĂ€kningar pĂ„ djupinformation. Chronoptics KEA 3D ToF-kamerasystem Ă€r utmĂ€rkt lĂ€mpat för tillĂ€mpningar som autonom körning, biometrisk identifiering och upplĂ„sning av mobila enheter. Kameran Ă€r kompakt designad med mĂ„tïżœten 100 Ă 40 Ă 35 mm. Den Ă€r avsedd för ett arbetsavstĂ„nd pĂ„ 0,2 till 15 meter och har en extern ljusokĂ€nslighet pĂ„ upp till 120 000 Lux. VCSEL:n Ă€r frĂ„n ams Osram och heter Bidos P2433Q. Den har en kompakt formfaktor, marknadsledande uteffekt och moduleffektivitet pĂ„ 38 procent â framtida moduler förvĂ€ntas nĂ„ Ă€nda upp till 50 procent. Den anvĂ€nder ett paketkoncept som Ă€r lĂ€mpligt för storskalig serieproduktion. Hos Vishay finns en nĂ€rhetssensor byggd pĂ„ en högpresterande VCSEL â VCNL36687S â med ett detekteringsomrĂ„de pĂ„ upp till 20 cm. Den har integrerad fotodiod, signalbehandlingskrets och tolvbitars A/D-omvandlare i en blyfri SMD-LLP med mĂ„tten 3,05 Ă 2 Ă 1 mm. PĂ„ grund av dess relativt lilla detektionsomrĂ„de behövs ingen mekanisk barriĂ€r för att optiskt isolera detektor frĂ„n sĂ€ndare. Detta gör det enkelt att implementera en lĂ€ttanvĂ€nd nĂ€rhetsdetektor. PĂ„ grund av att VCNL36687S har en extremt smal riktningslob pĂ„ ±3° krĂ€ver den inga linser och Ă€r lĂ€mplig för detektering inom en snĂ€v vinkel. Den Ă€r tĂ€nkt för industri- och konsumenttillĂ€mpningar i smartphones, surfplattor, VR/AR-headsets och andra batteridrivna produkter. Den kan exempelvis anvĂ€ndas för att detektera om anvĂ€ndaren bĂ€r VR/AR-headsetet eller inte. Eller för att avgöra om en pekskĂ€rms-inmatning var avsiktlig eller inte. n
27
TEMA: OPTO & DISPLAYER
EX
gĂ„ tillvĂ€ga för att köpa en biljett pĂ„ ett sĂ€kert sĂ€tt? Eller trycka fram en kopp kaffe i automaten? Eller navigera i en butik pĂ„ en interaktiv informationsterminal pĂ„ ett köpcenter â som kanske nyss öppnat efter alla nedstĂ€ngningar? Antibakteriell belĂ€ggning pĂ„ den interaktiva komponentens yta kan vara en av lösningarna. Antibakteriella folier har lĂ€nge funnits att köpa för dörrhandtag och ledstĂ€nger. Numera finns sĂ„dan folie att tillgĂ„ i optiskt klar
Av Ludwig Deimel, Distec
IKEL
edan innan Coronapandemin lÀmnade vi spÄr efter oss nÀr vi rörde oss ute i verkligheten, pÄ allt vi rörde vid. Fingeravtryck har alltid gÄtt att hitta överallt pÄ allt frÄn trapprÀcken och dörrhandtag till tryckknapparna pÄ kaffemaskinen. Det var inget de flesta av oss förut ens lade mÀrke till och Àn mindre reflekterade över. NÀr Corona-pandemin kom blev blev vi emellertid i allra högsta grad medvetna om bÄde handhygien och kontaminerade ytor. Nu tvÀttas hÀnderna noggrant och regelbundet och kontaktytor desinficeras. Vi har plötsligt Àven upptÀckt fingeravtrycken pÄ skÀrmen pÄ smarttelefonen. MÄnga har utvecklat rena skrÀcken mot kontakt med ledstÀnger, dörrhandtag och pekskÀrmar. Det kÀnns som om bakterier och virus lurar överallt. Hemma och pÄ kontoret gÄr det att hitta lösningar för att hantera problemet ganska bra. Men pÄ offentliga platser Àr det svÄrt eller till och med omöjligt.
PE R
R TA T
Hantera pandemins beröringsskrÀck R
Ludwig Deimel leder komponentprojekt inom skrÀddarsydda anvÀndar grÀnssnitt (HMI). Han Àr maskiningenjör inom mekatronik och har arbetat för Distec i nÀstan fem Är. Innan Distec arbetade han i nio Är för en japansk robottillverkare med tillÀmpningar inom industrirobotar.
kvalitet, lÀmplig för applicering ovanpÄ pekskÀrmens skyddsglas. Folien lamineras pÄ glaset och har en zinkoxidbelÀggning som förstör bakterier och virus pÄ nÄgra minuter. Beroende pÄ tillverkare klarar den upp till 30 000 beröringar innan den skyddande funktionen avtar och blir ineffektiv. Folien mÄste dÄ avlÀgsnas och ersÀttas. Beroende pÄ utformning kan displayen behöva tas bort och bearbetas. I de flesta fall Àr det dock möjligt att byta ut folien pÄ plats. För allt frÄn varuautomater i offentliga utrymmen till trapprÀcken och ledstÀnger Àr
folier av det hÀr slaget ett kostnadseffektivt sÀtt att skapa en god anvÀndarupplevelse vid interaktion med maskiner och automater. Alternativt finns det nu teknik som gör det överflödigt att ens röra vid enheten i frÄga. Det Àr möjligt att anvÀnda en apparet helt utan kontakt. En lösning som stöder eftermontering Àr att införa radarsensorer för millimetervÄgor som detekterar tredimensionella rörelser inom ett avstÄnd av 30 centimeter. Sensorytan, som bara Àr nÄgra centimeter stor, kan vara antingen i kanten av skÀrmen eller bakom glas eller plast, till exempel i en
SĂ„ fungerar Hover Touch tekniskt.
HUR SKA MAN EGENTLIGEN
AnvÀnd moduler! Du fÄr en stabil platform Du minskar din utvecklingsrisk Du fÄr en skalbar familj Du fÄr en minskad totalkostnad
28
i.MX RT1064
i.MX RT1176 i.MX RT1166
i.MX 7ULP
i.MX 8M Mini i.MX 8M Nano
i.MX 93
Vill du veta mer? www.embeddedartists.com/accelerera
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
TEMA: OPTO & DISPLAYER
Distecs produktfamilj POS-PRO finns med antibakteriell belÀggning, Hover Touch och med radarsensor.
automat. Det blir möjligt för anvÀndaren att utföra en mÀngd olika kommandon med handrörelser. Beroende pÄ systemet kan upp till 16 gester konfigureras. Vid utformning av nya produkter eller vid byte av operativsystem Àr den holistiska tekniken Hover Touch en bra möjlighet. P R E C I S S O M I D E N beprövade PCAP-tekniken skapas elektriska fÀltlinjer mellan sÀndare och mottagare. Om du bryter igenom dessa linjer med fingret, upptÀcks en förÀndring i fÀltet och fingrets position pÄ pekskÀrmen bestÀms. Den vÀsentliga skillnaden jÀmfört med konventionell PCAP-Touch Àr, för att uttrycka
det enkelt, att fĂ€ltlinjerna Ă€r starkare och gĂ„r i bredare bĂ„gar runt beröringssensorn. Detta gör det möjligt att fingrets rörelser lĂ€ses av pĂ„ ett avstĂ„nd pĂ„ upp till fem centimeter ifrĂ„n skyddsglaset. Hover Touch-tekniken tillĂ„ter för nĂ€rvarande anvĂ€ndning med ett finger, varvid inmatningar kan göras med olika gester: svepning aktiverar rullningsfunktionen och genom att göra en kort paus pĂ„ ett stĂ€lle utförs ett klick (âpeka och klickaâ). Förutom kontaktlös drift kan pekskĂ€rmen fortfarande anvĂ€ndas med direkt beröring. I likhet med PCAP-sensorer kan Hover Touch anvĂ€ndas med skyddande glas med en tjocklek pĂ„ upp till 10 mm. Detta gör att
tekniken Ă€ven lĂ€mpar sig för anvĂ€ndning i omrĂ„den utsatta för vandalisering, som till exempel kollektivtrafik. För nĂ€rvarande kan diagonaler pĂ„ mellan 7 och 15,6 tum anvĂ€ndas. Ăven nĂ€r Corona-pandemin Ă€r över och vardagen Ă„tervĂ€nder, kommer interaktiva apparater förmodligen att hanteras med en helt annan medvetenhet i framtiden. Med hjĂ€lp av den teknik som hĂ€r presenteras Ă€r det redan nu möjligt att minimera potentiella smittkedjor och att ge kunderna en tryggare kĂ€nsla nĂ€r de anvĂ€nder varuautomater och opererar maskiner. Vi kan trots allt lugnt rĂ€kna med att fler influensasĂ€songer vĂ€ntar i framtiden. n
FjÀderklÀmlister för kretskortsmontage
UtrymmessnÄla don för överföring av signaler, data och nÀtspÀnning till kretskortet. Kontakterna finns bÄde för fast anslutning pÄ kortet, och i pluggbart utförande. Kan levereras i en mÀngd olika rastermÄtt och poltal. Kabelanslutning med fjÀderklÀmmor, traditionell skruvanslutning eller via IDC-anslutning. Kontakta oss gÀrna för mer info.
08-97 00 70 info@elproman.se www.elproman.se
182x66_metz_2018.indd 1
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
2018-01-26 14:34:16
29
NYA PRODUKTER
TrÄdlös styrkrets med AI-accelerator n STYRKRETS De senaste EFR32-kretsarna frÄn Silicon Labs har mer av allt: protokoll, sÀkerhet, RAM, flash och framför allt AI.
Ăkningen i AI-prestanda Ă€r det som Silicon Labs vĂ€ljer att lyfta fram mest i lanseringen av sina nya systemkretsar i EFR32familjen för 2,4 GHz-radio. De har upp till fyra gĂ„nger högre prestanda för AI-berĂ€kningar till en sjĂ€ttedel av energiförbrukningen. Silicon Labs ger ett kul exempel pĂ„ möjligheterna som öppnas med AI. Man skulle kunna ha automatik för kontorsbelysning som inte bara reagerar pĂ„ rörelse â vilket Ă€r enkelt att implementera med fotoceller â utan Ă€ven pĂ„ ljudet av knackande tangentbord â vilket krĂ€ver lite mer intelligent ljudanalys. Intressanta tillĂ€mpningsomrĂ„den Ă€r sĂ€kra hem, bĂ€rbar medicinteknik och övervakning av industriella system och anlĂ€ggningar. AI kan anvĂ€ndas för att FAKTA
Norska rötter Visste du att EFR-familjen Àr norsk? Det har hunnit gÄ Ätta Är sedan Silicon Labs köpte norska Energy Micro, som innan dess hade existerat som ett sjÀlvstÀndigt bolag ungefÀr lika lÀnge. Silicon Labs slÀngde ut sin gamla 32-bitars styrkretsfamilj och ersatte dem med de klart strömsnÄlare norska kretsarna, inklusive deras energismarta utvecklingsverktyg.
tolka enkla röstkommandon eller för att uppfatta att ett fönster krossas. Prediktivt underhĂ„ll Ă€r ett viktigt tilllĂ€mpningsomrĂ„de inom industrin. D E T B L I R M E R R E A LT I D över smarta tillĂ€mpningar nĂ€r berĂ€kningarna som i dessa nya kretsar kan ske direkt i Ă€ndnoderna istĂ€llet för att delegeras till molnet. Utvecklingsverktygen stöder neuronnĂ€tsplattformarna Tensorflow, Sensi ML och Edge Impulse. Mjukvara finns i Âöppenkodsprojekt pĂ„ Github. Cortex M33-cpu:n tickar i 78 MHz. Storleken pĂ„ flash och RAM Ă€r upp till 1536 kbyte respektive 256 kbyte. Det Ă€r de rymligaste kretsar som SIlicon Labs nĂ„gonsin byggt. Det kan utnyttjas för att exempelvis ge plats för större neuronnĂ€t och kanske för att ladda flera protokoll samtidigt. NĂ„gra varianter av BG24 och MG24 har en separat accelera torkĂ€rna som arbetar som coprocessor till M3. Den Ă€r konstruerad pĂ„ Silicon Labs och anvĂ€nds för maskininlĂ€rnings-
berĂ€kningar. HjĂ€rnan i kretsarna Ă€r en ÂCortex M33 och den har flyttals enhet och DSP-instruktioner. Men det hade Ă€ven tidigare EFR32-kretsar. Frekvensbandet 2,4 GHz, som EFR-familjen stöder, hĂ€rbĂ€rgerar protokoll som Bluetooth (inklusive Mesh och LE), Zigbee, Thread och Matter. Den sistnĂ€mnda lanserades i slutet av 2019 och har inte bara stöd av Amazon, Apple, Google och Samsung utan dessutom av Ikea. C YB E R S Ă K E R H E T S LĂ S N I N G E N heter Secure Vault och kan exempelvis anvĂ€ndas i dörrlĂ„s och medicinteknik. Den gör autentisering, kryptering och har skydd mot sidokanalsattacker. De nya kretsarna finns i tvĂ„ spĂ„r: BG24 respektive MG24 för hemautomation respektive medicinteknik och industri automation. Den förra optimerar för prestanda och den senare för sĂ€kerhet, sekretess och lĂ„g strömförbrukning.
JAN TĂ NGRING jan@etn.se
Ultratunn lödtrĂ„d för de minsta n LĂDNING NĂ€r komponenterna blir sĂ„ smĂ„ som 008004 fungerar vanlig lödtrĂ„d pĂ„ 0,25 mm inte bra. Lösningen Ă€r att gĂ„ ned till en ultratunna trĂ„den pĂ„ 0,15 mm, enligt japanska Ishikawa.
Att tillverka en sÄ tunn trÄd med en stabil flusskanal Àr en utmaning som fÄ klarar av, skriver Etronix som sÀljer Ishikawas produkter. TrÄden finns i SAC305 (Sn96,5/Ag3/Cu0,5) och Àr försedd med en kanal som ger 6 procent flusshalt. Flusset Àr halogenfritt och av typen ROL-0. SmÀlttemperaturen Àr 217°C. TrÄden Àr lÀmplig för manuella omarbetningsapplikationer, sÄ kallad touch-up, samt lödning av tunna kablar. 008004 har mÄtten 0,25 à 0,125 mm. Ishikawa distribueras av Etronix. PER HENRICSSON per@etn.se
SkrÀddarsydd mekanik för elektronikprodukter.
www.blomdahls.com
30
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
NYA PRODUKTER
Motorstyrning pĂ„ liten yta n FORDON Infineon har slĂ€ppt en motorstyrningskrets som pĂ„stĂ„s vara första att integrerar gate-drivning, strömförsörjning och kommunikationsgrĂ€nssnitt. Ăver 80 procent av ytan kan sparas pĂ„ kretskortet genom den höga integrationsgraden, hĂ€vdar företaget.
En genomsnittlig bil har idag mer Àn 35 elektriska motorer för att hantera allt frÄn kaross till komfort och vÀrme, enligt statistik. Mot bakgrund av det kan man förstÄ att en motorstyrningskrets som integrerar flera uppgifter kan vara intressant för en fordonstillverkare. Infineon har siktat in sig pÄ just detta med sin krets TLE956X som rymmer gate-drivning, strömförsörjning och kommunikationsgrÀnssnitt i samma kapsel. Det gör den enligt företaget som klippt och skuren för att hantera de tidigare nÀmnda elmotorerna i ett fordon. Kretsen bygger pÄ en patenterad lösning som optimerar MOSFET:arna för att minska effektförlusterna, och som Àven förbÀttrad EMC-prestanda. Versionerna för vanliga DC-motorer kommer med upp till fyra integrerade drivare med halvbryggskoppling som konstant levererar 100 mA till gaten. Versionerna för borstlösa likströmsmotorer har tre halvbryggskopplade drivare, och levererar 150 mA (konstant) till gaten. KommunikationsgrÀnssnittet har en CAN FDtransceiver med upp till 5 Mbit/s enligt ISO 118982:2016 plus LIN-transceiver. Kretsarna finns tillgÀngliga frÄn Rutronik. ANNA WENNBERG anna@etn.se
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
Vill ersĂ€tta kvarts med mems n TAJMING Amerikanska SiTime â kĂ€nt för att utveckla memskretsar tĂ€nkta att ersĂ€tta kvartskristaller i timingtillĂ€mpningar â har adderat en ny produktkategori innehĂ„llande aktiva memsresonatorer. Tanken Ă€r att den ska fungera som dropin-ersĂ€ttning för kvartskristallresonatorer.
SiTime tar fasta pÄ de lÄnga leveraranstider som drabbat mÄnga produkter pÄ sistone. HÀr pekar företaget pÄ de extremt lÄnga ledtider som kvartsresonatorer pÄstÄs vara ökÀnda för.
DÀrför introducerar SiTime en ny produktkategori, Xcalibur. Tanken Àr att den ska kunna hjÀlpa till att lösa försörjningskedjans begrÀnsningar. Det handlar om memsresonatorer som Àr programmerbara och som kan fungera som drop-in-ersÀttning för kvartskristallresonatorer. Till det kommer att SiTime menar att mems-kretsar har fördelar i nÀstan varje detalj vid en jÀmförelse med kvartskristaller. De har bÀttre stabilitet, materialtillgÀngligheten Àr högre, de kan enkelt programmeras, de kan integreras bÀttre, Àr mindre och billigare. Resonatorerna i Xcalibur-
portföljen kommer i Ă„tta versioner som kan ersĂ€tta ytmonterade kvartskristallresonatorer med fyra anslutningar i tillĂ€mpningar inom exempelvis industri och fordon. TvĂ„ kapslingsversioner finns. De Ă€r endera 3,2 Ă 2,5 mm eller 2,5 Ă 2,0 mm. Resonatorerna tĂ€cker frekvenser frĂ„n 1 MHz till 137 MHz. Stabiliteten över temperaturomrĂ„det â55 °C till +125 °C Ă€r ±20 ppm, medan den Ă€r ±15 ppm vid 25 °C. SiTime lovar prover inom 48 timmar, och volymer inom tvĂ„ veckor. ANNA WENNBERG
anna@etn.se
Effektivt demokort för 48V n KRAFT Amerikanska EPC har slĂ€ppt ett demokort som omvandlar 12V till 48V, och kan leverera nĂ€rmare 500W. Ombord finns en styrkrets frĂ„n Renesas och egna krafttransistorer i Âgalliumnitrid. Verknings graden nĂ„r över 96,5 procent, hĂ€vdar EPC.
EPC, kort för Efficient Power Conversion, har slagit sig samman med Renesas för att utveckla ett 500W DC/DC-kort tĂ€nkt att demonstrera företagets senaste GaN-transistor. K R A F T R A N S I S TO R N , Âkallad EPC2218, ingĂ„r i EPC:s eGaNportfölj, dĂ€r âeâ stĂ„r för enhancement-mode. Det betyder att transistorn inte leder utan drivspĂ€nning (normally-off). Det Ă€r en 100V-transistor som pĂ„stĂ„s vara den minsta och mest effektiva i sitt slag pĂ„ marknaden just nu.
PĂ„ kortet sitter Renesas ISL81807 â en tvĂ„fasig 80V synkron boost-controller â som styr krafttransistorerna. ISL81807 anvĂ€nder strömstyrning och pĂ„stĂ„s vara den enda i sitt slag med integrerad GaN-drivning som stöder switchfrekvenser upp till 2MHz. Enligt EPC ger den aktuella kombinationen en verkningsgrad som överstiger 96,5 procent
vid en inspÀnning pÄ 12V, en utspÀnning pÄ 48 och switchfrekvensen 500 kHz. Kortets utspÀnning kan Àven konfigureras att ge 36V eller 60V. LikasÄ kan kortet leverera 480W utan krav pÄ kylflÀns. Demokortet har beteckningen EPC9166. Det kostar 300 dollar och finns att köpa hos Digi-Key. ANNA WENNBERG anna@etn.se
31
NYA PRODUKTER
SkĂ€rmad Âgenomföring för USB 3.2 n ANSLUTNING Den slĂ€pper igenom data med 20 Gbit/s och effekter upp till 100 W samtidigt som den dĂ€mpar Âoönskade frekvenser med 60 dB. Genomföringen frĂ„n Göteborgsföretaget Ranatec Ă€r tĂ€nkt för bland annat skĂ€rmade rum och apparatlĂ„dor.
USB-C har blivit en standardÂkontakt pĂ„ mĂ„nga elektronikprylar inklusive de flesta mobiltelefoner. Vid EMC- och EMI-tester behöver man koppla in sig till apparaterna och Ranatec har dĂ€rför tagit fram en genomföring kallad RI 4199 för USB-C (USB 3.2 Gen 2Ă2) som kan monteras i en testlĂ„da eller skĂ€rmat rum.
DÀmpningen Àr 60 dB vid 2,4 GHz, 5,8 GHz och 7,125 GHz. Den tillÄter en datatakt pÄ 20 Gbit/s i kombination med strömförsörjning pÄ maximalt 100W (5A och 20V). PER HENRICSSON per@etn.se
Kraft för medtek och industri n KRAFT Kraftspecialisten XP Power har kommit med en ny serie AC/DC-omvandlare som levererar 100 W och siktar pÄ industri och medtek. Alla modeller har brett inspÀnningsomrÄde för att passa överallt.
Serien FCB100 hanterar vÀxel spÀnningar pÄ ingÄngen frÄn 80V till 264 V. Som standard gÄr det dessutom att vÀlja mellan sex olika likspÀnningar pÄ utgÄngen: 12 V, 15 V, 19 V, 24 V, 36 V och 48 V. Vid obelastad utgÄng ligger förlusteffekt under 0,3 watt. Enheterna stödjer bÄde konvektions- och flÀktkylda tillÀmpningar, och de uppfyller klass B för ledningsburen och utstrÄlade emission i bÄde klass I- och II-utförande. Det gör dem enligt XP Power lÀmpad för medicinteknisk utrustning men ocksÄ för att anvÀndas i till exempel testoch mÀtutrustning, kommunikationstillÀmpningar och annan
ĂR DU MEDLEM I
industriell utrustning. FCB100-serien fungerar frÄn 25 °C till +70 °C. Med forcerad luftkylning levererar enheterna 100 W upp till +50 °C, dÀrefter minskar effekten linjÀrt till 50 W vid +70 °C. K R A F TAG G R E G AT E N uppfyller patientskydd enligt 2MOPP för isolation mellan in- och utgÄng, 1MOPP mellan ingÄng och jord samt 1MOPP utgÄng till jord. Det i kombination med lÄg lÀckström gör dem lÀmpade för BF-klassade medicinska tillÀmpningar. De Àr dessutom certifierad enligt en mÀngd nödvÀndiga standarder, dÀribland EMC. FCB100-serien finns att köpa frÄn XP Power och företagets distributörer sÄsom Digi-Key, Distrelec, Farnell, Mouser, RS Components och godkÀnda regionala distributörer. Den kommer med 3 Ärs garanti.
ANNA WENNBERG anna@etn.se
Noggrann strömsensor för elbilar n SENSOR Med en noggrannhet i linjÀriteten pÄ 0,6 ppm och 10 ppm för elektrisk offset Àr strömsensorn bÀst i klassen, enligt schweiziska Lem. Sensorn kan exempelvis anvÀndas för att utveckla bÀttre omriktare till elfordon.
FörbÀttringen kommer sig av att Lem gÄtt frÄn analog till digital teknik i omformaren vilket ger bÀttre mÀtnoggrannhet. Databladet för IN 200 anger 0,6 ppm respektive maximalt 10 ppm för linjÀritet och elektrisk offset. I pressmeddelandet skriver företaget att det i praktiken Àr bÀttre, under 0,5 ppm respektive 5 ppm offset. BÀttre noggrannhet gör det möjligt att förbÀttra omriktarna till elfordon vilket ger mindre förluster och dÀrmed lÀngre körstrÀcka. Med IN 200 tÀcker sensorfamiljen strömomrÄdet frÄn 100 A till 2 000 A. PER HENRICSSON per@etn.se
?
SVENSKA ELEKTRO- OCH DATAINGENJĂRERS RIKSFĂRENING (SER) Ă€r intresseförening för yrkesverksamma. SER Ă€r kontaktskapare mellan medlemmar och intressanta företag. SER arrangerar studiebesök, föredrag och seminarier med aktuellt fokus. Allt detta och mer dĂ€rtill hittar Du som medlem pĂ„ ser.se, bland annat dessa aktuella hĂ€ndelser: âą Föredrag om 5G, utveckling och drivkrafter - 7/3 2022 kl. 18:30 - 19:30 âą EUÂŽs NIS direktiv uppdateras till NIS-2 - 14/3 2022 kl. 18:00 - 19:30 âą Första e-utgĂ„van av Telekomboken âHUR SVENSKA TELEKOM KOM TILL VĂRLDENâ Bli medlem i SER: ser.se/medlemskap/bli-medlem/. I medlemskapet ingĂ„r Ă€ven medlemstidningen EL- OCH DATATEKNIK, Elektroniktidningen, Nordisk Energi. LĂ€s mer pĂ„ ser.se.
32
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
NYA PRODUKTER
Industridator pĂ„ fyrkĂ€rnig Intel Core 8 n EMBEDDED Autonoma mobila robotar och ÂutomhusfjĂ€rrövervakning â det Ă€r tillĂ€mpningar som taiwanesiska ÂCincoze Ârekommenderar för sin Âruggade Âinbyggnadsdator DI-1100, pĂ„ Ă„ttonde Âgenerationens Intel Core.
Uppdraget för de mobila robotarna kan exempelvis vara att köra runt produkter pĂ„ ett varuhuslager eller materiel pĂ„ en fabrik. Hög prestanda, ström snĂ„l och kompakt â det Ă€r den vinnande kombinationen som gör DI-1100 lĂ€mplig för jobbet, enligt Cincoze. Alla smarta industriella tillĂ€mpningar Ă€r generellt intressanta, enligt Cincoze. D ATO R N F I N N S med f yrkĂ€rnor pĂ„ Intel Core i7, i5 eller i3, generation Ă„tta. Minnet Ă€r pĂ„ upp till 64GB 2400MHz DDR4 SO-DIMM. Effekten Ă€r i grundutförandet 15 watt. Vad gĂ€ller utomhusbevakning kan du vĂ€lja en version med fyra stycken Power over
Ethernet-kameror pÄ 25,5 watt vardera. Du kan utrusta den med diverse kombinationer av GbE, USB 3.2, USB 2.0 och RS-232, -422 och -485 för anslutning till kamera, nÀtverk och sensorer. Den har Mini PCI Express dÀr du kan plugga in wifi-, GPS- eller 4G-moduler. För utomhusövervakning finns moduler med grÀnssnitt för 10 GbE, M12 X-Code och DIO. Video kan du lagra i en 2,5-tums hÄrddisk som Àr hot-swappable och Ätkomlig frÄn frontpanelen. Frontpanelen har Àven MSATAanslutning.
Systemet kan bÄde anvÀndas för att utvÀrdera algoritmer och för att trÀna dem. Det kan skapa enskilda radarobjekt men ocksÄ kompletta trafikmiljöer inklusive komplexa stadsmiljöer. Systemet Àr modulÀrt i steg om Ätta och kan som mest generera 512 oberoende radarmÄl. SynfÀl-
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
n ANTENN Atta Àr en flexkortsantenn frÄn brittiska Antenova för IoT-tillÀmpningar över LTE pÄ 450 MHz-bandet.
Antennen Ă€r tillverkad i en flexkortsprocess och mĂ€ter 101Ă20 mm. Tjockleken Ă€r bara 0,15 mm. F R E K V E N S O M R Ă D E T Ă€r 410 till 470 MHz och den levereras med en I-PEX-koppling för anslutning till kretskortet. Dessutom har den en dubbel-
hÀftande tejp pÄ baksidan för att enkelt kunna monteras. Antennen har beteckningen SRFI079 och kan monteras vikt, böjd eller platt i en design eller sitta pÄ höljet. Tà N K B A R A T I L L à M P N I N G A R
Àr olika typer av mÀtare och robusta smarta telefoner liksom handhÄllna mobila enheter med Cat 4-moduler som ger upp till 100 Mbit/s i nedlÀnken. PER HENRICSSON per@etn.se
M Ă T T E N PĂ B OX E N Ă€r 203 Ă 142 Ă 66,8 mm (WĂDĂH). FlĂ€kt finns som tillval. Temperaturer stöds mellan â40 °C och +70 °C. MatningsspĂ€nningen Ă€r 9â48 Vdc och den Ă€r utrustad med överspĂ€nnings-, överströms- och ESD-skydd. Datorn Ă€r certifierad enligt MIL-STD-810G, EN50155 E-mark.
JAN TĂ NGRING jan@etn.se
Testkör radarsystemet i labbet n SIMULATOR Radar Scene Emulator AD1012A frÄn Keysight gör det möjligt att ersÀtta mycket av den körning som idag görs pÄ allmÀnna vÀgar för att testa radarsystem med emuleringar i labbet.
Flexibel antenn för 450 MHz-bandet
tet Àr ±70 grader i horisontell led och ±15 grader i höjdled. MÄlen kan vara 1,5 meter frÄn fordonet, men ocksÄ 300 meter bort. NÀr det gÀller den relativa hastigheten mellan mÄlet och fordonet gÄ den att stÀlla frÄn noll till 400 km/h. Det gÄr att placera ut mÄl med en noggrannhet pÄ en grad i höjd- och sidled. KÀrnan i systemet Àr ett patenterat rf-kort med Ätta kanaler som genererar Ätta mÄl. Varje kanal har en egen antenn. 64 rfkort ger totalt 512 radarmÄl. PER HENRICSSON per@etn.se
IoT-modul för LTE med global tĂ€ckning n MODUL Schweiziska U-blox har lanserat ytterligare tvĂ„ IoT-moduler som Âfungerar i hela vĂ€rlden. De Ă€r designade för LTE Cat 1 och kommer med eller utan satellitpositionering.
Àr enlig U-blox den hittills minsta Cat 1-modulen som fungerar i alla vÀrldsdelar medan LENA-R8 dessutom har en mottagare för satellitnavigation.En annan skillnad Àr att LARA-R6 har dubbla mottagarantenner för att fungera Àven nÀr signalstyrkan Àr lÄg. Dessutom klarar den röstkommunikatin över VoLTE.
Förutom 18 LTE-band har den 2G och 3G som reserv ifall det saknas LTE-tÀckning. L E N A - R 8 Àr utvecklad för priskÀnsliga tillÀmpningar med krav pÄ positionering.
PER HENRICSSON per@etn.se
LARA-R6
FAKTA Cat 1 i LTE ger upp till 10,3 Mbit/s i nedlÀnken och upp till 5,2 Mbit/s i upplÀnken vilket Àr tillrÀckligt för bland annat videoströmmar.
33
NYA PRODUKTER
Flex med flexibel kraft
Mer Risc Vverktyg till Intels chipsverkstad
n KRAFT Flex Power Modules â med konstruktion i Kalmar â har utvecklat en DC/DC-omvandlare i kvartsbricksformat som kan leverera upp till 1200 W. Den har hög verkningsgrad och passar att driva processorer eller asicar med höga krav pĂ„ toppeffekt.
Det handlar om ny generation icke-isolerad IBC (Intermediate Bus Converter) i kvartsbricksformat. Först ut Ă€r BMR350, som kontinuerligt ger 860 W och klarar en toppeffekt pĂ„ 1200W under mindre Ă€n en sekund. Den har ett inspĂ€nningsomrĂ„de som strĂ€cker sig frĂ„n 40 V till 60 V samt en 12V-utgĂ„ng som kan leverera upp till 100A. Verkningsgraden Ă€r hela 97,8 procent vid inspĂ€nningen 48 V och halv last. UtgĂ„ngsspĂ€nningen Ă€r som nĂ€mnts 12 V, men den kan justeras frĂ„n 8 V till 13,2 V via ett PMBus-grĂ€nssnitt. Flera enheter kan parallellÂ
n EDA Taiwanesiska Andes adderar en familj IPkĂ€rnor till Intels gryende Âfoundryverksamhet IFS (Intel Foundry Services).
kopplas för strömdelning. Genom aktiv strömdelning gĂ„r det att leverera högre effekt i tilïżœlĂ€mpningar som krĂ€ver det. BMR350 uppfyller EMI-standarden EN 55032/FCC del 15J âKlass Bâ med ett externt filter. O M VA N D L A R E N har en mĂ€ngd inbyggda skyddsfunktioner. HĂ€r ingĂ„r exempelvis skydd mot överström samt över- och underspĂ€nning, liksom skydd mot för hög temperatur. Enheten uppfyller sĂ€kerhetskraven enligt
IEC/EN/UL 62368-1, likt alla DC/DC-omvandlare frÄn Flex Power Modules. BMR350 kommer i standardiserat kvartsbricksformat, med mÄttet 58,4 x, 36,8 x 12 mm. Den konfigureras och styrs lÀtt via ett PMBus-grÀnssnitt. Planen Àr att BMR350 ska finnas i volym mot slutet av Ärets första kvartalet. DÀrefter lovar företaget ytterligare varianter under 2022. ANNA WENNBERG anna@etn.se
Kraft för telekom och test n KRAFT Ăsterrikiska Recom har Âutökat sin DC/DC-portfölj i Ă„ttabrickformat med tvĂ„ serier som Ă€r DosakompaÂtibla. De levererar 100W respektive 300W och har en verkningsgrad över 90 procent Ă€ven vid lĂ€tt last.
Det tvÄ nykomlingarna RPA100E och RPA300E har formatet 58,4 à 23 mm och Àr hÄlmonterade. 300W-versionen har en verkningsgrad som nÄr upp i 94,8 procent, medan 100W-versionen kan nÄ 92 procent. Samtidigt lovar bÄda över 90 procent vid lÄga laster. RPA100E-serien har ett inspÀnningsomrÄde pÄ 16 V till 72 V, med de nominella spÀnningarna 24V, 28V och 48V, medan RPA300E har inspÀnningsomrÄdet 36V till 75V med den nominella spÀnningen 48V. LikasÄ har
34
100W-serien utgÄngar som Àr reglerbara mellan 5V och 12V, medan 300W- seriens utgÄngar kan regleras mellan 16V och 35V. De siktar pÄ tuffa miljöer inom telekommunikation, test och mÀtning samt datacenter, men passar enligt Recom Àven vÀl i industriautomation och för PoE. RPA300E har en inbyggd vÀrmespridare som gör att den kan skruvas mot en kylflÀns eller en kall vÀgg. Vid full last, och utan kylflÀns, kan enheterna arbeta upp till 60°C med
forcerad luftkylning. BÄda serierna har omfattande skydd mot för hög och för lÄg spÀnning, kortslutning, för hög ström pÄ utgÄngen samt för hög temperatur. De Àr certifierade enligt sÀkerhetsnormerna UL/CAN/CSA 62368-1 och uppfyller CISPR22 Class B EMC-standarden med ett externt filter. RPA100E Àr 11 mm hög medan RPA300E Àr 12,7 mm. BÄda gÄr att köpa frÄn Rutronik. Inget pris anges. ANNA WENNBERG anna@etn.se
IFS kommer hÀrmed att kunna tillverka kretsar med cpu:er frÄn taiwanesiska Andes familj AndeStar V5. Sedan tidigare finns Risc V-kÀrnor frÄn Sifive, Esperanto och Ventana Micro i verktygslÄdan.
Andes Ă€r en taiwanesisk utmanare till Arm, historiskt en konkurrent till styrkretsfamiljen Cortex M. Andes hĂ„ller pĂ„ att vĂ€xla över till Risc V men den tidigare egna arkitekturen Andestar finns idag i tio miljarder kretsar i alla klasser frĂ„n enkla strömsnĂ„la styrketsar till superskalĂ€ra serverprocessorer. I A N D E S TA R V5-familjen finns allt frĂ„n minimala styrkretscpu:er till superÂskalĂ€ra server-cpu:er. Intel har ett extra gott öga till till den nya arkitekturen Risc V och blev igĂ„r premiummedlem i Risc V Inter national som ytterligare ett sĂ€tt att stödja ekosystemet. IFS kan visa sig vara en gudagĂ„va till Risc V som utmanar Arm och pĂ„ sikt Ă€ven x86. IFS ger Risc V nya möjligheter att visa fram fötterna. Intel har mjukstartat med egen liten mjuk Risc V-kĂ€rna kallad Nios V för sina FPGA:er och planerar att integrera Risc V-kĂ€rnor i egna kretsar.
JAN TĂ NGRING jan@etn.se
ELEKTRONIKTIDNINGEN 2/22
Svensk Elektronik, i vÀrldsklass, först in i framtiden! Komponentbristen kommer med all sannolikhet fortsÀtta under 2022. EU laddar för fullt för att öka Europas produktionsandel pÄ halvledarmarknaden. De siktar pÄ att gÄ frÄn 10% till 20% av vÀrldsmarknaden samtidigt som marknaden förvÀntas fördubblas pÄ grund av transportsektorns elektrifiering och energiomstÀllningen etc. Vi har noterat att svenska regeringen deltar i EU:s program inom batterisektorn, men inte pÄ halvledarsidan, nÄgot vi hoppas Àndras under Äret. Sverige Àr mycket starka inom kra elektronik, bÄde pÄ forskning och utvecklingssidan med flera spÀnnande bolag som verkar i Sverige. Vi har dÀrför ett gyllene tillfÀlle att ta en ledande plats, men till det krÀvs investeringsvilja och att man tar position i Europa. Missa dÀrför inte seminarium pÄ samma tema som Smartare Elektronik arrangerar den 30 mars.
NYTT DATUM för Elektronik i Stockholm! För att utstĂ€llare, arrangörer och besökare ska fĂ„ ut maximalt av sitt deltagande pĂ„ ElektronikmĂ€ssan har vi tillsammans med vĂ„r arrangör Easyfairs senarelagt mĂ€ssan till 15â16 juni. Du har vĂ€l inte missat att du som medlem i Svensk Elektronik har 15% pĂ„ monterkostnaden pĂ„ ElektronikmĂ€ssan 2022? Passa pĂ„ och boka din monter pĂ„ ElektronikmĂ€ssan med vĂ„rt exklusiva erbjudande till medlemmar i Svenska Elektronik. ElektronikmĂ€ssan Ă€r Ă„rets hĂ€ndelse inom elektronikbranschen. Dessutom sker det parallellt med Advanced Engineering, detta vill ni inte missa!
Direktivsdagen Direktivsdagen planeras att genomföras den 7 juni 2022. En perfekt möjlighet att under en e ermiddag fÄ viktig information och vÀrdefull kunskap gÀllande de lagar och direktiv som finns för elektronikbranschen.
Den Àr kostnadsfri för dig som Àr medlem i Svensk Elektronik eller hos Teknikföretagen.
SCIP-utbildningar fortsĂ€tter Förra Ă„rets succĂ©-utbildningar i SCIP â Substances of Concern In articles as such or in complex objects motiverar en fortsĂ€ttning. NĂ€sta chans Ă€r den 24 mars, dĂ„ vi ger en uppdaterad grundkurs i SCIP. AnmĂ€lan kan ske via vĂ„r hemsida.
Kurser i Smartare elektronikhandboken 2.0 Vem har nytta av denna kurs? Denna kurs passar dig som o a kommer i kontakt med elektronik. Din roll kan t.ex. vara; utvecklare, tillverkare, kvalitetsansvarig, inköpare, produktledning etc. Oavsett om du har lÄng eller kort erfarenhet av branschen, sÄ har du mycket att hÀmta hÀr. PÄ kursen gÄr vi igenom Elektronikhandboken 2.0. Kursen leds av Mats Andersson och Maria MÄnsson, och Àr kostnadsfri för föreningens medlemmar. AnmÀl gÀrna intresse till info@svenskelektronik.se vid stort intresse kan vi ordna kurstillfÀlle i nÀrheten till eran arbetsplats. NÀsta tillfÀlle planeras i Göteborg den 11 maj. Mer info kommer pÄ vÄr hemsida.
Aktuella utlysningar 17 januari öppnade det strategiska innovationsprogrammet Smartare elektroniksystems utlysning för Forsknings- och innovationsprojekt. Utlysningen riktar sig mot samarbetsprojekt som utvecklar nyskapande lösningar och ny kunskap inom applikationsomrÄdet Inbyggda intelligenta system, som utgÄr frÄn industriella behov avseende tillverkningsbarhet, robusthet eller energieffektivitet. LÀs mer och ansök senast 15 mars pÄ www.smartareelektroniksystem.se/ utlysningar/ Tillsammans skapar vi branschens framtid. Ditt företag Àr vÀl med? Ett medlemskap i Svensk Elektronik stÀrker dig och ditt företag. www.svenskelektronik.se info@svenskelektronik.se
Se till att bli medlem och ta del av vĂ„ra förmĂ„ner â tillsammans skapar vi förutsĂ€ttningar!
KALENDARIUM 15 mars Smartare elektroniksystems utlysning stĂ€nger. 24 mars Grundkurs SCIP. 30 mars Kra elektronikdagen, VĂ€sterĂ„s. 11 maj Elektronikhandbokskurs, Göteborg. 2 juni Svensk Elektroniks Ă„rsmöte. 7 juni Direktivsdag, Stockholm. 15â16 juni Elektronik i Stockholm, KistamĂ€ssan. svenskelektronik.se/ kalendarium Smart Power to Reduce ICT Energy Costs Den 20 januari genomförde vi seminariet Smart Power to Reduce ICT Energy Costs. Tillsammans med de nĂ€rmare 70 deltagarna kan vi konstatera att intresset Ă€r stort för Ă€mnet. Vi planerar dĂ€rför fler liknande seminarier framöver. Embedded Conference Scandinavia 2022 Vi stĂ„r i startgroparna för att lansera Embedded Conference Scandinavia 2022, vilket planeras gĂ„ senare i höst. HĂ„ll utkik i vĂ„ra kanaler för mer information!
Peter Björkholm Svensk Elektronik
POSTTIDNING B Returadress: Elektroniktidningen Folkungagatan 122, 4 tr 116 30 Stockholm
R&SÂźCMP180 Radio Communication Tester
THE FUTURE INTEGRATED. Enhanced frequency and bandwidth for advanced wireless technology testing from R&D to production. The R&SÂźCMP180 radio communication tester is a future-proof, non-signaling testing solution for wireless devices in research and development, validation and production. Together with advanced frequency, bandwidth and RF capabilities, it enables testing of new wireless technologies such as Wi-Fi 6E, Wi-Fi 7, 5G NR FR1 and many more. Additionally, the doubled number of analyzers (2xVSA), generators (2xVSG) and RF ports (2x8) enable simultaneous measurements of technologies and devices in a VSA / VSG single-box tester. âș Frequency up to 8 GHz and bandwidth of 320 MHz âș Two independent RF channels (2x VSA / 2x VSG) âș Increased
number of RF ports (2x8)
âș Self-alignment for accuracy adjustment âș Compact design of 2 HU and 19â
at any time
Find out more: www.rohde-schwarz.com/product/CMP180