Elektroniktidningen december 2022

Page 1

Tårna vaknade till liv när patienten blev smekt under fotsulan. Så föddes idén till den svenska elektroddräkten som nu väntar på evidens från studier. /18–19

MYCRONIC: Lasern ritar vävnader /14–15 SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS 23 DECEMBER: Fira att transistorn fyller 75 år /12–13 NR 12 DECEMBER 2022
TEMA: MEDICINTEKNIK & HÄLSA
LÄTTA STRÖMPULSER VÄCKER MUSKLERNA

Utges av Elektroniktidningen Sverige AB

adress: Persuddevägen 50A, 135 52 Tyresö

telefon: 0734-17 10 99 www.etn.se

bankgiro: 5456-3127

redaktion: Jan Tångring (ansv. utg.)

Per Henricsson

medverkar i detta nummer: Göte Andersson, Lena Wreede, Carl-Mikael Zetterling

grafisk formgivning och layout: Joakim Flink, typa jocke.flink@typa.se

annonser: Anne-Charlotte Lantz, 0734-17 10 99 | e-post: ac@etn.se prenumeration: webb: www.etn.se/pren e-post: pren@etn.se

Jan Tångring

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

Per Henricsson

Bevakar test & mät, rf och kommunikation, produktion, FPGA, EDA och passiva komponenter. per@etn.se | 0734-17 13 03

Anne-Charlotte Lantz

Ansvarar för sälj- och marknadsföring. 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 Dataingenjörers Riksförening, www.ser.se

Tidningen trycks på miljövänligt papper av Stibo Complete.

omslagsbild: Exopulse.

4

Vill ta grafen till halvledarindustrin

Ett skikt med grafen ovanpå den färdigprocessade wafern kan användas för att tillverka exempelvis fotodetektorer och biosensorer. KTH-avknoppningen In2great Materials håller på att kommersialisera tekniken.

10

Fixar inomhustäckning för 5G

Ju bättre isolerade våra hus blir desto sämre bli inomhustäckningen för mobilnäten. Svenska Proptivity står redo med en operatörsoberoende lösning.

16

Tyget som leder ström och värme Det går att ”impregnera” tyg med grafen så det blir ledande. Projekt jorden runt skickar efter provlappar från Grafren i Linköping för att se vad de kan sy ihop.

20

EXPERT: Tar tempen på digitala tempgivare

Rolf Horn på Digi-Key Electronics berättar om kraven som ställs på temperaturgivare för hälsoövervakning. Sedan bygger han en –strömsnål, exakt, trådlös och programmerbar. 24

EXPERT: Långtidscovid –Lungorna övervakas i 3D Forskare har lyckats göra EIT-avbildning av lungor i 3D. Ett av knepen är AI-bildrekonstruktion. Andreas Mangler på Rutronik berättar. 26

EXPERT: Kall plasma blev just lite hetare

Ny liten och lätt TDK-teknik för att generera kall plasma öppnar för nya tillämpningar inom bland annat rengöring, aktivering och sterilisering. Relyons vd doktor Stefan Nettesheim berättar.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 3 INNEHÅLL: ETN 12/22
4 16 10 24 20 26

Banar väg för 2D-material i

Fäst ett lager av grafen ovanpå den färdigprocessade kiselwafern. Tillverka sedan fotodetektorer, biosensorer eller andra komponenter, och anslut dem till de underliggande kretsarna. KTH-avknoppningen In2great Materials håller på att kommersialisera tekniken.

– Vår teknik använder waferbonding med material som finns i industrin, då är det enklare för industrin att ta till sig processen. 2D-material i sig är svårt nog, säger Arne Quallmaltz som är en av grundarna av In2great Materials.

Enkelt förklarat placeras den färdigprocessade wafern i en spinner (en maskin som får skivan att snurra extremt snabbt) varefter en polymer (exempelvis BCB, bisbenzocyclobuten) appliceras och bildar ett tunt skikt.

Själva grafenet är tillverkat på en bärare av kopparfolie och lägga ovanpå BCB-skiktet. Sedan är det bara att stoppa in wafern i en press samtidigt som man applicerar värme. Då mjuknar BCB-lagret och ”limmar fast” grafenet.

Tekniken kallas bondning och är en standardmetod inom halvledarindustrin, plus att BCB använts sedan 90-talet.

När wafern är färdigbakad etsas kopparbäraren bort. Sedan går det att etsa ut ett mönster i grafenet men också att etsa viahål till det underliggande lagret för att skapa elektrisk kontakt med detta.

– BCB är kemiskt stabilt upp till 350 grader så det går att använda både våt- och torretsning.

Det är också möjligt att deponera både metaller för kontaktering av grafenet och dielektrika om man vill kapsla in någon del.

Alternativt gör man alla eller delar av momenten på BCBlagret innan man bondar ihop grafenfilmen med wafern. Då kan man exempelvis skapa kaviteter under grafenfilmen.

– Personligen tror jag att den första tillämpningen blir fotodetektorer för optisk kommunikation med chipen.

2D-material som bara är något atomlager tjockt är en av kandidaterna till kommande transistorer. Men 2D-material kan också användas för att skapa sensorer och andra komponenter ovanpå de färdiga kretsarna.

4 ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22
START BLOCKET

halvledarindustrin

Ett annat tillämpningsområde som ligger nära till hands är att använda grafen för att skapa biosensorer.

– Det finns mycket intresse för det, säger Arne Quellmalz.

TITTAR MAN LÄNGRE framåt går det att skapa heterostrukturer som supraledare genom att bonda ett andra lager grafen ovanpå det första. I det fallet behövs inget nytt BCB-skikt i och med att grafenskikten hålls samman på atomnivå av Van der Waals-krafterna.

Andra tvådimensionella material än grafen är även intressanta för att göra själva transistorerna.

– I presentationer från Intel och TSMC kan man se att de siktar på nanoskikt av tvådimensionella material som stackas två eller tre stycken på varandra.

In2great Materials knoppades av från KTH år 2021 av Arne Quellmalz, Frank Niklaus, Kris-

tinn Gylfason, Niclas Roxhed och Göran Stemme. Gruppen sysslade bland annat med integration av grafen i mikromekaniska system där waferbondning är ett standardförfarande.

Nu var själva processen med att lägga grafen på kisel egentligen inte huvudfokus för Arne Quellmalz doktorandstudier även om mycket av arbetet kom att handla om det.

– Jag personligen ville att det skulle bli något mer än en forskningsartikel, något som kommer ut till industrin. Men vem skulle göra det? Jag tittade mig runt och det blev jag, säger han och fortsätter:

– Tekniken är banbrytande, den har enorm potential och vi arbetar så snabbt vi kan för att få ut den. Vi pratar med kunder och partners. De har ett problem och vi kan erbjuda en lösning.

För närvarande är det bara Arne som arbetar aktivt i företa-

get, de andra grundarna stöttar vid behov, men planen är att växa, gärna med personer som har erfarenhet från halvledarindustrin.

– Vi koordinerar ett projekt från Vinnova på tio miljoner kronor som startade i år.

Målet är att ta tekniken till nästa nivå, att visa att den fungerar i industriell skala.

FÖRETAGET HAR HYRT in sig i Electrumlaboratoriet, KTH:s renrum för mikro- och nanotillverkning, vilket ger tillgång till alla nödvändiga maskiner inklusive litografi och etsning.

– Vi kan köra småskalig produktion på åttatumsskivor.

Idag finns prover på fyra- och åttatumsskivor samtidigt som det pågår arbete med att validera tekniken för att göra den kommersiellt användbar.

– Vi har foundrypartners som vi arbetar med för att validera

tekniken men vi kan inte säga vilka.

Dessutom förser företaget universitet och forskningsinstitut med grafenbelagda wafers.

Tekniken är skyddad av ett antal patent varav det första godkändes i slutet av november.

Beroende på vem kunden är kan tekniken komma att licensieras eller så processas skivorna i Electrumlaboratoriet.

– Om vi kör tvåskift har vi kapacitet att processa ett par hundra wafers per vecka, kanske mer.

Parallellt pågår arbete med att integrera tekniken i själva halvledarprocessen, det som kallas front-end. Då går det inte att använda polymerer för bondningen men mer än så får vi inte veta.

– Vi återkommer om det, säger Arne Quellmalz.

START BLOCKET
Säkerställ att dina produkter är 100 %
Mouser var den första SAE AS6496 ackrediterade distributören Det bredaste utbudet av elektronikkomponenter på lager™ mouser.se/quality
autentiska

NU LÖNAR SIG HEMBATTERIER

Privata hushåll kan få en god inkomst på elmarknaden om de har ett hembatteri och kopplar det till ett virtuellt kraftverk som Currently från svenska Checkwatt.

Den 1 december öppnade Checkwatt för att ansluta privata hembatterier till sitt virtuella kraftverk, från att tidigare bara ha haft företag och organisationer som partner.

Hembatterier har varit en tveksam investering i Sverige. I ett virtuellt kraftverk kan de löna sig. Och samtidigt göra nytta i elsystemet.

Checkwatt säljer energitjänster genom att styra ett nät av vindkraftverk, solkraftverk, stationära energilager och laddstationer. Det har bland annat hjälpt Svenska kraftnät parera de plötsliga driftstopp som svensk och finsk kärnkraft drabbats av efter sommaren.

Nu vill Checkwatt rekrytera fler till Currently.

I Sverige finns bland annat en skara pionjärer som valt att komplettera sina taksolceller med batterier. Ekonomiskt är det normalt inget att rekommendera.

– Beställarkompetensen är låg både privat och på vissa företag. Man ser att det finns ett grönt avdrag och tänker att batterier kan vara bra att ha, säger Dan-Eric Archer, vd för Checkwatt.

– Men om man bara använder batteriet bakom elmätaren för effekttoppskapning och energiarbitrage [för att spekulera i timpriser, reds anm] så får man väldigt dålig lönsamhet idag i Sverige.

– Även om det har gått lite bättre i perioder med stor volatilitet på elpriset, som i år.

Checkwatt kommer till undsättning med ett erbjudande om att låta hushållens batterier på allvar delta på elmarknaden.

Hembatterierna kan rycka in när nätfrekvensen avviker.

Här har funnits stora pengar att tjäna på sistone. Betalningen för att hålla elnätets frekvens på 50 Hz har varit svindlande. Dan-Eric Archer scrollar igenom rapporter på sin skärm.

– Vi har haft några privatpersoner anslutna redan.

De har haft intäkter på 50–100 kronor om dagen för ett litet 5 kWbatteri.

Med de priserna kan investeringen betala sig på ett par år.

Currently styr batteriet för den avsättning som ger bäst lönsamhet. Oftast är det FCR-D* men det varierar med tiden. Styrsystemet anpassas hela tiden efter hur marknaderna utvecklar sig.

– När det gäller FCR-D och FFR* så är det är endast kapacitet som man får betalt för. Ingen extra betalning överhuvudtaget för aktivering, berättar Dan-Eric

Archer.

Checkwatt lämnar definitivt inga garantier för att nästa år blir lika lukrativt.

– Lönsamheten nu är helt orimlig. Alla förstår att det inte kan ligga kvar någon längre tid. För om något lönar sig extremt bra kommer det att ske investeringar i det och det blir mer konkurrens.

– Men även en fjärdedel av dagens nivå vore en god lönsamhet. Varför är FCR-D så lönsam?

– Det finns många orsaker –bland annat kriget och gaspriserna. Men inte bara det.

Han berättar om en konkurrenssituation som skulle kunna ha varit bättre om fler potentiella producenter hade kvalificerat sig.

Han berättar om ändrade kravställningar för FCR-D. Behovet sätts bland annat av något som kallas N-1-regeln – att det nordis-

Checkwatt är ett femtontal personer i Göteborg och Stockholm. Det bildades i en sammanslagning år 2017 mellan två verksamheter.

Driftövervakning har varit den huvudsakliga tjänsten. Av 6 000 anläggningar idag är flertalet privata, medan flertalet watt kommer från företag och organisationer.

CheckWatts system för övervakning och aktiv styrning omfattar idag cirka 960 MW vindkraft, 160 MW solkraft och 3 MW batterier.

ka synkronområdet måste kunna hantera situationen att den största producenten, oftast Oskarshamn 3, faller bort. Norden är ett relativt litet elsystem och därför vore påverkan relativt stor.

Batterier är eftertraktade för FCR-D för sina två styrkor: kort reaktionstid och precision i levererad effekt.

Den dag FCR-D tappar i värde finns det mycket annat som elmarknaden kan använda hembatterier till. Elnätsägare kan mellanlagra el istället för att bygga ut överföring. Effekttoppskapning ger mer utbyte i nätet än om du bara gör det för ditt privata behov. Med mera.

Checkwatt har konkurrenter. Dan-Eric Archer rekommenderar dig att välja en som är transparent med hur det använder ditt batteri.

– Det finns elhandelsbolag som gör detta, men behåller det mesta av intäkterna.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

* FCR-D och FFR är automatiska metoder att balansera elnätet när det är för högt eller lågt belastat, vilket yttrar sig i att frekvensen (F) avviker från börvärdet 50 Hz.

6 ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 START BLOCKET
FAKTA Ett svenskt hembatteri är normalt inte lönsamt. Den här i proppskåpet pratar med din batteriväxelriktare.

Data kontakter

Phoenix Contact är din partner för tillförlitliga dataanslutningar Inom IIoT kommunicerar apparaterna i nätverket med varandra. För detta ändamål erbjuder Phoenix Contact en bred portfölj av kontakter för de idag vanligaste datagränssnitten och även framtida teknologier som SPE. Dessutom erbjuder vi er stöd med olika utmärkta design-in tjänster – från CAD-filer till vår varuprovservice.

Beställ ett gratisprov redan nu via phoenixcontact.com/leading-data-connectivity

Fem miljarder till Einride

Einride lånar 300 miljoner dollar och får ett kapitaltillskott på ytterligare 200 miljoner. Av pengarna ska Einride bland annat bygga lastbilar.

Svenska Einride är pionjär inom självkörande elektriska lastbilar med egenutvecklad flotta, infrastruktur och logistiklösning.

Lånet, som sker via banken Barclays Europe, är enligt Einride det största som någonsin finansierat tunga elektriska transporter.

Det ska användas för att tillverka Einrides egna elfordon, nuvarande och kommande modeller.

Kapitaltillskottet kommer från AMF, EQT, Northzone, Polar Structure, Norrsken VC, Temasek, med flera.

Einride utvecklar ett komplett system för logistik som inklude-

rar inte bara självkörande lastbilsfamiljen Pod utan även laddnät, fjärrstyrning och plattformen Einride Saga.

Under de senaste 12 månaderna har bolaget expanderat till Tyskland, Belgien, Nederländerna, Luxemburg och Norge. Nya kunder är Electrolux, GE, Haier och Bridgestone.

Barclays har ett klimatmål att

göra netto noll utsläppsfinansiering år 2050.

Barclays finanserade olja, gas och kolprojekt till ett värde av 200 miljarder kronor under 2021 – en minskning med 20 procent jämfört med 2020. Sammma år gick 380 miljarder till grön finansiering enligt Barclays.

Ericsson säljer IoT-verksamhet med miljardförlust

■ KOMMUNIKATION

Amerikanska Aeris tar över Ericssons förlustbringande verksamhet inom IoT och uppkopplade fordon. Affären medför en engångskostnad på 1,1 miljarder kronor för Ericsson.

Det är Ericssons ”IoT Accelerator” och ”Connected Vehicle Cloud” som köps av det amerikanska IoT-bolaget Aeris. Hur

många anställda som berörs framgår inte av pressmeddelandet men verksamheten har gått back med ungefär 250 miljoner kronor per kvartal.

IoT Accelerator har över 9 000 företag på kundlistan, med 95 miljoner uppkopplade enheter varav 22 miljoner har eSIM-kort. Verksamheten har avtal med 35 operatörer runt om i världen.

Enligt Ericsson är Connected Vehicle Cloud den mest komp-

letta plattformen på marknaden för uppkopplade fordon. Den hanterar sex miljoner fordon i 180 länder.

Tillsammans med de egna IoT-noderna kommer Aeris att efter förvärvet ha över 100 miljoner i drift i 190 länder. Antalet kunder ökar till 9400.

Ingen köpeskilling uppges, men Ericsson blir minoritetsägare i Aeris.

PER HENRICSSON per@etn.se

Göteborgsmässan: Fokuserar på inbyggda system

■ INBYGGDA SYSTEM

Tillsammans med branschorganisationen Svensk Elektronik flyttar mässarrangören Easyfairs fokus för vårens elektronikmässa i Göteborg till inbyggda system.

– Svensk Elektronik ligger bakom den populära Embedded Conference Scandinavia som arrangeras årligen i Stockholm och

genom samarbetet med Easyfairs vi vill stärka vår närvaro i Västsverige. Elektronikmässan i Göteborg har arrangerats i 10 år och för oss är detta är ett naturligt steg framåt i vårt gynnsamma samarbete, säger Stefan Jakab, generalsekreterare i Svensk Elektronik, i ett pressmeddelande.

I nuvarande form har Elektronikmässan i Göteborg arrang-

erats sedan 2011. Den har blivit en populär mötesplats under två dagar och går parallellt med Advanced Engineering som är tillverkningsindustrins mötesplats för produktutveckling och inköp.

Vårens evenemang är förlagt till Serneke Arena den 19–20 april 2023.

PER HENRICSSON per@etn.se

Hej alla SER-vänner!

SÅ LÄGGER SIG KYLAN över landet och vi kommer i julstämning. Till och med i Skåne, där denna text skrivs, så har det snöat och är kallt. Tyvärr verkar elpriserna stiga när temperaturen sjunker, så lite smolk i den gnistrande bägaren är det. Nu är ju det en personlig kommentar, mer än en vetenskaplig reflektion, men jag hoppas att SER under det kommande året kan hjälpa till att klargöra den vetenskapliga sidan av det som händer i energisverige.

MEN, OM MAN VILL få inspiration och höra goda nyheter runt arbete som görs för att jobba bättre med elektricitet och hållbarhet, så rekommenderar jag att dra nytta av att SER jobbar mer och mer med EUREL. Ni hittar ett mycket intressant seminarium (20 december) på ämnet via EUREL:s hemsida eller via SER:s hemsida (Innovation in the Electricity Sector).

MEN VI JOBBAR INTE bara via EUREL, vi jobbar också för framtiden och vi har tur att flera personer styrelsen varit aktiva senaste tiden. Ni hittar intressant information om satsningen på fusionskraft på KTH:s hemsida (Fusion i fokus när KTH energisatsar).

FÖRRA GÅNGEN pratade jag också om DPP (Digital Product Passport) i denna krönika och vi hade ett väldigt bra seminarium på ämnet för ett par veckor sedan. SER har sedan dess pratat med Chalmers, som också jobbar runt DPP, och jag hoppas att vi kan fortsätta arbetet runt hållbarhet och DPP under 2023. Ett av de tre områdena i den ramlagstiftning som EU kommer att rulla ut är ju elektronik, och det berör oss alla vare sig vi är elektronikproducenter eller elektronikanvändare.

MED DETTA VILL JAG ÖNSKA er alla en trevlig julhelg och jag ser fram emot många spännande aktiviteter under 2023.

Väl mött!

8 ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 START BLOCKET
SER-KRÖNIKA
HANS NILSSON Ordförande SER

Svenska Proptivity vill bygga operatörsneutrala inomhusnät för 5G med Gigabitkapacitet i Sverige, Finland, Norge, Danmark och Baltikum. Alla operatörer skulle därmed få lika bra inomhustäckning.

Vill bygga 5G inomhus

– Fastighetsägaren betalar utbyggnad av inomhusnätet och Telia, Telenor, Tele2 och Tre får bra täckning inomhus utan kostnader, jämfört med om varje operatör själv bygger ut 5G-täckning inomhus, säger Proptivitys vd Mikael Lundman till Elektroniktidningen.

Företaget ska ta sitt första nät i drift under våren 2023 i Åhlénshuset på Östermalm i Stockholm.

Det finns en organisation på plats för att bygga ut verksamheten i stor skala där företaget Oneco ska sköta installationen av de Ericssonprodukter som upphandlats medan Transtema ska svara för driften.

I Norge har arbetet precis startat och andra länder står på tur.

DET SOM GÖR Proptivity särskilt intressant är att så mycket som 80 procent av dagens mobiltrafik går till en terminal som befinner sig inomhus. Andelen beräknas öka samtidigt som husen blir allt bättre isolerade och därmed inte släpper igenom mobilsignalerna.

– Vi tror på den samverkan och besparingar vi möjliggör och ser ett stort behov av vårt erbjudande. Vi investerar initialt för att bli den ledande aktören i Norden och de baltiska staterna på detta område. Vi räknar med investeringar för drygt tre miljarder kronor i 5G-nät inomhus inom fem år bara i dessa regioner.

Proptivity blir en så kallad neutral host som bygger ut en gemensam infrastruktur inomhus för 5G-operatörer.

– De fastighetsägare som är mest intresserade, och som är beredda att betala för att bygga ut 5G inomhus, har stora hus med mycket folk, stora köpcentrum

och stora kontorsfastigheter, anser Daniel Kraft som själv sitter i styrelsen för Proptivity på mandat från Stronghold Invest.

Elektroniktidningen har även pratat med digitaliseringsexpert Carl Ståhle i Sveriges Allmännytta och Kaj Winther, chef digital utveckling hos Fastighetsägarna. Sveriges Allmännytta och Fastighetsägarna representerar tillsammans cirka 1,6 miljoner bostäder. De lokala bostadsföretagen har normalt både bostäder och kommersiella lokaler.

– Många sätter nu stort hopp till att Proptivitys stora pilot kan tydliggöra hur kostnader och intäkter kan fördelas till både samhällets och ingående aktörers fördel, säger Kaj Winther som menar att Proptivity ska ses som ett fullskaligt exempel på en neutral host.

Kostnaden för att bygga 5G-nät med Gigabitkapacitet inomhus uppgår till mellan 5 000 och 15 000 kronor per kontorsarbetsplats eller bostad, anger Carl Ståhle.

Det innebär att en utbyggnad av 5G-nät inomhus i Sverige landar på flera tiotals miljarder kronor under ett antal år.

– En neutral host som tar investeringen i inomhusnäten är en logisk lösning eftersom mobilnätbolagen inte klarar investeringen både i makronäten (utomhus) och inomhusnäten. Om fastighetsägarna ska stå för investeringen i 5G inomhus utan att ha några intäkter så kommer investeringen inte att göras, säger Carl Ståhle.

Sveriges Allmännytta förordar statlig reglering med så kallade

roamingavgifter så att 5G inomhus kan finansieras även hos fastighetsägare som inte kan ta ut avgifter av sina hyresgäster, anger Ståhle. Civilminister Erik Slottner är dock inte beredd att gripa in. – Jag förstår och håller med om, behovet av ökad 5G-täckniong i exempelvis offentliga lokaler och bostäder. Enligt Bredbandsstrategin är dock utgångspunkten att den svenska utbyggnaden ska vara marknadsdriven, med andra ord att parterna själva löser frågan och att regeringen därmed inte behöver sätta tryck på operatörerna. Däremot kommer jag att verka för att staten ska skapa goda förutsättningar för utbyggnaden, bland annat genom tillgängliggörande av spektrum, säger han till Elektroniktidningen.

Vi har även pratat med statliga myndigheterna PTS och Boverket. Båda säger att de inte har något ansvar för att inomhustäckning för 5G-näten. Saken måste lösas av marknaden, svarar de.

– Idag finns ingen gemensam affärsmodell för 5G inomhus och vi måste arbeta tillsammans för att etablera en affärsmodell som passar alla, inklusive fastighetsägarna, nätoperatörerna, systemintegratörer och applikationsutvecklare, skriver Ericsson i en kommentar.

Elektroniktidningen har även ställt frågan till Telia, Telenor, Tele2 och Tre. Ingen av dessa fyra operatörer redovisar idag själva planer på utbyggnad av 5G-nät inomhus för att erbjuda slutanvändarna gigabitkapacitet.

– I de fall inomhustäckningen behöver förbättras, för till exempel energisnåla hus där radiosig-

nalerna har svårare att nå fram, så finns det etablerade lösningar, svarar Telia.

Tror Ni att en lösning modell Proptivity behövs?

– Vi ser inte riktigt behovet av en sådan modell, svarar Telia.

Behövs en statlig reglering för att lösa saken?

– Nej vi är övertygade om att dagens marknadsbaserade modell är betydligt bättre för utvecklingen och kunderna, svarar Telia.

Telenor svarar att de tyvärr inte hinner ta fram ett svar. Saken diskuteras så klart, skriver Boel Bengtsson på Telenor.

– När 5G-utrullningen och moderniseringen av 4G är färdig kommer täckningen inomhus generellt vara bättre än vad den är idag. Huruvida det därefter behövs tilläggsinvesteringar för att förbättra trådlös kommunikation inomhus återstår att se, svarar Fredrik Hallstan på Tele2.

Elektroniktidningen har inte fått något svar av operatören Tre.

10 ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 START BLOCKET

Bra isolering ger dålig mobiltäckning

Mellan 2019 och 2020 gjorde Stronghold Invest, en av ägarna till Proptivity, en analys och drog slutsatsen att fastighetsägarna har ett behov av att själva kunna påverka hur 5G ska byggas ut inomhus.

Fastigheter i Sverige och andra länder kommer få allt bättre isolering för att sänka energiförbrukningen. Det gäller både nya fastigheter och fastigheter som renoveras. Detta leder till att radiosignalen från de markbaserade 5G-näten inte kan ta sig genom ytterväggarna. Det enda säkra sättet att garantera kommunikationen blir då att bygga ut 5G-näten inomhus.

Samtidigt är det inte rimligt att var och en av 5G-opereatörerna bygger ut sin egen 5G-täckning inomhus. Den bästa lösningen är en neutral operatör som driver ett gemensamt inomhusnät för 5G-operatörerna, menar Stronghold.

Företaget gjorde även en

analys av fastighetsbranschen och slutsatsen är att det finns en grupp av fastighetsägare som är beredda att betala för att få tillgång till 5G med Gigabitkapacitet inomhus. Det gäller fastighetsägare i Norden med mer än 500 000 kontorsarbetsplatser.

Därmed finns underlag för att etablera en kommersiell operatör för att bygga och driva inomhusnät med Gigabitkapacitet åt intresserade fastighetsägare, enligt Stronghold.

UNDER DE SENASTE ÅREN har även tankesmedjan REDI.city diskuterat hur fastighetsägarna ska möta framtiden. I tankesmedjan ingår nyckelpersoner från drygt 20 tunga fastighetsägare och fastighetsorganisationer.

Den 1 december 2022 publicerade REDI.city en rapport ”5G inomhus Fastighetsägares perspektiv”. I inledningen står ”För att framtidens smarta städer och byggnader ska bli verklighet krävs att 5G-nätet når användar-

na fullt ut – vilket i sin tur kräver en utbyggnad av både inomhusoch utomhusnät. Inte minst då nya energieffektiva byggmaterial inte släpper igenom 5G-signaler tillräckligt bra”.

I REDI.city finns en mycket tung grupp av fastighetsägare. Stora privata som Fabege och offentligt ägda fastighetsägare som Vasakronan samt Sveriges Allmännytta (kommunala bostadsföretag med mera) och Fastighetsägarna (bostadsföretag, bostadsrätter med mera).

Rapporten säger nämligen nej till att varje operatör har sin egen inomhuslösning vilket är Telias nuvarande linje och att det antingen blir det Proptivitys modell med neutral host eller en multioperatörslösning. En multioperatörslösning innebär att en av de stora operatörerna bygger ett lokalt inomhusnät och de andra tre får vara med och dela på detta nät. I båda fallen blir det bara ett enda lokalt inomhusnät som 5G-operatörerna delar.

Bred laguppställning

Huvudägare i Proptivity är två företag i fastighetsbranschen, Stronghold Invest och dess dotterbolag Niam Infrastruktur.

Ett antal nyckelpersoner med telekomerfarenheter har rekryterats för att leda det nybildade bolaget. Anders Björkman är ordförande (tidigare vd i Tele2), Mikael Lundman är vd (tidigare i Ericsson och McKinsey Stockholm och Singapore), Tommy Ljunggren är teknikchef (tidigare utvecklingschef i Telia med mera), Johnny Svedberg (före detta Tele2 i Ryssland och COO i Ooredoo i Indonesien), Fredrik Zetterlund, kommersiellt ansvarig (tidigare grundare av Spring Mobil och BT OnePhone).

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 11
FOTO: HOLGER ELLGAARD

Hur många transistorer äger du/ har du i din ficka?

• Jag antar att du har en ganska ny telefon med minst 1 GB minne.

• B betyder byte, varje byte är 8 bitar, och det behövs en transistor per bit.

• G betyder giga, dvs en miljard.

• 1 GB > 8 miljarder transistorer. Du har alltså minst lika många transistorer i fickan som jordens befolkning.

Länkar/Referenser:

https://eds.ieee.org/about-eds/ 75th-anniversary-of-the-transistor https://www.smartareelektroniksystem.se/ https://en.wikipedia.org/wiki/Transistor https://www.kth.se/transistor75

Ett par böcker, om man vill lära sig mer: Chip War av Chris Miller, 2022 Crystal Fire av Michael Riordan och Lillian Hoddeson, 1999

Den 23 december fyller transistorn 75 år

Fira hela 2023!

Transistorn är en av nittonhundratalets viktigaste uppfinningar. Utan den skulle vi inte ha datorn, mobiltelefonen och internet. Nästan allt som är eldrivet i hemmet innehåller transistorer: tv, radio, dator, surfplatta, bredbandsrouter, telefon, spis, ugn, kylskåp, diskmaskin, tvättmaskin, rakapparat, eltandborste, (led)lampor. Varje gång du googlar, streamar, mailar eller ringer använder du många miljarder transistorer, inte bara i din smartmobil utan i alla routrar och switchar mellan dig och den dator som råkar ha informationen.

Transistor?

Nej, jag har elektronikchip i min mobil Idag tar vi dem för givet, men för 75 år sedan fanns de inte. Det har beräknats att mellan 1947 och 2018 hade det tillverkats 13 sextiljoner transistorer (13 1021). Priset för en transistor har gått ner från 1 000 kr styck för de första till cirka 1 nkr (nanokrona, 10–9) styck (om man köper 1 miljard eller fler samtidigt i form av ett elektronikchip vill säga).

Vi ser inte alla transistorer runt omkring oss, eftersom de senaste har minsta dimensioner

på 3 nm (annars skulle det inte få plats så många i din ficka). Intels senaste datorchip innehåller 100 miljarder transistorer.

Måste man fira just den 23 december, jag har julklappar/julgranar/julskinka/ julglögg att ta hand om?

Transistorn uppfanns den 23 december 1947 på Bell Labs av John Bardeen och Walter Brattain, men det var en punktkontakttransistor. I januari 1948 förstod William Shockley hur transistorn fungerade, och uppfann pnp- och

12 ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 JUBILEUM: TRANSISTORN 75 ÅR
John Bardeen, Walter Brattain och William Shockley fick Nobelpriset i fysik 1956 för upptäckten av transistorn. FOTO: BELL LABS
nRF7002 dual-band Wi-Fi 6 companion IC for the IoT COMMITTED TO EXCELLENCE Consult | Components | Logistics | Quality The long-awaited Nordic Wi-Fi 6 companion IC, adds low-power Wi-Fi 6 capabilities to a host processor LEARN MORE ABOUT OUR WI-FI SOLUTION nordicsemi.com/nRF7002

Mycronics laser ritar

Det tar inte mer än tio minuter att tillverka en bit vävnad på 10x10x1 millimeter utgående från en hydrogel uppblandad med stamceller och Mycronics lasersystem som ritar strukturen. Nästa fas av EU-projektet Brighter blir att ta tekniken ett steg närmare en kommersiell produkt.

– Det anses väldigt konkurrenskraftigt och bygger på att vi har ett system som optimerats under 20 års tid. Om man tittar på vad som görs på högskolor så anses 1×1 centimeter vara enormt stort. Är man bara ute efter att se vad som händer i ett försök räcker det med fem kvadratmillimeter, säger Gustaf Mårtensson på Mycronic.

Vävnaderna används idag för forskning men skulle på sikt

kunna fungera som transplantat till människor.

STEGET FRÅN MASKRITARE för skärmar och halvledare till att göra vävnader kan kännas långt och allt började med en chansning av bioteknikinstitutet Ibec i Barcelona som slängde iväg ett mail till Mycronic.

– De letade efter en teknisk partner som kunde hjälpa dem att bygga tredimensionella vävnads-

strukturer. De ville skapa ett system med en laser där man kunde fokusera ljus i tid och rum.

Vilket är exakt vad som görs i företagets maskritare, fast på en tvådimensionell yta belagd med ett ljuskänsligt material. Ibec, som sysslar med forskning kring bioteknik, ville skriva med ljus i tre dimensioner i en ljuskänslig polymer. Istället för maskritarnas pixlar handlade det om voxlar.

– Vi var intresserade eftersom det skulle kunna öppna nytt område.

Dessutom behövdes ingen större teknikutveckling, jobbet handlade mest om att anpassa det befintliga lasersystemet till det nya användningsområdet.

Förfrågan resulterade i det

EU-finansierade projektet Brighter som precis avslutats. Förutom Ibec och Mycronic deltog även Goetheuniversitet i Frankfurt i Tyskland, israeliska Technion och det tyska företaget Cellendes.

– Vi har visat att det verkar fungera, säger Robert Eklund på Mycronic.

ATT TILLVERKA

vävnad är ett förhållandevis nytt område där man använt dispensering för att bygga skikt efter skikt från botten och uppåt. Med lasertekniken går det att göra tvärtom, och egentligen bygga fritt i rymden i hydrogelen. Dessutom ska det gå mycket snabbare, vilket innebär att en större andel av

Tvåstegs akustooptisk modulator

Akustooptik bygger på att en ljudvåg skapar ett diffraktionsgitter i en kristall där perioden bestäms av frekvensen hos ljudvägen. Tekniken kan användas både för att styra amplituden på ljuset och i vilken riktningen det lämnar kristallen.

Mycronic har filat på tekniken i över 20 år och har en tvåstegslösning i sina laserritare där det första steget används för att bestämma amplituden. Förlusterna i modulatorn är dock stora så det utgående ljuset ligger mellan noll och cirka

50 procent av det ljus som skickas in.

Den andra akustooptiska modulen har en frekvensramp för att styra riktningen på ljuspulserna som den första modulen skapat.

I praktiken blir det ett svep av pulser som flyttas med 60 MHz.

Själva ljuset är 405 nm, samma våglängd som i maskritarna för halvledarmasker.

I laserritarna används 15 styrbara strålar, i det här experimentet är det bara en, och i fortsättningsprojektet ska man använda flera för att kunna öka tillverkningstakten.

14 ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 TEMA: MEDICINTEKNIK & HÄLSA
FAKTA
scanning mirror scanning lens
scanned laser tube lens illuminating laser beam

över lasersystemet med en spegel och två elektrooptiska modulatorer som styr amplitud och riktning på ljuset med 60 MHz. En del av systemet används för att i realtid se vad som händer.

vävnader

celler fortfarande är levande när vävnaden är klar.

Precis som i maskritarna är det den akustooptiska tekniken som spelar förstafiolen. Den används för att styra ljuset från lasern och består av två delar, en som påverkar ljusets intensitet och en som påverkar riktningen. Mer om det i faktarutan.

Man utgår från en 3D-cad av det som ska tillverkas och omvandlar det till voxlar där varje voxel har en position och en intensitet.

– Det går att skapa vilket mönster som helst, säger Robert Eklund på Mycronic.

Beroende av vilken hydrogel som används så räcker det inte med en laserstråle för att skapa

tillräckligt mycket energi för att förändra egenskaperna i rimlig tid. Förlusterna i modulatorn är för stora. En metod som prövats är att ha en laser som lyser kontinuerligt under mönstringen och därmed skapar en grundnivå över hela skiktet som ska skrivas, för att sedan lyfta nivån med en annan laser som skriver själva mönstret.

DÄRMED GÅR DET att styra graden av polymerisering i den enskilda voxeln, i praktiken hur styv den blir.

– Stamcellerna är lite smarta, de börjar utveckla sig och anpassar sig till strukturerna, det är lite som huden ser ut, säger Robert Eklund.

Just den delen av projektet hanteras av det tyska företaget Cellendes som är specialist på hydrogeler, ett elastiskt och hydrerat material som efterliknar cellernas externa miljö.

Cellstorlekarna eller voxlarna är mellan 10 och 40 µm i sida. Det är en faktor hundra gånger större än vad maskritarna håller på med normalt. Och då ska man komma ihåg att maskerna normalt är fyra gånger större än vad slutresultatet på kiselskivan ska bli.

Den första delen av det treåriga projektet, som fått 35 miljoner kronor från EU, är avslutat och kommer att redovisas i början av nästa år. Redan i oktober startade fas två, som är på 20 miljoner

kronor och med Mycronic som koordinator. Det ska titta på förutsättningarna för att skapa en produkt som kan tillverka vävnader.

DESSUTOM SKA MAN testa att tillverka olika typer av vävnader inklusive hud, hornhinna och tarm som alla har sin karakteristiska form.

Systemet ska inte bara ska tillverka vävnad, genom att använda en separat laser går det också att i realtid se vad som händer.

– Gruppen i Frankfurt är ledande i ljusskiktbaserad avbildning i biologiska material, säger Gustaf Mårtensson.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 15 TEMA: MEDICINTEKNIK & HÄLSA
illuminating objective lens illuminating objective lens 3D-printed dynamic light sheet Robert Eklund Gustaf Mårtensson Konceptskiss

Ledande tyg av grafen snart i produkter

En första produkt som använder tyg av grafen från Grafren i Linköping kan vara klar nästa år. Flera potentiella kunder utvärderar.

Det lilla Linköpingsbolaget Grafren har en unik metod att producera stora flagor av grafen. Av det tillverkar Grafren elektriskt ledande tyg och kompositer.

Potentiella kunder utvärderar idéer som datahandskar, lakan som varnar för liggsår, flygplansvingar som smälter is och varma fodral för både batterier och dykare.

Du kanske själv får idéer? En bekväm foliehatt i tyg, kanske? Då är det bara att beställa lite tyg från Linköping och börja labba.

Företaget har under sin korta existens redan hunnit byta spår ett par gånger.

Historien började år 2018 med att Linköpingsforskaren Erik Khranovskyy blev sugen på att förvandla sina forskningsresultat till verklighet.

Han bläddrade bland sina 80-talet publicerade artiklar och valde ut ett vattenreningsreningsfilter för tungmetall. Därav företagsnamnet – ”Grafren”.

Filtret blev extremt effektivt. Tyvärr blev det även extremt dyrt, så det hittade ingen marknad.

Vidare till nästa idé: 3Dutskrift av proteser av polymerer och grafen. Den produkten övergavs när Grafren insåg hur lång tid en certifiering tar i den medicinska världen.

Den tredje idén är basen för Grafrens verksamhet idag: en metod att sortera grafenflagor.

Dagens grafenmaterial är vanligen en mix av flagor i olika tjocklek och storlek. Grafren kan sortera dem. De tunna och stora är intressantare.

Företaget är såvitt känt ensam om att kunna producera grafen bestående av enbart stora flagor.

Metoden är patentskyddad.

Som affärsidé skulle det kunna fungera så att Grafren kommer till din fabrik och installerar sin sorteringsprocess i steget efter din grafenproduktion.

INGEN HAR DOCK nappat på detta. Det finns ingen efterfrågan på volymer – grafen väntar fortfarande på sitt stora genombrott.

Däremot är många intresserade av ledande tyg. Grafren skickar prover runt hela Europa, och även längre bort.

Ledande tyg? Jo, Grafren har upptäckt – till sin glada

överraskning – att det går att ”impregnera” tyg med de stora grafenflagorna, och att tyget då blir ledande. Metoden blev till ett andra patent.

Ingen annan har ledande tyg. Potentiella kunder utvärderar idéer. Några av dem är nu på väg mot skarpa tillämpningar.

Storleken på flagorna gör skillnad. Grafren jobbar med flagor med ungefär samma proportioner som bäddlakan –cirka 1 nanometer tjockt och 1–2 mikrometer brett.

Tyget doppas i ett bläck av flagor. Elektrostatiska krafter

16 ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 TEMA: MEDICINTEKNIK & HÄLSA
Resistansen varierar med hur hårt jag trycker ihop fingrarna.

gör att de sveper sig runt tygets fibrer. Därefter upprättas jonbindningar i ett antal processteg vilket ger stabilitet.

Skikt på skikt av grafenflagor byggs upp längs fibrerna, i kanske tusen lager. Det är som att bygga papier-maché i mikrometerskala.

Det är de detaljer vi får veta. Dörren till rummet där tillverkningen sker är låst. I verkstaden får jag se en vätskebehållare med det grafenbläck som tyget får bada i. Några gram kolsvarta grafenflagor i några liter destillerat vatten.

Tyget känns som tyg, helt enkelt. Det blir svart, lite glansigt och fyra gram tyngre per kvadratmeter.

I övrigt blir det ingen skillnad. Utom att tyget nu leder värme och el, och isolerar från elektriska fält. Tillverkningen kan styras så att ytresistansen blir mellan tio ohm och fyra megaohm per kvadrat.

EN TILLVERKARE av sjukhusmadrasser kan bli den första skarpa kunden. Det går lätt att bygga en trycksensor av två bitar av tyget. Ett lapptäcke av sådana tygbitar ger tryckmätningar på olika koordinater vilket gör att patientens byte av kroppsställning kan följas. Det kan utnyttjas för att upptäcka risk för liggsår, som är ett stort folkhälsoproblem.

Sensorn kan bakas in i en XR-handske eller en handske för rehabilitering. Den omärkliga sensorn kan monteras så den exempelvis känner när användaren trycker ihop fingrarna eller greppar tag om ett föremål, inklusive styrkan på trycket. Potentiella kunder testar möjligheterna.

Också uppvärmt tyg är i grunden trivialt att implementera – anslut plus och minus i varsin ände.

Hela ytan värms då upp homogent medan det i vanliga

värmefiltar är insydda metalltrådar som värms.

Värmetyg ska testas nästa år i ett fodral som håller ett batteri vid lämplig temperatur. Det är för militär användning. Norsk och brittisk militär testar prototyper nu.

Uppvärmning av människor kan bli ett viktigt produktområde. Ett tyskt företag vill ha en uppvärmningsfilt för fjällräddning – där är ”mjuk” och ”lätt” starka krav.

En uppvärmd dykardräkt är en annan idé.

Elektroniktidningen föreslår att tyget ska värma elbilsbatterier. Grafren har tänkt på det men har en ännu bättre idé: det går nämligen även att bygga in grafenflagorna i glasfiber.

EN SÅDAN KOMPONENT skulle bli ett lättviktigt lock ovanpå batteripacket, med bonus att det avgränsar passagerarna från elektromagnetiska fält. Och att

det ökar säkerheten genom att grafenskiktet bromsar eld från att sprida sig. Grafen i glasfiber skulle även kunna byggas in i en flygplansvinge eller drönarrotor, för avisning. GKN Aerospace utvärderar idén. Utveckling och tillverkning sker på plats i Grafrens blygsamma lokaler i Linköping. Ett mötesrum och ett kontorsrum, en korridor med en hörna med köksbord, kaffebryggare och kylskåp. Ett rum med materialprover. En verkstad. Innerst en låst produktionsanläggning.

En vägg är fylld med patent från olika jurisdiktioner. I ett hörn står en provdocka med ett heltäckande underställ. Det är inte riktigt grafentyg utan bara en demo.

Lokalerna ska snart rivas. Det är praktiskt. Grafren kan behandla dem lite som de vill –kanske såga upp ett hål i väggen – utan att någon kommer spring-

ande och protesterar.

Teknikchefen Mike Zhybak demonstrerar grafentyget för Elektroniktidningen.

Värmefilten är en trivial konstruktion – plus i ena änden och minus i andra. Jag lägger på handen. 12 volt, 18 watt. Den blir jämnt varm.

JAG FÅR OCKSÅ TRYCKA på en sensorlapp och ser resistansen ändras i multimetern. En ansluten lysdiod ändrar ljusstyrka.

Mike Zhybak värvades efter en postdoc hos grundaren. De är båda ursprungligen från Ukraina.

I somras var det bara de två på företaget. Idag finns ytterligare två, för uppgifter som affärsutveckling och marknadsföring. Som flest har det varit sex när produktionen krävt det.

17 TEMA: MEDICINTEKNIK & HÄLSA
JAN TÅNGRING jan@etn.se Av två tyglappar byggs en trycksensor. Tyget byter färg men är sig likt i övrigt. Tygproverna går till projekt i hela Europa. Hela ytan blir jämnt varm.

Grundaren och uppfinnaren bakom Exopulse Mollii Suit, Fredrik Lundqvist, säger att han på många sätt är en ganska vanlig kiropraktor. Men att han har en benägenhet att bli uppslukad av ämnen.

– Jag har också ett bra minne och kan koppla ihop saker med varandra och se nya perspektiv. För att få fram nya lösningar räcker det att få fram nya lösningar att kombinera det som redan finns.

Samtidigt är han fullt medveten om att det inte hade blivit någon dräkt alls om han inte fått hjälp av annan expertis, inte minst tekniskt kunniga personer.

– Om man kunde ge alla duktiga kliniker som jobbar med sjuka människor en ingenjör skulle det komma ut många bra uppfinningar.

–Annat som kan vara avgörande är tajmingen. För mig var

det de smarta telefonerna som kom 2007 och som möjliggjorde att vi kunde göra en styrenhet i ett litet format.

Vad det handlar om är en tajt kroppsdräkt i två delar, med 58 insydda elektroder som genom fyra AAA-batterier skickar svaga elektriska impulser till 40 muskler. Det elastiska tyget är av baddräktsmaterial och den svaga strömmen leds via resåren till elektroderna. För varje användare görs en individuell programmering av pulsbredden som skickar signaler till nervtrådarna. På fackspråk kallas det neuromodulering.

ANVÄNDARNA är till största delen personer som drabbats av en neurologisk skada eller sjukdom, exempelvis multipel skleros (MS), stroke eller cerebral pares (CP-skada). Enligt Neurologföreningen har en halv miljon människor en neurologisk

58 elektroder

Hur kan personer med neurologiska diagnoser som lider av svåra spasmer och smärta få hjälp? Frågan blev början till uppfinningen av den elektrodförsedda dräkten, Exopulse Mollii Suit, som i dag används av tusentals drabbade världen över.

Michele, 30 år, har cerebral pares sedan födseln och lider av grav muskelsvaghet och spasticitet i både armar och ben. Sedan ett knappt år använder han Exopulse Mollii-dräkten. ”Nu kan jag stå upp och ta några steg utan någon hjälp”, säger han.

diagnos, bara i Sverige. Vanliga behandlingar i dagsläget är olika läkemedel, men även botoxinjektioner och operationer förekommer.

Det som är gemensamt hos många med neurologiska skador är att hjärnan får problem att kommunicera med kroppens muskler samtidigt som reflexerna ökar. Rörelsemönstret försämras och musklerna blir spastiska.

– Det blir som en slags kramp eftersom det inte kommer någon signal från hjärnan att muskeln ska slappna av. Det i sig leder till att den spända muskeln blir kortare vilket till slut ofta ger ökad smärta, säger Fredrik Lundqvist.

Det kan vara en arm som fastnar i ett spänt läge, fingrar, tår eller ben som inte går att räta ut. För att bända ut en spänd kroppsdel behövs stor kraft som nästan kan liknas vid våld.

Men det finns metoder att häva ett kramptillstånd som

är betydligt mildare och mer effektiva. Det upptäckte Fredrik i samband med att han behandlade den MS-sjuke patienten Jurek Romanski. Med tiden hade sjukdomen gjort att Jureks ben blivit mer och mer spända vilket gjorde det väldigt svårt att behandla honom.

– Samtidigt såg jag hur mycket han led. En dag provade jag att stryka honom under fotsulan samtidigt som jag böjde på hans tår. Plötsligt blev benet mjukare och böjdes automatiskt.

VAD FREDRIK INTE VISSTE då var att fenomenet redan fanns som medicinsk term och kallas Marie Foix efter två franska forskare. Genom att böja tårna bakåt hade Fredrik utlöst en muskelreflex som gjorde att Jureks ben slappnade av och böjdes.

– Det var där allt började för mig och min resa med dräkten.

Fredrik började läsa på om neurologi och klura på en

18 ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 TEMA: MEDICINTEKNIK & HÄLSA

väcker kroppens muskler

metod. Han fann att han genom att skicka väldigt svaga elektriska signaler via huden kunde stimulera och aktivera utvalda muskelgrupper. Samtidigt kunde han avaktivera andra muskelgrupper för att få dem att slappna av. På friska personer sker det automatiskt utan att vi tänker på det. Då skickar skickar hjärnan ut signaler som gör att vi kan gå, springa, bära saker eller bara kunna sitta på en stol.

I början jobbade han med att fästa enskilda elektroder på kroppen, men fick snart idén att göra en hel dräkt där elektroderna redan fanns placerade på rätt ställen.

Han kontaktade vännen och H&M-designern Andreas Halldén och frågade om han kunde ta fram en prototyp med insydda elektroder.

– Det kunde han. Att få fram en hel dräkt, jacka och byxor, med insydda ledare och på så sätt kunna koppla hela kroppen var ett ”eureka moment”. Då förstod jag att jag hade något som skulle kunna bli riktigt stort.

NÄSTA STEG var att hitta finansiering och 2009 medverkade Fredrik Lundqvist i tv-programmet Draknästet i SVT där han kammade hem en miljon kronor mot 20 procent av det då nybildade företaget Exoneural Network. Sen följde några år av hårt arbete, inte minst med tester för att få en CE-märkning på dräkten som godkänd medicinteknisk produkt.

Sedan dess har det medicinska direktivet MDR blivit mer omfattande och kraven på egen forskning och egna evidensstudier har ökat markant.

– Om vi hade kommit på dräkten idag hade vi varken haft råd eller tid att få den CE-märkt.

2013 kom dräkten ut på marknaden under namnet Mollii Suit – där för övrigt molli är latin och betyder mild och mjuk.

NÅGRA ÅR SENARE träffade

Fredrik affärsmannen Nicolas

Lorén Abboud som 2018 kom in i bolaget som vd och styrelseordförande. Fredrik säger att det var med honom som den riktiga framgångseffekten kom.

– Jag kände i hjärtat att det var det bästa jag har gjort att få in Nicolas. För mig har det alltid handlat om att i första hand hjälpa människor som lider av sina sjukdomar och skador. Så var det även för Nicolas vars dotter har en CP-skada. Skillnaden är att Nicolas även är en duktig affärsman.

DÄREFTER HAR DET RULLAT PÅ.

Nicolas Lorén Abboud såg till att Mollii Suit kom ut i andra länder, bland annat i Australien där dräkten blev delfinansierad av den australiska staten. Globalt finns idag flera tusen användare. Men Fredrik påpekar att just ersättning är en viktig del eftersom användarna nästan alltid behöver ekonomiskt stöd.

– Neurologiska funktionshinder drabbar hela familjen, ibland ensamstående föräldrar. Det är människor som sällan har egna pengar att köpa ett hjälpmedel som kostar flera tiotals tusen kronor.

– I Sverige är det bara ett fåtal som fått den genom förskrivningar. Regionerna är inte så snabba där.

För knappt två år sedan såldes

Exoneural Network till det tyska medicinteknikföretaget Ottobock som har kontor över hela världen. Numera heter dräkten Exopulse Mollii Suit.

Frida Hurtig, utbildad fysioterapeut och Key Account Manager på Ottobocks nordiska marknad, säger att det finns ett stort intresse för dräkten. I Tyskland kom ett uppsving efter mässan, OTworld, i Leipzig i våras då Exopulse-dräkten var fokusprodukten.

Men i Sverige går det trögare vilket beror på att dräkten inte är förskrivningsbar. De senaste åren är det bara privatpersoner som lyckats få fram egna pengar som köpt den, säger hon. Vad är anledningen till att regionerna inte vill göra den ersättningsbar?

– Det främsta skälet till att dräkten inte förskrivs av regionerna är otillräcklig evidensmängd. Just därför är research ett stort fokusområde hos oss. Vi har flera studier som är i pipeline både inom och utanför Europa. Hur många blir hjälpta av dräkten?

– Det svårt att uttala sig om, men jag skulle säga att de allra flesta får någon form av effekt av dräkten. Här finns en stor variation, från dem som verkligen får en mirakeleffekt och plötsligt kan börja gå utan hjälpmedel, till dem som får små effekter som att de kan vrida upp handen lite mer eller öppna den. Samtidigt kan just det vara skillnaden som gör att du faktiskt kan bära din egen tallrik.

Hon påpekar att det finns studier som Exoneural Network gjort tidigare som har tydliga resultat och bra P-värden, men att de är några år gamla och gjorda på en omognare produkt och metod.

– I de studierna som är igång nu har vi valt tester och patientgrupper som passar för produkten bättre. När de kommer tror jag att det kommer att lossna även här i Sverige.

För fördelarna med Exopulse Mollii-dräkten är många, menar Frida Hurtig. Framför allt att den kan lindra och lugna spasticiteten i musklerna eller aktivera försvagade muskler. Men också fungera som smärtlindring.

Ett annat stort plus är användarvänligheten. Dräkten består av en jacka och en byxa och den finns i de flesta storlekar – från barn till vuxen. Det har ingen betydelse om man är smal eller tjock, kort eller lång. Det enda som är viktigt är att dräkten sitter tajt så att elektroderna kommer åt rätt muskelgrupper.

– De 58 elektroderna är insydda på exakt rätt ställe. Du tar på dig byxan och jackan som vanligt och stänger med dragkedja. På magen sitter kontrolldosan som är förprogrammerad så du behöver bara sätta den på start. Stimuleringen tar en timme. Under den tiden kan du lägga dig i soffan eller pyssla lite hemma. Effekten kan sitta i cirka 48 timmar, andra behöver göra behandlingen varannan dag.

– Det är det som är så fantastiskt, att det är så enkelt.

Exopulse Mollii Suit

Dräkt i två delar – jacka och byxor. Storlekar: Från barnstorlek till XL. Material: Nylon 82 procent. Spandex 18 procent. 58 insydda elektroder. En handenhet som drivs av 4 AAA-batterier.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 19 TEMA: MEDICINTEKNIK & HÄLSA
FAKTA Fredrik Lundqvist och Jurek Romanski.

Noggranna digitala temperaturmätningar är viktiga i en rad olika tillämpningar, till exempel bärbara produkter, medicinska övervakningsenheter, hälso- och fitnesspårare, kylkedjor och miljöövervakning samt industriella datorsystem. Även om de är vanligt förekommande, innebär implementeringen av digitala temperaturmätningar med hög noggrannhet ofta kalibrering eller linjärisering av temperaturgivare, liksom högre strömförbrukning, vilket kan vara ett problem för kompakta tillämpningar med extremt låg strömförbrukning och flera insamlingsmetoder. Konstruktionsutmaningarna kan snabbt bli flera och leda till fördyrade kostnader och försenade tidsplaner.

För att komplicera saken ytterligare, finns

Av Rolf Horn, Digi-Key Electronics

Rolf Horn är appingenjör på Digi-Key Electronics. Han har suttit på distributörens europeiska tekniksupportgrupp sedan 2014, där har ansvarat för frågor från slutkunder om teknik och verktyg. Dessutom författar han (och korrekturläser) artiklar på tyska på DK:s TechForum och makers-plattformar. Innan han kom till Digi-Key jobbade han på olika tillverkare inom halvledarbranschen med fokus på inbyggda system, FPGA, mikrostyrkretsar och processorer inom industriella system och fordonssystem.

E XPE RTA KITR LE

Hur man använder digi med hög noggrannhet i bärbara hälsoövervakningsenheter

det tillämpningar där flera temperaturgivare delar på en enda kommunikationsbuss. Vissa testkonfigurationer för produktion måste dessutom kalibreras i enlighet med amerikanska National Institute of Standards and Technology (NIST), medan verifieringsutrustning måste kalibreras av ett laboratorium ackrediterat enligt ISO/IEC-17025. Plötsligt är det som verkade vara en enkel funktion både skrämmande och kostsam.

Artikeln beskriver kortfattat kraven på temperaturmätningar med hög noggrannhet i mobila och batteridrivna tillämpningar för hälsoövervakning. Därefter presenteras en digital temperaturgivare med låg effekt och hög noggrannhet från ams OSRAM som inte kräver kalibrering eller linjärisering. Den avslutas med integrationsrekommendatio-

ner, ett utvärderingskort och en demonstrationssats med Bluetooth och tillhörande app som gör det möjligt att ändra givarens inställningar och observera effekten på strömförbrukningen.

Krav på temperaturövervakning med hög noggrannhet

Figur 1. Ett flexibelt kretskort och termiskt häftämne kan användas för att skapa en väg med låg termisk impedans mellan huden och givaren.

BILDKÄLLA: AMS OSRAM BILDKÄLLA: AMS OSRAM

Noggrannhet är ett krav i tillämpningar för hälsoövervakning. I tillverkningen uppvisar digitala temperaturgivare variationer i prestanda från del till del som måste åtgärdas. Eftersom intern kalibrering är dyrt och användningen av okalibrerade givare ökar kostnaden för att uppnå önskad noggrannhet bör konstruktörer överväga givare som är helt kalibrerade och linjäriserade. Det är dock viktigt att se till att tillverkaren av givaren använder kalibreringsinstrument som kan spåras enligt NIST-standard. Genom att använda instrument med spårbar kalibrering säkerställs en obruten kedja tillbaka till de grundläggande NIST-standarderna, där osäkerheterna i respektive länk i kedjan identifieras och dokumenteras så att de kan hanteras i tillverkarens kvalitetssäkringssystem.

Den viktigaste standarden för provningsoch kalibreringslaboratorier är ISO/IEC 17025 ”Allmänna krav på provnings- och kalibreringslaboratoriers kompetens”. ISO/IEC 17025 bygger på tekniska principer som är särskilt inriktade på kalibrerings- och provningslaboratorier, används för ackreditering av dessa och utgör grunden för att utveckla planer för kontinuerlig förbättring.

Figur 2. När givaren är monterad på undersidan av ett kretskort kan termiska genomgående hål och en kontaktfjäder användas för att ansluta till kontaktstiftet.

Digital temperaturgivare med spårbar produktionstestning i enlighet med NIST För att uppfylla de många konstruktionsoch certifieringskraven, kan konstruktörer använda sig av den digitala temperaturgivaren AS6211 från ams OSRAM som har en noggrannhet på upp till ±0,09 °C och som inte kräver någon kalibrering eller linjärisering. AS6211 är utformad för användning i sjukvårdsutrustning, bärbara enheter och andra tillämpningar som kräver högeffektiv termisk information, och produktionstes-

20 ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 TEMA: MEDICINTEKNIK & HÄLSA

tala temperaturgivare

terna kalibreras av ett ISO/IEC-17025-ackrediterat laboratorium enligt NIST-standard. Den kalibrerade produktionstestningen påskyndar processen för att få certifiering enligt EN 12470-3, som krävs för medicinska termometrar inom EU.

AS6211 är en komplett digital temperaturgivare i en WLCSP-kapsling (Wafer Level Chip Scale Package) med sex stift, 1,5×1 mm, redo för systemintegration. Ett exempel på ett beställningsbart artikelnummer, AS6221AWLT-S, levereras i partier om 500 stycken på band eller rulle. Mätningarna med AS6211 levereras via ett standard I²C-gränssnitt och har stöd för åtta I²C-adresser, vilket eliminerar problem med busskonflikter i konstruktioner med flera givare.

Hög noggrannhet plus låg strömförbrukning

AS6221 har hög noggrannhet med låg strömförbrukning i hela sitt matningsområde från 1,71 till 3,6 V DC, vilket är särskilt viktigt i tillämpningar som drivs av en enda battericell. Den innehåller en känslig och exakt temperaturgivare med bandgap i kisel (Si), en analog-till-digitalomvandlare och en digital signalprocessor med tillhörande register och styrlogik. Den inbyggda

varningsfunktionen kan utlösa ett avbrott vid ett specifikt temperaturgränsvärde, som programmeras genom att ställa in ett registervärde.

AS6221 förbrukar 6 µA vid fyra mätningar per sekund, och i standby-läge är strömförbrukningen endast 0,1 µA. Genom att använda den inbyggda larmfunktionen för att endast väcka applikationsprocessorn när ett temperaturgränsvärde har uppnåtts kan systemets strömförbrukning minskas ytterligare.

Alternativ för integrering av

bärbara

enheter

Ju bättre den termiska anslutningen mellan givaren och huden är, i bärbara tillämpningar, desto noggrannare blir temperaturmätningen. Konstruktörer har flera alternativ för att optimera den termiska anslutningen. Ett sätt är att sätta ett värmeledande stift mellan huden och givaren (figur 1). För att uppnå tillförlitliga resultat måste stiftet isoleras från alla externa källor till termisk energi, till exempel enhetens hölje, och en värmepasta eller ett häftämne bör användas mellan stiftet och AS6211. Detta tillvägagångssätt drar nytta av att använda ett flexibelt kretskort med AS6221, vilket ger större frihet när det gäller att placera givaren.

I konstruktioner där det är fördelaktigt att ha givaren på huvudkortet kan den termiska anslutningen ske med hjälp av en kontaktfjäder eller en termisk dyna. Om givaren är monterad på kretskortets undersida kan en kontaktfjäder användas för att skapa en termisk förbindelse mellan kontaktstiftet och de termiska genomgående hålen på kretskortet som är anslutna till givaren (figur 2). Detta tillvägagångssätt kan medföra en kostnadseffektiv anordning som klarar längre avstånd mellan givaren och huden, men det kräver att man noga överväger de olika termiska gränssnitten för att uppnå hög känslighet.

Ett tredje alternativ är att använda en termisk dyna för att ansluta stiftet till en givare som är monterad på kretskortets ovansida (figur 3). Jämfört med att använda en fjäderkontakt eller ett flexibelt kretskort kräver detta tillvägagångssätt en dyna med hög värmeledningsförmåga och noggrann mekanisk konstruktion för att säkerställa minsta möjliga termiska impedans mellan kontaktstiftet och givaren. Detta kan medföra en enklare montering samtidigt som det fortfarande ger hög prestanda.

Förbättra den termiska svarstiden För att få snabba termiska svarstider är det viktigt att minimera all yttre påverkan på mätningen, särskilt från den del av kretskortet som ligger i direkt anslutning till givaren. Två rimliga konstruktionsförslag är att använda utskärningar för att minimera kopparplanen i närheten av givaren på kretskortets ovansida (figur 4, överst) och att minska den termiska belastningen från kretskortets undersida genom att använda ett utskuret område under givaren för att minska kretskortets totala massa (figur 4, nederst).

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 21 TEMA: MEDICINTEKNIK & HÄLSA
Figur 3. En termisk dyna kan ansluta en toppmonterad givare till kontaktstiftet. Detta ger en enklare montering, samtidigt som det ger hög prestanda. Figur 5. För noggrann avkänning av omgivningstemperaturen bör det finnas ett högt termiskt motstånd mellan givarna för hud och omgivningstemperatur. Figur 4. Utskärningar på kretskortets över- och undersida kan minimera kretskortets massa runt givaren och förbättra dess svarstid. BILDKÄLLA: AMS OSRAM
BILDKÄLLA: AMS OSRAM ▲ ▲
BILDKÄLLA: AMS OSRAM

E XPE RTA KITR LE

Förutom att minimera kretskortets effekter finns det andra tekniker som kan bidra till att förbättra mäthastighet och prestanda:

• Maximera kontaktytan mot huden för att öka den värme som är tillgänglig för givaren.

• Användning av tunna kopparbanor och minimering av storleken på ström- och jordplan.

• Användning av batterier och andra komponenter, t.ex. displayer, som är så små som möjligt för att uppnå kraven på enhetens prestanda.

• Utformning av höljet för att isolera givaren på kretskortet termiskt från de omgivande komponenterna och den yttre miljön.

Avkänning av omgivningstemperatur

Ytterligare överväganden gäller vid användning av flera temperaturgivare, till exempel i konstruktioner som använder både hudtemperatur och temperaturen i den omgivande miljön. En separat givare måste användas för varje mätning. Den termiska utformningen av enheten bör maximera den termiska impedansen mellan de två givarna (figur 5). En högre mellanliggande termisk impedans ger bättre isolering mellan givarna och säkerställer att mätningarna inte stör varandra. Enheten hölje bör tillverkas av material med

låg värmeledningsförmåga, och en värmeisolerande barriär bör införas mellan de två givarområdena.

Utvärderingssatsen snabbstartar utvecklingen med AS6221

För att påskynda utvecklingen av tillämpningar och tiden till marknaden erbjuder ams OSRAM konstruktörer både en utvärderings- och en demonstrationssats. Utvärderingssatsen AS62xx kan användas för att snabbt konfigurera den digitala temperaturgivaren AS6221 och möjliggöra en snabb utvärdering av dess kapacitet. Utvärderingssatsen ansluts direkt till en extern mikrokontroller (MCU) som kan användas för att få tillgång till temperaturmätningar.

Demonstrationssats för AS6221

När den grundläggande utvärderingen är klar kan konstruktörer använda demonstrationssatsen AS6221 som plattform för utveckling av tillämpningar. Demonstrationssatsen innehåller en AS6221 temperaturknapp och en CR2023-knappcell. Vid nedladdning av den tillhörande appen från App Store eller Google Play Store kan du ansluta upp till tre givarknappar samtidigt (figur 7). Appen kommunicerar med givarknapparna via Bluetooth, vilket gör det möj-

ligt att ändra alla givarinställningar, inklusive mätfrekvensen, och observera effekten på strömförbrukningen. Appen kan registrera mätsekvenser, vilket gör det möjligt att jämföra prestandan hos de olika inställningar för temperaturgivarna. Konstruktörer kan även använda demonstrationssatsen för att experimentera med varningsläget och ta reda på hur det kan användas för att förbättra lösningens prestanda.

Sammanfattning

Att utforma system för digital temperaturmätning med hög noggrannhet för hälsooch sjukvård, fitness och andra bärbara enheter är en komplicerad process när det gäller konstruktion, testning och certifiering. För att förenkla processen, sänka kostnaderna och komma snabbare ut på marknaden kan konstruktörer använda högintegrerade givare med låg strömförbrukning och hög noggrannhet.

Som visats, är AS6221 en sådan enhet. Den kräver ingen kalibrering eller linjärisering, och testutrustningen för produktion kalibreras enligt NIST-standard av ett ISO/ IEC-17025-ackrediterat laboratorium, vilket påskyndar konstruktions- och godkännandeprocessen för medicintekniska produkter.

Inte medlem? SER är intresseföreningen för yrkessamma. Vi är kontaktskapare mellan medlemmar och intressanta företag. SER arrangerar studiebesök, föredrag och seminarier med aktuellt fokus. I medlemskapet ingår även medlemstidningen Eloch Datateknik, Elektroniktidningen och Nordisk Energi.

SVENSKA ELEKTROOCH DATAINGENJÖRERS RIKSFÖRENING LÄS

MER HÄR!

22 ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 TEMA: MEDICINTEKNIK & HÄLSA
BILDKÄLLA: AMS OSRAM BILDKÄLLA: AMS OSRAM
Figur 7. Demonstrationssatsen AS6221 fungerar som en utvecklingsplattform för temperaturgivare för AS6221. Figur 6. Utvärderingssatsen AS62xx kan användas för att installera och utvärdera AS6221.

TAKING THE NOISE OUT OF E-MOBILITY

Noise free e-mobility e-Mobility is no longer a question of tomorrow and the number of e-vehicles is increasing day by day. Handling EMI noise is becoming more and more crucial, when it comes to design new electronic devices and systems. Würth Elektronik offers a wide range of EMC components, which support the best possible EMI suppression for all kinds of e-mobility applications. With an outstanding design-in support, catalogue products ex stock and samples free of charge, the time to market can significantly be accelerated. Besides ferrites for assembly into cables or harnesses, Würth Elektronik offers many PCB mounted ferrites and common mode chokes as well as EMI shielding products.

www.we-online.com/emobility

Highlights

Large portfolio of EMC components

Design-in-support

Samples free of charge

Orders below MOQ

Design kits with lifelong free refill

#EMCFOREMOBILITY
© eiSos

Noggrann, intelligent och portabel:

Långtidsövervakning av lungorna

med elektrisk impedanstomografi

Av Andreas Mangler, Rutronik

Andreas Mangler läste fysik i Karlsruhe och blev sedermera civilingenjör i elektroteknik där. Det har gått tre decennier sedan han rekryterades av Rutronik till en post som chef för marknadskommunikation. Sedan 2013 är han strategisk marknadschef och sedan 2019 medlem i Rutroniks utökade styrelse.

Tomogram, eller genomskärningar, har stor betydelse vid medicinsk diagnostik, för att till exempel fastställa lungskador. Datortomografi (CT) är förmodligen den mest kända avbildningsmetoden. Med sin höga rumsliga upplösning ger den en detaljerad bild av det undersökta organet. Men CT är baserad på joniserande strålning. Därför blir kontinuerlig övervakning, för analys av förändringar i lungfunktionen under den akuta fasen av sjukdom eller för regelbundna uppföljningar, omöjlig på grund av exponeringen för strålning.

I framtiden kommer nya, alternativa metoder att behövas, speciellt under långa terapifaser hos de många långtidssjuka covidpatienterna. Kontinuerlig och tillförlitlig övervakning av lungorna är nödvändig för att kunna anpassa och förbättra behandlingen av sängliggande äldre, kroniskt sjuka och patienter som behöver mekanisk ventilation.

Elektroimpedanstomografi (EIT) är en relativt ny avbildningsmetod, som bygger på visualisering av den rumsliga fördelningen av elektrisk impedans i kroppen. Istället för joniserande strålning används högfrekvent växelström i intervallet mellan 10 och 100 kHz med strömstyrkor mellan 100 nA och 10 mA. En växelström leds mellan två intilliggande elektroder i ett elektrodbälte och differentialspänningen mäts över alla återstående elektrodpar. Därefter låter man strömmen flyta genom nästa, intilliggande elektrodpar, tills alla elektrodpar har använts en gång. Samtidigt mäter man spänningen över alla andra par. Därefter använder man de uppmätta spänningarna till att beräkna de lokala impedanserna.

På detta sätt kan en lokal vätskeansamling upptäckas och blodflödet till enskilda organ undersökas, eftersom kroppens vävnader och vätskor har olika konduktivitet. EIT är sär-

skilt lämplig för lungfunktionsdiagnostik eftersom mänsklig lungvävnad har en konduktivitet som är cirka fem gånger lägre än annan mjukvävnad i bröstet, vilket ger hög kontrast.

Eftersom EIT är en icke-invasiv metod kan den användas kontinuerligt på patienter. En annan fördel är att utrustningen som krävs för EIT är mindre och billigare än för andra metoder. Den tidsmässiga upplösningen av EIT är också relativt hög, vilket gör att både ventilation och blodflöde kan registreras i realtid.

Den rumsliga upplösningen i de rekonstruerade bilderna är dock låg och begränsad till

E XPE RTA KITR LE

avståndet mellan elektroderna. Utrustning som normalt används kliniskt visar bara lungornas tillstånd tvådimensionellt, och bara där elektrodbandet är placerat. Men för att övervaka de distribuerade lesionerna i lungvävnaden, som i fallet med Covid-19-patienter, är det viktigt med 3D-övervakning. En annan stor utmaning för EIT är att även de minsta mätfel kan leda till betydande förändringar i impedansfördelningen och därmed åstadkomma felaktiga mätresultat.

Och där kommer forskningsprojektet ELIOT vid Chemnitz Tekniska Universitet in i

ELIOT: 3D elektrisk impedanstomografi för övervakning av lungor vid behandling av Post-Covid

Under ledning av Institutionerna för Numerisk matematik och Mät- och sensorteknik vid Chemnitz Tekniska Universitet avser den ESFanknutna forskargruppen ELIOT att skapa en metod för noggrann tredimensionell övervakning av mänskliga lungor med hjälp av befintliga instrument för impedanstomografi.

Projektet syftar vidare till att skapa ett nätverk

för samarbete mellan medicin, universitet och industri.

Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH är en långvarig affärs- och forskningspartner till Chemnitz Tekniska Universitet, samt distributör och leverantör för Sciospec Scientific Instruments GmbH, som tillverkat EIT-systemen som använts i projektet.

24 ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 TEMA: MEDICINTEKNIK & HÄLSA
FAKTA

bilden (se faktaruta) med en praktisk lösning för långtidsbehandling av lungpatienter. Man har kunnat utöka funktionen hos befintliga EIT-system och har därmed lyckats realisera omfattande tredimensionell övervakning av lungorna. Som ett led i detta avser man att undersöka olika rekonstruktionsalgoritmer baserade på artificiella neurala nätverk och ta fram en ny mätstrategi.

Avbildning av lungor i 3D med hjälp av AI Forskarna behöver en dynamisk och så exakt modell som möjligt av den mänskliga bröstkorgen som underlag för simuleringarna och övervakningen. För detta ändamål har ett tidigare utvecklat finita-elementpaket anpassats för 3D EIT-modellering och utrustats med vanliga elektrodmodeller. Eftersom kvaliteten på mätresultaten bland annat beror på antalet använda elektroder och deras placering på kroppen, tar man också hänsyn till de olika signaleffekterna vid olika positioner. Inverkan av mätparametrarna undersöks också, såsom excitationssignalens amplitud och frekvens.

Rekonstruktionen av den rumsliga spridningen av konduktiviteten utifrån spänningsmätningarna, speciellt vid bröstkorgskanten, är kärnan i EIT-rekonstruktionen och kan sorteras in i klassen omvända problem. Problemet är att även de minsta mätfel, orsakade av bland annat oundvikligt mätbrus, kan leda till godtyckligt stora förändringar i impedansfördelningen. Det blir därmed svårt eller omöjligt att skilja mellan omgivande vävnad och vatteninneslutningar.

En lovande metod att skärpa EIT-bilderna är att använda bayesisk 3D-konstruktion av lungorna med hjälp av neurala nätverk. Med den bayesiska metoden betraktas alla förekommande variabler som slumpmässiga, vilket förutom att rekonstruera vävnaden och

fördelningen av luft och vatten också möjliggör en bestämning av rekonstruktionens osäkerhet. Därmed kan man också uttala sig om till exempel en vattenansamling föreligger eller inte, med en given sannolikhet.

För att utvinna sådan information krävs mycket beräkningskraft. För att minska behovet av beräkningskraft kan man använda olika algoritmer för bildrekonstruktion, så kallade generative adversarial networks (GAN). Efter att algoritmerna tränats på ett framgångsrikt sätt kan de på mycket kort tid leverera ett stort antal rekonstruktioner, vilka kan användas för att bestämma sannolikheterna.

Först provas algoritmen på en 2D-modell och utökas sedan till en enkel 3D-modell, och anpassas slutligen till den framtagna, detaljerade bröstkorgsmodellen. Målet är att härleda den optimala placeringen av mätelektroderna samt antalet mätningar som behöver utföras för att få bästa möjliga bildrekonstruktion.

Jämförelse mellan simulerade data och experimentella mätningar De scenarion och provförhållanden som undersökts (elektrodpositioner och -antal, excitationssignalens egenskaper) har verifierats experimentellt genom mätningar på friska och sjuka försökspersoner. Ett EIT-system från Sciospec, en av deltagarna i studien, används för detta ändamål. Mätinstrumentet är särskilt konstruerat för elektrisk impedanstomografi och ger tillförlitliga mätdata med hög känslighet.

Instrumentet EIT32 används för de viktigaste experimenten. Det har 32 elektroder som dels används för att mata på ström (100 nA till 10 mA toppamplitud) och mäta spänning. En omkopplarmatris (antingen reedreläer med ultralågt läckage eller supersnabba halvledaromkopplare) kan koppla upp valfri

kombination av två kanaler för påmatning av positiva och negativa strömmar. Spänningen mäts samtidigt under några millisekunder på alla 32 kanaler, vilket är möjligt eftersom varje kanal har sin egen A/D-omvandlare. Detta är det enda sättet att exakt visa patientens tillstånd.

Systemet arbetar inom frekvensområdet 100 Hz till 1 MHz. Spektrummätningar med frekvenssvep med upp till 128 frekvenser är möjliga. Instrumenten har kommunikationsenheter för anslutning till industri-PC och kommer i framtiden även att kunna kommunicera i en IoT-miljö.

Ur de mätresultat som erhållits på detta sätt rekonstruerar AI-algoritmen 3D-bilder av lungorna, vilka sedan kan diskuteras med en medicinsk specialist, för utvärdering av systemet som helhet.

Intelligent system för en stor mängd tillämpningar

Baserat på data som kommit fram i projektet ELIOT, kommer man att följa upp med att utveckla en digital plattform för fjärrövervakning och visualisering av lungorna. Den mobila diagnosenheten skulle kunna bestå av en teknisk textil som bärs på kroppen, samt en handhållen terminal. Patienten, vårdgivaren eller någon annan, skulle kunna använda detta i hemmet för att göra regelbundna mätningar av bröstkorgen. Data sänds därefter vidare direkt till en specialist, alltså en telemedicin-tillämpning, så att förändringar kan upptäckas på ett tidigt stadium för att de ska kunna behandlas på lämpligt sätt.

Resultaten från detta forskningsprojekt skulle kunna användas i andra EIT-tillämpningar, som upptäckt av främmande föremål i vattentankar, undersökningar av den mänskliga hjärnan, eller utveckling av sensorsystem baserade på tunna lager nanomaterial.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 25
Sciospec EIT32 är särskilt konstruerat för elektrisk impedanstomografi.

Kall plasma:

Så kommer det att användas inom hälso- och sjukvård

Även om de flesta förmodligen känner till termen plasma, kanske de inte vet så mycket om det. Våra kemilektioner lär oss om fasta ämnen, vätskor och gaser. Men plasma – materiens fjärde tillstånd – faller inte under någon av dessa kategorier.

I själva verket består 99,9 procent av universum av plasma, enligt plasmaforskaren Dr. Dennis Gallagher vid NASA:s Marshall Space Flight Center.

Naturligt förekommande exempel på plasma är blixtar och norrsken (aurora borealis). Men hur utnyttjar vi plasma, vad används det till och hur kan vi använda det i den medicinska världen?

Ordet plasma avser vanligtvis joniserad gas som alstras när hög energi, i form av hög temperatur, elektricitet eller magnetfält,

Av Stefan Nettesheim, Relyon Plasma

E XPE RTA KITR LE

Stefan Nettesheim är vd på Relyon Plasma. Han doktorerade i fysikalisk kemi i Berlin på 90-talet och fascinerades av plasma och de komplexa interaktionerna mellan ämnen i olika aggregationstillstånd. Han samlade erfarenhet från stora bolag såväl som mindre startupper och fick chansen att leda innovationsbolaget Relyon när det knoppades av från plasmaexperten Reinhausen år 2002.

appliceras på en gas och separerar elektroner från joner, atomer och molekyler.

Beroende på relativ temperatur klassificeras plasma som antingen termisk eller icketermisk. Plasma är termisk, eller ”het”, när elektronerna har samma höga temperatur som gasen och jonerna. Termisk plasma är vad som typiskt används vid metallbearbetning som bågsvetsning eller plasmaskärning.

I icke-termisk plasma, eller ”kall” plasma, har joner, atomer och molekyler en mycket lägre temperatur än elektronerna. Kallplasmateknik används i allt större utsträckning vid tillverkning av halvledarprodukter och sterilisering av medicinsk utrustning.

Potentialen för kall plasma ökar

De senaste framstegen inom plasmateknik har gjort det möjligt att generera stabil plasma vid låg temperatur och atmosfärstryck. När kall plasma bestrålar material kan det medföra en mängd effekter. Det kan stärka lim genom att aktivera ytor. Det kan hjälpa bläck och beläggningar att fästa jämnt till material genom att göra material mer vätbara. Och det kan även rengöra och sterilisera föremål genom att bryta ner organiska molekyler.

Dessa egenskaper gör kall plasma användbar för olika industriella processer, däribland halvledarproduktion. Dessutom är plasmateknik relativt ofarlig och har potenti-

26 ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 TEMA: MEDICINTEKNIK & HÄLSA
Figur 1. TDK:s kompakta plasmagenerator CeraPlas (till vänster) tillsammans Piezobrush – en kallplasmagenerator.

al att användas i många industrier, exempelvis produktion av livsmedel och medicinsk utrustning, på grund av dess förmåga att rengöra och sterilisera ytor utan användning av kemikalier.

Konventionella generatorer för kall plasma har krävt höga spänningar. Detta kräver separata transformatorkomponenter och högfrekvensgeneratorer vilket leder till att utrustningen blir enormt stor och slukar massor av ström. Nyligen utvecklade TDK en plasmagenerator som kan generera kall plasma i en pennliknande enhet och med lägre strömförbrukning än nämnda konventionella produkter. Därmed blev plasmatekniken mer allmänt tillgänglig.

Kompakt plasmagenerator

Istället för att använda skrymmande och energikrävande transformatorer använder TDK:s plasmagenerator CeraPlas en piezoelektrisk transformator – en förhållandevis liten enhet som använder egenskaper hos

piezoelektrisk keramik för att omvandla spänningar.

Den banbrytande innovationen utvecklades tillsammans med Relyon plasma, ett TDK-företag och en ledande tillverkare av plasmageneratorer. En ny tillverkningsteknik kombinerar spänningsökningsfunktionen hos den piezoelektriska transformatorn med en plasmagenerator. Det resulterar i en liten, lätt plasmagenerator med lågt effektbehov.

CeraPlas arbetar på 12 volt, vilket eliminerar behovet av skräddarsydd strömförsörjning. Den kapslas i en liten, pinnformad enhet med måtten 70,6×6×2,75 mm, se figur 1.

Den första plasmageneratorn baserad på CeraPlas heter Piezobrush och är konstruerad av Relyon plasma. Piezobrush är liten och lätt och kan enkelt manövreras samtidigt som den hålls i en hand som en penna. Utvecklarna kunde konstruera strömförsörjningen och drivkretsen som en relativt liten modul, eftersom behovet av drivkretsar eller

Medicalline

Kontaktdon för potentialutjämning.

Petsäkra

Vi levererar kontakter för såväl rumsinstallation som för inbyggnad i medicinska apparater. Polerna är märkta med symbol enl IEC 60417-5021 eller med gul/grön märkning. Kontakterna är testade av TÜV.

kylsystem var litet.

Piezobrush kommer att göra det möjligt att använda plasma på platser där det tidigare varit svårt eftersom den är handhållen och kan användas på små detaljer. Behandling av tandimplantat är ett sådant område, se figur 2.

När kall plasma används för att binda olika material eller för att färga proteser ökas bindningsstyrkan. Dessutom förbättras enhetligheten i färgningen genom att vätbarheten ökas. Forskning visar att den ökade vätbarheten på implantatytor kan förbättra deras affinitet med biologiska vävnader. Eftersom tandteknik är ett välutvecklat område i Europa har detta väckt stor uppmärksamhet där.

Piezobrush gör kall plasma mer allmänt tillgänglig. Möjligheterna att använda kall plasma kommer därför att fortsätta att öka. Utöver tandvård är tillämpliga användningsområden ytrengöring, ytaktivering, precisionsrengöring och bakterieminskning. ■

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 27 TEMA: MEDICINTEKNIK & HÄLSA
08-97 00 70 info@elproman.se www.elproman.se
kontakter Ø1,5 mm, Ø2 mm och Ø6 mm.
182x66_medical_2021.indd 1 2021-10-28 10:26:51
Figur 2. Kall plasma kan användas för att binda olika material eller för att färga proteser.

Fyller hålen med tillförlitliga komponenter

■ PRODUKTION

Mer lokal närvaro och fler lager i kombination med utökad testkapacitet och e-handel har lyft den amerikanska distributören Fusion Worldwide. Företaget sysslar med att förmedla komponenter som slutat tillverkas eller som det är brist på.

– Vi har vuxit konstant de senaste sex åren och blivit en av världens största ”open market”distributörer, vi omsatte tre miljarder dollar i fjol, säger Paul Romano när vi träffas på Electronica i München.

Företaget grundades år 2001 lagom till att IT-bubblan sprack och sysslar med att förmedla svårfunna komponenter, men också med att hitta köpare till överskottspartier.

Kunderna kan vara företag som behöver reparera äldre elektronik där komponenterna inte längre går att köpa via de vanliga kanalerna men också kunder som behöver hjälp när det uppstår en bristsituation och tillhörande allokering på nya komponenter.

FRÅN ATT TIDIGARE bara ha arbetat med förmedling har företaget idag ett mindre lager.

– Numera har vi komponenter

för 60 till 120 miljoner dollar på lager.

Mycket är öronmärkt och väntar bara på att levereras ut medan annat köps in för att det finns en efterfrågan. Och så finns det samarbeten med vissa kunder som resulterar i att komponenter som blir över hamnar i Fusions lager.

En annan förändring är att antalet lokalkontor har ökat markant. I starten betjänades hela Europa från Nederländerna. Idag finns det kontor i Paris, München och Italien plus att det ska öppnas ytterligare ett någonstans i Centraleuropa.

ALLA SOM HANDLAT på spotmarknaden vet att det finns gott om fallgropar. Komponenterna kan vara rena falsarier utan innehåll eller ommärkta och därmed med fel innehåll. Sen kan komponenterna ha förvarats felaktigt eller rullarna kan ha rätt komponeter i början för att sedan ha fyllts på med något annat. Eller så är det komponneter som borde ha kasserats men som letat sig ut på marknaden.

För att kunna hantera alla nya kunder har Fusion skalat upp den egna testkapaciteten rejält.

– Ett problem under pandemin som ingen tänkte på var att

alla ville ha sakerna testade, men det finns inte så många testhus. Vi fick betala för nattarbete och extratid för att få iväg komponenterna.

Lösningen blev att köpa testhuset Prosemi i Singapore som förutom att lyfte den interna kapaciteten också medfört att Fusion numera kan göra heltäckande tester inklusive optisk inspektion, IR-spektroskopi och röntgen plus elektrisk testning inklusive Jtag.

DESSUTOM GÅR DET att få de testade komponenterna inbrända, programmerade och levererade på rulle om så önskas.

– Vi har också skapat ett ingenjörsteam med 20 personer som jobbar med test och felanalys ihop med inspektionen.

Totalt har företaget 560 anställda idag mot 190 för sex år sedan.

– Det gör att vi kan hantera många fler kunder idag.

ALLA VILL INTE RINGA för att se om en viss komponent finns på lager. Företaget har därför startat en e-handel kallad Rocketchips.

– Vi ville komma igång, det ger en överblick och fungerar som inkörsport.

Det finns tecken på att ledtiderna är på väg ned men det är inget som oroar Paul Romano.

– Vi kommer att komma ifatt lite nästa år men det kommer inte att finnas ett överutbud inom en närtid.

Vill göra offerter åt kontraktstillverkarna

■ PRODUKTION

Idag är det ofta Excelark, sökningar på webbsidor och epost som används när det är dags att ta fram en offert på ett nytt kort.

Amerikanska Calcuquote vill ersätta det med ett webbaserat verktyg som i bästa fall kan leverera ett resultat på mindre än en timme.

– Jag tänkte att det måste finnas ett bättre sätt, säger Chintan Sutaria som grundade Calcuquote år 2014 när vi träffas på jättemässan Electronica där företetaget ställer ut för första gången. Han arbetade på Digi-Key

och såg hur kunderna slet med materiallistor i Excel, webbsökningar och mailkonversationer med olika komponentleverantörer som sedan fick jämföras och sammanställas manuellt för att skapa offerterna. Ett arbete som både var arbetsintensivt och segdraget.

– Det vi har gjort är att skapa ett system som sköter allt detta, tar reda på kostnaden för komponenterna och hur mycket arbete som behövs, maskintid, overhead, märkning, packning och allt annat som ska göras.

IDAG HAR FÖRETAGET runt 250 kunder i 30 länder. Majoriteten är EMS-företag men på kund-

listan finns även några OEMföretag med egen produktion.

– De flesta är i USA där vi började, men runt 75 finns i Europa.

Svenska Note tillhör den senare skaran, företaget har användt Calcuquote i ungefär fyra månader.

– De använder det för alla sina sajter men vi har också andra svenska kunder. Och flera kunder i Finland, några som är stora.

Normalt används verktyget internt på företagen men det finns också några kontraktstillverkare som gjort det tillgängligt för sina kunder via den egna webbportalen.

– Då kan de kan logga in och ladda upp alla underlag och

FÖR ATT FÅ PRISER på komponenter har Calcuquote avtal med de flesta större distributörer inklusive Arrow, Avnet, Future, Mouser, TTI och Digi-Key. Har kunden en annan preferens eller ett specialavtal går det att addera så länge distributören har ett API som Calcuquotes mjukvara kan prata med.

Det finns också möjlighet att addera funktioner som att undersöka om någon komponent är gammal och snart kommer att sluta tillverkas. Förutom att distributörerna kan ha viss

28 ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22
sedan beställa direkt från webbsidan med ett kreditkort, säger Chintan Sutaria.

Märkningen avslöjar förfalskningen

■ PRODUKTION

Även om vi människor sällan kan skilja en falsk komponent från en äkta finns det alltid små avvikelser i märkningen och i plasten som är olika. Israeliska Cybord har utvecklat en AI-lösning som baserat på bilderna från monteringsmaskinerna i produktionslinan skiljer falskt från äkta.

– Monteringsmaskinerna tar alltid bilder av komponenterna som de slänger efter några millisekunder. Gör inte det! Låt oss använda dem för att avgöra om komponenter är äkta eller förfalskningar, säger Zeev Efrat på Cybord när jag träffar honom på Electronica.

Företaget har knappt tre år på nacken men redan betalande kunder för sin innovativa metod för att hitta falska komponenter.

PRINCIPEN ÄR ENKEL , träna upp algoritmerna med bilder på komponenter som du vet är äkta. Sedan är det bara att jämföra dessa med bilder som monteringsmaskinerna tar. Det behövs alltså ingen ny maskin i produktionslinan utan bara att bilderna laddas upp till Cybords molnlösning där jämförelsen görs och där resultaten sparas.

Inlärningen av algoritmerna baseras på det som finns tryckt

på komponenterna, liksom strukturen i plasten och andra saker som är karakteristiska för kapslingen. Är det inte en äkta komponent finns alltid små skillnader jämfört med originalet, som inte alltid är möjligt att upptäcka för en människa.

För att få tillgång till de maskintagna bilderna, samarbetar företaget med de flesta större maskinleverantörerna.

– Det är ASM, Fuji, Yamaha, Universal, Panasonic, de nyare från Mycronic som inte använder laser och de nya från Juki.

JÄMFÖRELSEN går nästan i realtid, den tar inte mer än ett par hundra millisekunder per komponent. Tilläggas kan att man förutom att hitta falska komponenter också kan se sprickor, böjda ben och andra fel på komponenterna.

I princip skulle det gå att säga åt maskinen att kasta komponenten i stället för att montera den men i dagsläget kan de inte ta emot den typen av information.

– Vi jobbar på med ASM på det.

Dessutom går det att gå tillbaka och hämta alla data om det exempelvis skulle uppstå en reklamation.

Cybord försöker inte sälja lösningen till maskinleverantörerna och inte heller till kontraktstillverkarna. Det är stora OEM-företag som Nvidia, Intel,

Microsoft och Siemens som är målgruppen.

LOGIKEN ÄR ENKEL . För maskintillverkare och EMS-företag skulle det innebära ytterligare en kostnad i en bransch med små marginaler.

– Det är OEM-företagen som får klagomål från kunderna när det blir problem, och de har bättre marginaler.

Både OEM-företagen och kontraktstillverkarna får tillgång till resultaten. De senare ser fördelarna och blir ambassadörer för tekniken.

Cybord har också tagit fram en lösning för kunder som vill hitta falska komponenter innan de laddas i monteringsmaskinen. Det är en maskin med kamera som drar av tejpen, inspekterar komponenterna och sedan sätter på ny tejp. Själva maskinen kommer från en tredjepartsleverantör som integrerat Cybords mjukvara.

Företaget har 30 anställda och räknar med att omsätta två miljoner dollar i år. Kunderna finns nästan uteslutande i USA.

– I början skannade vi en miljon komponenter per vecka, det tyckte vi var fantastiskt. Nu är det 250 miljoner per månad som vi skannar, och det är bara början, säger Zeev Efrat.

eller motsvarande.

Kunderna betalar en månadskostnad oberoende av hur mycket tid de spenderar med verktyget. De kan också säga upp abonnemanget med kort varsel.

Chipet som säkrar spårbarheten

■ PRODUKTION

En QR-kod på undersidan och en annan på ovansidan plus en krypterad algoritm för att multiplicera ihop dem. De små chipen monteras tillsammans med övriga komponenter i ytmonteringslinan och ger en säker spårbarhet ner på komponentnivå.

– Idag använder man en etikett för 12 till 25 cent eller lasermärkning för att skapa spårbarhet, i bägge fallen är det förenat med mycket manuellt arbete, säger Zeev Efrat på Cybord när jag träffar honom på Electronica.

Det israeliska uppstartsföretaget har patenterat ett chip, i praktiken en liten bit mönsterkort med en QR-kod på undersidan och en på ovansidan. Bägge är frametsade i kopparfolien och representerar två 16-siffrigt tal.

Chipet monteras tillsammans med de andra komponenterna i produktionslinan där placeringsmaskinens kamera läser av undersidan. Ovansidan läses av AOI:n som står i slutet av linan.

– Bara jag vet de bägge siffrorna och koden. Det här ger full spårbarhet under kortets hela liv.

information kan kunderna addera kopplingar till specialister på området som Z2data och Siliconexpert.

– Alla vill ha det men ingen vill betala.

DEN SOM SKA TA FRAM en offert går in via sin webbläsare och laddar upp materiallistan. I det molnbaserade verktyget har kunden lagt in uppgifter om vilka distributörer som ska kontaktas, om den specifika kunden har ett speciellt avtal med någon eller några distributörer, underlag

för att beräkna arbetskostnad, maskinkostnader och annat som är specifikt för företaget.

– Vi skapar en materiallista med priser och vilka leverantörer som har vad.

Priserna är kopplade till ett offertnummer och gäller normalt i 30 dagar, som vilken offert som helt. Däremot finns det inga garantier för att komponenterna finns på hyllan den dag de beställs.

För den som så önskar går det också att få offert på mönsterkort genom att ladda upp en Gerberfil

– Det är inte många som gjort det, de blir beroende av hastigheten. Och de ser ett produktivitetslyft på mellan sex och 15 procent, säger Chintan Sutaria.

FÖRETAGET ÄR PRIVATÄGT med finska Elisa som huvudägare (51 procent). Operatören har en division som sysslar med industriautomation och Calcuquote är ett av fem bolag som Elisa investerat i.

PER HENRICSSON per@etn.se

DESSUTOM BLIR DET SVÅRT att byta ut chipet eller skapa förfalskningar i och med att man behöver all tre komponenterna för att skapa en giltig identitet.

Allt lagras i Cybords moln vilket gör det möjligt att plocka fram uppgifterna den dag de behövs och därmed också se exakt vilka komponenter som sitter på ett visst kort och vilka maskiner som monterade dem.

För kunderna är det gratis första året för att sedan kosta en mindre slant om de vill ha kvar informationen.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 29

BT-moduler med snabb leverans

■ TRÅDLÖST

Panasonic gör reklam för fyra Bluetooth 5 LE-moduler där säljargumentet är att leveranstiden är ”exceptionellt” kort: 14–16 veckor.

Panasonic meddelar att företaget byggt upp ett massivt lager av BT 5 LE-moduler som därmed kan erbjudas med leveranstider på endast 14–16 veckor.

– Ingen kan konkurrera med det just nu, säger Tomislav Tipura självsäkert.

Han är produktchef på Panasonic Industry Europe.

– Vi vet att det finns folk därute som har fantastiska tilllämpningsprojekt på gång. Men de kan inte implementera dem i närtid på grund av att det saknas komponenter.

De fyra modulerna använder radiokretsar från norska Nordic Semiconductor.

PAN1780 är byggd kring

NRF52840. Den har 1 Mbyte flash, 256 kbyte RAM och integrerad chipantenn.

PAN1770 är samma modul, men utan antenn. Den har UFLanslutning istället.

PAN1781 är byggd kring NRF52820. Den har 256 kbyte flash och 32 kbyte RAM. PAN1782, slutligen, har dubbelt så mycket flashminne, och 128 kbyte RAM. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Google släpper OS för maskininlärning

■ MJUKVARA

Sökjätten Google har tagit fram ett operativsystem för ett mycket specifikt avgränsat tillämpningsområde: maskininlärning i edge-system på arkitekturen Risc V med extra betoning på säkerhet.

Kata OS (KataOS) heter det nya operativsystemet. Det baseras på

mikrokärnan SEL4 för att bli extra säkert. Av samma skäl skrivs det i programspråket Rust.

DET ÄR LOGISKT OMÖJLIGT att knäcka säkerheten i SEL4, enligt Google. Det är matematiskt bevisat att det fungerar enligt sin specifikation.

Rust eliminerar några typer av vanligt förekommande buggar

som drabbar den som programmerar i C. Tillsammans ska Rust och SEL4 ge konfidentialitet, integritet och tillgänglighet (det kraschar inte) till Kata OS.

Risc V är den hårdvaruplattform som prioriteras för stöd. Orsaken till detta är ”det ökade fokus” som Risc V får i industrin.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

IBM släpper AI-accelerator

En processor för träning och användning av djupa artificiella neuronnät – det har utvecklats på amerikanska IBM och släpps nu på ett PCI Expresskort.

Den är ”snabbare än en cpu” enligt IBM i en pedagogisk presentation riktad mot allmänheten.

Det här är företagets första AIU, som IBM kallar den, Artificial Intelligence Unit. Den har utvecklats under fem år.

IBM använder en egen teknik för att optimera beräkningen av skalärprodukter, kallad approximate computing. Neuronnätskretsar är huvudsakligen acceleratorer för matrisalgebra med vad som kallas för en skalärprodukt som grundläggande operation.

Approximate computing beskrivs i en rapport publice-

rad 2019. Den ska bland annat handla om att växla mellan 32-bitars flyttal och olika sorters åttabitarsformat, både heltal och flyttal.

23 miljarder transistorer och 32 beräkningskärnor finns på chipet. De 32 kärnorna är samma som tidigare används i IBM:s existerande processor Telum, men då bara i en kopia. Telum tillverkas dessutom i 7 nm-krets och AIU i 5.

IBM har monterat chipet på ett PCI Expresskort så att du kan

plugga in den som accelerator i vilken dator som helst.

Den idag vanligaste typen av acceleratorer för neuronnät, i synnerhet för träning, är neuronnätsoptimerade grafikkort från Nvidia.

Google är pionjären på området AI-serveracceleratorer och byggde sin första redan år 2016. Den kan du dock inte köpa fysiskt utan bara använda via Googles molntjänster.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Magnetkontakter från Farnell

FÖRBINDNING

Farnell släpper tvåpoliga magnetkontakter för spänningar upp till 30 volt, med kabel pekandes rakt ut eller i rät vinkel.

Poängen med magnetkontakter är att de är snabba att ansluta och koppla loss. De lossnar istället för att skadas i en miljö där kontakt eller kabel riskerar knuffar eller ryck.

De finpositionerar sig av egen kraft när de ansluts. Här är polerna dessutom rotationssymmetriska vilket gör det ännu lättare att sikta. Stiften är fjäderbelastade.

Farnell ser tillämpningar överallt: medicinska instrument, hälsoprodukter, makers, utbildning, industri, pc-periferienheter, wearables.

Det finns en IP67-skyddad version. Kontakterna sorteras in i produktlinjen Multicomp Pro, som Farnell är exklusiv distributör för.

NI trimmar VST:n

■ TEST OCH MÄT

Det har gått tio år sedan NI lanserade den första vektorsignaltransceivern, ett PXI-baserat instrument med en signalgenerator och en analysator tätt kopplade till en FPGA. Nu kommer den tredje generationen med dubblerad analysbandbredd på 2 GHz och ett frekvensområde upp till 23 GHz.

PXIe-5842 har ett obrutet svep från 50 MHz upp till 23 GHz med 2 GHz analysbandbredd. Det går också att använda instrumentet för direktkonvertering till basbandet av radiosignaler upp till 1,75 GHz.

Jämfört med föregångaren från 2016 är felvektorn EVM förbättrad med 3 dB för vågformer till Wi-Fi 7 och 5G NR.

30 ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 NYA PRODUKTER
Tomislav Tipura

SÄKRA ANSLUTNINGAR FÖR MEDICINTEKNIK

ODU kontaktdon ger säkra anslutningar till medicinsk utrustning

Tål desinfektion, sterilisering och autoklavering

Ger hög patient- och operatörssäkerhet (2 MOPP / 2 MOOP)

Ström, hög ström, hög spänning, signaler, data, luft, vätskor och optik Kundspecifika speciallösningar inklusive LSR / HCR silikonövergjutning

www.odu.se
ODU-MAC® ZERO
MINI-SNAP® LÖSNINGAR MED SILIKONÖVERGJUTNING
ODU MEDI-SNAP®
ODU

Mycronic förbättrar avsyningen

■ PRODUKTION

3D-bilder med industrins högsta upplösning plus en cykeltid som är 30 procent snabbare än den äldre generationen. Så lanserar Mycronic det nya avsyningssystemet Iris 3D AOI.

– För att vara exakt, det är en hastighetsökning på 30 procent för hela inspektionscykeln, från bildfångst till bearbetning. När man betänker att systemet också hanterar nästan dubbelt så många pixlar är det en fantastik prestandaförbättring, säger Mycronics Alexia Vey i ett blogginlägg.

Mycronic lyfter fram att Iris 3D AOI kan avsyna så små komponenter som 008004/0201M.

Tittar man på enskilda parametrar har synfältet ökat med 33 procent från den tidigare versionen som hade 61,1×44,9 mm i xy-planet.

Upplösningen mätt som pixelstorlek har minskat från 19 µm till 13,7 µm vilket ger skarpare bilder. Med lite fix och trix går den faktiska pixelstorleken att krympa till 3,45 µm, tidigare stannade den på 4,75 µm.

Systemet kommer som standard på ytmonteringsmaskinerna i MYPro I-serien men det är möjligt att uppgradera äldre maskiner i K-serien som har 2Davsyning idag.

Cybersäkrad lödstation med spårbarhet

■ PRODUKTION

Ett chip i lödspetsen plus TLSkryptering och tvåfaktorsauktorisering gör Wellers nya lödstation WXsmart säker samtidigt som den har spårbarhet.

WXsmart är en handlödningsstation på 300 W med tillhörande sortiment av lödkolvar med intelligenta spetsar. Den klarar allt från lödning av de minsta komponenterna till kraftig ultralödning, omarbetning, avlödning och varmluftslödning.

ALLA SPETSAR har unikt serienummer och identifieras automatiskt med hjälp av det integrerade chipet. Uppvärmningen går normalt på cirka tre sekunder.

Det nya lödkolvsortimentet inkluderar WXMPS MS och WXUPS MS som är militärspecificerad.

Lödstationen går att koppla upp med wifi, Ethernet, USB och RS232 för integration med exempelvis ett ERP-system.

ENLIGT WELLER är WXsmart den första lödstation som använder TLS-kryptering och tvåfaktors-

autentisering som skydd mot cyberattacker och för att förhindra att obehöriga kommer åt data. Stationen säljs bland annat av RS Components.

En MOSFET med toppkylning

■ KRAFT

I många fall kan det vara bättre att leda bort värmen från ovansidan av krafttransistorn än via kretskortet. Onsemi har utvecklat en ytmonterad kapsel som löser problemet.

Battery Testing Simulation

Load/Source

TCPAK57 ingår i Top Coolfamiljen och siktar in sig på fordonstillämpningar som styrning av servomotorer och i DC/ DC-omvandlare. Transistorerna mäter 5,7x7 mm och är ytmonterade med ben som sticker ut på två av sidorna. På toppen finns en metallplatta på 16,5 mm som kan anslutas till en kylfläns eller något annat som leder bort värmen.

Many systems installed – ask us more!

DÄRMED GÅR DET både att montera andra komponenter på baksidan av kortet och dessutom packa komponenterna tätare utan att det uppstår värmeproblem.

Transistorerna har ett RDS(ON) på 1 mΩ och en gateladdning (Qg) på 65 nC vilket håller nere förlusterna i

tillämpningar med höga switchfrekvenser.

TCPAK57 FINNS till att börja med för 40V, 60V och 80V. Alla klarar en temperatur (Tj) på 175°C och är kvalificerade enligt AEC-

Q101 och PPAP.

Transistorerna finns att tillgå som sampel medan volymproduktionen kommer igång i januari.

32 ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 NYA PRODUKTER
per@etn.se
PER HENRICSSON

Mini-ITX på tolfte generationens Intel Core

■ INBYGGDA SYSTEM

Kontron släpper två kompakta moderkort för industriella realtidstillämpningar inom exempelvis medicinteknik, automation, kasinospel eller visualisering.

CPU:n är en Intel Celeron Core I9 och vad gäller anspråken på realtid finns stöd för TSN (Time Sensitive Networking). Båda korten har dubbla Ethernet på 1 respektive 2,5 Gbit/s.

De har en anslutning med 16 banor av femte generationens PCI Express, liksom USB 3.2 generation 2, M.2 Key-M och Key-E slot. Plus två Dimm DDR5-platser.

Q670E använder Intels version av fjärrmonitorering och -styr-

ning, kallad AMT (Intel Active Management Technology). Det stöder tjänster som RAID. Lång tillgänglighet garanteras. Temperaturomfånget är 0 till +60°C.

K3833-Q har fyra 4k-Displayport-anslutningar och en Embedded DisplayPort V1.4b. Provexemplar ska finnas i december.

I vår kommer en version med alternativ strömförsörjning. Medan K3833-Q strömförsörjs via fyrspårig ATX använder vårens K3832-Q dels klassisk 12 V-matning och dels Intels nya standard ATX12VO. Vårversionen har samma Embedded Displayport men därutöver två Displayport V1.4a, och en dubbelkanalig LVDS. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Trådlös värmekamera för mobilen

■ TEST OCH MÄT

Flir lanserade sin första IR-modul som förvandlade mobilen till en värmekamera på CES år 2014. Nu kommer en modell som kommunicerar trådlöst och därför fungerar med både Android och iOS plus att den kan placeras upp till 30 meter från användaren.

Teledyne Flirs tidigare modeller anslöts via USB- eller Lightningporten och hamnade därmed under mobilen. Den senaste modellen ser med lite fantasi ut som en förstorad överstrykningspenna och kläms fast över mobilen eller surfplattan.

I och med att kommunikationen sker via Bluetooth eller wifi kan den tas loss och antingen hållas i handen medan man ser bilden i mobilen eller placeras en bit bort om det exempelvis kan finnas risker med att vara för nära.

Precis som tidigare modeller baseras den på en IR-modul i Leptonfamiljen. Denna gång med 160×120 bildpunkter.

Bilden förbättras med Flirs teknik akkald VividIR där flera IR-bilder överlagras för bättre skärpa i kombination med MSX,

Flirs teknik för att gifta ihop IR-bilden med en bild från det synliga spektrumet för att skapa en mer lättolkad bild.

Batteritiden är förbättrad till en och halv timme.

Priset ligger på 549 euro.

PER HENRICSSON per@etn.se

Första fyrkanaliga frekvensanalysatorn

■ TEST OCH MÄT CNT-104S är en kombinerad grafisk räknare, frekvensanalysator och tidsintervallsanalysator från Pendulum. Instrumentet har fem kanaler varav fyra kan samplas synkront.

– Varför är det bara oscilloskop och multimetrar som har fyra kanaler? Det var på tiden att någon gör ett tids- och frekvensinstrument med det, säger Staffan Johansson på Pendulum.

Instrumentet har fem ingångar: fyra för signaler upp till 400 MHz och en för rf-signaler upp till 24 GHz. Det går att göra frekvensmätningar på fyra valfria kanaler parallellt, medan tidsmätningar inte kan göras på rf-kanalen.

NYKOMLINGEN CNT-104S är lika stor som de existerande modellerna i CNT-90-familjen trots att den har dubbelt så många kanaler. I praktiken innebär det att instrumenten upptar ett halvt 19-tumsrack på bredden och två sektioner på höjden.

En klassisk användning av instrumentet är vid test av oscillatorer. Man mäter frekvensen, trimmar, och mäter igen. Processen upprepas tills man är nöjd. Det här görs parallellt för flera oscillatorer samtidigt, och att då kunna få in fler kanaler på mindre yta är efterfrågat.

EN ANNAN TILLÄMPNING är att jämföra flera referensfrekvenser i ett labb. Med CNT-104S går det att både mäta momentant och dessutom se trender över längre tider.

Ytterligare en tillämpning är att se tidsskillnader mellan olika signalvägar på ett kort.

Innanmätet är helt nytt vilket resulterat i betydligt bättre prestanda. Bland annat är upplösningen numera på 7 ps.

– Det bygger på att vi tidsstämplar triggningarna på ingångarna kontinuerligt. Det är ner till 50 ns mellan varje triggerpunkt med en upplösning på 7 ps i tidsstämpliingen. Det resulterar i 20 miljoner mätningar per sekund som ska behandlas och sedan presenteras.

SOM JÄMFÖRELSE har de äldre instrumenten 4 µs mellan triggpunkterna.

Nu kommer CNT-104S inte att ersätta dem, priserna startar på 100 000 kronor och är betydligt högre än modellerna i CNT-90-familjen.

– En annan liten nyhet där vi sneglat på oscilloskopen är att ha mjukvarunycklar för att uppdatera frekvensområdet. Även pulsutgången går att låsa upp på det viset, säger Staffan Johansson.

SOM KÖPARE har du egentligen bara två val: 3 GHz eller 10 GHz på rf-kanalen. Den senare modellen går att uppgradera till 24 GHz.

Även sättet att använda instrumentet har moderniserats. Dels genom en pekskärm där man kan göra alla inställningar men också via en app i datorn eller mobilen med motsvarande funktion.

På labbet är det antagligen enklast att koppla upp instrumentet via Ethernetporten, men det går också att sätta in en wifi-dongel i USB-porten, vilket är smidigare när man gör mätningar i fält.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 33 NYA PRODUKTER

Renesas släpper radarmodul för ADAS

■ FORDONSELEKTRONIK

Japanska Renesas adderar radarprodukter till sin portfölj av kameror och andra fordonssensorer. Det handlar om transceivrar på 76–81 GHz för 4 x 4-antenner utvecklade av Steradian som förvärvades så sent som i oktober.

Transceivermoduken passar till avbildande radarsystem, framåtriktade radarsystem på fordon

med lång räckvidd och 4D-radar men också enklare radarsystem som sitter i hörnen på fordonen.

MODULEN RAA270205 klarar fyra sändande antenner och fyra som tar emot ekona. Den har stöd för 16 mimokanaler men fler moduler kan kopplas ihop för att klara större antennsystem med högre upplösning.

Bandbredden är upp till 5 GHz och AD-omvandlingen görs med

maximalt 112,5 MSa/s. Det är tre gånger bättre än konkurrenterna, enligt Renesas.

EFFEKTFÖRBRUKNINGEN är 1,2 W, brusfaktorn 9 dB och chirphastigheten 300 MHz/µs.

The RAA270205 kommer som sampel under första kvartalet nästa år och i volymproduktion under 2024.

Ceva och Risc V snart i samma systemkrets

En av de ledande leverantörerna av kretskärnor för audio och wifi, Ceva, räcker upp handen och säger att den gärna vill se sina kärnor integreras med Risc V-cpuer i Intels plattform Pathfinder.

Risc V är en uppstickar-cpu. En viktig väg framåt är att den hittar möjligheter att integreras med etablerade kärnor inom ekosystemet för systemkretsar, SoC:er.

Och nu kan alltså Risc Vsamfundet sätta en checkbox intill Ceva, som har massor av design-wins bland annat inom mobilprocessorer.

INTEL SKAPADE i våras en foundryverksamhet som är utformad just på ett sådant sätt att kärnor från ekosystemen för x86, Arm och Risc V ska kunna hitta fram till varandra.

Intel bjuder också på ett verktyg för att hjälpa dig mixa, Intel Pathfinder.

Det som Ceva nu bidrar med till Intel Pathfinder är kärnorna

BX1 och BX2 som är DSP-kärnor med tillhörande mjukvara för audio. Nu går det att konstruera FPGAprototyper som mixar dem med Risc V-kärnor.

BX1 ska enligt Ceva vara ett populärt val för den sortens wearables som fyndigt kallas ”hearables” –trådlösa, strömsnåla hörlurar som blir allt smartare med integrerade sensorer och aktuatorer för exempelvis geststyrning eller för att mäta puls.

BX1 ÄR EN VLIW-CPU med en rörledning på elva steg och beräkningskraft för brusreducering, ekosläckning, sensorfusion, neuronnät och annan både klassisk och smart signalbehandling.

BX2 äter mer energi och har lika lång rörledning men lite mer parallelism. Den är tänkt för exempelvis teveapparater, högtalare och fordonsmultimedia.

Den har aritmetikacceleratorer för 32, 16 och 8 bitar i olika kombinationer.

I Cevas katalog listas Ceva BX2 även under en helt annan rubrik: basbandsprocessor.

BÅDA ANVÄNDER Cevas egen instruktionsuppsättning BX med verktyg byggda på den öppna kompilatorplattformen LLVM och den öppna utvecklingsmiljön Eclipse.

Här finns även ett mjukvarubibliotek för neuronnät och diverse signalbehandling. Cevas audiomjukvara Clearvox (ClearVox) har akustikfunktioner och stöd för multimikrofoner och multihögalare med riktat ljud. Whispro (WhisPro) är neuronnätsbasserad mjukvara för röstkommandon.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

RT Labs släpper tvåspråkig fältbuss

■ KOMMUNIKATION

RT Labs lanserar U Phy – en mjukvarudefinerad fältbuss som talar både Profinet och Ethercat.

Royaltybaserade asicar och dedikerade kommunikationsmoduler är vad som idag används för kommunikation mellan sensorer och ställdon.

Det är dyrt, binder dig till en enda fältbuss och är inte flexibelt. Vilket hämmar produktinnovation – allt enligt RT Labs.

– Ändå har dessa tolererats på grund av den upplevda bristen på risk som är förknippad med detta tillvägagångssätt, säger RT Labs i ett pressmeddelande.

– Detta är inte längre fallet – och i takt med att leveranskedjorna blir längre och ledtiderna ständigt förlängs har utvecklarna blivit mycket medvetna om de risker som är förknippade med exponering mot ett begränsat antal leverantörer för nischade hårdvarulösningar.

Det finns ett utvärderingskort och en en öppen hårdvarudesign som kan köpas via RT Labs hemsida.

34 ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/22 NYA PRODUKTER

Svensk Elektronik

tillsammans för branschens bästa

2022

Tiden går sannerligen fort; redan ser vi slutet på 2022. Det är inte utan att en funderar på vad vi har gjort inom Svensk Elektronik under alla dessa dagar. Ja, vad har vi gjort egentligen? Låt oss summera med ett axplock av olika aktiviteter, som också ganska väl sammanfattar vikten av föreningens breda verksamhet.

Vi har under året genomfört olika digitala seminarier och workshops, vi har hållit föredrag om aktuella ämnen, vi har arrangerat fokusdagar och en mässa, och vi har lämnat in branschens syn i olika frågor i de remisssvar som regering har fått ta del av. Två årsmöten lägger vi också till handlingarna, liksom ett antal uppskattade kurstillfällen i Elektronikhandboken 2.0.

Ett urval av saker som driver branschen framåt:

• Seminarium om ”Smart Power to Reduce ICT Energy Costs”

• Grundutbildning om SCIP-databasen

• Föredrag om ”Hur elektronikbranschen påverkas av leveranskedjorna i Asien”

• Remissvar avs ”En enklare och tydligare kemikalieskatt”

• Remissvar avs ”Förordning om halvledarakt”

• Utbildning ”Direktivsdagen”

• Elektronikmässan

• Kurser i Elektronikhandboken 2.0

• 13 september 2022, Stockholm

• Stora Elektronikdagen med Summit

• Sustainable ICT – Minimal use of resources and energy”

• Kurser i ”att förbereda och göra en SCIPanmälan”

• Embedded Conference Scandinavia

• Vår- och höstmöte

Jag tar detta tillfälle i akt för att tacka mina duktiga kollegor, Ellenor Österberg och Camilla Dättermark, som dagligen jobbar intensivt med att göra Svensk Elektronik till en för er medlemmar riktigt värdefull resurs.

Till er alla vill jag önska en riktigt god jul och ett synnerligen gott nytt år, 2023!

Kommer snart - handbok för cybersäker IoT

Ett nytt projekt pågår just nu för att ta fram en handbok kring IoT och cybersäkerhet. Svensk Elektronik är initiativtagare tillsammans med de strategiska innovationsprogrammen Smartare elektroniksystem och IoT Sverige. Som medlem i Svensk Elektronik är du dessutom välkommen att bli en del av projektet.

Vill du bidra till framtagningen av boken? Ta chansen att lära dig mer om IoT och samtidigt bidra till branschens fortsatta framgång. Scanna koden för att veta mer!

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

- Året som gick av bara farten och aldrig kommer igen!
-
KALENDARIUM 19-20 april Elektronikmässan, Göteborg 19 april Kurs i Elektronikhandboken, Elektronikmässan, Göteborg 27 april Direktivsdagen 2023 14 juni Vårmöte Svensk Elektronik 29 november Höstmöte Svensk Elektronik svenskelektronik.se/ kalendarium
Vi är stolt partner till Elektronikmässan! 19–20 APRIL 2023 Läs mer!
POSTTIDNING B Returadress: AC Lantz Råsundavägen 108 169 50 SOLNA OSCILLOSCOPE INNOVATION. MEASUREMENT CONFIDENCE. Find the ideal Rohde & Schwarz tool for your application: www.rohde-schwarz.com/oscilloscopes