Elektroniktidningen mars 2024

En kontakt för wearables

All kroppsburen elektronik har ett gemensamt problem – hur den ska sättas fast. Lumeotech har en lösning som är både snabbfäste och kontaktdon. /18–19

3D-printar

INTERNET:

”Fem små hus” fixar robust nät /14–15

Utges av Elektroniktidningen Sverige AB

adress:

Persuddevägen 50A, 135 52 Tyresö www.etn.se | 0734-17 10 99

Prenumeration www.etn.se/pren eller mejla till: pren@etn.se

Prenumerationen är kostnadsfri för dig som arbetar i elektronikbranschen.

annonser:

Anne-Charlotte Lantz ac@etn.se | 0734-17 10 99

redaktion:

Jan Tångring (ansvarig utgivare), Per Henricsson skicka pressmeddelanden till: red@etn.se

grafisk formgivning, layout: Jocke Flink, typa jocke.flink@typa.se medverkar i detta nummer:

Göte Andersson, Lennart Bonnevier och Mats Udikas.

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 2024

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:

Fyrpoligt kontaktdon. illustration: Lumeotech

4 Elektroniken med i Impact Innovation Elektroniken finns med i ett av de fem nya innovationsprogram som får dela på femhundra statliga miljoner per år.

6 De gör trägolv piezoelektriskt Två materialvetare med nanocellulosa som specialitet kan göra trycksensorer av trä och sätta dem i golvplattor. Äldrevård kan bli en tillämpning.

12 Mycket ännu oklart om de Digitala Produktpassen EU förväntas ta beslut i år men för elektroniken kan det dröja till 2030 innan Digitala Produktpass blir ett krav.

16

Beslut om nytt blåljusnät i höst Det handlar om andra generationens Rakel, ett 5G-nät för polisen, kriminalvården, sjukvården och annan offentlig verksamhet.

22

26

EXPERT: Smart och strömförsörjd på kanten

Alla pratar om hur kanten ska bli smartare – intelligent edge. Frederik Dostal på Analog Devices pratar om hur den ska få strömförsörjning.

26

EXPERT: Ett urval av IoT-antenner NFC, Bluetoth, Zigbee, Wifi, Lora, Sigfox, LTE-M, NB-IoT och GNSS – alla har de sina egna antennbehov. Mark Patrick på Mouser Electronics berättar.

28

EXPERT: Varje battericell kan säkras trådlöst Trådlösa sensorer på battericellerna ger allt från ökad säkerhet till bättre återvinning. Det berättar Joseph Notaro på Dukosi.

Den 27 februari blev det klart vilka fem program som får finansiering inom ramen för nästa upplaga av det som Vinnova, Energimyndigheten och Formas döpt till Impact Innovation. Elektroniken finns med i ett av programmen, som får dela på femhundra statliga miljoner per år.

Elektroniken del av nästa innovationsprogram

Impact Innovation är Sveriges stora innovationssatsning

för 2030-talet som ska ”öka takten i den gröna omställningen och stärka vår internationella konkurrenskraft”, skriver Vinnova i ett pressmeddelande.

Impact Innovation bygger vidare på de sjutton innovationsprogram som startade för ungefär tio år sedan.

En stor skillnad i denna omgång är att programmen är betydligt färre samtidigt som de ska ta sig an de riktigt stora samhällsutmaningarna. Det handlar om att accelerera omställningen till ett hållbart samhälle.

Av 23 ansökningar har fem valts ut. De fokuserar på hållbar och resilient industri, hållbar metall- och mineralförsörjning, hanteringen av vattenresurser, en reformerad offentlig sektor samt hållbar samhällsbyggnad och mobilitet.

När programmen är i full gång får de dela på en statlig finansiering på en halv miljard kronor per år. Näringslivet och andra aktörer ska bidra med minst lika mycket. Hur fördelningen mellanprogrammen blir är inte

klart, förhandlingarna startar vecka 12.

De fem som fick finansiering: Net Zero Industry Programme – accelerera svensk tillverkningsindustris utveckling mot netto noll-utsläpp Elektroniken blir en del av detta program som fokuserar på två centrala områden för omställning: extrem resurseffektivitet och resiliens. Målen inkluderar bland annat en 75-procentig minskning av växthusgasutsläpp. Programmet leds av Teknikföretagen tillsammans med Rise.

Water for Vital Environments –hållbart vatten för alla år 2050 Programmet ska åstadkomma en systemomställning för hanteringen av vattenresurser och relaterad infrastruktur. Målet är en framtid där vatten är tillgängligt i rätt kvantitet och kvalitet trots ett föränderligt klimat. Det leds av Rise i samverkan med

IVL Svenska Miljöinstitutet, Linköping Science Park, Lunds universitet, Stockholm Environmental Institute och Svenskt Vatten.

Metals & Minerals – hållbar och motståndskraftig metalloch mineralförsörjning Programmet ska öka och säkra tillgången till metaller och mineraler på ett hållbart sätt och minska det planetära avtrycket av utvinning och produktion. Det leds av Jernkontoret i samverkan med Luleå tekniska universitetet, LTU Business, Sustainable Steele Region, SveMin, Svenska Gjuteriföreningen, Svensk Aluminium och Örebro universitet.

SustainGov – reformera offentlig sektor för att säkerställa samhällets hållbarhetsomställning Programmet vill att hållbarhetsomställningen görs på ett demokratiskt, rättssäkert och verkningsfullt sätt. En reformerad offentlig sektor är central för att uppnå en övergång till hållbarhet. En nyckel är ett skifte från centralstyrning till interaktiv samhällsledning, ”from government to governance”. Programmet leds av Mittuniversitetet i samverkan med bland andra Sveriges kommuner och

regioner (SKR), ett antal kommuner och regioner, Myndigheten för Digital Förvaltning (DIGG), Handelshögskolan, Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) och Samhällsnytta vid Karlstad universitet.

Shift 2 Access – ställ om Sverige till attraktiva och tillgängliga livsmiljöer för alla Programmet sammanför byggoch transportsektorerna för att mobilisera aktörer kring tre skiften: att integrera byggd miljö och mobilitet till ett ekosystem, cirkulära affärsmodeller och konkurrenskraftiga alternativ till enskilt bilresande. Det leds av IQ Samhällsbyggnad i samverkan med bland annat Boverket, Trafikverket, K2 (Sveriges nationella centrum för forskning och utbildning om kollektivtrafik), flera forskningsinstitut, Region Skåne, Region, Stockholm, Västra Götalandsregionen, Västtrafik och Volvos Forskningsstiftelse.

PER HENRICSSON per@etn.se

EU-parlamentet röstade ja till omdiskuterad patentreform

Med en överväldigande majoritet på 454 mot 83 röstade EU-parlamentet idag ja till ett förslag som radikalt förändrar spelreglerna för så kallade standardessentiella patent, SEP. Blir det verklighet stärker licenstagare som biltillverkare och IoT-bolag sina positioner relativt telekomjättar som Ericsson, Nokia och Huawei.

Förslaget som kommissionen lade fram i april förra året antogs i stort sett ograverat. Det ger exempelvis biltillverkarna rätt att överlåta licensförfarandet till sina underleverantörer. Idag måste de själva teckna licenser för SEPpatent till den mobilstandard som fordonet ska använda.

SEP-patent går inte att runda när man använder produkter som följer standarden, exempelvis LTE eller 5G.

I KOMMISSIONENS FÖRSLAG ingår dock inga existerande kommunikationsstandarder.

Lagstiftningen ska gälla nya standarder som ännu inte är beslutade, som 6G. Men förslaget ger kommissionen möjlighet att lyfta in även befintliga standarder som 4G och 5G.

Patentinnehavarna måste registrera sina SEP-patent hos EU:s immaterialrättsmyndig-

het som ska bedöma om de uppfyller villkoren för att vara SEP.

Mycket återstår dock innan beslutet vinner laga kraft. Bland annat måste parlamentet, rådet och kommissionen prata ihop sig plus att det är val till parlamentet i vår vilket kan komma att förändra majoriteten. Och därmed inställningen i frågan.

Intressant att notera är att Storbritannien så sent som igår valde ett annat spår som går på telekombolagens linje. Förslaget innehåller inga regleringar vad gäller innehavarnas rätt att ta till rättsliga åtgärder om en tvist uppstår. Däremot ska myndigheterna hjälpa mindre bolag som inte har resurser att själva hantera licensieringsfrågor.

Elektroniktidningen hade en längre text om EU:s patentförslag i decembernumret där Ericsson kallade förslaget ”majoritetens tyranni”.

PER HENRICSSON per@etn.se

12-Bit High-Definition Oscilloscopes from 20

GHz to 65 GHz

WaveMaster 8000HD is the only high-bandwidth oscilloscope designed for all stages of product development. No other oscilloscope supports more engineering tasks with more tools.

● Up to 65 GHz Bandwidth at 320 GS/s

● 12 bits at full Bandwidth and Sample rate

● 8 Gpts – the industry’s longest acquisition Memory

● Unrivalled validation and debug capabilities

● Built-in serial data expertise

Teledyne LeCroy Sweden

Tel. 070 316 46 28

teledynelecroy.com

Träsensorer i golvet kan vakta äldre

Två forskare på Rise vill övervaka äldre genom att integrera piezoelektriska sensorer av trä i golvplattor.

Forskarna – Illia Dobryden och Céline Montanari – har just avslutat två närbesläktade projekt inom området träbaserad elektronik.

De söker nu nya medel för en fortsättning och har goda förhoppningar. Det går ganska smärtfritt att hitta finansiering till forskning på trä. Det är inte bara det att materialet ger miljövänliga produkter, utan också det faktum att trä som bekant är en svensk paradgren. Som på sistone mött en minskande efterfrågan på papper – så Sverige är på jakt efter nya tillämpningar.

FORSKARNA FOKUSERAR PÅ det faktum att trä är pizoelektriskt, det vill säga polariseras vid mekanisk belastning. Det handlar om mycket lite elektricitet som alstras, men det är en robust och störningsfri signal och det kan skördas nog med energi för att driva en trycksensor.

– Det är en svag effekt, men den finns där, säger Illia Dobryden.

Forskarna har analyserat fenomenet och bearbetat trä för att renodla egenskapen. Och så har de grubblat över tillämpningar, som

smarta instrumentbrädor i bilar och bärbar elektronik för övervakning av rörelse – man skulle kunna ha träsensorer i skosulor för att räkna steg eller övervaka hälsotillstånd.

MEN DERAS HETASTE SPÅR just nu är golvbeläggning i smarta byggnader. Prototyper är under utveckling i labbet. Teknik finns och fungerar. Den ger utslag på några kilos belastning. Det som återstår är att fintrimma integreringen i golvplattor och hitta intresse från någon golvtillverkare.

– Vi är i ett initialt stadium men vi vet att det fungerar, säger Céline Montanari.

Det går förstås redan idag att tillverka golvplattor med trycksensorer genom att integrera piezoelektriska sensorer av dagens typ. Men om även sensorerna i ett trägolv är av trä, får du en produkt som är giftfri, billig och robust. Den skulle vara hundraprocentigt biologiskt baserad. Normala piezoelektriska material är kort sagt dyra, spröda och giftiga.

Diskussioner pågår med en kommun om hur ett test med övervakning av äldre skulle kunna iscensättas. Golvplattorna med inte-

FAKTA

Att trä är piezoelektriskt konstaterades på 1950-talet. Kristallin cellulosa är en nyckel till fenomenet.

I ett av projekten – finansierat av Stiftelsen Nils och Dorthi Troëdssons Forskningsfond – gjorde forskarna utveckling på aerogeler baserade på nanocellulosa, som har högre grad av kristallinitet än vanligt trä. Aerogelerna, som är porösa, impregnerades med biobaserade elastomerer och laddades med piezoelektriska nanopartiklar, som zinkoxid, för att öka den piezoelektriska effektiviteten ytterligare.

Det andra projektet, finansierat av Södra Skogsägarnas Stiftelse för Forskning, tog bort ligninet ur trämaterialet med en kemisk behandling för att göra det porösare, för att öka den piezoelektriska responsen. Dessutom adderades piezoelektriska nanopartiklar.

Av de här resultaten kan sensorgolvpaneler byggas. Forskarnas paneler är byggda av bulkträ i form av faner med en fiberinriktning som är parallell med planet.

Modifierad nanocellulosa blev en piezoelektrisk trycksensor med goda mekaniska och elastiska egenskaper.

grerade sensorer skulle läggas i ett rutnät och utdata från installationen skulle kunna vara koordinater till de plattor som belastas.

DET SOM ANALYSERAS skulle kunna vara personens gångstil. Det finns information i rörelsemönstren om beteenden, risker och hälsotillstånd. Det går även att upptäcka fall.

Illia Dobryden är forskare på Rise med materialutveckling som specialitet. Biobaserade material för energiskördare och energilager är ett fokusområde. Céline Montanari har expertis inom polymer- och biokompositer, naturliga fibrer och biobaserade nanomaterial. Du hittar dem på Institutionen för bioekonomi och hälsa, avdelningen för material- och ytdesign.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Over 10 billion EOL Semiconductor Devices in Stock.

Solcellsrekord i Uppsala

Uppsala universitet sätter nytt världsrekord i elektrisk effekt utvunnen ur CIGSsolceller: 23,64 procent. Det förra världsrekordet innehades av Japan och var på 23,35 procent.

Mätningen har gjorts av ett oberoende mätinstitut. Siffrorna ligger inom felmarginalen för Uppsalas egna mätningar men kommer att användas för att kalibrera de egna mätmetoderna.

– Även om det var ett bra tag sedan vi hade cellrekordet har vi ofta legat precis bakom de bästa resultaten, säger Marika Edoff.

Hon är professor i solcellsteknik vid Uppsala

universitet och ansvarig för studien, som är ett samarbete mellan solcellsföretaget First Solars europeiska del i Uppsala (tidigare företaget Evolar) och solcellsforskare vid Uppsala universitet.

SOLCELLSMODULER av kristallint kisel, som är det mest använda solcellsmaterialet, omvandlar idag mer än 22 procent av solljuset till elektrisk effekt.

Ett branschmål inom solcellsforskningen är att kunna komma upp i över 30 procent verkningsgrad till rimliga produktionskostnader. Ett stort fokus är på tandemsolceller som är mer effektiva, men som hittills

har varit för dyra för storskalig användning.

CIGS-solceller består av en glasskiva av vanligt fönsterglas, som har belagts med flera olika skikt, varje skikt med sin specifika uppgift. Det material som absorberar solljuset består av koppar, indium, gallium och selen (därav akronymen CIGS), med tillsats av silver och natrium.

Forskningen finansieras av Energimyndigheten, EU, samt Vetenskapsrådet.

ETN/UPPSALA UNIVERSITET

Gör en asic för 3 000 kronor

Sluta drömma om att designa din egen asic, hoppa på sjätte rundan av Tiny Tapeout som inte behöver kosta mer än lite drygt 300 dollar. Senast 19 april måste din design för amerikanska Skywaters 130 nm-process vara klar.

Tiny Tapeout drivs av chipevangelisten Matt Venn och är inne på sjätte omgången. I praktiken är det ett sätt att dela på tillverkningskostnaderna för en waferstart hos Skywater.

DIN KRETS FÅR UPPTA en yta på 160×100 kvadratmikrometer vilket räcker till cirka tusen digitala grindar. Klockhastigheten kommer att vara upp till 50 MHz. Du får åtta digitala ingångar och åtta digitala utgångar plus åtta dubbelriktade utgångar. För den som är beredd att betala mer går det bland annat att göra större konstruktioner, få fler in- och utgångar liksom

analoga dito. Även blandsignalkonstruktioner är tillåtna i denna omgång.

ALLT SKA VARA KLART till 19 april och sedan dröjer det nästan ett år innan du har kislet. Varje krets innehåller alla konstruktioner men bara en är aktiv i taget. Håller du dig till minsta ytan kostar det inte mer än 300 dollar plus frakt. Då får du ett utvecklingskort där kretsen sitter monterad. PER HENRICSSON per@etn.se

Två dagar om kraftkomponenter med brett bandgap

Den 14–15 maj är det återigen dags för den svenska konferensen om kraftkomponenter i kiselkarbid och galliumnitrid. Årets upplaga av Scape är förlagd till Saltsjöbaden och ger bland annat en inblick i globala satsningar liksom hur de svenska fordonstillverkarna resonerar.

För den som inte känner igen Scape kanske de tidigare namnen är mer bekanta, ISiCPEAW eller IWBGPEAW. Hur som helst är det en tvådagarskonferens som föregås av en utbildningsdag (tutorial) arrangerad av WBG Power Center, Rise och analyshuset Yole Group.

Årets program ger förutom ett antal tekniska presentationer också en överblick över de satsningar på material med breda bandgap som görs i USA, Europa, Japan och Kina.

Representanter från biltillverkaren Volvo, elflygbolaget Heart Aerospace och lastbilstillverkaren Scania pratar om hur de ser på kiselkarbid i invertrarna.

Dessutom berättar ST Microelectronics hur det går med kiselkarbidsubstraten från Norrköping.

Yole Group ger sin syn på marknaden och vilka tillämpningar som driver den.

Konferensen kostar 8000 kronor och den som stannar kvar en dag ytterligare kan gå på Kraftelektronikdagen som även den är förlagd till Saltsjöbaden i år.

PER HENRICSSON per@etn.se

Mer information om Scape

Elektroniktidningen skrev nyligen om Matt Venns livesändning från uppstarten av Tiny Tapeout 2

Mer information om Kraftelektronikdagen

Läs mer i Uppsala universitets pressmeddelande

Mer information finns här

Skriver ut millimetervågs

3D-printade vågledarkomponenter går

snabbt att tillverka samtidigt som de blir både lätta och förhållandevis billiga. Uppstartsbolaget Northern Waves i Stockholm håller på att kommersialisera tekniken, som passar bäst för högre frekvenser.

Mikrovågs- och millimetervågsområdet är intressant för en rad tillämpningar. Det handlar om allt från radarsystem i fordon till kommunikationssatelliter och andra rymdtilllämpningar liksom basstationer och försvarssystem. De områden som Northern Waves siktar in sig på, är framförallt de som behöver mindre volymer, från ett par hundra upp till tusen per år. Och såklart alla som snabbt behöver en prototyp.

– Att tillverka mikrovågskomponenter med fräsning eller gjutning har sina begränsningar, det behövs ett nytt tillverkningssätt, säger José RicoFernández som grundade Northern Waves för ett år sedan.

Dessutom kan det ta sex till tolv månader att tillverka skräddarsydda vågledarkomponenter på traditionella sätt.

Den tillverkningsteknik som används för metallkomponenterna kallas både laserfusion och selektiv lasersmältning. I bägge fallen styrs laserstrålen så att den smälter metallpulvret i det översta lagret på rätt ställe så det förenas med den underliggande strukturen. Komponenterna växter fram lager för lager och det går att göra flera komponenter samtidigt så länge de ryms på bottenplattan.

NORTHERN WAVES använder maskiner som finns i nordvästra Spanien. Den mindre tillverkar komponenter utgående från en bottenplatta på 100 × 100 mm med en maxhöjd på 100 mm medan den större maskinen klarar 300 × 300 millimeter med en bygghöjd på 400 mm.

Ett annat exempel på vad som går att göra med 3D-printning är geodesiska hornantenner.

– Principen är enkel men det har varit supersvårt att göra med konventionella metoder.

– Om det är en färdig design som vi bara behöver kontrollera kan vi göra det på så lite som två till tre veckor. När vi berättar det för kunderna säger de ”wow”.

José Rico-Fernández kom i kontakt med 3D-printning under sina doktorandstudier i Oviedo, i den spanska provinsen Asturien. Arbetet fortsatte så småningom på KTH. En del av det var att tillverka komponenterna vilket har lagt grunden till kunnandet om hur man styr 3Dprintningen för att skapa en så slät yta som möjligt och därmed bra prestanda på komponenterna.

Framförallt använder företaget aluminiumlegeringar men i vissa fall även rostfritt stål och andra metalliska material. Dessutom printas radomer i dielektriska plastmaterial.

– Vi flyttar fram gränserna för vad som går att göra.

– Den största komponenten vi gjort är för ESA och ungefär 25 centimeter. Det är en geodetisk linsantenn där vi sänkte vikten med 86 procent.

Den ursprungliga antennen vägde 1,3 kilo medan den 3Dprintade antennen i aluminium inte väger mer än 250 gram. Som kuriosa kan nämnas att större delen av vikten kommer från kontakterna som är av stål.

GEODESISKA HORNANTENNER har upp till 6 dB bättre förstärkning än vanliga hornantenner vid 60 GHz. Skillnaden ligger i den speciella formen på sidorna av ”tratten” som annars är plana. Formen fördröjer centrum av den inkommande vågen så att den kommer i fas med resten av vågen.

För tillfället ligger dock fokus på att utveckla 3D-printade radomer som inte bara skyddar antennen utan också förbättrar egenskaperna.

– Vi kan inte säga något om dem just nu men vi använder ett

speciellt plastmaterial.

För designarbetet nyttjas Solidworks och CST som bägge är från Dassault. Den förstnämnda är för mekanikkonstruktionen medan den sistnämnda används för att simulera de elektromagnetiska egenskaperna.

Förutom att det går att skapa i det närmaste godtyckliga former går det fortare att 3D-printa än att fräsa fram en ny komponent eller att gjuta den, om man för den sistnämnda metoden räknar in tiden det tar att få fram gjutformen.

– Det är kostnadseffektivt om man vill ha hundra eller tusen exemplar, säger José RicoFernández.

SKILLNADEN ÖKAR dessutom ju komplexare komponenten är. För system som normalt byggs genom att skruva ihop flera separata vågledarkomponenter slipper man dessutom det läckage av signalen som annars uppstår i kopplingarna. Det kan handla om så mycket som 10 dB som går förlorat på vägen.

Själva tillverkningstekniken är inte patentsökt, det skulle ge konkurrenterna ledtrådar till hur det går att få till en ytfinhet nedåt 4 µm, som i den senaste prototypen. Receptet är en kombination av hur man styr maskinen och sedan efterbehandlar komponenten med glasblästring.

– Vi är de enda som kan göra

Geodesisk linsantenn av elliptisk vattendroppstyp för Ka-bandet, 26,5–40 GHz.

Geodesiska hornantenner har upp till 6 dB bättre förstärkning än vanliga hornantenner vid 60 GHz.

komponenter

det och vi tror att vi kan komma ned till mellan två och tre mikrometer genom att förbättra parametrarna ytterligare.

Dessutom utvecklar företaget en metod för att guldplätera komponenterna både invändigt och utvändigt. Det behövs exempelvis om komponenten ska skickas upp i rymden.

– Vi är nära en lösning.

FÖRETAGET HAR NYLIGEN kommit med i rymdinkubatorn ESA BIC:s filial i Uppsala. Det ger tillgång till bland annat möteslokaler, nätverkande och olika typer av rådgivning.

– Med min bakgrund som forskare är den största svårigheten juridiken. Som att söka patent.

Det handlar om patentansökningar på komponenter.

– På designsidan är det svåra att gå runt patent, säger José Rico-Fernández.

Idag arbetar tre personer i bolaget och en fjärde är på väg in. Dessutom finns en femte som agerar rådgivare.

Hittills har bolaget inte tagit in några pengar utan drivits med besparingar i kombina-

mouser-forte-print-210x148-se.pdf 1

tion med 18 betalande kunder plus ett Vinnovaprojekt kallat Lens-Enhanced Antenna Arrays for mm-Wave Communications tillsammans med KTH och Ericsson inom innovationsprogrammet Smartare Elektroniksystem.

– Vi håller på att ta in pengar vilket kan bli klart i slutet av

mars. Vi siktar på 200 000 till 500 000 euro.

Då kan det också bli möjligt att skaffa en egen 3D-printer, en investering på åtminstone 200 000 euro.

– Vad folk än vill att vi ska tillverka så säger vi aldrig nej.

PER HENRICSSON per@etn.se

3D-printade radomer i specialplast skyddar inte bara antennerna utan förbättrar också deras egenskaper.

Mycket fortfarande oklart om de Digitala produktpassen

De Digitala produktpassen är tänkta att förmedla information om en produkts egenskaper, som koldioxidavtryck eller säkerhetsmanualer. EU förväntas ta beslut i år men för elektroniken kan det dröja till 2030 innan det blir ett krav.

– Just nu är det fler frågor än svar och så kommer det att vara ett tag till. Man bygger vägen samtidigt som man kör.

Det sade Magnus Persson på Direktivsdagen den 5 mars. Han är ansvarig för produktregler på Teknikföretagen.

Det existerande Ekodesigndirektivet tog sikte på energiförbrukare och har bland annat gett oss effektiva mobilladdare och elmotorer men också ersatt glödlampor och lysrör med LED-belysning.

En nyhet i det kommande direktivet är de digitala produktpassen (DPP). Inom tio år kan i princip allt som säljs inom EU behöva ett digitalt produktpass. Det ställer helt nya krav på hållbarhetsdata för både tillverkare och importörer.

I förslaget finns 19 produktgrupper specificerade varav 12 är slutanvändarprodukter medan sju är så kallade mellanprodukter. Det senare är i princip råvaror som järn och stål, aluminium, kemikalier, plast, papper, glas med mera.

Det uppdaterade Ekodesigndirektivet ”Ecodesign for sustainable products regulation”, förkortat ESPR, lades fram av EU år 2022 och ser ut att antas i år. Det har ett mycket bredare perspektiv med målet att göra hållbara produkter till norm, något som ska minska produkternas miljöpåverkan under hela livscykeln.

Produktpasset ska ha en informationsbärare som exempelvis kan vara en QR-kod eller en rfid-tag. Denna leder till en plats där informationen finns. Här finns det olika nivåer. De som ansvarar för marknadskontrollen kan komma åt allt medan mellannivån är tänkt för företag som integrerar en komponent i sin slutprodukt. Exempelvis ett batteri till en mobiltelefon. Där behöver tillverkaren bland annat kunna summera koldioxidavtrycket för den färdiga mobilen.

Slutligen finns vi konsumenter som bland annat ska kunna jämföra olika varors koldioxidavtryck när vi handlar.

Scalinq skalar upp till 600 kvantbitar

Göteborgsföretaget

Scalinq lanserar Linqer600, den hittills största modellen av företagets kvantdatorkomponent Linqer.

Linqer används som ett sorts moderkort för kvantdatorer, där man kan montera en eller flera kvantprocessorer och ansluta kringutrustning. Bland fördelarna nämner Scalinq att Linqer600 kan bära en eller flera kvantprocessorer i olika storlekar.

– Produktpassen kommer att ligga decentraliserade där QR-koden leder till en tillverkare eller importör. För att säkerställa att informationen finns kvar även om företaget försvinner, kommer troligtvis ett krav på certifierad tredjepartsleverantör som lagrar data som backup.

Exakt vilka data företagen måste lämna är inte klart. Däremot vet vi att textilier liksom järn- och stålprodukter blir först ut att omfattas av produktpassen från sommaren 2027.

DETALJERNA SKA VARA KLARA i god tid innan dess, planen är fjärde kvartalet 2025. Under andra kvartalet 2026 ska reglerna för hur kommissionens databas, registret, ska se ut att vara klara. Själva databasen blir klar senare.

Även batteriförordningen har anammat idéen om produktpass. Den uppdaterade varianten börjar gälla i början av 2027 och då måste batterier till fordon och större industribatterier åtföljas av ett produktpass.

– Målsättningen är att elektronikprodukter ska omfattas runt 2030.

PER HENRICSSON per@etn.se

Linqer600 har, som namnet antyder, totalt 600 anslutningar vilket enligt Scalinq gör den till den största kommersiellt tillgängliga komponenten i sin nisch. Den är framtagen i samarbete med finska kvantdatortillverkaren IQM som har testat Linqer600 tillsammans med en kvantprocessor på 150 kvantbitar (qubits).

LENNART BONNEVIER lennart@etn.se

embedded conference scandinavia

A two-day conference featuring learning, entertainment, and some of the most influential individuals, and renowned speakers in the field of embedded technology.

At Embedded Conference Scandinavia, you get:

• Two days packed with informative seminars

• Ticket to ”The Tech Gala”

• Included lunch, coffee breaks, and snacks both days

• An opportunity to get the latest in Embedded systems

THE TECH GALA

At The Tech Gala, you’ll receive:

• A three-course dinner including drinks

• Entertainment from comedian Al Pitcher and robot magician Charlie Caper

• Networking and idea exchange with industry leaders

• An unforgettable evening at Sergels Hub

Tobias Ahlin Principal Design Engineer Github

Ann Louise Johansson, PhD General Manager Qamcom

Jakob Engblom Director of Simulation Technology Ecosystem, Intel Corporation

Fem små hus kan fixa

I mer än två decennier har bredbandsdiskussionen i Sverige handlat om utbyggnad – Bredband till alla! Fiber till glesbygden! och så vidare. Utbyggnaden har skett på marknadens villkor, om än med visst riktat statsstöd, och i stort sett varit framgångsrik: över 90 procent av befolkningen beskriver sig numera som dagliga användare av internet, för att ta ett exempel ur undersökningen ”Svenskarna och internet”.

Men med utbyggnaden och den ökande användningen kommer också ett beroende av att nätet fungerar, och det kommer bli nästa stora diskussion. Nätexperter har länge pekat på att dagens fiberinfrastruktur är skör, och att den kommer få svårt att leva upp till de förväntningar på tillgänglighet som användarna har. I synnerhet eftersom ”användarna” inte bara är privatpersoner utan också kommuner, räddningstjänst, banker, industrier och så vidare.

– Den nationella infrastrukturen är inte robust idag. De nät som byggs är centraliserade och huvudsakligen optimerade för enkelriktad kommunikation där trafiken sänds från centrala servrar till många användare, som till exempel Netflix eller

Spotify, säger Olle

E. Johansson som är projektledare för projektet Robust Internet.

Väldigt enkelt uttryckt påminner fibernäten i Sverige om Stockholms tunnelbanekarta: alla måste in till mitten för att byta tåg, och det finns ofta bara en möjlig resväg mellan två stationer. (Den som i likhet med undertecknad är lite för tågintresserad kan jämföra med Londons tunnelbanekarta, där det åtminstone i centrala staden så gott som alltid finns två eller tre vägar från A till B.) Stockholms tunnelbanestruktur leder till att resenärer/datapaket får onödigt långa resvägar, och den är också sårbar – om en resväg bryts någonstans blir de som befinner sig på olika sidor om avbrottet avskurna från varandra.

De fem små husen

Grundtanken i Fem Små Husmodellen är att man istället för att bygga en stjärna med navet i Stockholm och fibrer som spretar ut över landet som ekrar i ett hjul, täcker Sverige med en väv av fibrer och regionala nav. I varje region, som föreslås omfatta runt 100 000 hushåll, byggs en infrastruktur med fem knutpunkter – det är husen –som förbinds med varandra med dubbla fiberringar. Dessutom har varje hus en fiberlänk till ett hus i en grannregion.

Gör detta gånger 50 eller så (Sverige har cirka 5 miljoner hushåll) och resultatet blir ett nät som kan leverera datapaket från Östersund till Laholm på tusentals olika vägar. Ett nät som uppfyller den ursprungliga tanken med internet, att kunna motstå angrepp och hitta nya vägar runt noder som går sönder eller slås ut.

Stora internetanvändare i en region, som kommuner eller storföretag, kan ansluta sig direkt till ett hus i regionen – eller flera hus, om man vill ha och kan betala för högre driftsäkerhet. Enskilda hushåll ansluts till en lokal internetoperatör som i sin tur ansluter sig till ett eller flera hus.

Ytterligare en fördel med den delade infrastrukturen är att

internetoperatörer i en region kan fungera som backup för varandra. Om en operatör får problem kan dennes abonnenter automatiskt växlas över till någon annan operatör i samma region tills felet är åtgärdat.

Varje hus utrustas med reservkraft och en webbserver som visar driftinformation samt, om det är aktuellt, lokal krisinformation. Husen kan också leverera centrala internetfunktioner som namnuppslagning (DNS) och gemensam tid, vilket krävs för att kunna köra vidare om regionen skulle tappa förbindelsen med omvärlden, det som i Robust Internet kallas regional självförsörjning.

Internet är inte lokalt kanske någon invänder, och det stämmer, men i det här sammanhanget utgår man från att det har hänt någonting stort om regionen är avskuren från omvärlden. Det är kort sagt kris, och det viktigaste då är att hålla igång lokala samhällskritiska funktioner som räddningstjänst, krisinformation, och så vidare.

Varför just fem hus kan man förstås fråga sig, och enligt projektet är det en lämplig kompromiss. Med fyra hus blir det svårt att uppnå samma grad av redundans och ett sjätte hus skulle inte tillföra tillräckligt mycket för att det ska vara motiverat.

FAKTA

internet i Sverige

Inom Robust Internet skissar man på en arkitektur kallad ”Fem Små Hus” som skiljer sig från dagens i två viktiga avseenden.

• Redundans – det måste finnas alternativa fibervägar mellan alla delar av nätet, samt

• Regional självförsörjning –om en region tappar internetkontakt med omvärlden, ska så mycket som möjligt av samhällskritiska tjänster fortfarande fungera inom regionen.

DE TVÅ MÅLEN SAMSPELAR.

Redundans ska göra det svårare att skära av Värmland från övriga Sverige, medan den regionala självförsörjningen ska se till att internet fortsätter fungera lokalt även när förbindelser till omvärlden försvinner.

Slutmålet formuleras som att nätinfrastrukturen ska kunna bära alla tjänster och uppfylla alla

behov av elektronisk kommunikation, från distribution av underhållning till totalförsvarets behov i krig. Den ska också kunna stå emot både olyckshändelser och riktade attacker.

– Ursprunget är egentligen en över tjugo år gammal rapport från dåvarande IT-kommissionen. Ingen agerade på förslagen i den rapporten, så för några år sedan bestämde vi oss för att damma av den och börja om, och det ledde till Fem Små Hus, säger Fredrik Lindeberg, säkerhetsexpert på Netnod och projektdeltagare. (Netnod driver flera stora internetknutpunkter i Sverige – de stationer där man kan byta tåg, för att nu hålla fast vid den analogin.)

– Det vi gör nu med Robust Internet är att vi utgår från Fem Små Hus men breddar perspektivet med hjälp av experter från

andra områden än bara teknik, för att nå ut med våra idéer till dem som kan få någonting att hända i samhället.

Post- och Telestyrelsen, PTS, har en enhet för robusthet inom elektronisk kommunikation som är en naturlig kontaktpunkt för Robust Internet. PTS driver också ett eget projekt ”Regional robusthet IP” som i många avseenden liknar TU-stiftelsens (Netnods ägare) projekt; Netnod medverkar också i det projektet, tillsammans med flera stora tele- och internetoperatörer i Sverige.

DET ÄR ÄVEN ETT MÖTE inplanerat i vår med intresserade riksdagsledamöter, berättar Fredrik Lindeberg, så idéerna har fått viss spridning. Med detta sagt återstår förstås många frågor, inte minst hur man ska finan-

siera en utbyggd internetinfrastruktur.

– EU:s grundinställning är marknadsorienterad. Det offentliga kravställer medan privata aktörer bygger och driver. Så hur skapar vi, inom den ramen, incitament för operatörerna att bygga det nät vi föreslår? Troligen kommer staten också behöva gå in med medel, men hur får man ihop det med EU:s regler om statsstöd? säger Fredrik Lindeberg.

– Rent konkret föreslår vi i projektet att en offentlig utredning får utvärdera olika förvaltningsformer för en digital infrastruktur, speciellt med avseende på tillgång till svartfiber, tillgång till IPv6-tjänster, samt forskning och utveckling på området.

LENNART BONNEVIER lennart@etn.se

KOMMUNIKATION

– Det kommer ett beslut om Rakel G2 i år. Beslutet bereds nu i regeringen, säger Christelle Bourquin, enhetschef för Cyber och hybridfrågor på Försvarsdepartementet.

Underlaget har tagits fram av Myndigheten för samhällsskydd och beredskap, MSB. MSB har under arbetet, som startade 2020, avvisat ett förslag från Teracom om att ta en viktig roll.

– Nu behöver vi ett slutgiltigt beslut 2024 om utbyggnaden av Rakel G2 för att slippa stora investeringar i föråldrad teknik. Vi behöver ett beslut av regeringen om 5,9 miljarder kronor för att kunna påbörja utbyggnaden, säger Ronny Harpe på MSB.

RAKEL G2 ska ersätta Rakel generation 1 som är avsett för telefonitjänster och baseras på Tetrastandarden från 1990-talet. Rakel G2 nyttjar 5G och ska klara telefoni, datatjänster och video. Det existerande Rakelnätet har cirka 95 000 användare, främst inom polisen och kriminalvården men även i andra organisationer inom den offentliga sektorn.

Planen är att användarna ska migrera över till Rakel G2 under 2028 och 2029 så att Rakel G1 kan monteras ned och skrotas år 2030.

MSB redovisar en prognos för abonnemangsutvecklingen för Rakel G2, för grundabonnemang, dataabonnemang och IoT-abonnemang. Prognosen avser perioden 2027 till 2038. Se grafen.

Myndigheten har upphandlat ett eget kärnnät av Ericsson plus nätkapacitet hos Telia med egna SIM-kort.

Beslut om nytt blåljusnät i höst

Regeringen planerar för beslut om andra generationens Rakel, ett 5G-nät för polisen, kriminalvården, sjukvården och annan offentlig verksamhet. Det handlar om investeringar för över 10 miljarder kronor som ska ingå i höstens budgetproposition.

Därmed kan Rakel G2 redan från start erbjuda nationell 5G-täckning via Telias 5Gnät. I förslaget ingår också att Trafikverket bygger ett nationellt 5G-nät i 700 MHz-bandet med 2x10 MHz. Detta nät ska dessutom erbjuda funktioner som kommersiella operatörer normalt inte har. Det handlar bland annat om att fungera även vid långvariga strömavbrott.

MSB:s kärnnät klarar att hantera trafiken både i det nät som ska hyras av Telia och i det nya mobilnätet i 700-bandet. Rakel

G2-nätet ska kunna erbjuda prioritering så att användarna kan få garantier för sin trafik.

Dessutom ska myndigheten samarbeta med operatörer i andra länder som driver nät som motsvarar Rakel. Syftet är att lösa problem som leveranskedjor för mobiltelefoner och tillbehör, kommunikation med flygfarkoster och utveckling av realtidstjänster.

– Leverantörer som Getinge utvecklar nu en ny generation produkter avsedda för realtidskommunikation via 5G-nät. Det

gäller till exempel ventilatorer, respiratorer och narkosapparater. Idag använder dagens produkter kabel eller WiFi för sin kommunikation, berättar Christian Bohlin på Västra Götalandregionen.

Under perioden 2025 till 2028 planerar MSB att verifiera tjänster av olika slag.

– Det finns tydliga behov av att offentlig och samhällsviktig verksamhet kan säkras. Vi behöver ett robust och säkert system. Rakel G2 är ett system som skulle kunna säkra behoven hos regionerna, säger Max Ekberg, som ansvarar för området samhällsviktiga kommunikationstjänster på SKR (Sveriges kommuner och Regioner) och fortsätter:

– Det finns förstudier för Rakel G2 men vi saknar fortfarande ett statligt beslut för att klara finansieringen så att Rakel G2 verkligen kan byggas ut. Västra Götaland Regionen (VGR) kan bli en stor användare av Rakel G2 och räknar med att regeringen beslutar att bygga ut nätet i Sverige. Regionen

Totala abonnemang – översikt.

61 procent fler äldre än 80+ till år 2040

• Dramatiskt ökat antal äldre med kroniska sjukdomar

• ”Fler händer i vården” finns inte

• Vi måste lösa våra uppgifter på nya sätt

Grafen visar antal invånare per åldersgrupp år 2000–2024 (procentuell förändring).

kommer ändå att bygga ett eget privatnät för inomhustäckning i sjukhus och vårdcentraler. Totalt handlar det om att utrusta cirka 60 000 anställda i 49 kommuner med en ny teknikgeneration.

NÄR DET PRIVATA 5G-nätet är i drift behöver de anställda en enda smart telefon för telefoni, datatjänster och video. Även vårdutrustning som respiratorer ska nyttja nätet.

– Jag tror att 2026 kan vi börja med trafik via privatnätet. Vi har börjat bygga nu, VGR är först bland regionerna i Sverige att besluta att bygga ut eget privat 5G-nät med inomhustäckning, säger Christian Bohlin, på VGR. Nätet baseras på småcellsteknik och 5G SA. Målet är att det ska vara färdigutbyggt till 2028. VGR ska driva nätet i egen regi men vill ha samtrafikavtal både med kommersiella operatörer och med det nya Rakel G2-nätet.

När en VGR-anställd är inne på exempelvis Sahlgrenska sjukhuset kan hen kommunicera via det privata 5G-nätet. Hen åker sedan bil från Göteborg till sjukhuset i Trollhättan och under resa går det att kommunicera via den operatör som det finns samtrafikavtal med. När en polis kommer in på ett sjukhus så ger privatnätet täckning eftersom polisens operatör har samtrafikavtal med privatnätet.

– En mycket stor del av befolkningen lever allt längre och VGR arbetar för att vi ska kunna erbjuda allt mer avancerade vårdtjänster i hemmiljö, säger Bohlin.

Därför är VGR också intresserade av att landets 5G-operatörer får inomhustäckning för sina nät. Idag saknas det i en mycket stor del av landets fastigheter och lokaler.

GÖTE ANDERSSON gote@etn.se

Lumeotechs idé i ett nötskal är att ge wearables – elektronik som bärs på kroppen – en bra fästpunkt. Deras teknik gör det möjligt att fästa en produkt direkt på tyg utan att ytan preparerats.

Karaktäristiskt för deras lösning är att wearablen kan fästas och tas loss snabbt, på en sekund, och ändå sitta fast bra. Den kan dessutom användas för att ansluta till elledningar i smarta textilier. Där ersätter den tradionella kopplingar som enligt Lumeotech har problem att på ett smidigt sätt skapa hållbara förbindelser.

Den patenterade mekanismen är en knapp i storlek som en halstablett. En tunn ståltråd skjuts ut ur knappen och griper tag i tyget, som ett stygn. Den håller fast och kan samtidigt upprätta elektrisk kontakt.

På en liten wearable-puck kan mekanismen utgöras av en liten spak på sidan som styr en handfull av de små ”säkerhetsnålarna”, och låter dem koppla ett gemensamt grepp.

Knappen fäster generellt på tyg – alltså även på soffor, sängar, bilstolar och så vidare, om du har idéer på det området.

Lumeotech föddes med en idé om ett mobiltillbehör. Den produkten finns kvar, men det som framför allt blev kvar var själva fästet. Lumeotech har ytterligare wearables i ett eget sortiment, men huvudidén är att licensiera fästtekniken. De hjälper gärna kunden med konstruktionen.

Fästtekniken de har på marknaden fungerar på textil, och de utvecklar just nu en ny teknik för fäste på päls och hår. Ett kommande fäste ansluter på hud, för exempelvis övervakning av hälsotillstånd.

Det ligger i sakens natur att alla wearables har det gemensamma problemet hur de ska fästas vid kroppen. Ett armband runt handleden är en populär lösning.

– Men det är ett real estate som hela branschen konkurrerar om, säger John Holmgren, företagets säljchef.

Lumeotechs lösning ger tillgång till en mycket större yta, kläderna.

– Våra kunder produktutvecklar nya wearables och bärbar elektronik och vill hitta nya sätt att bära dem på.

Säljargumentet är att kunden kan välja Lumeotechs existerande bevisligen välfungerande lösning och fokusera på sin egen produkt.

Den kan användas i lampor, fixpunkter för rörelsesensorer, GPS–spårare, airtags, personlarm, actionkameror, mobilhållare, smarta knappar, säkerhetsvästar och så vidare. Den kan ansluta ett batteri till ett smart plagg.

Nya idéer fortsätter att dyka upp.

– Det är bara fantasin som sätter gränser vad det kan användas till. Vi har till exempel en kund som utvecklar en ”heating pad” som kan värma upp vilket plagg du vill, sedan kan du flytta den från det ena till det andra plagget med hjälp av vår lösning, säger John Holmgren.

gör din

Snart släpps en ny produkt med Lumeotechs fäste: en programmerbar reflexväst för barn, med lekfulla LED-lampor. Lamporna och ledningarna är invävda i tyget på ett sådant sätt att västen tål tvätt. En central LED med styrenhet fästs på bröstet och både styr och strömmatar lamporna.

Lumeotech föddes 2017 och lyckades crowdfinansiera ett mobiltillbehör – ett stöldskydd för mobiltelefoner. Användaren låste helt enkelt fast mobilen i fickan. Där satt den välskyddad – till skillnad från idén i sig. För produkten gick viral i Kina och sålde i 50 000 exemplar – och sedan stals den av flera företag. Till och med själva reklamfilmen stals. – Vi hittade minst fem olika kopior som snott produkten, säger Leo Wu, grundare & vd. Bolaget gick nästan under.

– Men vi vägrade ge upp och låta dem vinna. De tog fram en ny teknik med ny affärsmodell. Fästtekniken hade renodlats till en produkt år 2020.

– Vi kombinerar vår teknik med andras produkter och går till marknaden tillsammans med partners.

Era kunder är Elektroniktidningens läsare – passa på att pitcha!

– Om du vill göra en wearable som sticker ut från mängden, som är utanför boxen, då är det oss du ska prata med. Apple och Google,

alla jättarna, väljer samma lösning för hur man bär på wearables, säger John Holmgren.

Enligt Lumeotech är smarta kläder en nisch som har enorm potential och som har puttrat under ytan väldigt länge.

– Kläder med funktioner som sensorer, lampor – eller generellt elektronik.

Han pekar på en marknadsanalys som landar i en årstillväxt för smarta textilier på 12,5 procent till 2030 till summa 1,5 biljoner kronor.

Nischen är en fusion mellan de två världarna elektronik och textil och Lumeotech har haft god nytta av Smart Textile-avdelningen på Borås Science Park, som de är knutna till.

En vecka efter vårt samtal meddelar Lumeotech att fem ängelinvesterare skramlat ihop två miljoner kronor för en expansion i Asien, där Lumeotech nu etablerar sig efter ett år i Japan. Leo Wu har just återkommit efter ett besök i Shenzen.

– Marknaden inom wearables är enorm i Asien. Vi har redan lyckats säkra viktiga kundrelationer med ledande kinesiska företag som Insta 360, Seeed och DJI.

Det blir en liten revansch på Kina, kanske? – Haha, jo det kan bli en kul vinkel på din artikel – en revansch på de som snodde ficklåset.

JAN

TÅNGRING jan@etn.se

wearable wearable

FAKTA

Conductive som ett fyrpoligt kontaktdon.

ILLUSTRATION: LUMEOTECH

Mekanismen: en kort ståltråd bildar en söm.

Fästmodulerna har formen av små runda knappar. De fäster genom att en tunn ståltråd greppar tag runt fibrerna och skapar ett tillfälligt stygn.

Lumeoloop heter fästet i sig, medan ”Lumeoloop Conductive” är ett fäste som dessutom upprättar en elektrisk kontakt per fästpunkt, på upp till åtta stycken fästen.

Sätter du den i ett smart plagg med invävda ledningar är Conductive hanen i kontaktdonet.

I kläderna behöver honan inte nödvändigtvis vävas in på en fix plats. Kontaktpunkten i kläderna måste tåla tvätt, liksom de konduktiva ståltrådar som vävs in i tyget. Kontakten ansluter till broderier, vävda kretsar, stickade elektroder, tryckt elektronik, och så vidare. Ledningarna kan vara invävda i tyget och osynliga.

Konkurrerande teknik som fäster på tyg är till exempel magneter, clips, tryckknappar, fickor och snäppen.

2022 blev Lumeotech del av Innovatum Science Parks inkubator i Trollhättan och rymdprogrammet ESA­BIC Sweden.

Vinnova, Business Sweden, Chalmers Ventures och Almi har stöttat.

Ger innehåll åt begreppet

”Internet of things”

Entreprenören Kjell Brunberg på Upwis hör till dem som gett slagordet ”Internet of things” innehåll. Från sitt högkvarter i centrala Uppsala hjälper han industrin med trådlös uppkoppling av allt från fjärrvärmesystem till verkstadsmaskiner.

Ett besök i den tidigare missionskyrkan i centrala Uppsala med sin pampiga fasad är en påminnelse om att det en gång fanns en tid när det inte var självklart att kaffekokaren, toalettlåset eller läckvakten på fjärrvärmeröret skulle vara uppkopplade på Internet. Kjell Brunberg, känd profil i Elektroniksverige, är en av dem som deltagit i den utvecklingen från start och förvandlat sakernas internet, ”Internet of things” eller IoT, från koncept till verklighet.

Brunbergs företag Upwis har sitt huvudkontor nästan alldeles under den pampiga orgelfasaden i den tidigare bönesalen. Han delar lokalerna med ett tiotal andra mindre företag.

för olika branscher. Tillverkningen sker hos underleverantörer i Sverige och utomlands. På kontoret i Uppsala gör man kvalitetskontroller och ibland mindre justeringar.

Systemutvecklaren Michal Marciniewski sitter på arbetsplatsen bredvid Kjell Brunberg och arbetar med sina projekt. Han lyssnar med ett halvt öra på vår diskussion och griper in ibland. Och ibland vänder sig Kjell Brunberg till kollegan med någon detaljfråga.

EN STOR DEL AV HISTORIEN om hur Upwis kopplat upp oansenliga industrigivare och fastighetssensorer på nätet finns i en stor hylla i företagets prototypverkstad, som hundratals små vita askar med referenskonstruktioner.

Upwis är idag ett företag med fyra anställda som utvecklar trådlösa mätgivarsystem

Kjell Brunberg är förmodligen mest förknippad med det framgångsrika kortdatorföretaget Hectronic, inriktat på industrilösningar. Mitt under persondatorvågen i slutet på 1980 grundade Kjell Brunberg företaget och var både ensamägare och vd under många år. Några av företagets första viktiga lösningar byggde på standarden PC/104 för kompakta enkortsdatorer. Hectronic växte till ett medelstort företag i elektronikbranschen med ett 20-tal anställda.

– Det var roliga år när mycket hände. Men efterhand ökade konkurrensen, främst från

Asien. Vi behövde mer kapital och större resurser för att svara på kundernas behov, säger han. – För egen del kom jag allt längre bort från tekniken och kundkontakterna, just det jag tycker är roligt. Istället fick jag sitta med upphandlingar av ekonomisystem och hantera personalfrågor, saker som jag inte är lika road av.

Då bestämde han sig för att ta in delägare och i nästa steg sälja hela företaget och lämna vd-posten.

– Idag har jag inga formella band med Hectronic, men jag träffar fortfarande en del av mina gamla arbetskamrater som finns kvar i bolaget. Företaget har hamnat i en lämplig omgivning och verkar må bra.

UNDER DE SISTA ÅREN som vd på Hectronic engagerade sig Kjell Brunberg i det Uppsalabaserade forskningscentrumet Wisenet, Wireless sensor networks. Syftet med den tioåriga forskningsinsatsen som startade 2007 var att utveckla teknik för trådlösa sensornätverk. Som ett ”center of excellence” fick det sin basfinansiering av Vinnova. I början inriktade man sig på två tillämpningsprojekt, ett inriktat på transporter och ett på vattenkvalitet.

– En grupp forskare från akademin och olika forskningsinstitut ingick i forskningscentrumet, tillsammans med industrin som skulle använda lösningarna, säger Kjell Brunberg.

Kjell Brunberg tar ut en referenskonstruktion ur ”arkivet”, den stora hyllan i ena ändan av lokalen.

– Vår position i det sammanhanget var central, eftersom vi i stort sett var ensamma hårdvaruutvecklare och tillverkare.

Vad kom egentligen ut av Wisenet?

– Viktigast var kanske att industriföretagen fick hjälp att anpassa sina produkter till Internet på olika sätt. På centrumet utvecklades också nya programvaror som gjorde det enklare att hämta data från givare via Internet utan allt för omfattande ombyggnad, svarar Kjell Brunberg.

Exempelvis var forskningsinstitutet Sics i Kista (idag en del av Rise) engagerade. Gruppen i Kista deltog i arbetet med att anpassa Internet-protokollet IPv6 till små uppkopplade enheter med begränsad kapacitet.

Två standarder för hemautomation som kommit ut av det arbetet är Thread och Matter. En annan lösning är operativsystemet Contiki, avsett för små strömsnåla enheter. Idag är det tillgängligt som open-source och används brett, bland annat av Upwise.

Utveckling av viktiga grundläggande byggbitar och spridning av forskningresultat till industrin var alltså två resultat av arbetet i Wisenet. Kjell Brunberg lyfter fram något, som han ser som en personlig seger:

– När vårt företag gick in i det här var nog de flesta överens om att sensorkretsarna skulle byggas runt 8-bitars controllers. Det viktigaste skälet var att de var tillräckligt strömsnåla. I början var vi rätt ensamma i gruppen om att hävda att det var ett bättre val att gå över till de 32-bitars microcontrollers med Arm-arkitektur som då började bli tillgängliga på marknaden.

Men genom att verifiera kretstillverkarnas uppgifter om att 32-bitars Arm inte drog mer än den äldre generationen av 8-bitare, övertygade Kjell Brunberg de övriga i sensorkonsortiet att börja använda den nya generationen av kretsar.

Mätningarna av fjärrvärmesystemen görs både automatiskt och manuellt. Här en mätlösning för EU-finansierade projektet ”Listen and Predict”.

Lora är en av många trådlösa standarder som Upwis bygger sina system kring. Det stora kortet är en Lora-gateway, det lilla med antenn en sensorlösning.

FOTO: MATS UDIKAS

Fördelen med 32-bitars lösningarna är främst skalbarheten och att de kan programmeras med högnivåspråk. Därmed blir det enklare att växla mellan olika kretsleverantörer utan stora omarbetningar av programvaran. Värdet av att kunna växla mellan olika leverantörer visade sig inte minst under halvledarkrisen för något år sedan, då tillverkarna hade stora leveransproblem.

Det gör det också enklare att återanvända lösningar i nya projekt. Efter hundratals konstruktioner av sensorer och gränssnitt mot internet har Upwis tillgång till en stor bank av tidigare konstruktioner. En av Kjell Brunbergs anekdoter handlar om en kund som kommer till företaget med en specifikation till en lösning. Den kan i stort sett levereras omedelbart eftersom lösningen redan ligger på hyllan.

Idag är Upwis främst inriktat på att utveckla sensorer och gränssnitt för kommunikation enligt etablerade standarder för IoT och internetprotokollen. Ofta handlar det om att anpassa en befintlig applikation och att förse

den med en kommunikationsport mot ”molnet” för övervakning och styrning. Det sker på två olika sätt:

– Antingen förser vi applikationskortet som ska modifieras med vår sockel och monterar på vår modul med de funktioner som behövs. Eller så konstruerar vi om hela applikationskortet med de nya gränssnitten.

Upwis har ett bibliotek med färdigutvecklade moduler för olika kommunikationslösningar. De minsta modulerna är i frimärksstorlek, 20×30 mm och monteras i en sockel på applikationskortet. De största är 80×80 mm och följer någon av standarderna SMARC- (Smart Mobility Architecture) eller Q7 som utvecklats för mobila, strömsnåla och kompakta system. Modulerna styrs av en controller baserad på x86 eller Arm.

– När kunden har bråttom eller volymerna är små så använder vi modulerna. Kunden betalar licenskostnad per enhet. När det handlar om en total omkonstruktion av kortet så betalar kunden per timme för vårt arbete och blir sedan ägare av konstruktionen.

Det finns en uppsjö av metoder för trådlös kommunikation som är anpassade för Internet. De kommunikationslösningar som Upwis oftast använder är Wifi, 4G/5G, Bluetooth, Lora, Z-wave och Zigbee.

Hur ser då framtiden ut för Upwis?

Kjell Brunberg som passerat en ålder då många har hunnit pensionera sig, tycks inte ha några planer på att trappa ner. Men han bekänner att han inte längre har några planer på att erövra världen själv. Det får medarbetarna i Upwis ta hand om säger han.

– Vi kanske växer med någon person till i år. Själv har jag nått en komfortzon, där den viktigaste målsättningen är att ge kunderna en bra och långsiktig service.

MATS UDIKAS mats@etn.se

Lyssnar på rören och upptäcker svagheterna

Upwis leder sedan förra året det EUfinansierade projektet ”Listen and Predict”. Det ingår i programmet ”Silicon Europe” som bland annat syftar till att förstärka kompetensen inom Internet of Things i den europeiska industrin.

I projektet samarbetar Upwis med Arne Jensen AB som är specialiserat på läcksökning och har utvecklat en egen lösning för inspektion av fjärrvärmesystem. De tyska fjärrvärmeföretagens branschorganisation AGFW är kund och kommer att utvärdera projektet. Mobile Heights i Lund övervakar hela projektarbetet.

Arne Jensen AB har sedan tidigare utvecklat en akustisk metod kallad Delta­t för att kontrollera status på fjärrvärmerör. Det går till så att man skickar en ljudpuls från en position på stålröret. Ljudet tas sedan emot av en mikrofon på en annan position. Mätningen avslöjar graden av korrosion och slitage på rören och om hållfastheten är tillräcklig eller inte. Undersökningen pekar ut vilka delar av systemet som är så dåliga att de snart behöver bytas ut.

Mätningarna kan göras manuellt. Men det finns flera fjärrvärmeleverantörer med fasta

installationer som mäter kontinuerligt.

– Det största systemet för kontinuerlig mätning med 400 mätpunkter används i fjärrvärmesystemet i Helsingborg, säger Kjell Brunberg.

Ett viktigt syfte med EU­projektet är att undersöka i vilken mån mätlösningen fungerar i fjärrvärmesystem i Tyskland och andra länder i Kontinentaleuropa samt att anpassa detta för exportmarknaden.

Rördimensioner och standarder är nämligen annorlunda än i Sverige. Det handlar också om att anpassa systemet uppåt, mot de databassystem som används av fjärrvärmeföretagen i Tyskland och övriga Europa.

I projektet ingår anpassningar av den nyaste sensorgenerationen. Systemet kommer att göra automatiska miljömätningar av omgivande temperatur och luftfuktighet. Dessutom kontrolleras om det finns vatten på botten av rörschakten. Det första projektet omfattar upp till fyra städer och mätplatser.

Sensorerna byggs kring styrkretsen Cortex M4. Kommunikationen sker över 4G­nätet med LTE­CAT M1 eller NB­IoT. Redan i juli i år ska testerna avslutas och utvärderingsrapporterna vara klara, säger Kjell Brunberg.

ARNE JENSEN AB

FAKTA

Intelligenta kantsensorer kräver intelligenta strömlösningar

”INTELLIGENT EDGE” sprider sig i industrin som ersättare till traditionella edge ­sensorer och ställdon. Frågan är om traditionell strömförsörjning kan användas för intelligent edge?

Svaret är ja, i vissa fall. Men oftast inte. Oftast krävs anpassad och mer avancerad strömförsörjning.

Den här artikeln ger olika exempel på implementeringar av sensorer för intelligent edge, och beskriver hur olika energihanteringslösningar kan väljas och anpassas för bästa resultat. Artikeln synar några av de sensorlösningar som finns tillgängliga idag.

Strömförsörjning av industriella sensorer är ett område som förnärvarande är fullt av innovationer och utmaningar. Implementering av distribuerad intelligens, ”intelligent edge”, kräver intelligent preparation av data. Det kräver innovation inom strömförsörjning.

I vissa fall måste sensorer i intelligent edge försörjas av en enda partvinnad kabel, vilket kan ordnas med en SPoE­lösning (single ­pair power over Ethernet). I andra tillämpningar kan en nanoströmlösning hjälpa till att spara energi för längre batteridrifttid på sensorsidan. Vissa intelligenta sensorer kräver dessutom strömförsörjning med ultralåga störningar för att inte äventyra sensordata. För att kunna addera sensorintelligens i kanten krävs även högre effekttäthet. Detta eftersom nya sensorer måste rymmas i en befintlig formfaktor.

Vad är ”intelligent edge”?

Uttrycket syftar på sensorer i industriella system som kan välja ut och bearbeta data på egen hand. En mindre mängd data överförs mellan sensorerna och den centrala styrenheten, vilket underlättar dataöverföringen.

En styrkrets krävs förstås för att bearbeta data från sensorerna. Ett enkelt exempel är en optisk sensor som används för detektering av någon specifik information. Den kan till exempel upptäcka personer som av misstag kliver in i ett automatiserat tillverkningsområde och därmed utsätter sig för fara.

Bildsignalerna måste bearbetas på ett sådnat sätt att det upptäcks att där finns en person, så att maskinerna snabbt kan stängas av. På så vis kan skador undvikas. Tanken är nu att bearbetningen av bildsignalerna ska i edgen, kanten. Det enda som överförs till centraldatorn är en simpel signal som

Av Frederik Dostal, Analog Devices

Frederik Dostal har mer än 20 års erfarenhet inom strömförsörjning. Efter studier i mikroelektronik vid universitetet i Erlangen, Tyskland, började han på National Semiconductor 2001 som FAE.

I fyra år arbetade han med switch-mode-strömförsörjning i Phoenix, USA. Sedan 2009 är han på Analog Devices och bidrar för närvarande med sin breda expertis som Power Management Expert.

betyder att en person har detekterats. Den kompletta bildströmmen behöver inte längre överföras till centraldatorn. Därmed krävs mindre bandbredd för överföringen, som därmed förenklas.

Hur är intelligent edge utformad?

Det är en extra edgestyrkrets som gör sensorn smart. Med styrkretsen vid sensorn krävs dock mer ström vilket betyder att det kan krävas nytänkande och nya koncept kring strömförsörjningen. Detta gäller framför allt för befintliga industrianläggningar och infrastrukturer.

Lösningarna bör inte bara tillhandahålla ett enkelt och säkert sätt att tillgodose behovet av högre ström, utan också se till att dataöverföringen fungerar säkert.

Lösning med befintlig tvåtrådskabel

SPoE (Single Pair Power over Ethernet) hjälper till att förverkliga intelligent edge eftersom det kan användas för strömförsörjning via en tvåtrådskabel. SPoE (IEEE 802.3cg) liknar PoE, men kan implementeras med en befintlig tvåtrådskabel (till exempel ett gränssnitt på 4 mA till 20 mA).

Med SPoE kan upp till 52 W överföras över 400 meter eller upp till 20 W över avstånd på upp till 1 kilometer. Driftspänningen ligger på 24 V eller 55 V. Utmärkande för lösningen

är att både ström och data kan överföras i samma tvåtrådskabel. Datakommunikationen är baserad på standarden 10BASE­T1L. Figur 1 visar en SPoE för matning av upp till 52 W via en enda tvåtrådskabel med en längd på upp till 1 km.

Nanoströmsensorer i industrimiljöer

Ett exempel på en energisnål intelligent edgetillämpning i en industrimiljö är distribuerade vibrationssensorer för övervakning av enskilda maskiner i en processanläggning.

Uppmätta vibrationer motsvaras av olika frekvenser och ger en indikation på om mekaniska lager och axlar fortfarande kan arbeta på ett tillförlitligt sätt. Tidiga tecken på åldrande kan identifieras från dessa. På så sätt kan sannolikheten för oplanerade driftstopp eller drift bortom specifika toleranser minskas. Detta möjliggörs genom exakt mätning av vibrationerna. Övervakning av vibrationsdata kräver sofistikerade algoritmer som utvärderar stora mängder data i realtid. Bearbetningen av data kan ske lokalt på platsen eller centralt. Centraliserad utvärdering kräver överföring av alla insamlade sensordata via kabel eller trådlöst via radiovågor.

I många tillämpningar är det fördelaktigt att implementera datautvärderingen lokalt, vid sensorn. För en sådan implementering kan befintliga industrianläggningar helt en­

Figur 1. SPoE levererar upp till 52 W via en enda tvåtrådskabel, som kan vara upp till 1 km lång.

kelt utrustas med vibrationssensorer; inga extra kablar behöver dras. En sensor levererar då bara en definierad varningssignal om den detekterar ett frekvensområde utanför toleranserna.

Denna typ av sensor kan fästas magnetiskt på en maskin eller utrustning och levererar data via radio, ofta i ett masknät (mesh network). I ett sådant masknät kommunicerar olika sensorer med varandra och överför information om kullager som visar uttalade tecken på åldrande.

En industrianläggning kan därmed enkelt utrustas med funktioner för förebyggande underhåll. Ett exempel på detta är OtoSense SMS (Smart Motor Sensor) från Analog Devices. Det är en AI­baserad nyckelfärdig maskin­ och programvarulösning för övervakning av en maskins aktuella mätbara skick. ADI OtoSense SMS övervakar elmotorernas tillstånd genom att kombinera den bästa avkänningstekniken med ledande dataanalys.

En viktig förutsättning för ett fungerande system är att sensorerna kan strömförsörjas på lämpligt sätt. Vibrationssensorn måste kunna mata inte bara själva sensorn utan även den lokala styrkrets som utvärderar data samt de RF­moduler som används för trådlös kommunikation.

Sensorsystemet är utformat för minimal strömförbrukning. Ett batteri kan utnyttjas som energikälla, men energiskördning kan också fungera bra. Teknikerna används ofta tillsammans.

Energiskördning används för att förlänga batteriets livslängd. Därmed behöver batteriet inte bytas ut lika ofta. Olika energikällor är möjliga för energiskördning. Beroende på sensorns placering kan solceller, termoelektriska generatorer (TEG:er) eller piezoelektriska omvandlare användas. I framför allt industriella processanläggningar förekommer ofta temperaturgradienter som kan omvandlas till elektrisk energi med TEG:er. Mekanisk

rörelse kan också omvandlas till elektrisk energi med hjälp av piezoelektriska sensorer.

För enheter som drivs med både batterier och energiskördning är det viktigt att spänningsomvandlingen är optimal. Hög verkningsgrad är avgörande. Det finns ett flertal integrerade kretsar för hantering av nanoström för detta ändamål.

Figur 2 visar ett exempel på en spänningsomvandlingskrets med MAX38650. Det är en 100 mA switchad nedkonverterande nanoströmregulator. Den kan drivas med matningsspänning på upp till 5,5 V på ingångssidan och kan leverera en reglerad utspänning på mellan 1,2 V och 5 V.

Under drift drar regulatorn själv endast 390 nA (typiskt värde). Det är en mycket låg viloström. När regulatorn är avstängd drar den 5 nA. Sensordata samlas inte in kontinuerligt, och kommunikation är bara nödvändig i händelse av fel. Det innebär att MAX38650 ofta kan ställas om till viloläge för att spara ytterligare energi.

Alla grundläggande spänningsomvandlingskretsar har normalt ett återkopplingsben. Ett enkelt motstånd för spänningsdelning krävs för att tillhandahålla en reglerad utspänning. Spänningsdelning via motstånd är dock inte särskilt genomtänkt för en energisparande krets. Beroende på motståndsvärdena är antingen strömflödet genom spänningsdelaren för högt och leder till höga förluster, eller så är motståndsvärdena så höga att återkopplingsnoden har en mycket hög impedans. Det gör att störningar kan kopplas in i återkopplingsnoden och direkt påverka regleringen av den spänning som behövs.

Störningar är framför allt ett problem i industrianläggningar. Som visas i figur 2 har MAX38650 ett RSEL­ben. Det fungerar med ett enda motstånd, som ställer in utspänningen. När MAX38650 slås på passerar 200 µA under en kort tid genom det externa motståndet. En resulterande spänning ställer in den utspänning som behövs för spänningsomvandlarens hela driftstid. Detta ger det bästa av två världar: låg läckström under drift, och justerbar, robust utspänning.

Strömförsörjning för extremt små signaler Många sensorer kan mäta extremt små signaler. Strömmatning med mycket låga störningar måste användas för att förhindra att signalerna förvrängs. Ledningsbundna och elektromagnetiska störningskällor spelar en viktig roll. Medan ledningsbundna störningar kan minskas avsevärt med hjälp av extra filterkretsar på in­ och utgången av den switchade kraftörsörjningsregulatorn är detta inte riktigt lika lätt för elektromagnetiska signalkällor.

Bra kortlayout kan skydda mot överdrivna störningar från radiostrålning. Även då finns det fortfarande störningar kvar i systemet. Detta kan endast minskas med bra skärmning, det vill säga, ett metallhölje. Sådan

Figur 2. Nanoströmbaserad spänningsomvandling för batteridrivna sensorer.

Figur 3. Silent Switcher minimerar störningar från strålning.

skärmning är dock tidskrävande att tillverka och dessutom dyr.

En switchregulator som utnyttjar Silent Switcher­teknik ger en mycket smart lösning för minimering av störningar från strålning. De pulsströmsvägar som uppstår i all switchad strömförsörjning är symmetriskt utformade så att de magnetfält som uppstår till stor del tar ut varandra. Denna teknik, i kombination med flip chip­teknik, som utesluter bindningstrådar i switchregulatorkretsen, minskar drastiskt störningar från strålning.

Störningarna från strålning kan minskas med upp till 40 dB. Det motsvarar en minskning av den utstrålade effekten med en faktor på tiotusen.

Figur 3 visar Silent Switcher­teknikens symmetriska utformning, med de samtidigt uppkomna lokala pulsströmmarna grönmarkerade. Pulsströmmarna genererar pulserande magnetfält med olika polaritet och tar för det mesta ut varandra.

Silent Switcher­tekniken finns nu i tredje generationen. I denna generation används en speciell teknik för ultralågt brus i linjära regulatorer med ultralågt brus, för att minska störningar i lågfrekvensområdet, framför allt mellan 10 Hz och 100 kHz. Denna generation av Silent Switcher­tekniken gör att många tillämpningar kan slippa en filtrerande linjär

regulator mellan den switchade strömförsörjningsregulatorn och den känsliga lasten.

När storleken spelar en nyckelroll

Vissa sensorer måste placeras i mycket trånga utrymmen – framför allt om en befintlig sensor ska bytas ut mot en modern intelligent edge ­sensor på samma ställe. På grund av den förbättrade funktionaliteten behövs även ofta fler elektriska komponenter. Därmed måste man hitta innovativa sätt att minska den fysiska storleken.

Ett intressant exempel från spänningsomvandlingsvärlden är SIMO (single ­inductor, multiple ­outlet), som gör det möjligt att generera flera olika utspänningar med en enda induktor. Det kortutrymme som annars skulle upptas av flera induktorer kan därmed sparas.

Figur 4 visar ett exempel på en enkel SIMOregulatorkrets för två exakt reglerade utspänningar. Ytterligare matningsspänningar kan lätt genereras. Endast en induktor, L, behövs.

SIMO­tekniken kan implementeras på följande sätt: Den enda induktorn används

successivt för samtliga utspänningar. En viss mängd energi placeras i induktorn och används sedan för att generera spänningen VUT1. Därefter placeras ytterligare en bestämd mängd energi i induktorn och används för att generera spänningen VUT2. På så sätt får varje genererad spänning exakt den mängd energi som behövs för att hålla den stabil.

Slutsats

De innovationer inom strömförsörjning som beskrivs i den här artikeln visar hur moderna industriella sensorer kan strömmatas på optimalt sätt. Sensorer blir alltmer intelligenta. De data som de genererar utvärderas redan lokalt på den ”intelligenta kanten” (intelligent edge). Allt fler sensorer används i industrianläggningar för att hjälpa till att optimera processer och minimera driftstopp. För att hålla jämna steg med denna trend kommer det att bli nödvändigt att utnyttja innovativa strömförsörjningskoncept, som energiskördning. ■

Figur 4. SIMO-strömförsörjningsenhet för användning i extremt små sensorer.

CONNECTED. NO MATTER THE CONDITIONS.

The IP67 & IP68 Protected Industrial Connection

Discover high-quality circular connectors designed for demanding environments. With its ingress protection, our connectors ensure reliable connections for applications such as fieldbus, actuators/ sensors, and robotics. With its PCB, cable, and solder variants, along with additional service options, our versatile M12 connectors allow you to tailor your connections to your exact requirements, enabling seamless integration and optimal performance.

Ready to Design-In? Take advantage of personal technical support and free samples ex-stock.

www.we-online.com/circular

Highlights

• New M12 A-coding portfolio

• Adapted to work in demanding environments with IP67 & IP68 protection

Internet of Things (IoT) har på senare tid påverkat nästan allas liv och arbete. För vissa människor kan deras engagemang i IoT vara så enkelt som att använda en smartwatch för att hålla koll på sina mat­ eller motionsvanor eller att dra nytta av elbolagets smarta mätare för att spara energi och hålla räkningarna under kontroll. Å andra sidan har det blivit möjligt att ansluta allt, inklusive apparater, belysning, värme, dörrlås och säkerhet samt solpaneler, som styrs och hanteras via en digital assistent för hemmet. Utanför hemmiljöer är användningsområden inom industri och företag vanligtvis mer varierande. Dessa kan syfta till att automatisera byggsystem för att förbättra effektiviteten och minska koldioxidavtrycket, eller så kan syftet vara att samla in data – mycket data – för att förbättra processtyrning, affärsplanering, kapitalförvaltning, underhåll av utrustning, energi­ och avfallshantering och till och med konceptualisering och design av nya produkter.

De senaste trådlösa protokollen

Trådlös teknik har flera inneboende fördelar när det gäller att ansluta IoT­ enheter. En viktig fördel är flexibiliteten, som gör att enheter kan installeras på olika platser utan begränsningar av fysisk kabeldragning. Dessutom kan det vara störande att installera nya kablar i hemmet, på kontoret eller i fabriken. Trådlöst är ofta kostnadseffektivt, särskilt för storskaliga IoT­ distributioner, och möjliggör enkel och billig skalbarhet. Mobilitet är en annan fördel, som ger en kraftfull möjliggörande faktor i applikationer som bärbara enheter och spårning av tillgångar. Dessutom kan energieffektiviteten hos trådlös teknik vara viktig för batteridrivna IoT­ enheter.

Standardiserade trådlösa tekniker som ofta används i IoT­tillämpningar inkluderar NFC, som är idealisk för kortvarigt datautbyte över avstånd på ett par centimeter. Den energi som finns i det RF­fält som avges av en NFC­läsare kan vara tillräcklig för att driva mottagarkretsen så att den kan hämta och överföra lagrade data enligt begäran.

Bluetooth­anslutning ger mobilitet och gör det möjligt att anpassa datahastighet, räckvidd och strömförbrukning för att uppfylla kraven i en viss tillämpning. Den tillåter punkt­till­punkt­ och mesh­anslutningar, och de senaste versionerna stöder även riktningsbestämning och platsavkänning.

Zigbee var från början tänkt för mesh­nätverk och har liknande egenskaper.

Wi­Fi kan vara att föredra när längre räckvidd, högre datahastighet eller större anslutningskapacitet krävs. Flera Wi­Fi­generationer är fortfarande i drift, upp till Wi­Fi 6, som har en teoretisk maximal datahastighet på 9,6 Gbps. Wi­Fi 6 har också flexibel kanaltilldelning, tekniker för att minska störningar och väntetider för att ansluta till nätverket och strålformning som kan förbättra dataöverföringseffektiviteten, samt förbättrad WPA3­säkerhet.

I IoT­tillämpningar som kräver längre

IoT-antenner: Valet är ditt urvalet är vårt

Av Mark Patrick, Mouser Electronics

Mark Patrick ansvarar för att skapa och sprida tekniskt innehåll avgörande för Mousers strategi att stödja, informera och inspirera sin ingenjörspublik. Tidigare har han arbetat med relationer mot viktiga tillverkningspartners. Hans tidigare erfarenhet omfattar praktiska ingenjörsroller, teknisk support, teknisk försäljning av halvledare. Mark Patrick har examen i elektronikteknik från Coventry University och brinner för gamla synthesizers och brittiska motorcyklar.

räckvidd och större mobilitet kan man välja mellan mobilteknik och LPWAN­teknik (Low Power Wide Area Network), till exempel LoRa och Sigfox.

I takt med att äldre nätverk stängs av får äldre 2,5G­ och 3G­ dataanslutningar ge vika för standarder som LTE­M och NB­IoT som använder de senaste LTE­ och 5G­nätverken. Dessa är optimerade för att uppfylla behoven hos IoT­tillämpningar, som vanligtvis kräver frekvent utbyte av små datamängder.

Asset trackers (teknik som följer egendom på kartan) förlitar sig på GNSS:er (globala navigationssatellitsystem) som GPS, Galileo, Glonass och Beidou. Mottagare med flera GNSS:er kan dra nytta av en mer robust och stabil tillgång till platsdata. Vissa mottagare kan erbjuda tillgång till speciella högprecisionstjänster som tillhandahålls av satellitoperatörer. En tracker beräknar positionen med hjälp av ett inbyggt GNSS­systemet och delar denna information med IoT­värdapplikationen via en trådlös anslutning som LPWAN eller mobilnät.

Val av antenn

Beskrivet i termer av grundläggande fysik överför en antenn signaler mellan de elektromagnetiska och elektriska domänerna genom att utnyttja resonans vid RF­bärfrek­

vensen. Detta kräver att antennens effektiva längd är en specifik bråkdel av bärsignalens våglängd. Därför är storleken viktig när man väljer antenn. Storleken är direkt relaterad till det frekvensband som antennen arbetar på, vilket beror på den valda trådlösa tekniken och tillhörande driftsfrekvens.

Dessutom är antennens fysiska integrering i IoT­ enheten en kritisk fråga som påverkar komponentvalet. Enheten kan vara föremål för stränga storleksbegränsningar. Detta kräver att antennerna är små samtidigt som de har hög prestanda. Tätning krävs ofta, särskilt i produkter som fjärrsensorer och smarta mätare, som kan utsättas för tuffa förhållanden och förväntas vara i drift under längre perioder.

En komplett portfölj – med ett urval PCBmonterade, internt monterade och externa antenner, optimerade för specifika frekvensband och trådlös teknik som ofta används i IoT­applikationer – kan vara till hjälp för konstruktörer som är på jakt efter den bästa antennkombinationen för sin specifika applikation. Ett exempel är Amphenols RF­antennportfölj, tillgänglig från Mouser Electronics, som erbjuder olika typer och storlekar, valmöjligheter som lödda eller koaxiala anslutningar och delar som är optimerade för specifika tekniker som NFC­ och GNSS­antenner.

NFC-antenner

Amphenol RF ST122630-001 extern antenn.

KÄLLA: MOUSER ELECTRONICS

Det finns flera faktorer som påverkar valet av antenn för NFCtillämpningar. NFC arbetar på 13,56 MHz, så antennen måste vara utformad för att ge resonans på denna specifika frekvens för att säkerställa optimal kommunikation. Trådlindade antenner och loopantenner är vanligt förekommande som standardkomponenter.

Medan den effektiva antennlängden är relaterad till driftsfrekvensen, har NFC­antenner också en roll i att skörda energi från det RF­fält som avges av läsarenheter. Detta för att driva IoT­ enhetens mikrokontroller, minne och eventuell ytterligare hårdvara (som en säkerhetskrets) för att samla in och överföra de data som läsaren begär.

Amphenol RF:s NFC­antenner varierar i storlek från 15 × 19 mm till 45 × 34 mm. Det slutliga valet kan bero på variabler som enhetens formfaktor och önskat läsintervall. Vanligtvis är mindre antenner kompakta men har kortare räckvidd, medan större antenner har längre räckvidd. Det tillgängliga utrymmet i enheten eller applikationen avgör antennens storlek.

Generellt kan vissa NFC­antenner vara mer känsliga för orientering än andra, vilket kan kräva extra noggrannhet när man väljer en specifik modell och bestämmer dess optimala position i enheten. Den kan vara integrerad i kretskortet eller fastsatt på höljet.

Metallföremål, elektriska störningar och andra miljöfaktorer kan påverka antennens prestanda. Avskärmning eller lämplig placering kan vara nödvändig. Korrekt impedansanpassning mellan NFC­chipet/­modulen och antennen är avgörande för att maximera kraftöverföringen och minimera signalförlusten.

Antenner för vanliga tekniker

För teknik som Bluetooth och Wi­Fi på 2,4 GHz, samt mobil­ och LPWAN­teknik, finns

ett brett urval av PCB­monterade, interna och externa antenner. Valet beror på faktorer som enhetens formfaktor, storleksbegränsningar och önskad kommunikationsräckvidd.

Antenner i chipstorlek finns tillgängliga för Bluetooth­ och Wi­Fi 2/3/4­tillämpningar i 2,4 GHz­frekvensbanden för industriella, vetenskapliga och medicinska tillämpningar (så kallade ISM­band). Ett exempel är Amphenol RF ST0147­00­011­A. Med måtten 3,05 × 1,6 mm och en tjocklek på endast 0,55 mm kan denna loopantenn med keramiskt chip hantera en RF­ effekt på 2 W. Förutom sin ringa storlek är den ytmonterade antennen kompatibel med automatiserad höghastighetsmontering och är helt innesluten i kapslingen, vilket möjliggör enkel tätning och ett snyggt utseende.

Amphenol RF har också två keramiska chipantenner för 433 MHz och 915 MHz LoRa LPWAN­applikationer. Dessa 1 W­antenner på 5,0 × 3,0 × 0,5 mm upptar minimalt utrymme på kretskortet och har en toppförstärkning på 0,9 för att möjliggöra kommunikation över långa avstånd med LoRa­protokollet.

Externa antenner brukar vara av antingen monopol­ eller dipoltyp. En monopoltyp består av en enda tråd som kräver ett jordplan för att reflektera radiovågorna och hjälpa till att forma strålningsmönstret. Mönstret är rundstrålande. Dipoltypen har två ledande element som är åtskilda av ett mellanrum. Dessa antenner är ofta halvvåglängdsantenner, vanligtvis längre än en monopol, även om förstärkningen vanligtvis är större och strålningsdiagrammet är dubbelriktat. Antennens förstärkning påverkar direkt enhetens räckvidd och täckning. Antenner med högre förstärkning kan ge en längre kommunikationsräckvidd.

Amphenol RF:s ST1226­30­501 och ST1226­30­001 (se bild 1) är externa 5 Wmultifrekvensantenner som arbetar i frekvensområdena 2,4–2,5 GHz, 5,15–5,85 GHz och 5,925–7,125 GHz, lämpliga för Wi­Fi applikationer upp till den senaste Wi­Fi 6­generationen. Förstärkningen hos dessa monopolantenner varierar från 2,0 i 2,4 GHzbandet till 5,1 i 5,925–7,125 GHz­bandet.

Mobilnät är ofta den anslutning som väljs för små enheter, som spårare som monte ­

SVENSKA

ELEKTROOCH DATAINGENJÖRERS RIKSFÖRENING

ras på rörliga tillgångar som bilar, skåpbilar, byggfordon och bärbara generatorer. I dessa applikationer kan en intern antenn vara lämplig för att möjliggöra en mindre störande installation eller för att hålla ömtåliga delar ur farozonen. Å andra sidan kan en större extern antenn vara lämplig för en enhet som en gateway, som är utformad för att dirigera data från flera IoT­slutpunkter till molnet via en mobilanslutning.

Amphenol RF ST0425­20­401­A är ett exempel på en intern antenn för mobila applikationer inklusive NB­IoT i frekvensområdena 0,69–0,96 GHz och 1,7–5,0 GHz. Den är 90 × 15 × 0,85 mm och levereras med en 195 mm koaxialkabel och kontakt för anslutning till kretskortet. Den kan hantera 1 W RFeffekt och har en toppförstärkning på 2,1 till 4,2, beroende på frekvensband.

GNSS-antenner

GNSS­antenner finns i olika utföranden, till exempel keramiska patchantenner. De har cirkulär polarisation som ger hög känslighet för satellitsignaler. Vid konstruktion av utrustning som till exempel asset­tracking­ enheter med satellitpositionering måste konstruktörerna se till att den valda antennen stöder de relevanta konstellationerna. Amphenol RF ST0326­41­001­A är en SMA­plugantenn som är lämplig för typiska GNSS L1bandsapplikationer vid 1575,42 MHz samt 1602 MHz, vilket är det primära frekvensbandet för den ryska Glonass­konstellationen. Anslutningskabeln och stickkontakten hjälper konstruktören att placera antennen så att den är riktad mot himlen.

Sammanfattning

Storlek och montering är viktiga faktorer att ta hänsyn till när man väljer en antenn för en IoT­applikation. Stora externa antenner tenderar att erbjuda den mest gynnsamma RF­prestandan. Å andra sidan är intern montering ofta att föredra för att klara miljöutmaningar och möjliggöra enklare användning och portabilitet, medan ytmonterade antenner kan erbjuda en lösning när storleksbegränsningarna är extrema.

Valmöjligheten i sig är konstruktörens bästa vän i sökandet efter bästa kombination av elektriska och fysiska egenskaper. ■

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.

LÄS MER HÄR!

Amphenol RFs ST042520-401-A intern antenn.

XPE RTA KITR

AEnskilda battericeller

tt övervaka enskilda battericeller kan ge spårbarhet över hela deras livstid och avsevärt förbättra deras prestanda. Och öppna för återanvändning.

Inom flera olika områden kommer laddbara batterier att spela en nyckelroll för en framtid med ren energi. Installerade hos företag och i privatbostäder kommer de att avlasta elnätet under perioder då efterfrågan plötsligt blir stor eller utbudet litet. I elfordon (EV) och inom industriell transport kommer de att ge pålitlighet, säkerhet och hög prestanda som svarar på konsumentkrav och tål omilt bruk i väg och damm.

Det brukar betraktas som omöjligt att designa batterisystem som inte bara är tillförlitliga och säkra utan dessutom högpresterande. För att få det ena sägs man behöva offra det andra.

Men det finns ett skäl till att batteripaket av idag tvingas ta till så stora säkerhetsmarginaler. De saknar någonting som de skulle kunna ha stor nytta av: finkornig övervakning av celler.

Ett exempel är temperatursensorer. De är avgörande för säkerhet under laddning och urladdning, men de är vanligen begränsade till bara en sensor per modul. Orsaken är kostnader och komplexitet.

En batterimodul kan ha mellan åtta och sexton celler. Även om vi skulle sätta en temperatursensor på var åttonde cell, skulle fortfarande 87,5 procent av cellerna sakna direkt temperaturavläsning.

Det existerar dock en innovation som kan komma att förändra branschens inställning till battericellsövervakning.

Ett nytt sätt att designa batterier

En batteriinstallation av idag kan inte ha hur noggrann cellövervakning som helst, eftersom det skulle kräva för många ledningar. Som vi redan berört har detta lett till designbeslutet att nöja sig med att temperaturövervaka hela områden istället för enstaka celler.

Alternativet individuell cellövervakning skulle kunna ge batterier som är både säkrare och pålitligare och har längre livslängd. Cellövervakning innebär konkret att kunskapsluckor försvinner. Batteriet blir ”temperaturmedvetet” på detaljnivå. Vilket i sin tur öppnar nya möjligheter till systemoptimering. Du kan få ut mer energi per cell eftersom batterihanteringssystemet (BMS:et) kan se hur hårt varje individuell cell arbetar.

Ytterligare en bonus är att övervakningschipet kan varna BMS:et långt innan cellen går in i temperaturrusning och hamnar i en onormal driftstemperatur. BMS:et kan i sin tur varna användaren – och så blir systemsäkerheten större.

Av Joseph Notaro, Dukosi

Joseph Notaro är global sälj- och marknadschef på Dukosi. Han har över 30 års ledningserfarenhet fordons- och halvledarsektorn inom affärs- och marknadsutveckling, strategi, FoU och globala försäljning i Nord- och Sydamerika, Asien och Stillahavsområdet samt Europa.

På Dukosi, ett halvledarföretag i Edinburgh, har vi gjort stora framsteg inom området cellövervakning. Vi har utvecklat en ny teknisk lösning som avsevärt kan förbättra säkerhet, tillförlitlighet och hållbarhet hos litiumjonbatterier för elfordon, industriell transport och batterilager. Lösningen tar dessutom bort många av de hinder som finns för återanvändning av battericeller, till fromma för den cirkulära ekonomin.

Dukosi Chip-on-Cell

Dukosis innovation är att placera ett chip, en cellmonitor, på varje enskild cell i batteripaketet (lilla bilden till höger).

Varje chip har en processor, en DSP och en temperatursensor (och kan utökas med stöd för ytterligare sensorer). Cellmonitorerna mäter och rapporterar kontinuerligt cellens tillstånd i realtid. Över 200 monitorer kan anslutas till ett System Hub­ chip på BMS:et specialdesignat av Dukosi.

Till skillnad från dagens trådkopplade lösningar är Dukosis arkitektur till sin natur flexibel och kan skalas upp utan omdesign och omcertifiering. Lösningen möjliggör en modulfri design som kan skräddarsys efter förändringar i leveranskedjan och marknadens behov.

Dukosis System Hub kommunicerar med cellmonitorerna med hjälp av en innovativ kontaktlös närfältsteknik. Antingen kan du

helt enkelt dra en bussantenn genom batteriet över varje cellmonitor, eller så kan du integrera den i chassit – vilket är en perfekt lösning för modern cell­to­pack­arkitektur.

Denna typ av design kan minska antalet komponenter ner till en tiondel jämfört med det komplexa ledningsnät med anslutningar som används i en kabeldragen batteridesign av idag. Och upp till fördubbla tillförlitligheten.

Dessutom lämpar sig denna enkla, skalbara design utmärkt för en helautomatiserad produktionslina, vilket gör det möjligt att på ett effektivt sätt skala upp gigafabriker.

Det är en kontaktfri design. Till sin natur är den extremt robust och erbjuder prestanda på samma nivå som en kablad lösning. Det är lösning på lagom nivå (”guldlockslösning”) och är betydligt mer tillförlitlig än fysiska

säkras trådlöst

kontakter vid långvarig utsättning för vibrationer och stötar.

Dessutom kan den hantera ett antal begränsande faktorer för trådlös BMS­ design: störningar, certifieringar och säkerhetskrav.

Dukosi knyter ihop sina chips med hjälp av ett eget proprietärt protokoll kallat CSynQ. Det opererar mellan cellmonitorerna och System Hub. Till skillnad från befintliga kommunikationssystem är C­SynQ designat från grunden för den säkerhetskritiska utmaning som miljön i ett batterisystem utgör.

C­SynQ synkroniserar data från cellerna och gör att BMS:et kan fatta rätt beslut även vid snabbt föränderliga effektbehov, som när elbilen plötsligt accelererar.

Second Life och löftet om cirkulär ekonomi Med den ökade användning av elbilar vi ser hos konsumenter är det ett växande problem hur vi ska säkerställa batteriernas hållbarhet. Vad händer med batterier efter att de klassats som förbrukade? En prognos säger att elbilsförsäljningen kommer att öka med i snitt 13,7 procent årligen till 2030. Regleringar på flera av de största globala marknaderna kommer att förbjuda försäljning av nya ICE­fordon till 2035.

Jämfört med andra batteridrivna produkter är elbilen en produkt där användarna är ovanligt djupt bekymrade över att batterierna ska tappa i kapacitet med användning.

Det är den totala kapaciteten som i praktiken bestämmer batteripackets livslängd i ett fordon. Men även efter att det dömts förbrukat, kan battericellerna fortfarande vara användbara för andra tillämpningar. Batterilager begränsas inte alls på samma sätt av relationen mellan prestanda, volym och vikt.

Ett batteripaket monteras på en elbil.

Med tanke på de mycket värdefulla material som finns i litiumjonbatterier och med tanke på de snabbt växande globala elbilsmarknaderna finns ett starkt behov av att övervinna de hinder som finns mot återanvändning. Det är avgörande för att säkerställa ett hållbart ekosystem för batterier. Även på marknader där miljö, socialt ansvar och styrning (ESG) står mindre i fokus, skulle nya marknadsmöjligheter inom återbruk (second life) kunna fungera som bränsle för en cirkulär ekonomi.

Nya regleringar

År 2016 lanserades alliansen Global Battery Alliance (GBA) av World Economic Forum. Syftet var att etablera en hållbar batterivärdekedja till år 2030.

GBA:s plan var att utrusta batterier med batteripass, eller digitala tvillingar. Den 17 augusti 2023 godkändes European Battery Regulation (förordning 2023/1542) av Europeiska rådet. Syftet med EBR är att skapa en harmoniserad lagstiftning för batteriers hållbarhet och säkerhet.

EBR (batteripasset) syftar till att skapa en digital databas av batterier och deras attribut och spåra dem över livslängd. Passet ska fungera som en garant i försörjningskedjan.

Förordningen tar dock bara upp batteriet som helhet, snarare än de enskilda cellerna i batteriet. Detta begränsar möjligheten till återanvändning efter att det att cellerna separerats från sin första BMS. I det ögonblicket blir de enskilda cellernas data – livstidsanvändning, hälsotillstånd (SoH), ursprungsmärkning för råmaterialet och andra data – osynliga.

Avsaknaden av information om cellernas

tidigare användning betyder att cellerna måste betraktas som potentiellt riskabla, vilket hindrar deras potential för återanvändning, även om majoriteten av cellerna skulle vara i gott skick. Utan att demontera cellen för att analysera dess interna kemi är det en svår utmaning att fastställa dess livsduglighet.

Förutom övervakning i realtid, bjuder Dukosi Cell Monitor­ chipet även på flashminne. Det möjliggör spårning av data ända tillbaka till det ögonblick då chipet installerades. Helst ska övervakningen starta redan vid celltillverkningen. Livstidsdata kan sparas från den miljö cellen upplevde från dag ett, vidare genom frakt, lagring och användning – inklusive material och inköpsdata och annan användbar information – under ett enda unikt ID (illustrationen nedan).

Livstidsdata på cellen gör det möjligt att säkert och exakt gradera varje cell med hjälp av en trådlös närfältsläsare monterad i produktionslinan eller via en handhållen skanner. Det skapa inte bara ett lager av förtroende i leveranskedjan vid första användningen, utan även efterföljande återanvändningar. Chip­ on­ cell fortsätter att registrera livstidsdata tills cellen slutligen sorteras bort för materialåtervinning.

Slutsats

Batteriövervakning är kritiskt för elbilar, men den design som används idag är en begränsande faktor. Den saknar den anpassningsförmåga som fordonsindustrin kräver. Från montering och drift till second life och återvinning finns tydliga realistiska möjligheter till förbättringar.

Utmaningar återstår. Om chip­ on­ celltekniken ska göra full nytta måste mätningarna göras från dag ett – alltså måste redan celltillverkarna anamma tekniken. Om inte finns visserligen fortfarande en poäng med att addera chipen vid tillverkningen av batteripaketet.

Dukosi är efter omfattande forskning och utveckling klar med sin uppstartsfas och befinner sig i en uppskalningsfas med samarbeten inom olika tillämningar med flera partners.

I slutet av förra året tillkännagav vi ett samarbete med kinesiska Suzhou Hengmei Electron Technology vilket kommer att ge tillgång till den snabbt växande marknaden i Kina.

De sista kvalificeringarna väntar fortfarande och milstolpar för volymproduktion återstår att passera. Därefter hägrar vid horisonten en ambitiös färdplan för volymproduktion.

Dukosi har starka förväntningar på att detta år kommer att bli en vändpunkt och att vår fyrkantiga blå logotyp kommer att bli en allt vanligare syn intill mer kända varumärken. ■

Hjärna i låda att förbeställa

■ ARTIFICIELL INTELLIGENS

Australiska Brainchip tar förbeställningar av Akida Edge AI Box, en server kring Brainchips neuromorfa AI-accelerator Akida.

Svensk processor får

■ RYMD

AI-kod

Schweiziska Klepsydra porterar AI-programvara till rymdprocessorer från göteborgska Frontgrade Gaisler. Det sker på beställning av den europeiska rymdorganisationen ESA.

Frontgrade Gaisler är ett stort namn inom processorer härdade för användning i rymden, där risken för hårdvarufel inducerade av strålning är mycket större än på jorden.

STÖDET GÄLLER processorerna GR740 och GR765 och både arkitekturerna Sparc och Risc V. GR740 kör Sparc på en fyrkärnig Leon 4-processor, medan de åtta kärnorna i GR765 bootas upp till antingen Leon 5-kärnor eller till Noel V-kärnor. Leon är Gaislers Sparc-cpu-familj medan Noel V är Gaislers Risc V-cpu.

Stödet gäller rymdoperativsystemet RTEMS.

DET PÅGÅR en utveckling mot att AI-algoritmer körs lokalt i rymdfarkosterna istället för att deras insamlade data tankas ner till jorden för bearbetning. Det gäller algoritmer inom fjärranalys, jordobservation, dataanalys och upptäckt av anomalier. Även satelliternas styrsystem försöker använda AI för fatta autonoma beslut.

Klepsydra Technologies är redan sedan tidigare leverantör av AI-mjukvara för rymduppdrag.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

I lådan finns en fyrkärnig CPU och ett antal Akida-acceleratorer. Den har gränssnitt för Ethernet, Wifi, HD-video, PCI Express 2.1 och USB. Den har utvecklats i samarbete med den indiska ICToch elektronikkonsulten VVDN.

Brainchips acceleratorer är ”neuromorfa”, hjärnliknande. Företaget har tagit fasta på att biologiska hjärnor arbetar händelsebaserat (snarare än att marschera i takt med klockpulser) och kodar värden som spikpulser. Brainchip simulerar detta och hävdar att det ger

beräkningar med låg latens, hög genomströmning och extremt låg strömförbrukning.

Utveckling av programvara för AI-tillämpningar sker i samarbete mellan Brainchip och VVDN. De är intresserade av kunder inom detaljhandel, säkerhet, smarta städer, fordon, transport och industri.

Brainchip Akida Edge AI Box

ska generellt kunna accelerera edge-AI-applikationer i utmanande miljöer där energieffektivitet är avgörande och molnanslutning inte är garanterad.

Enligt Brainchip gör den neuromorfa arkiteturen det enklare för Akida Edge AI Box att trimmas för nya tillämpningar på plats, och utan behov av molnstöd.

Akida Edge AI Box kostar från 799 dollar och upp.

Mjukvara utvecklar du gratis på ett onlineverktyg.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

AI-processor för autonoma robotar

■ ARTIFICIELL INTELLIGENS

Renesas släpper en 64-bitars styrkrets i RZ-familjen avsedd för robotik. En accelerator gör den utan kylning 16 gånger snabbare än en CPU på AIberäkningar. Två R8-kärnor ger den stöd för realtid.

Kretsen heter RZ/V2H. AIacceleratorn levererar upp till 80 Tops (10 Tops/W) vilket är tio gånger bättre än de tre föregående RZ-modellerna. Den kör Resnet50 i 830 bilder per sekund, jämfört med 28 för föregångarna.

På samma chip finns fyra Arm Cortex A55 cpu-kärnor på 1,8

GHz för Linux och två Cortex R8-kärnor på 800 MHz för realtid. Plus en Cortex M33.

Kombinationen av realtid och datorseende gör den lämpad för autonoma robotar, tycker Renesas. Den kan exempelvis göra 3D-kartläggning med hjälp av algortitmen Visual Slam. Mjuk-

varuplattformen heter Accelerator och är baserad på OpenCV, ett öppet mjukvarubiblioteket för datorseende.

En utvecklingsmiljö ingår, liksom ett gäng färdigtränade AI-modeller och 400 stycken referensdesigner, så kallade Winning Combinations. En av dem kan identifiera sin omgivning för att bestämma och styra sina rörelser i realtid. Kameraingången stöder 4K.

RZ/V2H, utvärderingskort och utvecklingsmiljö finns för beställning nu.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

USB-instrument med topprestanda

■ TEST OCH MÄT

Picoscope 6000E-D är en förbättrad variant av 6000E som lanserades år 2020 av det brittiska företaget Pico Technology. Bland annat är samplingsfrekvensen dubblerad till 10 GSa/s samtidigt som bandbredden ökat till 3 GHz.

Picoscope 6000E-D är ett USBinstrument av det mer avancerade slaget med fyra analoga kanaler plus 8 eller 16 digitala kanaler på 500 MSa/s.

Jämfört med E-varianten har 1 MHz-ingångarna tagits bort, det finns bara 50-ohmsingångar. Den analoga bandbredden med en kanal har ökat från 1 GHz till 3 GHz samtidigt som samplingsfrekvensen ökat från 5 GSa/s till 10 GS/s. Siffrorna gäller med åtta bitars upplösning i amplituden.

DET GÅR ATT LYFTA upplösningen med Flexres, Pico Technologys teknik som innebär att sänkt samplingsfrekvens ger fler bitar.

I praktiken 10 eller 12. Samplingsfrekvensen sjunker även när mer än en kanal används. Med två blir det 5 GSa/s och med alla fyra 2,5 GSa/s.

Det totala minnet är på 4 GSa samtidigt som instrumentet kan överföra data via USB-bussen med 300 MSa/s.

Allt styrs via Picoscopes mjukvara Picoscope 7.

Priset börjar på 16 000 pund.

PER HENRICSSON per@etn.se

Modul för fast access på 28 GHz

■ KOMMUNIKATION

Sivers Semiconductor har utgått från sin rf-transceiver TRB02801 och adderat 32 antennelement. Resultatet är en modul som i kombination med lämplig basbandskrets skapar en lösning för fast access (FWA) på 28 GHz-bandet.

Modulen BFM02803 lanseras på MWC som startar i dag i Barcelona. Den stödjer 2×2 mimo med dubbel polarisation både nedströms och uppströms för kanaler upp till 1,2 GHz.

Det handlar om 32 dubbelpolariserade antennelement där loben går att styra digitalt i horisontal- och vertikalplanet.

Rf-transceivern TRB02801

lanserades i september 2021 och är i kommersiell produktion. Den klarar banden N257, N258 och N261 i praktiken frekvensområdet 24,25 GHz till 29,5 GHz.

TILLSAMMANS MED ANTENNEN ger modulen upp till +50 dBm per polarisationsriktning.

Sivers har tagit fram en refe-

renskonstruktion där modulen har sällskap av NXP:s basbandskrets Layerscape Access LA12xx och en mjukvarustack från PureSoftware.

PER HENRICSSON per@etn.se

Ett mobilmodem för minimala IoT­noder

■ KOMMUNIKATION

T300 5G Redcap är en lösning för alla som vill addera mobiluppkoppling till enkla IoTnoder med begränsad strömbudget. Förutom modemet M60 har Mediatek integrerat antenner och diverse andra saker i modulen.

Release 17 som klubbades för knappt två år sedan av branschorganisationen 3GPP, innehöll bland annat en ny lösning för enklare IoT-noder som sensorer

och wearables. Tekniken kallas Redcap eller Reduced capability och kräver mindre bandbredd och färre antenner än NT-IoT och Cat M.

Enligt Mediatek sänker enbart

Blåtand med lång räckvidd

■ KOMMUNIKATION

Industriell IoT, smarta hem, paketspårning, fyrar och medicinska produkter är tänkbara tillämpningar för Infineons nya Bluetoothmodul. Den klarar abstånd upp till 250 meter samtidigt som den är billig och energisnål, enligt det tyska företaget.

CYW20822-P4TAI040 följer Bluetooth low-energy longrange (LE-LR) och är certifierad enligt ameri kanska FCC, kanadensiska ISED, japanska MIC och Europas CE plus Bluetooth SIG.

Den baseras på Bluetooth 5.0 och har stöd för 1M, 2M & Coded PHY liksom så kallad advertisement och utökad data. Den klarar en signalnivå ner till –101 dBm vid en datatakt på 125 kbit/s vilket ger en räckvidd vid fri sikt på upp till 250 m med en uteffekt på +4 dBm.

SAMMANTAGET borgar det för en sömlös och stabil förbindelse även över längre avstånd, enligt Infineon.

Modulen drar 1,3 mA vid mottagning (Rx @ –95 dBm och 1 Mbit/s) och 3 mA vid sändning (Tx @ 0 dBm och 1 Mbit/s). Det finns också ett sovläge som drar 2 μA med 32 kB RAM aktivt. Stänger man av det sjunker strömförbrukningen till 0,8 µA.

modemet M60 energiförbrukningen med 60 procent jämfört med alternativ som baseras på LTE Cat-4, och upp till 70 procent jämfört med lösningar som baseras på 5G.

Modulen stödjer mimo i form av 1T2R och har en applikationsprocessor som klockas med 800 MHz för att göra den responsiv. Nedlänken klarar maximalt 227 Mbit/s medan upplänken stannar på 122 Mbit/s.

PER HENRICSSON per@etn.se

Det är inte nödvändigt att programmera modulen innan användning eftersom den levereras laddad med Infineons firmware kallad EZ-Serial.

Formatet är 10,5 × 20,2 × 2,3 mm vilket gör den tillräckligt liten för att kunna integreras i många IoT-produkter. Modulen finns att få i provexemplar.

PER HENRICSSON per@etn.se

Indisk Risc V i IoT-kort

■ INBYGGDA SYSTEM

Nu kan du beställa ett utvecklingskort på den indiska Risc V-kretsen Thejas 32.

Cpu:n, systemkretsen och kortet är utvecklade på det indiska forskningsinstitutet C-Dac (Centre for Development of Advanced Computing).

Kortet heter Aries 3.0, systemkretsen heter Thejas 32 och Risc V-cpu:n heter Vega ET1031 och arbetar i 100MHz. Thejas 32 har

256 kbyte internt SRAM och ligger i en LQFP 128-kapsel.

STRÖMSNÅL IOT , sensorfusion, smarta mätare, systemövervakning och fjärrsensorer är några möjliga tillämpningsområden för kretsen – eller varför inte leksaker? En tanke är att du kan

använda den för att låta en existerande tillämpning i 8 eller 16 bitar ta klivet upp till 32 bitar.

Kortet har 2 Mbyte flash, 3 UART:ar, fyra SPI, tre timrar, åtta PWM, tre I2C-gränssnitt och 32 GPIO-ben.

Core 14 i Kontrons moderkort

■ INBYGGDA SYSTEM

Tyska Kontrons tre moderkortsfamiljer Mini-ITX, Micro-ATX och ATX finns nu med högre prestanda och mer plats för expansion i och med att de uppdateras till stöd för Intel Core 14.

Det som Kontrons ingenjörer gjort rent teknisk är att de uppgraderat Bios till version R2.12.0 i alla moderkort i K38xx-serien. Korten stöder nu

inte längre bara Core 12 och 13 utan även Core 14.

KONTRON PEKAR särskilt ut ATX-kortet K3851-R och det ultratunna mITX-kortet K3831-H Thin.

Kontron kommer att presentera de uppdaterade korten på Embedded World 2024 i Nürnberg, som i år äger rum den 9–11 april.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Här kan du läsa mer om kortet och hur du köper det och startar upp det. Det finns att köpa på Amazon men är i skrivande stund slutsålt på Robu.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Kort på ST:s smarta Linuxprocessor

■ INBYGGDA SYSTEM

Om du behöver ett kort på ST Microelectronics nya AI-accelererade Armprocessor STM32MP2, så kan svenska Martinsson hjälpa till – säger sig vara först i Europa.

Martinsson tar fram skräddarsydda lösningar för användargränssnitt i smarta skärmar till kunder i Norden. Merisc heter Martinssons plattform för riscprocessorer, och nu finns alltså en version för STM32MP2.

ST annonserade sina nya processor STM32MP2 i somras och planerar en stor lansering på Embedded World i Nürnberg i april.

Martinsson kommmer att finnas i ST:s monter, men kan inte hålla sig till dess utan vill redan nu låta alla veta att det har stödet klart i sina Arm-plattformar, vid sidan av det tidigare stödet för bland annat TI AM335, STM32S7 och IMX.

– Vi tar inte bara ansvar för utveckling,

utan även produktion och product lifecycle management, förtydligar företagets marknadschef Daniel Aspeskär.

STM32MP2 är en 64-bitars Linuxprocessor på en Arm Cortex A35-dubbelkärna på upp till 1,5 GHz och en Cortex M33 på 500 MHz.

Chipet har en integrerad AI-acceleratorkärna på 1,35 teraflops. Den har även en 3DGPU och avkodar H.264-video i 1080p.

Bluetooth stöds upp till version 5.2 och Wifi upp till AX. Ethernet är antingen 100 Mbit/s eller 1 Gbit/s. De vanliga PC-gränssnitten stöds, inklusive USB-C. Kortet kan utrustas med 8 Gbyte flash och 4 Gbyte DDR4-RAM.

Skärmar stöds till upp till 2048×1536 i 60 fps via LVDS eller MIPI.

Allt är industriklassat. Det finns ett utvärderingskort på 140×120 mm som inkluderar en pekskärm på mellan 3,5 och 10,1 tum.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Matter på Thread på Arduino från Silicon Labs

■ KOMMUNIKATION

■ PRODUKTION Kistabaserade Inspectis har gjort sig kända för sina digitala avsyningssystem som kopplas till en dator. Nu får de sällskap av ett analogt avsyningssystem som är kompakt och billigt.

Inspectis kompletterar med analog avsyning

– Den är tänkt för inspektionsuppgifter eller för precisionsmontering där man inte behöver de digitala funktionerna, skriver Inspectis marknadschef Alistair Gooch till Elektroniktidningen.

Det betyder också att priset är betydligt lägre jämfört med de digitala modellerna som kopplas till en dator och som kan göra olika typer av analys men också spara data och skapa rapporter.

– Att bara titta på saker är fortfarande den vanligaste tilllämpningen för videomikroskop och majoriteten av alla system

ST släpper högupplöst 3D-lidar

■ SENSORER

Modulen heter VL53L9 och är av typen Direkt Time-ofFlight (Dtof) med en upplösning på 2,3 k vilket enligt ST är marknadsledande.

Den tar IR-bilder i både 2D och 3D. Inga externa komponenter krävs och ingen kalibrering.

Räckvidden är 5 cm till 10 meter. Så den skulle exempelvis kunna fungera som komponent i en kamera och möjliggöra funktioner som laserautofokus och bokeh (att göra bakgrunden eller förgrunden suddig). Den skulle i den användningen kunna stödja upp till 60 bilder per sekund.

Även VR- och MR-system

behöver inte belastas med onödiga datorer, mjukvara och liknande.

Kameran har utbytbar optik som ger en förstoring mellan 20 och 300 gånger när det kopplas till en extern bildskärm. Utgången ger Full HD, det vill säga 1080 × 1920 pixlar.

Kameran kan antingen kopplas direkt via en analog BNCport på skärmen eller via en omvandlare till en HDMI-port.

PER HENRICSSON per@etn.se

har nytta av lidar när de skapar djupkartor, liksom 3Dkartläggning, så kallad slam (simultaneous localization and mapping).

Ledande kunder har fått provexemplar. Massvolymer ska finnas i början av 2025.

Samtidigt har massproduktion just startat av ST:s ToF-sensor VD55H1. En kund använder den i en 3D-kamera som hjälper robotar undvika hinder. Den har upplösningen 672 × 804 punkter. ST tänker sig att den exempelvis ska komma att användas för att räkna besökare eller för att identifiera vad som pågår i smarta hem.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Efter att ha tagit fram mjukvara som kör protokollet Matter över protokollet Thread i det öppna ekosystemet Arduino, gör sig Silicon Labs redo för att släppa ett eget litet kort som utnyttar detta stöd.

Silicon Labs gör tummen upp för Arduinos öppenkod, utvecklingsmiljö och programspråk och berättar att det tog dess egna ingenjörer mindre än två minuter att konfigurera ett kort och ta det i drift som en Matterenhet.

Arduino konstaterar nöjt att tröskeln därmed sänkts för 40 miljoner Ardinoutvecklare att ge sig in på Mattermarknaden.

Kod, inklusive exempel och referenskonstruktioner, finns fri på Github och kan exempelvis köras på utvecklingskortet XG 24 Explorer Kit.

Matterstödet var den ena skon som föll och det hände redan under konsumentelektronikmässan i januari. Nu faller snart den andra skon när de två tillsammans utvecklar ett Arduino

Nano-utvecklingskort för Matter på

Silicon Labs modul MGM240.

Den diskreta lilla modulen baseras på Arm Cortex M33systemkretsen MG24. Den är trådlös, har en uteffekt på 10 dBm och är PSA-certifierad till Level 3. Den har upp till 1536 kB flash, 256 kB RAM, 32 GPIOben och kommer att stödja Matter, Thread och Bluetooth. I väntan på att modulen släpps – på Arduinodagen den 23 mars – går det experimentera med Matter på andra Arduinokort, bland annat hos Sparkfun. Matter är ett smarta hemprotokoll som hoppas på stor interoperabilitet med sitt stöd från stora namn som Amazon, Google, Apple – och Ikea.

JAN

TÅNGRING jan@etn.se

Utvecklingskort med FPGA och Risc V

■ INBYGGDA SYSTEM

Microchip släpper ett utvecklingskort baserat på FPGAkretsen Polarfire som har en fyrkärnig Risc V och 93 k logikelement.

PolarFire SoC Discovery Kit är förhållandevis billigt med sina 132 dollar, bara 99 dollar för studenter, och är tänkt för alla som vill testa Risc V i kombination med programmerbar logik.

Kortet baseras på systemkretsen Polarfire MPFS095T som har en fyrkärnig Risc V (RV64GC) för tillämpningarna och en enkärnig Risc V (RV64IMAC) för att starta kortet och sedan hålla koll på det. Maximal klockhastighet är 667 MHz.

Det finns 128 kByte flashminne (eNVM) och 56 kbyte säkert flashminne (sNVM).

Vidare har kretsen 93 k logik-

element plus 282 MAC-block.

Det finns fyra Serdesblock som klarar upp till 12,7 Gbit/s.

Utvecklingskortet har Microchips ekosystem Mi V, expansionsport för Click-kort och en 40-stiftskontakt för Raspberry Pi-kort. Det finns också en Mipikontakt för att ansluta video.

Kortet kan styras via I2C eller SPI och levereras med en FP5programmerare för FPGA-delen.

PER HENRICSSON per@etn.se

Sex watt för medicinteknik

■ KRAFT

TIM 6 är en serie sexwattsDC/DC-omvandlare i DIP-24 plastkapsling för medicinska tillämpningar från schweiziska Traco.

Inspänningsområdet är 3:1 och de har ett förstärkt isolationssystem för 5000 VAC plus en läckström på mindre än 2 μA.

De finns med inspänningsområden på 9–18 V, 18–36 V och 36–75 V. Utspänningen kan vara 5, 12 eller 15 V liksom ±5, ±12 eller ±15 V.

Verkningsgraden är upp till 89 procent och med komponenter av högsta kvalitet kan omvandlarna arbeta tillförlitligt i ett omgivande temperaturområde på –40°C upp till +95°C. De utgör en tillförlitlig lösning inte bara för medicinsk utrustning utan även för krävande tillämpningsområden som transport, kontroll och mätning eller IGBT-drivrutiner.

Omvandlarna är godkända enligt IEC/EN/ES 60601-1 3rd ed. för 2 x MOPP och levereras tillsammans med en riskhanteringsfil enligt ISO 14971.

PER HENRICSSON per@etn.se

Traveo T2G får Qt-grafik

■ INBYGGDA SYSTEM Styrkretsfamiljen Traveo T2G från Infineon får stöd för Qt-grafik.

Du som utvecklar användargränssnitt på plattformar från Infineons Traveo T2G kan nu få tillgång tll de snitsiga grafik- och animeringsverktyg som saluförs av finska Qt Group.

Det går utmärkt att köra

grafiska gränssnitt på mikrokontrollers, enligt Infineon. Den egna familjen Traveo T2G kan bland annat användas i instrumentpaneler i fordon, industri och sjukvård.

Med Qt:s prestanda ska möligheterna bli ännu fler, enligt Infineon. Det ska ge Qt fem gånger effektivare minnesanvändning och upp till dubbelt så snabb starttid – båda jämfört

med marknadssnittet. Dessutom halveras utvecklingstiden.

Infineon beskriver Qt-verktygen som ett ”paradigmskifte inom utveckling av grafiska användargränssnitt”.

Qt på Traveo T2G kommer demonstreras Embedded World 2024 i Nürnberg den 9–11 april.

Emulerar 40 miljarder grindar

■ EDA

Siemens har spenderat fem år på att göra om arkitekturen i sitt hårdvarubaserade emulerings- och verifieringssystem Veloce CE som nu klarar asicar upp till 40 miljarder grindar plus firmware och tidig utveckling av mjukvara.

– Vi har ändrat designen avsevärt med nya hårdvaru- och mjukvaruarkitekturer, säger Jean-Marie Brunet på Siemens EDA och fortsätter:

– Även om vi hör att Moores lag är död så är det inte så. Många kunder går mot mycket avancerade noder och 3D eller 2,5D och chiplets och […] dessa har ett enormt behov av emulering och prototypframtagning. Det håller på att bli den enda plattformen som kan verifiera konstruktionerna och detta ligger bakom förändringen av arkitekturen.

Borta är burkarna, nu är det serverblad som gäller. Dessa grupperas i enheter om fyra och placeras i rack. Lösningen kommer i tre varianter som går att skala upp till 256 blad.

DEN HAR OCKSÅ LÄGRE strömförbrukning och kan användas i datacenter med luftkylda gångar.

Veloce Strato CS används för asicutveckling. Det baseras på

Siemens egenutvecklade chip kallat Crystal X som tillverkas hos Samsung i en 7 nm-process. Föregångaren tillverkades i en 28 nm-process. Processbytet i kombination med andra förbättringar medför en prestandaökning på fem gånger både vad gäller genomströmning och debughastighet.

CRYSTAL X GER inte bara bättre prestanda utan sänker också strömförbrukningen så mycket att det räcker med luftkylning.

För avlusning av firmvare och mjukvara finns Veloce Primo CS. Här används en FPGA från

AMD, VP1902 ur Versalfamiljen.

– Den tillverkas i samma processnod som Crystal CS så vi har slutit processgapet.

Enligt Siemens har Veloce Primo CS upp till fem gånger bättre prestanda än föregångaren. Den tredje nyheten är Veloce proFPGA CS som riktar sig till utvecklare av systemprogramvara. Den använder sig av ett annat format på serverbladen men nyttjar samma FPGA från AMD, VP1902. Och är även den skalbar upp till 256 blad vilket räcker till drygt 40 miljarder grindar.

PER HENRICSSON per@etn.se

Skräddarsydd mekanik för elektronikprodukter.

Svensk Elektronik – tillsammans för branschens bästa

Inspireras tillsammans med Svensk Elektronik!

Elektronikmässan och Embedded Conference Scandinavia 2024

Under två intensiva dagar samlar vi tusentals företagsledare, entreprenörer, designers, utvecklare och beslutsfattare för en mötesplats fylld med nätverkande, kunskapsdelning och engagerande diskussioner om teknik, innovation, hållbarhet och globala megatrender.

Nytt lägre pris för medlemmar i Svensk Elektronik och Teknikföretagen på ECS 2024!

Endast 1 995 SEK exkl moms

Trerättersmiddag och dryck på The Tech Gala ingår. Erbjudandet gäller t o m 2024-03-31.

Kurs: Smartare Elektronikhandböckerna 18 april 2024, Epiroc, Örebro

Uppskattad kurs i Smartare Elektronikhandboken nu kombinerad med Cybersäkerhetshandboken.

www.svenskelektronik.se kansliet@svenskelektronik.se

Boka här:

Power Electronics Day 2024 16 maj 2024, Grand Hotel Saltsjöbaden

Välkommen till Kraft-Elektronikdagen, som bjuder på intressanta talare, värdefulla insikter och nätverkande.

Missa inte chansen att vara en del av framtidens elektronikbransch!

Anmäl dig på vår hemsida och låt oss tillsammans skapa banbrytande lösningar för en innovativ och hållbar morgondag!

Sverige behöver en stark och internationellt konkurrenskraftig elektronikindustri. Därför behöver vi arbeta tillsammans.

till medlemsansökan.

NEXT-GENERATION OSCILLOSCOPE: EVOLVED FOR MORE CHALLENGES

Precision made easy.

The MXO 5 series delivers breakthrough oscilloscope technology to speed up your understanding and testing of electronic systems. With both four- and eight-channel models, the specifications of the MXO 5 series impress, making the instrument stand out above other industry choices. In addition, the MXO 5 series oscilloscopes are the epitome of cutting-edge technology by delivering quick and accurate results. With custom technology and game-changing features, these oscilloscopes are the perfect tools for understanding circuit behaviors.

More at: www.rohde-schwarz.com/product/mxo5