Elektroniktidningen februari 2023

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

TEMA: OPTO & DISPLAYER

GULDPARTIKLAR HITTAR BIOMOLEKYLER

En optisk sensor från Linköping kan snabba upp produktionen av bioläkemedel. /14–15

BEOTOP:

GREEN14:

Utges av Elektroniktidningen Sverige AB

adress: Persuddevägen 50A, 135 52 Tyresö

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

bankgiro: 5456-3127

redaktion:

Jan Tångring (ansv. utg.)

Per Henricsson

medverkar i detta nummer: Lennart Bonnevier och Mats Udikas

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

annonser: Anne-Charlotte Lantz, 0734-17 10 99 | e-post: ac@etn.se

prenumeration:

webb: www.etn.se/pren

e-post: pren@etn.se

Jan Tångring

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

Per Henricsson

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

4

Anne-Charlotte Lantz

Ansvarar för sälj- och marknadsföring. ac@etn.se | 0734-17 10 99

© Elektroniktidningen 2023

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:

Argus Eye programmerar sensorchips.

Lunds nanopelare öppnar för GaN-på-kisel

Epinovatech utvecklar en tillverkningsprocess för GaN-på-kisel med tillhörande HEMTtransistorer för kraft- och rf-tillämpningar.

24

EXPERT: En diskret optolösning som isolerar I2C-bussen

8

Ett nytt operativsystem är fött Bill Lamie, känd för ThreadX, har tagit ledigt från Microsoft och utvecklat ytterligare ett operativsystem, återigen baserat på trådar, denna gång lånade från Linux.

16

EUs solsatsning är en chans för svensk industri Så kan EU-kommisionens nya gröna giv gynna svenska solcellstillverkare – om Sverige vill.

22

EXPERT: Naturligt ljus och miljövänlig teknik LED-tekniken har snabbt blivit standard inom många områden och prognoserna är fortfarande imponerande, skriver distributören TME.

En lösning med diskreta optiska isolatorer är lätt att implementera och kan erbjuda flexibilitet och kostnadsbesparingar i många tillämpningar, skriver Torsten Siems på Toshiba Electronics.

26

EXPERT: En smart väg till bra användarupplevelser

Att välja en display och sedan integrera den innebär utmaningar och tar tid. Massproducerade intelligenta displaymoduler är ofta ett kostnadseffektivt alternativ, skriver Nikolai Schnarz och Gintaras Drukteinis på Rutronik. 28

EXPERT: De smartaste husen har PoE i armaturerna

Dra PoE till alla armaturer och låt dem bli bas för sensorer och intelligens – då är du redo för allt från klimatstyrning till ljuskommunikation, skriver Mike Sandyck på Onsemi.

START BLOCKET

Apple använder redan galliumnitrid i sina datorladdare på 140 W, Samsung har det i S22:an och EU:s energieffektiviseringsdirektiv spås elda på efterfrågan på GaN-komponenter eftersom de har mindre förluster än kisel. Det höga priset har varit en hämsko men här skulle Epinovatechs lösning kunna ändra förutsättningarna.

– När vi pratades vid för ett år sedan hade vi färdigutvecklat fästlagret på åttatumsskivor och sedan dess har vi dunkat igenom flera tekniska leveranser, säger företagets grundare Martin Olsson.

EPINOVATECH JOBBAR med underleverantörer i flera led för att utveckla tekniken som döpts till NovaGaN.

– Vi har tidigt krattat för att nå åtta tum, som finns i planen för 2023, genom att göra en konventionell GaN-på-kisel på åttatum. Nu tar vi fästlagret vidare i en fyratums processlina för att utveckla färdigt processen för nanopelarna innan vi skalar till en åttatums prototyp under det här året.

Det finns i princip tre olika metoder att framställa GaNwafers men billigast är att utgå från samma typ av kiselskivor (wafers) som används för CMOS-kretsar och belägga dem med ett tunt lager av galliumnitrid (GaN).

EFTERSOM KISEL och galliumnitrid har olika gitterkonstanter passar de inte ihop på atomnivå. Det uppstår defekter, så kallade dislokationer, vilket försämrar prestanda och energieffektivitet. Ytterligare ett problem är att kisel krymper mer än GaN när skivorna kyls ned under tillverkningen av komponenterna i renrummet. Risken är då att GaN-skiktet spricker eller att diskarna blir spröda och går sönder, vilket i sin tur leder till dyra produktionsstopp. Idag är därför GaN på kiselkarbid eller safir vanligast även om det också finns kiselbaserade processer.

Epinovatechs lösning är att limma ett fästlager av nanopelare i alminiumnitrid mellan kislet och galliumnitriden. Dels hanterar det de mekaniska spänningarna och dels fungerar det som ett filter genom att håva in

Svenska nanopelare öppnar för GaN-på-kisel

Ett steg bakåt och ett par steg framåt. Så kan man sammanfatta det senaste året för uppstartbolaget Epinovatech i Lund som utvecklar en tillverkningsprocess för GaN-på-kisel med tillhörande HEMT-transistorer för kraft- och rf-tillämpningar.

defekterna till de första hundratals nanometrarna av GaN-lagret. Själva pelarna är i nanoskala och tillverkas genom fräsning med ett plasma.

Det första GaN-lagret ovanpå nanopelarna är tunt men därefter följer ett betydligt tjockare lager som fungerar som en buffert. Det behövs om man ska göra laterala kraftkomponenter med hög genombrottsspänning och därmed också höga effekter.

I DET TJOCKA LAGRET hanteras problemet med att GaN-processningen får wafern att böja sig, så

kallad strain engineering.

I topplager tillverkas sedan tunna epitaxiella skikt som transistorerna använder. Där finns också den tvådimensionella elektrongasen som är en förutsättning för att mobiliteten ska bli så hög.

– Det vi siktar på är att få samma mobilitet som med GaNHEMT:ar på kiselkarbid.

Mobiliteten går att översätta i RDSon där ett lågt värde ger mindre förluster vilket i en elbil resulterar i längre körsträcka.

Även om bolaget kommer från Lund där nanoteknik är en

av högskolans paradgrenar är Epinovatech inte ett avknoppat forskningsresultat.

– Jag har drivit det som ett projekt i många år innan bolagiseringen 2019, säger Martin Olsson.

FÖRETAGETS GAN-WAFERS går att använda till annat än transistorer genom att modifiera topplagret. Tänkbara tillämpningar är lysdioder och produktion av grön vätgas genom vattenelektrolys. Dagens anod som har en ytbeläggning av iridiumoxid kan ersättas med NovaGaN-

materialet medan katoden byts ut mot nickel.

Företaget har redan åtta beviljade patent för grundtekniken men också för 5G-tillämpningar och för produktion av vätgas.

– Sen har vi också kalibrerat en lateral chiparkitektur anpassad för att göra benchmarking av hög genombrottsspänning. Det finns tradeoffs mellan RDSon och tröskelspänning så vi har i synnerhet riktat in arkitekturen för att mäta hög genombrottsspänning med vårt eget material.

För GaN på kisel ligger den på ungefär 650 V idag. Där är ambitionen att nå en bit över 800 V och därmed bli intressant för batterisidan och elbilar.

– Det vi gjort färdigt i chipväg är en första rf-transistor och ett kraftchip.

Dessa är tillverkade hos ett foundry med en kommersiellt tillgänglig process för GaN på safir, inte GaN på kisel som Epinovatech utvecklar.

– Den lilla transistorn skulle man idag kunna använda till en lågbrusförstärkare under 1 GHz men kraftchippet ska göras i en första 6A-version innan det har någon högre prestanda för krafttillämpningar.

PARALLELLT HAR företaget utvärderat olika underleverantörer för att få till en komplett tillverkningskedja från chipproduktion till kapsling och test. Det senare har gjorts med det Syddanska Universitetet i Odense som har ett center för industriell elektronik.

– Vi jobbar både med en professor i TCAD-simuleringar och har även låtit en professor tolka Jdec-standarden för GaN-chip så vi vet vilka tester vi ska göra. Det handlar både om statiska och dynamiska tester där de senare innebär accelererade livslängdsmätningar.

– Idag finns det mätningar från konkurrerande chiptillverkare som tyder på livslängder på cirka 20 år, säger Martin Olsson.

Som första kapsling har företaget valt en PQFN, samma kapsel som kanadensiska GaN Systems använder för sina enklare modeller. För framtida rf-komponenter kan det bli aktuellt med så kallad WLP-kapsling där hela wafern får ett skyddande ”lock” innan den delas upp i individuella komponenter.

FÖR RF-KOMPONENTER med högre effekter krävs dock bättre och därmed dyrare keramiska kapslar.

– Parallellt har vi låtit göra en referenskonstruktion, en halv halvbrygga som är färdig.

Den visade företaget upp på Electronicamässan i München i höstas. Den baseras på en transistor från GaN Systems men planen är att modifiera den för företagets kommande transistor som är normally-off.

Tanken är också att ta fram modulära omvandlare på cirka

10 kW som kan parallellkopplas för att öka effekten uppåt 100 kW.

De skulle därmed kunna användas som laddare till elfordon.

DEN ANDRA VARIANTEN av transistorn är anpassad för rf-tillämpningar. För att komma igång med MMIC för 5G behöver dock NovaGaN produktiferas för de frekvensband som används för 5G.

– GaN-HEMT:ar har i sig snabbt tillslag för att göra höga frekvenser, men själva frånslaget behöver göras snabbare. Där ska vi anpassa för 5G upp till 56 GHz, säger Martin Olsson.

Hittills har företaget fått in 38 miljoner kronor men planen är att fylla på kassan ytterligare genom att ta in cirka 30 miljoner före sommaren. Pengarna ska ta bolaget till åttatumsprototypen och betala för processningen hos olika partners, men också för att rekrytera till kärnteamet.

PER HENRICSSON per@etn.se

Touch Control at Your Fingertips

A Tactile Twist on Modern Touch Displays

Your next design feature has finally arrived. Introducing the brand new maXTouch® Knob-on-Display™ touch controller family. Our new KoD™ technology for modern HMIs allows you to combine the comfort and safety of physical control knobs with the elegance and flexi bility of present-day multi-touch displays. It is the first automotive-grade touch screen controller family to natively support the detection and reporting of capacitive rotary encoders and mechanical switches over a touch panel.

The state-of-the-art technology allows you to mount a knob onto your display without requiring an opening in the panel or any customization of the touch pattern. A cost-effective solution, this technology also operates on standard sensor patterns and reduces your Bill of Materials (BoM). A comprehensive development tool suite and a knob reference design are available to minimize your development time.

Kina förbjuder export av solcellsteknik

■ ENERGI

Utrustning för tillverkning av solceller blir förbjuden att exportera från Kina. Det ska hjälpa landet att behålla sin marknadsledande ställning inom området.

Teknik för att tillverka stora solceller blir förbjuden att exportera från Kina. Som stora räknas celler över 166 mm. De ökar utbudet per ytenhet solpanel. Det som inte får exporteras är bland annat ugnar och skärutrustning.

Solceller erbjuds idag kommersiellt i storlekar upp till 210 mm.

Även teknik för så kallad black silicon och cast-mono passivated emitter and rear cell (PERC) beläggs med exportförbud, enligt de nya reglerna från Ministry of Commerce och Ministry of Science and Technology.

Komponenterna i sig får däremot exporteras. Tre fjärdedelar världens solpaneler tillverkas i Kina, och dominansen i resten av näringskedjan är ännu större. Vad gäller cellerna tillverkas hela 97 procent i Kina.

Förbudet kommer samtidigt som såväl Indien som EU och USA vill stärka sina ekosystem för solcellsproduktion.

ÄVEN ASIEN DRABBAS. I en katt och råtta-lek för att undkomma amerikanska strafftullar har kinesiska tillverkare flyttat runt sin tillverkning mellan olika länder i Asien. Den produktionsapparaten blir nu svår att underhålla för de kinesiska bolagen.

Kina förbjuder även export av genteknik, lidar och metoder för boskapsuppfödning.

Förbuden kommer samtidigt som USA bromsar Kinas halvledarutveckling, bland annat genom exportförbud.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

FMV analyserar halvledarområdet

I en färsk rapport från Försvarets materielverk intervjuas ett antal professorer och företagsledare inom det svenska halvledarklustret. Dessutom ger den en gedigen förståelse av vad en halvledare är och vad de används till. Bäst av allt är att den 98 sidiga skriften är gratis att ladda ned.

Förhoppningen är att denna tekniska prognos ska ge en ökad förståelse och medvetenhet kring halvledarens roll i framtidens försvarssystem. Vi fokuserar mer på att förklara tekniken och vilka möjligheter den ger och vad som finns att tillgå i Sverige, än riskerna, skriver FMV i förordet.

Men innehållet är minst lika gångbart i den civila sektorn där bland annat fordonsindustrin fått ett bryskt uppvaknande i spåren

av de senaste årens brist på halvledarkomponenter. Skriften borde passa även i skolor och för alla som vill förkovra sig i ämnet.

Förutom eleganta förklaringar till olika halvledarmaterial, hur olika typer av transistorer fungerar, hur halvledarkretsar tillverkas, värdekedjan, Moores lag och det stegrande handelskriget mellan USA och Kina så förklaras även skillnaden mellan IoT, Edge och moln på ett lättbegripligt sätt.

DESSUTOM FINNS läsvärda intervjuer med några av halvledarsveriges mest profilerade professorer plus reportage om några tillverkande svenska halvledarbolag som Irnova, Smoltek och Kisab.

Forskningsinstitutet Rise får komma till tals liksom Vinnova

som stöttar området genom bland annat innovationsprogrammet Smartare Elektroniksystem. Därifrån har kartan över det svenska ekosystemet hämtats.

PER HENRICSSON per@etn.se

Amerikanska Veeco köper Lunds epitaxibolag

■ KISELKARBID Svenska Epiluvac utvecklar och tillverkar reaktorer för kiselkarbid- och galliumnitridepitaxi med hög kvalitet. Produkterna kompletterar Veecos eget utbud vilket har fått företaget att öppna plånboken.

Epiluvac bildades 2013 och utvecklar reaktorer baserade på teknik från Linköpings universitet. Det handlar om så kallad hot-wall CVD (chemical vapor deposition) som baseras på att alla väggar i kammaren är ungefär lika varma.

Veeco Instruments köper nu Epiluvac för 30 miljoner dollar.

Går allt enligt plan tillkommer ytterligare 35 miljoner dollar i köpeskilling. Affären ger Epiluvac tillgång till ett världsomspännande nät av serviceingenjörer vilket kommer att underlätta försäljningen.

PER HENRICSSON per@etn.se

Datakontakter

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

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

PX5 nytt RTOS med trådar i centrum

Ett nytt realtidsoperativsystem såg dagens ljus i slutet av januari. Det heter PX5 RTOS och kan enklast beskrivas som en implementation av IEEE Posix pthreads API (”pthreads”), en standardiserad programmeringsmodell för flertrådade Linuxapplikationer, ovanpå en hård realtidskärna med svarstider på eller till och med under mikrosekundnivå.

Hjärnan bakom PX5 heter Bill Lamie och han har ett långt förflutet i inbyggnadsbranschen. Redan 1996 lanserade han operativsystemet ThreadX som han sålde till Microsoft 2019 – det ingår numera i Microsofts IoT-arkitektur och marknadsförs som Azure RTOS ThreadX.

I somras lämnade Bill Lamie Microsoft och började enligt egen utsago utforska marknaden igen. Det han såg, berättar han i en intervju i Embedded Computing Design, var ”Linux överallt” och i synnerhet alltså applikationer byggda med pthreads – som inget realtidsoperativsystem hade direkt stöd för.

Därur föddes idén till PX5, som bland annat är tänkt att underlätta för utvecklare som är vana vid inbyggnads-Linux att skriva kod för hårda realtidssystem. Med tanke på att inbyggnads-Linux, fortfarande enligt Bill Lamies siffror, har ungefär 70 procent av marknaden för inbyggda system finns det en stor marknad att bearbeta.

Så vad kan man då säga om PX5 RTOS?

Till att börja med att PX5 har lagt till några egna funktioner utöver pthreads-standarden, funktioner som behövs för realtidsstöd och minneshantering bland annat. I

skrivande stund, tre veckor efter lanseringen, är det delvis ett projekt under uppbyggnad: support för processorer utöver Arm Cortex är begränsad, och certifiering enligt ISO 26262 (för fordon), IEC 62304 (medicinsk utrustning) med flera säkerhetsstandarder är planerade under 2023.

DET SKA VARA ENKELT för utvecklare att komma igång, det räcker att inkludera två källkodsfiler. PX5 ser automatiskt till att applikationens main-funktion konverteras till systemets första tråd. En minimal PX5-konfiguration kan enligt dokumentationen köras i så lite som 1 kB flashminne, även om 10 kB anges som en ”normal” förbrukning, och 1 kB RAM. Operativsystemskoden är kompatibel med MISRA-standarden, med ett fåtal noterade undantag.

Man behöver en licens för att få tillgång till den kompletta källkoden och använda operativsystemet – det är alltså inte fråga om öppen källkod – men man betalar ingen runtime-licens, det vill säga inget ”per enhet”. Licensvarianterna som erbjuds är engångsköp och prenumeration.

PX5 RTOS innehåller dessutom en patentsökt funktion kallad PDV (Pointer/Data Verification). PDV ska fungera som skydd mot en typ av fel där arbetsminnet

px5rtos.com

Den patentsökta skyddsfunktionen Program/Data Verification (PDV) är inbyggd i PX5 RTOS. Som standard är den inaktiv men kan med hjälp av konfigurationsparametrar aktiveras för fem kategorier av operativsystemdata:

• Funktionspekare som används i PX5

• Globala operativsystemdata

skrivs över genom exempelvis en buffert som flödar över eller en angripare som skjuter in egen kod i systemet. Med PDV aktivt (det är inaktivt som standard) beräknar och lagrar PX5 en kontrollsumma för varje variabel som ska skyddas, det kan till exempel vara adressen till en funktion eller till ett dataobjekt. Med hjälp av kontrollsumman kan PX5 sedan validera returadressen från en funktion innan funktionen returnerar, för att ta ett exempel, och slå larm om returadressen har manipulerats.

PDV-SKYDDET av standardobjekt och -funktioner hanteras internt i operativsystemet men

• Interna PX5-objekt (trådar, köer, och så vidare)

• Returadresser för interna PX5-funktioner

• Metadata som används för minneshanteringen

Utöver detta finns det också ett särskilt API som utvecklare kan använda för att skydda applikationsdata.

funktionen är även tillgänglig för applikationsutvecklare som vill utsträcka skyddet till egna data. Allt sköts i kod och kräver ingen särskild hjälp från den underliggande processorn, men om det finns hårdvarustöd för slumptalsgenerering kan PDV dra nytta av det.

Två svenska inbyggnadsföretag fanns med på listan med PX5:s partner-företag redan vid lanseringen. Såväl IAR:s kompilatorer som Percepios spårningsverktyg Tracealyzer kommer att lägga till stöd för PX5 i kommande versioner.

Ledande bläck för solceller, kondensatorer, skärmar och transistorer

■ TRYCKT ELEKTRONIK

Norrköpingsbaserade n-ink tar in 13,3 miljoner kronor för att skala upp försäljningen och vidareutveckla sitt miljövänliga och n-dopade polymermaterial för tryckt elektronik.

Solceller, superkondensatorer, bildskärmar och transistorer är några av tillämpningarna där n-inks ledande bläck passar. Precis

som antyds av namnet är det av n-typ och uppges ha lika bra elektriska egenskaper som organiska material av p-typ.

Dessutom är tillverkningsprocessen miljövänlig utan giftiga kemikalier plus att produkten är lätthantering i tryckprocessen och resultatet stabilt.

Bakom innovationen ligger tio års arbete av professor Magnus Berggren och docent Simone Fabiano och deras forskarteam vid

Linköpings Universitet.

Bolaget ska nu vidareutveckla och sälja sitt bläck till stora kemi- och elektronikföretag. I en första fas fokuserar n-Ink på tre vertikaler - polymerer, kondensatorer och solceller. Företaget har redan ett antal kunder som köpt mindre mängder för analys och utvärdering.

PER HENRICSSON per@etn.se

Gör det omöjligt att ta genvägar

Det räcker inte med att veta att de 28 skruvarna i topplocket är dragna med rätt moment och vinkel, verktygen kan inte rapportera om de dragits i rätt ordning eller om montören dragit 28 gånger på samma skruv. Uppstartsföretaget Beotop har löst problemet med ett kamerabaserat system som dessutom kan hjälpa montören genom att med laserljus peka ut vilken skruv eller annan del som är på tur att monteras.

– Vi såg att det fanns behov av positioneringen. Och så såg vi att fördröjningen i datakommunikationen med de trådlösa verktygen gjorde att produktionssystemen reagerade vid fel tidpunkt, efter att arbetsstycket åkt vidare på monteringslinan, säger Björn E Edlund som grundade Beotop Innovation för snart fem år sedan.

Han arbetade då på Atlas Copco med skruvdragare till industrin. Det är avancerade produkter som levererar en stor mängd data. Men de kan inte avgöra om det är rätt skruv som är åtdragen.

INNAN DESS ARBETADE han på Patent- och registreringsverket och såg därför möjligheten att ta patent på kombinationen av positionering och optisk datakommunikation med verktyget.

Positioneringen finns nu implementerad i en prototyp som förfinats i ett antal omgångar medan den optiska kommuni-

kationen med verktyget är på utvecklingsstadiet.

– Vi har vad man kallar en MVP, en Minimum Viable Product.

Den är tillräckligt bra för att lösa ett problem, medan den optiska kommunikationslänken kan adderas längre fram.

VI GÅR BORT till uppställningen där två långsmala burkar tittar ned på bordet där det ligger en metalldel redo att skruvas fast med två skruvar.

Varje burk innehåller en kamera, en RGB-laser och en inbyggnadsdator med klient som processar bilderna och som styr lasern. En av burkarna har dessutom en server.

All mjukvara ligger i burkarna så det är ingen molnlösning, säger Stefan Ohlson som byggt ihop burkarna och stått för elektroniken.

All konfigurering av systemet sker via en PC som är inkopplad temporärt i samma lokala nätverk som burkarna.

Kameran har en sensor på 5 Megapixel vilket gör att den kan placeras på flera meters avstånd och ändå se små detaljer som skruvar.

På bordet ligger också en industriskruvdragare med en bit reflextejp på huvudet. Det är samma typ av reflex som används i vanliga trafikskyltar.

– Genom att vi får en reflex tillbaka till vårt system vet vi exakt var verktyget är, säger Björn E Edlund.

DET GÅR ATT HA två eller flera burkar som ”tittar” i olika vinklar för att lösa problemet med att operatören eller något annat skymmer reflexen på verktyget.

Björn startar systemet och en grön laserpunkt pekar på den första skruven som ska dras fast. Laserpunkten har medvetet gjorts lite större för att den ska synas även om den exempelvis råkar vara riktat mot ett skruvhål.

Det finns också två blå ljuspunkter, en från vardera burken,

som är inställda för att träffa reflexen som sitter på verktyget.

Det är inget krav på att använda det gröna och blå guideljuset, det kan stängas av om montören tycker att det är störande. Men för den som är ny, eller när det kommer nya delar kan det underlätta arbetet.

Dessutom finns en röd laser som mäter avståndet till reflexen och därmed avgör att verktyget är på rätt plats.

SEDAN ÄR DET BARA att sätta dit skruvdragaren och dra åt. Men när Björn börjar med skruv nummer två händer inget, verktyget är bortkopplat eftersom det inte är på rätt ställe.

Kommunikationen med skruvdragaren sker via Open Protocol som är utvecklat av Atlas Copco men som används av nästan alla tillverkare av skruvdragare.

För varje arbetsmoment skapas en rad data inklusive serienummer på verktyget, tid, vridmoment och beroende på inställning även hur många grader skruven vreds.

– Det enda operatören vill är att systemet ska tycka att arbetsmomentet är klart. Alla vet att det är så och känner till att operatörerna hittar på något om

genvägar i monteringen

Tekniken fungerar med i princip vilket verktyg som helst som det går att sätta en liten bit reflextejp på, även om det inte är uppkopplat.

– Det fungerar med en skiftnyckel. Även om den inte är styrbar kommer man att veta att den varit på rätt ställe, säger Björn E Edlund.

Det behövs inga CAD-ritningar eller annat underlag för att konfigurera systemet.

– Det är en enorm fördel eftersom saker förändras och man slipper referera till dokumentationen. Det här är så nära verkligheten det kan bli, ändrar man något är det bara att ta en ny bild.

DELEN SOM SKA MONTERAS placeras så att minst en kamera ser den. Därefter markerar man med musen på kamerabilden var exempelvis en skruv som ska dras fast. Nästa steg är att verktyget placeras på skruven för att en ny markering med nusen ska kunna göras på verktygsreflexen.

Sedan är det bara att gå vidare till nästa skruv eller en annan arbetsuppgift, som att placera ut en komponent.

I det senare fallet läggs biten på rätt ställe varefter man ritar upp dess konturer med musen. Under drift ritas sedan denna form ut med blått guideljus.

det strular. Vårt system är ett komplement till befintliga installationer, det ser till så att man bara kan dra rätt skruv i rätt ordning enligt specifikationen.

Lösningen fungerar även med ett löpande band eller med vagnar som inte alltid stannar på exakt samma ställe så länge arbetsstycket

finns inom kamerans synfält. Det ger också montörerna möjlighet att flytta delen lite utan att systemet behöver kalibreras om.

Det överordnade produktionssystemet behöver inte märka att vi finns, vi går in emellan det och verktyget. Vi kompletterar därmed befintlig installation, säger Stefan Ohlson.

– Vi har demonstrerat för rätt många inklusive Volvo och Scania. Nu är vi på en nivå att systemet skulle kunna börja användas i industrin.

Klinisk diagnostik, holografi och kvantteknik är snabbt växande tillämpningsområden för den Solnabaserade lasertillverkaren Cobolt. Företaget har mer än fördubblat sin omsättning senaste fem åren, mycket på grund av ökad efterfrågan på optisk baserad analysutrustning för precisionsmedicin inom sjukvården.

Laserenheterna från Cobolt levereras i våglängdsområden från ultraviolett till infrarött, max effekt är några Watt.

Lasrarna från Solna flyttar in på sjukhusen

På andra våningen i en rätt anonym kontorsbyggnad i Solna ligger Cobolts renrum och huvudkontor. Här tillverkas alla företagets lasrar. Till största delen består de av diodpumpade halvledarlasrar (DPSSL). Företaget är framför allt inriktat på lasrar till analysinstrument för forskning och utveckling inom bioteknik, samt för kemisk analys och kvalitetskontroll inom flera olika industrisektorer. Exempelvis sitter många av bolagets produkter i instrument som används i tillverkningen av läkemedel och halvledarkomponenter.

Många av lasrarna används för att snabbt bestämma kemisk sammansättning med hjälp av så kallad Ramanspektroskopi. De ingår också som ljusmotorer i avancerade mikroskop som gör det möjligt att studera levande celler i extremt hög upplösning. Några av bolagets kunder är tillverkare av den typ av superhögupplösta mikroskop som belönades med nobelpriset 2014.

Men nu ser vi att dessa avancerade avbildningstekniker allt oftare börjar ta plats i utrustning som används för klinisk diagnostik och DNA sekvensering, framför allt för olika typer av cancersjukdomar, alltså inte enbart för forskning och utveckling. De här nya teknikerna möjliggör högre grad av precision, på rent fysisk storleksnivå men även på genetisk nivå. Precisionsmedicin är därför

Cobolt har utvecklat ett eget byggsätt för laserenheter. Värmehärdande lim används vid monteringen av de optiska komponenterna på bäraren. Kapseln som används är lasersvetsad kapsel.

ett lämpligt samlingsnamn på den typen av tillämpningar, säger företagets grundare och vd Håkan Karlsson.

Nya laserbaserade instrument gör det också möjligt att analysera vävnadsprover direkt på plats på kliniken, i stället för att proverna först måste sändas iväg till ett laboratorium. Det här kan öka på snabbheten i diagnosprocesserna rejält, vilket är till stor fördel för patienterna.

Håkan Karlsson säger att företaget också tittar på holografiska lasertilllämpningar. Ett exempel är lasrar som används för att tillverka komponenter till utrustning för AR, augmented reality. Bolaget ser också kraftig ökad efterfrågan på lasrar som används i utvecklingen av nya kvanttekniker såsom kvantförstärkta sensorer, kvantkryptografi och kvantdatorer.

En stor del av produktionen är bokad för branschens stora märkesnamn som bygger in lasrarna i sina analysinstrument. Men lasrarna säljs också som fristående enheter tillforskningslaboratorier runt om i världen, bland annat till flera av de senaste årens nobelpristagare.

Företagets styrka är att man kan producera lasrar med hög och jämn kvalitet på ljuset. Lasrarna klarar lång kontinuerlig drifttid även i tuffa miljöer. Medeleffekterna är upp

FAKTA

till ett par Watt och bolaget tillhandahåller lasrar över ett brett våglängdsområde från UV, över synligt och upp till infrarött. Laserenheterna som levereras behöver inte trimmas efter att den lämnats produktionslinjen.

Idag är det tillverkningskunnandet och byggsättet som är kärnan i företagets teknik, säger Håkan Karlsson under rundvandringen i renrummet där lasrarna monteras och justeras in. De optiska komponenterna sitter på ovansidan av en temperaturstabiliserad bärare. På några av de mest komplexa lasermodulerna går det att räkna till flera tiotal optiska komponenter som monteras in med mycket hög precision.

DEN OPTISKA DELEN av lasern bakas i värmeugnar och försluts sedan hermetiskt med en svetsprocess. Den nödvändiga elektroniken monteras direkt utanpå kapseln. I slutet av tillverkningslinjen trimmas laserns inställningar och dess prestanda verifieras i särskilda testriggar.

När Cobolt grundades år 2000 var det kunskaperna om hur man kan ändra laserljusets våglängd med icke-linjära kristaller av typen KTP som var en kärna i företaget. Håkan Karlssons doktorsavhandling behandlade det fenomenet. Cobolt har idag lämnat all egen tillverkning av de ingående komponen-

Laserljus i valfri färg

Cobolt grundades år 2000. Sedan 2015 ingår det i Hübner Photonics. Det svenska företaget, baserat i Solna, har 60 anställda och omsätter omkring 200 miljoner kronor.

Företaget är inriktat på tillverkning av diodpumpade halvledarlasrar (diod pumped solid state lasers, DPSSL). Lasrarna används för inbyggnad i både analysinstrument

och fristående enheter. Företaget marknadsför sina lasrar i tre större produktlinjer.

Våglängdsområdet är 355–1 064 nm, det sträcker sig från ultraviolett till infrarött. Lasrarna levereras med effekter upp till 3 W. I laserenheten finns en eller flera laserdioder vars osynliga infraröda laserljus konverteras till andra våglängder. Tekniken

terna och koncentrerar sig helt på utveckling och tillverkning av lasrar och lasersystem.

Cobolts tillväxtresa har därmed tagit en delvis ny vändning, men Håkan Karlsson understryker att affärsinriktningen för företaget, sattes redan vid start och att man hållit den kursen sedan dess.

Vi var bestämda med att vi inte var inriktade på IT- eller telekom, utan på lasrar främst för analys och biotech, trots att det var mitt under telekom-boomen i början av 2000-talet och det regnade kapital över företag som skulle ta fram teknik för framtidens internet, säger Håkan Karlsson.

– Men det var nog ändå tur för oss. Många företag med mycket riskkapital växte snabbt, men gick under när kraschen kom runt 2001–2002. Våra investerare från SEB och Investeringsfonden var mer försiktiga och uthålliga, vilket visade sig vara klokt.

Så ni hade egentligen ingen koppling till den starka utveckling inom fotonik som före sekelskiftet främst drevs på av telekomindustrin?

– Nej det hade vi inte, säger Håkan Karlsson först. Men så ändrar han sig:

– Jo, på sätt och vis finns det faktiskt en koppling. När det gäller monteringskunnandet så kunde vi rekrytera bland specialister som hade erfarenhet av att bygga extremt

gör det möjligt att göra laserenheter med ett antal fasta, valbara våglängder, dels laserenheter där våglängden är kontinuerligt justerbar.

Cobolt har utvecklat en patenterad tillverkningsteknik som ger termiskt mycket stabila laserenheter som inte ska trimmas av användaren. Tekniken innebär att de optiska komponenterna limmas på en bärare med ett värmehärdande lim. Enligt företaget ger det betydligt mer tillförlitliga

tillförlitliga lasrar för telekom. Vi kunde därför utveckla byggmetoder som liknade dem inom telekom.

Sedan några år är Cobolt en del av den tyska verkstadskoncernen Hübner, baserad i Kassel. Det är ett stort familjeägt bolag som är underleverantör till transportmedelsindustrin, till tillverkare av tåg och bussar. Det är ett område som är helt väsensskilt från laserutveckling. Hübner har goda marginaler på sin traditionella tillverkning, men tillväxten är ganska statisk. Därför investerar man i att diversifiera sig, bland annat genom en satsning på laserteknik.

Formellt sett är Cobolt en del av divisionen Hübner Photonics. Håkan Karlsson är både divisionschef och vd för Cobolt. Företaget i Solna utgör huvudparten av Photonics. Även Valo Innovations, baserat i Tyskland och som tillverkar mycket snabba fiberlasrar, ingår i divisionen.

I RUNDVANDRINGEN på Cobolts huvudkontor med utvecklingsavdelning, marknad och renrum visar Håkan Karlsson på hur företaget vuxit.

– Ett grannföretag i fastigheten flyttade ut nyligen. Då kunde vi göra en ny utbyggnad av renrummet och fortsätta öka vår produktion, säger han.

Renrum och kontorslokaler ligger intill

fogar än UV-härdande lim som är den konventionella monteringsmetoden i det här sammanhanget.

Laserenheterna från företaget används främst för analys och forskning. Tillämpningarna är många, men biotechområdet är dominerande: högupplösningsmikroskopi, DNA-sekvensering, Ramanspektroskopi, interferometri, flödescytometri, mätning av halvledare, gasanalys, optogenetik, holografi, Lidar …

varandra, det är bara en stor glasruta som skiljer avdelningarna åt. Som besökare hamnar man mitt i händelsernas centrum, mellan kaffemaskinen i lunchrummet och produktionslinjen i renrummet.

Håkan Karlsson understryker att tillväxten i Cobolt än så länge finansierats med egna medel. Företaget går bra, det omsätter idag omkring 200 miljoner kronor och under de senaste fem åren har resultatet efter finansnetto pendlat kring lite drygt 10 procent av omsättningen.

Hübner Group omsätter motsvarande drygt fem miljarder kronor. Än så länge utgör koncernens division Hübner Photonics en mindre del. Men Håkan Karlsson gör klart att ambitionerna på tillväxt inom Photonics är högt ställda.

– Vårt mål är att utgöra en betydande del av Hübnerkoncernen inom en inte allt för avlägsen framtid, säger han.

ETT HINDER FÖR TILLVÄXTEN är att få tag på tillräckligt med arbetskraft. Det är ett generellt problem bland fotonikföretagen i hela Europa menar Håkan Karlsson. Cobolt arbetar med rekrytering bland annat genom att deltaga på olika evenemang på de tekniska högskolorna för att försöka öka på intresset för fotonik bland studenterna och de försöker även nå ut till gymnasieskolor.

– Det är konstant svårt att få tag på arbetskraft. Det här är en liten bransch som kanske inte är så känd här i Sverige. Vi söker arbetskraft inom alla områden. Laseringenjörer, elektronik- och mjukvaruutvecklare och försäljare behövs förstås. Men inte minst är det viktigt med duktiga operatörer, säger Håkan Karlsson.

– Det finns ju ändå väldigt många spännande teknikområden inom opto och fotonik. Kvantdatorer, hologramteknik, augmented reality och superhögupplöst mikroskopi är bara några av dem. Och allt det vi gör används i tillämpningar som på ett eller annat sätt bidrar till en förbättring av vår värld, framför allt vad gäller bättre möjligheter att diagnostisera och behandla allvarliga sjukdomar. Vi är väldigt glada och stolta över att kunna bidra till den utvecklingen och vi hoppas den känslan skall kunna hjälpa till att locka duktiga nya medarbetare till oss, framhäver Håkan Karlsson. MATS UDIKAS mats.udikas@telia.com

Guldpartiklarna hittar organiska material när du lyser på dem

Fungerar produktionslinan för vårt läkemedel?

Det är den första fråga som en sensor från uppstarten Argus Eye i Linköping kommer att få svara på när den gör kommersiell debut.

Sensorn detekterar organiska substanser med hjälp av ett optiskt fenomen hos metaller kallat nanoplasmonik – se faktarutan.

Nanoplasmonik har flera spännande användningsområden varav en del redan tillämpas och andra mognar i utvecklingslabben – allt från datakommunikation och effektivare solceller till cancerbehandling.

Och sensorer. En svensk nanoplasmonisk sensor finns redan sedan några år i Göteborg hos Insplorion, som använder den för att mäta laddnivå i battericeller och vätgaskoncentration.

Argus Eye specialiserar sig istället på att detektera organiska substanser, i synnerhet biomolekyler.

Ett antal betasystem har sålts till de första kunderna.

En av nyckelkomponenterna i systemet är särskilda prober som behandlas för att vara känsliga för specifika biomolekyler. Företaget har utvecklat egen optisk hårdvara för att belysa prover och egen mjukvara för att analysera små spektrala förändringar i det reflekterade ljuset. Där finns information som avslöjar exempelvis koncentrationen av ämnet som ska detekteras.

SPETSKOMPETENS ligger bakom flera av komponenterna men det som Argus Eye konkret säljer på är att mätsystemet kan integreras i processer och ge data i realtid.

Den första officiella kunden, tyska Bayer, ett av världens

största läkemedelsbolag, ska använda sensorn för att tillverka biologiska läkemedel. Eller närmare bestämt för att utveckla den process som senare ska användas för volymtillverkning.

Med Argus Eyes sensor behöver inte Bayer avbryta och plocka prover som skickas till separata labb.

– Att som idag hela tiden behöva stanna och invänta provsvar gör processen långsam och dyr, förklarar vd Erik Martinsson.

– Att vi kan integrera mätningen direkt i processtegen är unikt. Där faller många andra typer av biosensorer.

Det som Argus Eye ger Bayer är snabbare processutveckling. Och därmed kortare tid till marknad. Det kan vara en extremt viktig faktor i medicinvärlden – tänk exempelvis på vacciner som ständigt måste uppgraderas till nya virusvarianter.

Det är enklare för Argus Eye att sälja sensorn för utvecklingssteget än för kvalitetskontroll under produktion.

– Där finns inte lika starka regulatoriska aspekter. Men visst vill vi komma in i storskalig produktion. Så vi kommer i framtiden även ta fram produkter som klarar även sådana krav. Det skulle i så fall inte bara innebära större volymer utan även mångåriga åtaganden från kunden. – Kommer man in i en sådan process kommer de vilja fortsätta använda vår teknik och process länge. De gör ogärna förändringar när processen väl är godkänd av regulatoriska myndigheter.

Hur stor är er totala marknad? – Enbart läkemedelsproduktion i sig är väldigt stort. Och det finns många andra tillämpningsområden.

Argus Eye

engångsprober i rostfritt stål. Den cirkulärt räfflade ytan beläggs med en homogen lösning av nanometersmå guldpartiklar på vilka Argus Eye fäst molekyler som

binder kemiskt till den eftersökta biomolekylen. Molekylerna kallas ligand respektive analyt. Provet presenteras för proben och om analyter finns i provet binder de till liganderna. Då händer

det magiska att guldpartikelns resonansfrekvens ändras. Detta syns i det ljusspektrum som reflekteras från proben. Proberna kallas ”chips” men har inget med halvledare att göra.

Ljus kan få elektroner att vibrera

Nanoplasmonik handlar om att utnyttja unika optiska egenskaper hos metaller.

Riktigt små metallpartiklar fungerar som en sorts antenner för ljus. Deras resonansfrekvens bestäms dels av deras form och storlek men också av deras omedelbara omgivning. Det sistnämnda är vad som gör att de kan användas som sensorer.

Argus Eye har valt att arbeta med sfäriska guldpartiklar med en diameter kring 50 nm. De ger resonans i synligt ljus, kring 540 nm. Därmed kan Argus Eye arbeta med optiska komponenter av standardtyp.

När biomolekyler binder till guldpartiklarna flyttar sig resonansfrekvensen någon tiondels

nm. Det är dessa små förändringar som Argus Eye detekterar.

Argus Eye har fått lösa många olika problem för att utveckla systemet, som att hitta molekyler som binder till den intressanta substansen, att tillverka guldpartiklar i rätt storlek,

Som?

– Att detektera bakterier i vattensystem till exempel, för att upptäcka legionellautbrott. Det är en global jättemarknad som vi tittat på. Livsmedelsindustrin är en annan.

Marknader finns i princip överallt där det finns någon form av biologiskt material man vill kunna mäta.

Argusögats fokus ligger dock just nu på läkemedel som antikroppar, hormoner och vaccin.

– Vi såg att det fanns ett stort behov av sensorer som kan monitorera tillverkningsprocesserna – hur mycket produkt har vi? Hur mycket föroreningar har vi?

– Tidsmässigt ligger vi helt rätt. Det sker en omställning i läkemedelsbranschen med mycket mer fokus på biologiska läkemedel. Ungefär hälften av alla nyregistrerade läkemedel är idag biologiska.

FÖRETAGET GRUNDADES 2017 och består idag av tre heltidsanställda samt ett antal inhyrda konsulter.

Tekniken kommer från Erik Martinssons och Daniel Ailis forskning om sensortillämpningar av guldnanopartiklar som började för cirka 15 år sedan.

– På den tiden var det grundforskning. Senare tog vi det vidare till tillämpad forskning och nu kommersialiseras den genom Argus Eye.

Argus Eye hoppas kunna lansera sin första standardprodukt under våren.

att fördela dem homogent i en lösning med lagom koncentration, att utveckla algoritmer som kvantifierar exempelvis vilken koncentration av ämnet en mätning motsvarar och att kompensera för olika mätförhållanden som att substansen strömmar förbi i olika hastighet.

Europa var världsledande på solceller när Kina inledde ett kraftigt subventionsprogram. Svenska Midsummer är en av de som finns kvar – bilder på detta och nästa uppslag.

Vad vi vet om EU:s solcellsplaner

EU-kommissionen vill göra en storsatsning på cleantech- och nettonoll-industrin, och värdekedjan för solcellstillverkning är en stark kandidat för att få stöd. Om EU-länderna röstar ja, så är detta vad som väntar.

Elektroniktidningen har talat med en person med god inblick –svensken Johan Lindahl, generalsekreterare för European Solar Manufacturing Council med 55 medlemmar från hela solcellsindustrin.

För det första är ingenting klart ännu, så den här artikeln är delvis spekulativ.

Det som står klart är att EU-kommissionen vill göra en satsning för europeisk cleantech-

industri som ska matcha de satsningar som görs av USA, Japan, Indien och Kina, med flera. Men vi vet inte hur EU-länderna kommer att rösta.

För det andra finns bara övergripande planer kring regleringar, finansiering, utbildning och handel. Solceller nämns som exempel på en produktkategori där den tillverkande industrin kan få stöd, tillsammans med batterier, vätgas, vindkraft, värmepumpar, elektrolysörer och

geologisk lagring av koldioxid.

Exakt vilka produkter som faktiskt kommer att omfattas ”återstår att definiera”.

Kommissionen räknar upp en lång rad fonder och initiativ som skulle kunna används i en grön giv. Dessutom kan reglerna för statsstöd till egna företag tillfälligt ändras vid en kris. Det skedde bland annat efter pandemin. Och så tillkommer privat finansiering som kommer att vara den absoluta merparten.

Skulle det kunna finnas något för svenska företag att hämta?

– Kanske. Det beror lite på hur det sätts upp och hur aktivt ett land som Sverige är. Om statsstödsreglerna lyfts, så är det upp till Sverige att agera på det. Om Sverige väljer att inte göra det

medan Italien och Spanien gör det, då kommer det mer gå till dem, säger Johan Lindahl.

De som driver en EU-solcellssatsning ivrigast är Frankrike, Tyskland, Spanien och Italien.

Vad gäller tillverkning finns ett antal företag i EU med planer på att rampa upp och bygga fabriker i gigawattskala, även utan subventioner.

Inte så många i Sverige dock. Johan Lindahl nämner två existerande svenska företag: Midsummer och Evolar.

Samtidigt kan hela solenerginäringskedjan i princip bli intressant för subventioner, även exempelvis glastillverkning, elektronik och kablar.

– Hur och i vilka ramverk det kommer att tillåtas och med vilka medel – det är inte helt satt

i sten. Det kommer att vara en hel del upp till medlemsländerna hur man definierar det.

– Det första steget är att få EU och medlemsländerna att acceptera inriktningen – analysen att detta är något vi måste göra om vi inte ska bli akterseglade.

Det finns flera skäl till att kommissionen vill satsa. Det den nämner först i en kommentar den 1 februari är att EU vill säkra en roll i en grön ekonomi som beräknas omsätta 600 miljarder euro år 2030.

– De som investerar först och snabbast kommer att säkra en plats i denna nya ekonomi, skriver kommissionen.

Att snabba upp klimatomställningen är det andra primära målet.

Europa brukade vara världsledande på tillverkning av solceller, men Kina såg dem som strategiskt viktiga och har sedan 2011 subventionerat området med sammanlagt en halv biljon kronor.

– Det fanns ingen politisk vilja i Europa att göra detsamma, så det blev svårt för europeiska företag att konkurrera, säger Johan Lindahl.

Kinas produktion växte dramatiskt och Europas krympte. Idag produceras 85 procent av den globala marknadens solceller i Kina medan EU har 0,6 procent.

Kina producerade även 75 procent av modulerna, 79 procent av det polykristallina kislet och 96,8 procent av alla wafers.

Finns kompetens i EU att skala upp produktionen igen?

– Absolut! Det behövs dock en politisk vilja. Vi har ganska många företag men inte så stora produktionsvolymer. Värdekedjan i Europa är dysfunktionell. Vi behöver skala upp alla delar. Inte bara moduler, utan även celler, wafers och så vidare.

Behövs subventioner för detta?

– Ja, det gör det nog, eftersom Kina fortfarande subventionerar

sin marknad.

Även Indien, USA, Japan, med flera utformar subventioner och investeringsstöd.

– Bidens Inflation Reduction Act i princip häller pengar på cleantechindustrier.

Varför dessa satsningar?

– Det pågår en geopolitisk kapplöpning om att säkra kontrollen över cleantechindustrierna eftersom det kommer att vara framtiden. Framför allt solenergi – de flesta är överens om att solkraften kommer att bli det största kraftslaget globalt.

– Då blir det strategiskt viktigt att åtminstone ha en kontroll över produktion som kan tillgodose den inhemska konsumtionen.

Vet vi att det kommer att bli ett subventionsprogram?

– Nej. Men EU-kommissionen vill gå åt det hållet.

Brukar den få som den vill?

– I det här fallet tror vi att de kan få det. Det har varit ett rejält uppvaknande för många EUmedlemsländer att vi måste gå bort från det importberoende vi tidigare levt med.

– Så länge som det inte är några problem i världen och relationerna är bra, så är det inga problem att importera allt man behöver. Men under pandemin fick medlemsländer stora problem för att de inte kunde få tag på den medicinska utrustning som behövdes, för de var de vana att importera. Men länderna vi importerade ifrån ville ha dem själva.

– Sedan kom kriget i Ukraina och gasleveranserna från Ryssland stoppades, och en energikris drabbade industrin hårt med väldigt höga elpriser.

– Jag tror att förståelsen och insikten nu finns på plats efter att vi genomlevt de här kriserna.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Mer om satsningen på nästa uppslag!

De svenska solcellstillverkarna

MIDSUMMER – maskiner, celler och egna moduler

Den tydligaste kandidaten för en EU-satsning på solcellsindustrin torde vara Midsummer. Bolaget är redan i färd med att skala upp sin produktion med en ny fabrik för ett antal hundra arbetstillfällen. Det meddelade bolaget strax efter nyår.

Företaget har varit verksamt snart två decennier, dels med utrustning för att tillverka tunnfilmssolceller, dels med egen tillverkning. Omsättningen år 2020 var 110 miljoner kronor.

EVOLAR – förbättrar andras solceller

Evolar i Uppsala kan dra upp verkningsgraden i befintliga kiselsolceller från 20 procent till 25 procent, som typiska siffror. Knepet är att addera ett extra

skikt som plockar energi från ett frekvensområde vid sidan av det som kiselsolcellerna utnyttjar. Evolar förvandlar på det viset befintliga solceller till så kallade tandemsolceller.

Materialet är gjort av mineralet perovskit.

Ett femtontal tillverkare har fått erbjudande att köpa tekniken – både tillverkare av celler och paneler. Extraskiktet kan adderas antingen i cellerna i sig eller när solpanelerna sätts samman.

Den som blir testkund idag kommer – ta i trä – att kunna dra igång volymtillverkning den dag tekniken är fullständig bevisad i alla parametrar vad gäller exempelvis stabilitet, livslängd och verkningsgrad

Tandemcellerna blir dyrare, förstås. Du som bygger en solcellspark på en hektar ute i natu-

ren är knappast intresserad – det är förmodligen billigare att göra den större. Men begränsade ytor, som hustak, ska kunna räkna hem investeringen i kronor per kWh över tiden.

EPISHINE – inte utomhus än, men vill dit Dagens Epishine tillverkar solceller för strömförsörjning av prylar inomhus, framför allt uppkopplade sensorer.

– Men ambitionen för oss är att framöver ta tryckta solceller till applikationer utomhus, berättar teknikchefen Jonas Bergqvist

När Epishine en vacker dag går utomhus kommer det till att börja med att vara i specialnischer.

– Vi kommer då inte att konkurrera direkt med kisel, utan

exempelvis där taket inte klarar av att bära kisel.

Det blir inte aktuellt förrän produktionskostnaden tagits längre ner, och verkningsgrad och livslängd skruvats upp.

– Det är den långsiktiga visionen, säger Jonas Bergqvist.

Kanske inte denna gång I Sverige finns även solcellstillverkare som Epishine, Exeger och Peafowl med celler som används snarare för strömförsörjning än energiproduktion. Och så finns förstås spännande solcellsforskning som dock förmodligen inte är aktuell för just denna EU-satsning. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Vill sänka utsläppen för solcellskisel

Uppstarten Green 14 tycker att det är läge för att damma av gammal teknik för att tillverka kisel för solceller med hjälp av vätgas.

– Så länge som vi kunde spotta ur oss hur mycket CO2 i atmosfären fanns inga incitament. Världen var inte redo.

Det säger Jan Dinkelspiel, en av grundarna. Han är ett känt namn i bank och finansvärlden.

Traditionellt utvinns polykristallint kisel till solceller från kvarts i två steg. Det första ger kisel som är rent nog för metalllegeringar, 99 procent. Det andra steget tvättar bort orenheter tills du når sex eller fler niors renhet, 99,9999 procent. Steget är extremt energikrävande.

Green 14:s metod är mindre energikrävande och går från kvarts till polykristallint kisel i ett enda steg med hjälp av vätgas – när kvarts (kiseldioxid) reagerar med vätgas bildas kisel och vatten.

GREEN 14 levererar sitt renade kisel till levererar till producenter av kiselskivor och kiselstavar.

Vinsten med Green 14:s metod blir allra störst där elen är smutsig. Det är den i Kina och det är där merparten av dagens kisel produceras.

– Vi blir 50–95 procent grönare än de alternativ som finns på marknaden.

– Dessutom är priset på vätgas på väg att komma ner radikalt. Ofta är grön teknik dyrare. Men det som är häftigt här är att vi ersätter en energiintensiv process med något som dessutom är billigare.

Den som tog initiativet till Green 14 är australiern Adam Podgorski, kemist och solcellsspecialist.

Han utvecklade och patenterade en teknik att förbättra yielden i produktionen av solpaneler. Men så upptäckte han den potential som fanns i att sänka utsläppen i kiselproduktionen.

För 1,5 år sedan hoppade han av sina doktorsstudier på Imperial College i London för att grunda Green 14.

Det är bevisat i labbmiljö att processen i sig fungerar och

reducerar syre från kvarts.

Projektet bygger vidare på grundmetoden tillsammans med universitetsforskare och expertis från bland annat svenska och norska forskningsinstituten Swerim och Sintef. Också tyska och amerikanska forskare är partners. De här engagemangen har även varit ett knep för att hålla kostnaderna nere.

En central rådgivare är Mårten Görnerup, tidigare vd för Hybrit – ett projekt med uppenbara likheter, att tillverka fossilfritt stål med hjälp av vätgas.

En patentansökan ska lämnas in.

Det som är på gång i övrigt i Green 14 är att ordna finansiering.

– Vi håller på att stänga en runda på 50–70 miljoner kronor, förhoppningsvis tidigt under andra kvartalet. Vi tror vi har

nästan hundra procent committat redan nu.

– Därefter är tanken att skala upp, framför allt på forskningssidan.

Under tredje eller fjärde kvartalet kommer Green 14 och Swerim att sätta upp en pilotanläggning i Luleå med en kapacitet på några kilo om dagen.

– Det är rimligt att anta att vi kan ha en större demoanläggning under 2024 för att sedan kunna börja producera 2025 eller 2026.

Har ni konkurrenter?

– Säkert, men ingen vad vi vet

som håller på med exakt samma sak.

De stora jättarna inom kiselproduktion?

– Kom ihåg att de befintliga bolagen har investerat mycket pengar i befintlig teknologi.

Han tror de gör sitt bästa för att förbättra sin teknik.

– Men fördelen för oss som litet bolag är att vi kan börja om från början.

Vad talar för projektet?

– Vi vet att det finns en marknad. Vi vet – givet att testerna slår väl ut – att vi blir billigare. Och så finns det starka geopolitiska vindar just nu.

Han räknar upp EU- och USA-projekt för att skapa oberoende genom att bygga upp lokala värdekedjor: Fit for 55, Inflation Reduction Act och Repower EU. – USA och EU tävlar om att subventionera produktion av kisel. Det ger att både lokalt kapital och EU-kapital är intresserat av att finansiera den här typen av projekt.

Green 14 har samtal med investerare inom greentech och hoppas även kunna få bidrag från exempelvis Vinnova och Energimyndigheten

Hur kom du själv in i projektet? – Ingifte i familjen på långt avstånd. Adam är min kusins makes brorsdotters nya man.

– En person jag har förtroende för berättade att Adam var en ung kille med mycket kapacitet som behövde hjälp.

Adam Podgorski bor i Storbritannien men tillbringar mycket tid i Sverige.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

FEBRUARY

► Workshop – School of Measurement (Stockholm, Göteborg)

MARCH

► Seminars – Fundamentals of Spectrum Analyzers and Vector Network Analyzers (Linköping, Stockholm, Göteborg, Lund)

APRIL

► Webinar – Scope days

► Exhibition – Elektronikmässan (Göteborg)

► Seminars – Nordic EMC Seminar Tour (Stockholm, Göteborg)

MAY

► Course – RF Measurements - a course in applied spectrum and network analysis (Stockholm/KTH)

► Seminar - Automotive Tech Day (Göteborg)

► Exhibition – Evertiq (Malmö)

► Seminar – 5G Stockholm and beyond (Stockholm, Lund)

JUNE

► Seminar – Calibration (Stockholm)

Naturligt ljus och miljövänlig teknik

Av TME, Transfer Multisort Elektronik

QR-koden ger full spårbarhet

LED

-tekniken har snabbt blivit standard inom många områden och prognoserna är fortfarande imponerande. Värdet av LEDmarknaden uppskattas till mellan 50 och 60 miljarder dollar per år med en ökning på mellan 14 och 15 procent. Lysdioder kommer att utgöra över 70 procent av hela belysningsmarknaden i år, 2023.

En av anledningarna till att lysdioder fortsätter att ta andelar är att det fortfarande utvecklas nya enheter med större effekt (antal lumen) och högre ljusstyrka vilket gör att LED-dioderna kan konkurrera på i stort sett alla traditionella belysningsmarknader. Sedan början av 2000-talet har ”lumenkriget” som förts av tillverkare såsom Bridgelux och andra – som vill erbjuda modeller med en högre effektivitet – gjort det möjligt att använda LED-dioder på allt fler användningsområden som kräver ett intensivt och koncentrerat ljus.

Dagens effektiva LED-dioder kan med fördel användas i fabriker och affärslokaler men också i utomhusapplikationer som arkitektonisk, stads- och gatubelysning men också för specialtillämpningar såsom belysning av idrottsarenor, söklampor och bilstrålkastare. Effektiva LED-dioder är ett attraktivt alternativ till halogenlampor, natriumlampor (HPS) och urladdningslampor med en hög intensitet (HID).

Inom gatubelysningen och i liknande installationer används ofta natriumlampor. De ger en hög energibesparing vilket har minskat driftkostnaderna till ett minimum.

Å andra sidan skapar de endast ett smalt optiskt spektrum kring det den gula våglängden vilket gör det omöjligt för människans öga att urskilja olika färger. Vita LEDdioder med en hög luminans säkerställer numera en lämplig ljusintensitet som väl fungerar vid belysning av gator och städer samtidigt som de säkerställer en ännu högre energieffektivitet.

Optimering av perceptionen

LED-diodernas framgång på belysningsområdet har medfört inte bara en väldigt hög effektivitet vad gäller själva ljusflödet utan även bidragit till att marknaden uppskattar skillnader i ljusets kvalitet vilka hänger ihop med dess spektrum. Ljusflöde från en vit LED-diod med hög effekt omfattar hela spektrumet från rött till violett. Möjligheten att återge färger av belysta objekt är beroende av proportionen mellan respektive våglängder.

Trots att färgforskning inte är ett nytt område – Internationella belysningskommissionen (CIE) publicerade redan år 1965 ett färgåtergivningsindex (Colour Rendering Index, CRI) som utgör branschens huvudreferenspunkt för bedömning av ljuskällor – ger LED-tekniken tillverkarna enormt stor frihet vad gäller anpassning av spektruminnehållet för att efterlikna ljuskällor såsom naturligt dagsljus eller konstbelysning i form av glödlampor eller lysrör.

Amerikanska Bridgelux har tagit fram sjunde generationen av sina dioder LED Décor Series i några färgvarianter som låter

Markering av polaritet för enklare montering

Monteringshål

LED-chippet

Kontakten underlättar tillverkningsprocessen och gör det möjligt att byta LED-modul

Termiskt isolerade lödanslutningar underlättar lödprocessen

Mätpunkt

Komponentnummer synligt från ovansidan förenklar kvalitetskontrollen

Molex Pico-EZmate för anslutning till kortet

belysningsdesigners anpassa belysningseffekter till olika miljöer både inomhus och utomhus. Det finns även en nyare generation som är dyrare och därför inte särskilt efterfrågad av kunderna.

Den sjunde generationen finns i ett antal varianter: Street and Landmark (gator och objekt utomhus), Showcase (utställningar), Bread & Bakery (bageri), Meat & Deli (kött och delikatesser) samt Entertainment (underhållning). Street and Landmark kännetecknas av en färgtemperatur (CCT) på 2000K och kan direkt ersätta HPS-lampor. Dioder finns tillgängliga i olika Chip-on-Board format (COB). Veroserien i Vero SE utgör den perfekta lösningen för gatubelysning och projekt i syfte att göra städerna vackrare.

Décor Series Ultra har ett CRI som uppgår till hela 97 vilket innebär ett mycket homogent innehåll av alla våglängder. Det typiska R9-värdet som uppgår till 98 säkerställer en nästan perfekt fördelning av dessa våglängder av rött ljus och färgnyanser som människans öga är mest känsligt för vilket gör att den perfekt lämpar sig för belysning av utställningsföremål som i affärer eller museer.

Olika våglängder kan utgöra optimala lösningar för tillämpningar såsom belysning på sjukhus eller arenor. Bridgelux Décor Entertainment är avsedd just för dessa branscher och kombinerar 5600K med CRI 90 eller 97 vilket ger en mycket kallvit färg.

Färgvarianterna Bridgelux Bread & Bakery och Meat & Deli har tagits fram för användning inom livsmedelsbranschen och gastronomin för att säkerställa bästa möjliga expo-

nering av frukt och grönsaker, kött, bakverk, färdiga maträtter och drycker på ett sätt som stimulerar smaklökarna.

Stämningsfull belysning

Belysning för människor har en annan optimering av spektruminnehållet. Den dynamiska färgblandningen låter slutanvändarna anpassa belysningen för olika aspekter som stämningskapande eller koncentration. Justering från kalla toner (hög CCT) på morgonen till varmare (lägre CCT) på eftermiddagen och kvällen kan bidra till att återskapa människans dagliga rytm. Denna lösning kan visa sig vara användbar på stora kontor som är helt beroende av konstljus genom att värna om personalens hälsa och säkerställa optimala arbetsförhållanden. Platser som

restauranger och barer kan i sin tur använda belysning som skiftar färg för att skapa en attraktiv stämning som återspeglar kundernas stämning under dagen: från ljust och energiskt ljus på morgonen till varmt och stillande ljus på kvällen.

Fördelar med små mått och enkelhet Givetvis har LED-dioderna många andra fördelar som kan göra att de blir en attraktiv lösning för utom- och inomhusbelysning. Deras fysiska storlek gör det möjligt för designers att skapa produkter med stora och mycket ljusa LED-matriser med lägre profil och mindre omkrets jämfört med traditionella belysningsarmaturer. Tack vare detta kan man montera ett större antal komponenter i taklampor eller arkitektoniska lampor för

att skapa en jämnare ljusfördelning. Armaturer och monteringskomponenter kan också vara mindre, billigare och mera diskreta.

Utbyte av belysningen mot energisnåla LED-lampor kan dessutom underlätta projektering av portabel belysning som nödbelysning eller fjärrstyrd uppgiftsbelysning genom begränsning av ljuskällans beroende av stora ledningsbuntar och kontaktdon eller stora batterier. En lägre energiförbrukning medger även en längre strömförsörjning av den portabla belysningen från en oberoende energikälla som ackumulator eller användning av en mindre ackumulator för att säkerställa en bättre bärbarhet. Små, lätta portabla lampor är också lättare att transportera och förvara.

Den väldigt låga elenergiförbrukningen ökar också möjligheterna vad gäller batteridriven belysning som kan användas för flera områden hemma, på kontor, fabriker och verkstäder. Små belysningsenheter kan också monteras på svåråtkomliga platser som inuti lådor eller skåp för att säkerställa belysning efter deras öppnande samt kan fungera under en lång tid vid matning med ett litet batteri eller till och med en knappcell. LED-belysningen kan matas med batteri och fungera under en tillräckligt lång tid till det finns möjlighet att ladda eller byta cellen. Alternativt kan de matas med solenergi. Husägare kan exempelvis göra om sin belysning utan att behöva anlita en kvalificerad elektriker.

I tillämpningar som matas från nätet minskar den väldigt låga effekten som behövs för matning av LED-belysningen den totala belastningen vilket underlättar utbyggnad och modernisering av den befintliga belysningsinfrastrukturen.

Sammanfattning

Tekniken med högeffektiva LED-dioder utvecklas hela tiden varför den inte bara säkerställer en högre optisk effekt utan även ökar ljuseffektiviteten mätt i lumen per watt och ger en större valfrihet vid planeringen genom möjligheten att justera färger, universella fasta färgpunkter, små mått, låg vikt och enkelt handhavande. ■

SVENSKA ELEKTROOCH DATAINGENJÖRERS RIKSFÖRENING

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!

En diskret optolösning

Produkter med en I2C-buss kräver ibland isolering av höga spänningar för att klara säkerhets- och tillförlitlighetskraven. En lösning med diskreta optiska isolatorer är lätt att implementera och kan erbjuda flexibilitet och kostnadsbesparingar i många tillämpningar. I2C

-bussen (Inter-Integrated Circuit) utvecklades i början av 1980-talet för att göra det möjligt att kommunicera mellan en CPU och kringutrustning. Ursprungligen var den avsedd för kommunikation med kort räckvidd på kortnivå för konfiguration, övervakning och styrning men har med tiden fått betydligt fler användningsområden samtidigt som den maximala datatakten utökas till 100 kbit/s i standardläge, 1Mbit/s i så kallad Fast Mode Plus och 5 Mbit/s i Ultra-Fast Mode Plus.

Standarden specificerar en tvåtrådsanslutning bestående av dubbelriktade data- och klockförbindelser som kan implementeras kostnadseffektivt. I2C:s enkelhet och effektivitet har lett till att de underliggande kommunikationsprinciperna kommit till användning i standarder som SMBbus och PMBus.

I2C-bussen har vanligtvis en kontroller i form av en MCU eller SoC plus en eller flera målenheter. Kontrollerns in- och utgångar är av typen open-collector som kan dra ned data- (SDA) och klockledningarna (SCL) till en logiskt låg nivå. Ledningarna behöver ett pull-up motstånd för att flera kontroll- och målenheter ska kunna samexistera utan att orsaka busskonflikt.

Styrenheten använder SDA-linjen för att välja den enhet som ska adresseras och vilket register hos enheten den vill få tillgång till. Enheten returnerar den begärda informationen över SDA-anslutningen. Den använder också SDA-anslutningen för att bekräfta korrekt mottagning av begäran (ACK) genom att hålla SDA låg eller konstatera utebliven mottagning (NACK) genom att låta SDA dras högt.

Av Torsten Siems, Toshiba Electronics Europe

Torsten Siems började som FAE på Toshiba i oktober 2014 och arbetar med kunder i Centraleuropa inom områdena fordon, industri, medicinteknik och hushållsapparater. Hans fokus är på power och analoga tillämpningar baserade på kraftkomponenter, inklusive de med brett bandgap.

SCL-linjen styr hastigheten på datakommunikationen över bussen. Denna signal är typiskt enkelriktad, även om en enhet kan ges mer tid att svara på en begäran om det behövs, genom att hålla både SCL och SDA låga samtidigt som ett ACK genereras. Detta fenomen är känt som klocksträckning.

Krav på isolering

I takt med att populariteten för I2C har ökat, har dess användningsområden utökats till tillämpningar med längre kommunikationsavstånd. I dessa situationer är det ganska vanligt att skillnader i den lokala jordpotentialen mellan anslutna enheter påverkar systemets brusmarginaler. Dessutom kan kritiska värden som den maximala negativa I/O-spänningen överskridas.

I2C används också för kommunikation mellan kretsar som inte kan ges gemensam jordreferens, det gäller inom industriell automation och frekvensomriktare, styrenheter för motorer, växelriktare för solpaneler och medicinska system som kräver säkerhetsisolering mellan I2C-signalerna och nätströmmen.

Dessa situationer kräver ett enkelt sätt att isolera I2C-anslutningarna. Det finns integrerade digitala isolatorkretsar att köpa men även om de är lätta att använda, kan de vara dyra i inköp och är svåra att ersätta om det uppstår leveransproblem.

En isolerad anslutning kan designas med vanliga optokopplare även om det finns vissa komplikationer att ta hänsyn till. En är att SDA- och SCL-förbindelserna är dubbelriktade medan optokopplare vanligtvis är enkel-

riktade. Dessutom måste de valda enheterna ha öppna kollektorutgångar för att det ska gå att styra bussen på korrekt sätt.

De måste också kunna uppfylla tidskraven i I2C-specifikationen. En aspekt är ACK/ NACK-svaret från mål- till styrenhet. Den signalen måste vara giltig efter en setuptid (tVD; ACK) på mellan 3,45 µs i standardläge (100 kHz) och 0,45 µs i Fast Mode Plus (1 MHz). Det finns också tidsbegränsningar för datainställning. En målenhet måste ställa in SDA-signalen inom 250 ns efter den fallande flanken på föregående klockbit i standardläge (enligt Tabell 11 I2C-specifikation 1), och inom 50 ns för Fast Mode Plus.

Figur 1 visar hur två stycken optokopplare kan placeras i SDA- och SDL-förbindelserna för att ge isolering och samtidigt bevara den dubbelriktade kommunikationen.

Designens funktion

SDA- och SCL-signalvägarna fungerar identiskt. Om vi tittar på SDA-vägen så drar motståndet R1 upp SDA-signalen från den ickeisolerade sidan (NIS) till matningen, medan R8 drar upp SDA på den isolerade sidan (IS). Resistansvärdena beror på den använda matningsspänningen, den kapacitiva last som kontrollenheten eller målet upplever plus optoisolatorns utgångsegenskaper. I2C-specifikationen definierar de maximala och minsta värdena:

Rp(max) = tr/(0,8473 × Cb) och

R(p(min)) = (VDD-VOL(max))/IOL

som isolerar I2C-bussen

där tr är den maximalt tillåtna stigtiden för det valda driftsättet och Cb är den uppskattade busskapacitansen. VOL och IOL är optoisolatorns utgångsspänning och -ström vid låg nivå.

Kretsen är i sitt defaultläge med SDA dragen högt på båda sidorna. När NIS SDAsignalen dras låg flyter ström genom R4 och lysdioden på optokopplaren IC2. Detta skickar nolltillståndet till IS SDA-signalen när den dras låg av utgången från IC2 och småsignalsbarriärdioden D2. Den omvända polimplementeringen av lysdioden i IC1 förhindrar att nolltillståndet återgår till NIS-sidan och undviker därigenom ett permanent nolltillstånd. Eftersom kretsen är symmetrisk övergår ett nolltillstånd som genereras vid SDA på IS till NIS på motsvarande sätt.

Denna lösning kräver 20 komponenter inklusive fyra optokopplare, fyra dioder och tillhörande passiva komponenter. Dioderna separerar sändsignalen från retursignalen i de dubbelriktade SDA- och SCL-kanalerna. De bör ha låg kapacitans som hos Schottkydioder för att ge lågt brus och låg distorsion.

Det gäller särskilt vid de snabbaste datatakterna. Småsignaltyper räcker. De bör också ha låg framåtspänning (VF) för att säkerställa att den låga signalnivån uppfyller I2C-specifikationen (VIL = 0,3 VDD).

Bland lämpliga optoisolatorer med öppen kollektor ger Toshiba TLP2362 3750 Vrms isolation och uppfyller specifikationerna för I2C-bussen. Dess maximala dataöverföringshastighet är 10 Mbit/s. Genom att veta att den maximala utgående lågspänningen VOL från TLP2362 är 0,6 V (0,2 V typiskt), ger en SBD med 0,3 V VF att VIL är inom specifikation även med VDD på 3,3 V. Lämpliga dioder från Toshiba inkluderar DSF01S30L och DSR01S30SL. Det behövs bara en enda keramisk kondensator på 1 µF för bypassfunktionen mellan varje matning till TLP2362 för att stabilisera driften av utgångslogiken.

Kretsar med I2C-buss kan variera mycket så det är viktigt att kontrollera att de kan leverera den ström som krävs av optoisolatorns interna lysdiod i denna lösning. Tröskelströmmen IFHL på ingången för TLP2362 är maximalt 5,0 mA (typiskt 1,0 mA). Om det

krävs en lägre ström har TLP2363, som arbetar vid 3,3V, en maximal IFHL på 2,4 mA (typiskt 0,9 mA).

Om det behövs större isolationsspänning och krypavstånd kan samma design modifieras för att använda TLP2768 som ger 5 000 V. Om klockhastigheten skulle vara ett problem kan den snabbare TLP2368 övervägas. TLP2309 kan användas med högre logiska nivåer, från 3 V till 30 V, för att exempelvis isolera LIN-bussen direkt.

Figur 2 visar den vågform som passerar genom optokopplaren. Dess rena form med en nästan symmetrisk fördröjning på cirka 60 ns ligger väl inom kraven för den snabbare varianten av I2C med 400 kbit/s.

Slutsats

Kretsar som innehåller hela funktionen är det vanligaste valet för att isolera I2C-bussar men den som vill ha större flexibilitet eller lägre kostnad kan välja en lösning med diskreta optoisolatorer. De uppfyller I2C-specifikationerna och har den nödvändiga konfigurationen på utgångarna med öppen kollektor. ■

En smart väg till bra

Intelligenta displaymoduler

Idag kräver nästan alla produkter en display. Att välja en och sedan integrera den innebär utmaningar och tar tid. Massproducerade intelligenta displaymoduler är ofta ett kostnadseffektivt alternativ.

Om man jämför en diskret lösning med en färdig displaymodul känns det sistnämnda inte särskilt attraktivt när man tittar på materialkostnaden. Men om man tar hänsyn till tiden det tar att utveckla produkten och användarvänligheten, kommer modulen överst. Tag en befintlig applikation som körs på en åttabitars styrkrets som ska få en fullfärgsskärm med pekgränssnitt. Medan de flesta styrkretsar kan hantera en LC-skärm via en integrerad eller diskret drivrutin, skulle styrkretsens resurser begränsa den faktiska storleken och upplösningen på skärmen. Åttabitars styrkretsar kan till exempel styra en två-rads punktmatrisdisplay; men bearbetningsresurserna kanske inte räcker för en större skärm.

Dessutom måste konstruktören addera programvara, såsom bibliotek och bildfiler. Att också lägga till pekfunktioner kräver ännu mer utvecklingsarbete. Under produktionsfasen måste dessutom displayerna hela tiden kontrolleras eftersom det alltid finns en risk att något har ändrats utan att tillverkaren meddelat det vilket kräver optimering eller mer utvecklingsarbete av displaydrivrutinerna.

Intelligenta modulära bildskärmar har vanligtvis ett standardgränssnitt som I2C,

SPI eller en UART för att kommunicera med omvärlden. Vissa har även en inbyggd styrkrets. Denna är inte bara ansvarig för alla grafikelement utan innehåller ofta en mängd olika I/O och annan kringutrustning, vilket gör att modulen kan köra hela målapplikationen.

Många moduler stöds av ett bibliotek av funktioner, och detta säkerställer att de relativt enkelt kan styras av värdprocessorn. Vissa har också en fullfjädrad utvecklingsmiljö (IDE) som inkluderar design och skapande av ett grafiskt användargränssnitt som en del av designprocessen. För extremt snabb prototypframställning och applikationsutveckling, utan att behöva skriva en enda rad kod erbjuder några av dessa IDE:er arbetsflöden med draoch-släpp (WYSIWYG – det du ser är vad du får).

Charmen med det modulära tillvägagångssättet är att alla drivrutiner, primitiver och GUI-funktioner redan har utvecklats och testats. Utvecklarna kan därför helt fokusera på själva GUI-designen. Värdprocessorn kan ladda ner alla visningsuppgifter till modulen, vilket innebär att alla dess resurser är tillgängliga för huvudapplikationen.

Stöd för design av användargränssnitt Som stöd för GUI-design har bildskärmstillverkaren 4D Systems utvecklat ett verktyg för att skapa intelligenta grafiska användargränssnitt så snabbt och så enkelt som möjligt. Workshop4 IDE erbjuder flera

Av Nikolai Schnarz och Gintaras Drukteinis, Rutronik

utvecklingsmiljöer från textbaserad till visuell programmering. Dess dra-och-släppfunktion gör den intuitiv att använda och eliminerar därmed behovet av traditionell kodning.

Displaymodul för Rutronik Development Kit RDK2

På grund av alla dessa fördelar använder Rutronik även en intelligent displaymodul för sitt utvecklingskit RDK2. Det stöder i första hand prototyper för olika applikationsområden såsom IoT och IIoT, smarta bärbara enheter och smarta hem. Kortet är baserat på Infineons systemkrets CY8C6245AZI-S3D72 med bra prestanda och ultralåg effekt. Dessutom har RDK2 ett externt 512 Mbit Semper NOR-flashminne från Infineon och ett 64 Mbit AP-minne APS6404L-3SQR-ZR PSRAM anslutet via ett QSPI-gränssnitt. Detta utökar kapaciteten hos RDK2 när dessa minnen används samtidigt i minnesmappat läge.

Pekskärmen Gen4-uLCD-43DCT-CLB från 4D Systems är på 4,3 tum och används som inmatningsmedium i ett applikationsex-

användarupplevelser

ModusToolbox IDE, en samling programvara och verktyg för Infineons styrkretsar. För att aktivera kodbiblioteket implementeras User API-konfigurationsfunktioner och händelsehanterare. De gör det möjligt för utvecklarna att styra vad som ska hända i programmet när en specifik händelse inträffar, till exempel en knapptryckning.

Funktionsprototyperna som måste implementeras för att säkerställa att ViSi-Geniestacken faktiskt kan köras visas i den nödvändiga funktionsrutan.

Displayen styrs genom att skicka meddelanden till de enskilda objekten på skärmen eller till bakgrundsobjekt som kanske inte syns. Till exempel kan kommandot som uppdaterar vinkelmätaren med VOC-index se ut så här:

/* Uppdatera VOC-indexmätaren */ genieWriteObject(GENIE_OBJ_ANGULAR_ METER, 0, gaugeVal);

HÄNDELSER SOM ATT TRYCKA på knapparna tas emot inom 20 millisekunder när denna funktion exekveras:

/* Sök efter händelser */ genieDoEvents(true);

empel med RDK2 för att mäta luftkvaliteten med hjälp av VOC-index (flyktiga organiska föreningar). Det finns en grafikstyrenhet i form av DIABLO16 som kommunicerar via UART-gränssnittet. Datahastigheten är på 115,2 kbit/s vilket räcker för att styra pekskärmen utan någon märkbar fördröjning. Datatakten för UART:en kan höjas till 600 kbit/s om det behövs.

Vi rekommenderar Arduino-adaptern 4D-ARDUINO-ADAPTOR-SHIELD-II för att säkerställa snabb integration med RDK2. Firmware-exemplet RutDevKit-PSoC62_GEN4_

ULCD_43 refererar som standard till data för VOC-sensorn SPG40 från Sensirion, men den kan också automatiskt växla till den inbyggda potentiometern POT1 om sensorn inte känns igen på I2C-bussen. Potentiometern avläses via AD-omvandlaren och värdena visas sedan på skärmen. RAB1 – Sensorfusionskort med en SGP40-sensor kommer också att finnas tillgänglig från Rutronik.

För visualiseringsändamål tillhandahåller 4D Systems kodbiblioteket ViSi Genie. Det ingår i exempelprojektet RutDevKitPSoC62_GEN4_ULCD_43 för användning i

Ses vi igen?

WORKSHOP4 IDE låter utvecklare designa grafiska objekt och programmera dem i bildskärmsminnet. Exempelapplikationen visar grunderna med hjälp av en vinkelmätare och en scope-gadget för att visa VOC-index. Vinkelmätaren uppdateras var 50:e millisekund och scopet var tionde sekund, vilket gör att användare kan övervaka både nuvarande och tidigare VOC-värden samtidigt. ■

Firmwareexemplet för RDK2 och Workshop4 IDE-projektet finns att ladda ner på Rutroniks webbplats:

De smartaste husen

Dra PoE till alla armaturer och låt dem bli bas för sensorer och intelligens – då är du redo för allt från klimatstyrning till ljuskommunikation

Som arkitekt eller ingenjör vill du alltid hitta den allra effektivaste lösningen. Det gäller även systemlösningar för smarta hem, smarta kontor, smarta fabriker – smarta byggnader – som vill kunna implementera olika funktioner.

Historiskt har datanät och elnät installerats separat med den modell i bakhuvudet att de är separata funktioner. Men det sticker i ögonen på en arkitekt att detta kräver installation av dubbla kabeluppsättningar i hela byggnaden.

Idag går det att skicka effekt över Ethernet-ledningar med hjälp av olika standarder för PoE (Power over Ethernet). Med den utvecklingen blir det möjligt att ta bort en del

av kablaget genom att låta utrustning som kameror, telefoner, trådlösa routrar, med mera, att ta ström från datakablarna.

En tillämpning som har blir alltmer intressant för PoE är belysning. I denna artikel undersöker vi vilken roll uppkopplad belysning kan spela för installation och drift av systemlösningar för smarta byggnader och undersöker en potentiellt intressant synergi mellan belysning och byggnadsautomation. Vi berättar hur systemlösningarna typiskt konstrueras idag, och visar hur det går att öppna för nya tillämpningar kring uppkopplad belysning och samtidigt avsevärt förenkla deras design.

Uppkopplad belysning och byggnadsautomation

Om du kliver in i vilken byggnad som helst så hittar du belysning precis överallt, oavsett om du är i ett hem, handlar på affär eller besöker en industrianläggning.

Vid det här laget har de flesta ineffektiva glöd- och halogenlampor ersatts av lågeffektslampor, företrädesvis effektiva ledarmaturer. Sättet på vilket lamporna strömförsörjs har dock inte ändrats nämnvärt. Elkabel för växelspänning dras som förr till varje ställe där det ska finnas armatur.

Eftersom lysdioder kräver likström måste armaturen inkludera ACDC-omvandlare

Av Mike Sandyck, Onsemi

Mike Sandyck har en bakgrund inom industriell automation och IoT. Han arbetar med produktmarknadsföring men har tidigare sysslat med teknisk support.

och eventuellt även DCDC-omvandlare för att mata dioder och kanske även styrkretsar på deras respektive spänningsnivåer. Visserligen är detta en fungerande lösning för att leverera belysning, men det missar en möjlighet till effektivisering genom att det betraktar armaturen som bärare av en enda tjänst – belysning.

Faktum är att armaturerna är idealt placerade för en rad funktioner som byggnader kan ha god nytta av. Att belysningsarmaturer finns precis överallt är något som kan utnyttjas. Första steget är att koppla upp dem. Genom att digitalisera varje enskild armatur och sedan koppla ihop dem till ett system skapar du en digital ryggrad som kan distribuera IoTtillämpningar över hela byggnaden.

I ett uppkopplat belysningssystem får varje armatur en unik IP-adress och kan därefter användas för dubbelriktad datakommunikation över byggnadens datanät.

Uppkopplad belysning är en uppenbar kandidat till att vara det som bär IoT-datastrukturen i hus, kontor och fabriker eftersom både el- och datanät redan finns på plats.

På så vis öppnar man för att låta armaturerna hantera sensorfunktioner med otaliga tillämpningar. Genom att integrera olika typer av smarta sensorer (för temperatur, luftfuktighet, närhet, luftkvalitet, et cetera) kan

har PoE i armaturerna

Den använder en buck-LED-drivkrets med en effektivitet på 97 procent och stöder hög bandbredd plus analog dimning och PWMdimning ned till noll. Med hjälp av spread spectrum-teknik minskas både mängden ledningsbunden och utstrålad EMI.

Två extra DCDC-omvandlare finns dessutom tillgängliga för drift av styrkretsar och eventuell ytterligare kringutrustning, som sensorer. I enheten finns även precisionsmätning och diagnostiska funktioner som övervakar in- och utströmmar, spänning, LED- och systemtemperatur liksom DCDCspänning och -ström.

belysningssystemet exempelvis fungera som observationsplats för vilka rum som är upptagna och annan miljömätdata över hela byggnaden. Detta är data som kan fungera som bas för design, automation, med mera. Exempelvis kan data som dessa hjälpa till att optimera rumsanvändning, drifteffektivitet och klimatstyrning. De insikter som systemet samlar in om beteendet på olika platser kan även användas för att spara energi.

Så kopplar du upp belysningen

Det skulle kunna gå att koppla upp och digitalisera belysningen genom att använda Wifi, till exempel. Men radiosignaleringen dämpas på olika sätt beroende på placering och byggmaterial mellan basenhet och accesspunkter, vilket kan ha en negativ inverkan på både datatakt och robusthet.

Snäppet bättre vore att förse varje armatur med Ethernetgränssnitt. Å andra sidan skulle detta kräva att man drog partvinnad Cat5- eller Cat6-kabel till varje armatur. Det skulle dubblera mängden kablage, givet att även elnätskabel ska användas, med ökade

Fjäderklämlister

för kretskortsmontage

Utrymmessnåla don för överföring av signaler, data och nätspänning till kretskortet.

Kontakterna finns både för fast anslutning på kortet, och i pluggbart utförande.

Kan levereras i en mängd olika rastermått och poltal. Kabelanslutning med fjäderklämmor, traditionell skruvanslutning eller via IDC-anslutning.

Kontakta oss gärna för mer info.

kostnader och arbete för installation som följd.

Helst skulle man vilja ansluta armaturen till en kontrollcentral med en enda kabel för både dubbelriktad data och strömmatning till lampor, kameror, smarta sensorer och så vidare.

Detta skulle ha den stora fördelen att eliminera behovet av separata kablar. Det är därför PoE existerar. Den har kapacitet att överföra både likspänning och data i alla datatakter.

Helt integrerad lösning

PoE-anslutna armaturer använder för närvarande typiskt separata drivrutinkretsar för LED-ljuskällan och PoE-gränssnittet för PoE-strömmatningen. Onsemis komponent NCL31010 integrerar däremot dem båda i samma kapsel. Den kan användas för att implementera och styra ett fullt uppkopplat belysningssystem.

Kretsen stöder PoEi upp till 90 W levererad effekt och är certifierad enligt IEEE802.3bt/ at/af.

En intressant tillämpning för den här enheten är smalbandig datakommunikation via synligt ljus (Visible Light Communication, VLC). Det sker genom att digitala data får modulera det LED-ljus som strålar ut från armaturen, på ett sätt som är osynligt för ett mänskligt öga. Det betyder exempelvis att armaturen kan användas som beacon, ljusfyr i ett inomhuspositioneringssystem som exempelvis Yellowdot.

Framtidssäkrad belysning

PoE-baserad uppkopplad belysning erbjuder den mest flexibla och effektiva belysningslösningen för alla typer av framtida smarta byggnader genom att låta LED-armaturer styras via datanätet och drivas via datakablarna.

Genom kombinationen av sensorer, intelligenta armaturer och intelligenta styrsystem kan smarta byggnader leverera nivåer av komfort och effektivitet som är ouppnåeliga med konventionella belysningslösningar.

Byggföretag och byggnadsförvaltare borde kunna dra avsevärd nytta av minskade

sladden på korta avstånd

■ FÖRBINDNING

Testlåda för 5G, småceller och rf

■ TEST OCH MÄT

PVT360A kan skapa alla signaler som behövs för att testa en 5G-radio på FR1-bandet men också småceller och andra radioprodukter. Instrumentet från Rohde & Schwarz innehåller också allt som behövs för att analysera resultaten.

Instrumentet är en kombinerad VSG/VSA med en kanal som standard, det går dock att få med två kanaler för testning av exempelvis 2×2 mimo. Varje kanal stödjer åtta testportar med

full duplex. Signalen kan skickas till alla åtta portarna medan mätningen på portarna sker sekventiellt med en switchtid på under 10 µs.

PVT360A SAKNAR både skärm och knappar, det är framförallt tänkt för produktionsmiljöer där liten volym är prioriterat.

Frekvensområdet är 400 MHz till 8 GHz vilket täcker det så kallade FR1-bandet som 3GPP definierat som 410 MHz till 7, 125 GHz. Därmed klarar instrumentet även de olicensierade frekvens-

band för 5G som finns i USA. Analysbandbredden är 500 MHz vilket är betydligt mer än de 100 MHz som är specificerade i FR1 men som behövs när man vill göra mätningar utanför bandet för att exempelvis kontrollera signalläckage.

NÄR DET KOMMER till mjukvaran klarar instrumentet testning av 5G NR enligt Release 15, 16 och 17 plus wlan på fekvensband upp till 8 GHz.

PER HENRICSSON per@etn.se

Kortdator med 8K-stöd på kinesiskt chip

■ INBYGGDA SYSTEM

8K-video, AI-accelerator och upp till 16 GB minne finns på datorkortet Rock 5A från brittiska RS Group-bolaget OK do.

Elbilsladdning, automation, digital skyltning och jordbruksteknik är några tillämpningsområden som räknas upp för Rock 5A. Det sistnämnda är ett av de områden där syskonen i Rockfamiljen hittat användning tidigare. Syskonen finns även i konsumentelektronik.

8K i 60 fps är något som OK do säger sig vara först med att stödja i kreditkortsstorlek. Det

finns för formaten VP9, H.265 och AVS2. H.264 får nöja sig med 8K i 30 fps. Även andra äldre format stöds men bara i 4K eller 1080p.

KORTET ÄR BYGGT kring den kinesiska processorn Rockchip RK3588 som har fyra Arm Cortex A76-cpu:er och lika många A55. Också grafikkärnan är en Arm, en Mali G610 MC4. RS beskriver kortet som att det har prestanda som en enkel PC, men inga problem med strömförsörjning och kylning.

RK3588 har även integrerat en neuronkärna, det vill säga en

accelerator för neuronnät. Ursprunget avslöjas inte i faktabladet, men den ska ha en prestanda på 6 Tops i åttabitars heltal. Den stöder även fyrabitars och sextonbitars heltal, plus flyttalsformaten FP16, BF16 och TF32.

Korten finns med 4, 8 och 16 GB LPDDR4x-RAM och kostar 1000, 1200 respektive 1600 kronor. De skeppas omedelbart, enligt RS.

Rock 5A tas fram i samarbete mellan brittiska OK do och kinesiska Radxa. Communitysupport finns på DesignSpark.

Upp till 1 Gbit/s genom tomma luften, plus kraftöverföring på 1 kW. Möt Freespace, kontakdonstillverkaren Radialls lösning för trådlös data- och kraftöverföring på riktigt korta avstånd.

Tekniken i Freespace kommer från Solyneo som franska Radiall köpte år 2019. Utvecklingsarbetet har gjorts med stöd av det franska generaldirektoratet för de väpnade styrkorna där Radiall samarbetat med Airbus, Airbus Helikopter och Arianne Group. Tilllämpningarna för trådersättaren är flyg-, rymd- och militärapplikationer.

Co60ETH används i par om två där bägge har vanliga Ethernetportar (RJ45) på ingången medan de kommunicerar trådlöst med varandra på det fria frekvensbandet vid 60 GHz.

För att det ska fungera får avståndet inte vara mer än 30 mm och upplinjeringen får inte avvika med mer än 2 mm.

Modulerna är 23×72×39 mm och väger 45 gram. PER HENRICSSON per@etn.se

Battery Testing Simulation Load/Source

Many systems installed – ask us more!

Spansk optisk processor i provexemplar

■ ARTIFICIELL INTELLIGENS

Ipronics i Valencia har levererat en programmerbar optisk processor till ett antal kunder. Den kan göra beräkningar som är användbara för mobilnät, datacentraler, maskininlärning och AI.

Bland mottagarna finns ett telekombolag och ett företag som tillverkar optisk nätverksutrustning.

Processorn heter Smartlight och ska enligt Ipronics vara tjugo gånger snabbare än en elektronisk processor, dra en tiondel av energin, samtidigt som den bearbetar betydligt mer information. Även latensen ska vara kortare.

Vilken beräkning den ska göra

är rekonfigurerbart via programvara, vilket är något som differentierar den från andra försök till att bygga optiska datorer.

En forskningsartikel på företagets webbplats talar om en arkitektur som liknar en FPGA med Mach–Zehnder-interferometrar som beräkningselement. Sådana används även i optiska processorer från andra företag. En MZI mäter fasförskjutningen mellan två ljusstrålar. Företaget har utvecklats snabbt – det grundades strax innan pandemin startade. Det har fått finansiering från EUprogrammet Horizon.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Handhållen spektrumanalysator för lite av varje

■ TEST OCH MÄT

Japanska Anritsu släpper en ny modell i Field Masterfamiljen tänkt för generiska mätuppgifter. Tidigare versioner har framförallt siktat in sig på test och service av mobilnät.

Till det yttre ser Field Master MS2070A ut som sina syskon med en skärm som upptar hela framsidan. Instrumentet väger knappt fyra kilo, är klassat enligt IP52 och tål därmed att tas med ut i fält även om man också kan använda det i labbet.

Instrumentet gör vanlig svept frekvensanalys upp till 3 GHz med en maximal hastighet på 32 GHz/s och en lågbruskonfigurering.

MED ETT DYNAMISKT område på mer än 105 dB vid 2,4 GHz, med den inbyggda förförstärkaren, hamnar bruset mätt som typiskt DANL på –167 dBm. Tredje ordningens skärningspunkt (TOI) ligger på +11 dBm och noggrannheten är typiskt ±0,5 dB.

Siemens stöder Linux på Risc V

■ INBYGGDA SYSTEM

Nu kan du skräddarsy en egen industriell Linuxversion för Risc V-hårdvara. Det är Siemens som adderat stöd för Risc V i sitt Linuxverktyg Sokol Flex. Det stöder sedan tidigare X86, Arm och PowerPC.

Sokol Flex bygger vidare på öppenkodsverktyget Yocto. Den låter dig bygga en alldeles egen skräddarsydd Linuxdistribution. Siemens twist är att inkludera bland annat molnstöd, säkerhetsteknik för att skydda mot cyberattacker och monitore-

ringsfunktioner i den Linux du bygger.

MICROCHIP GER SIEMENS tummen upp. Företaget har integrerat Risc V-kärnor i sin FPGA-familj Polarfire, och de kan nu köra Sokol-Linuxar.

Det finns en rad mätfunktioner som bland annat passar bra för mätningar på trådlösa kommunikationssystem. Det handlar om storheter som använd bandbredd, kanaleffekt och effekt i närliggande band.

Instrumentet kan också visa TDD- och pulsade signaler med så liten bandbredd som 10 Hz upp till 5 MHz vilket gör det möjligt att mäta effekten över tid. En annan standardfunktion är spektrogram vilket gör det enklare att hitta intermittenta störkällor.

Sokol för Risc V kommer att släppas under första kvartalet detta år.

Siemens har varit medlem i Risc V International sedan 2019 och spår att det kommer att finnas 62 miljarder Risc V-cpukärnor år 2025.

FÖRETAGET HAR SIN mjukvarukompetens från köpet av amerikanska Mentor Graphics år 2017. I köpet ingick även operativsystemet Nucleus som stöder Risc V sedan år 2020.

Siemens har många kundprojekt inom industriella tillämpningar och har blivit en viktig Risc V-aktör inom det området.

JAN TÅNGRING

jan@etn.se

Strålningshärdig spänningsregulator

■ STRÖMFÖRSÖRJNING

Microchip har tagit en av sina befintliga spänningsregulatorer och placerat den i en keramisk kapsel. Därmed kan den användas i lågtflygande satelliter upp till cirka 2 000 kilometer från jorden.

MIC69303RT är en LDO-regulator för inspänningar mellan 1,65 och 5,5 V. Den kan maximalt ge 3 A och har en så kallad dropoutspänning på 500 mV.

I och med att den redan finns i produktion i plastkapsling är

det enkelt och billigt att ta fram prototyper för att testa funktionen, påpekar Microchip.

Den keramiska kapseln är hermetisk, har immunitet mot ”latch up” och tål strålningsdoser på totalt 50 krad. Temperaturområdet är −55°C till +125°C.

Spänningsregulator kan användas tillsammans med rymdkvalificerade styrkretsar som SAM71Q21RT och RTPF500TLS i FPGA-familjen Polarfire, påpekar Microchip. PER HENRICSSON per@etn.se

DIN-monterad modul på Pi CM

■ INBYGGDA SYSTEM

Taiwanesiska Sfera Labs har byggt en dator för montering på DIN-skena kring en Raspberry Pi Compute Module.

Namnet är Strato Pi CM. Du väljer om den ska ha 8, 16 eller 32 Gbyte minne.

Modulen uppfyller CE, FCC och IC. Den har 100 Mbit/s Ethernet, RS-485-port och en SD-anslutning – eller två i modellen Duo. Strato levereras med operativsystemet Pi OS Lite laddat i 32 Gbyte EMMC. På GitHub finns mer kod och installationsanvisningar.

RS-485-gränssnittet har optoisolator och skydd mot elektrosta-

Ny generation termiska geler

■ PRODUKTION

Optisk utrustning, kameramoduler, högpresterande sensorer och datalagringsenheter är fyra tillämpningsområden som passar THERM-A-GAP

GEL 40NS, Parker Chomerics termiska geler utan silikon.

Den termiska konduktiviteten är 4,0 W/mK samtidigt som gelen har extremt låg kompressiv kraft, den deformeras enkelt under monteringstryck vilket minimerar påfrestningar på komponenter, lödfogar och ledningar.

Den helt härdade och doserbara produkten kräver ingen blandning. Den anpassar sig

till ojämnheter i grova ytor, förskjuter luftöppningar och tar upp tillverkningstoleranser för värmegenererande komponenter. Produkten ger mycket låg termisk impedans i förbindningsledningar som är så tunna som 0,15 mm.

THERM-A-GAP GEL 40NS kräver ingen sekundär härdning och lämpar sig särskilt där riskerna med migrering eller förorening av silikonolja måste minimeras eller vid tillverkning i silikonfria anläggningar.

Gelen kommer i standardstorlekar från 10 ml-sprutor till hinkar på 3,8 liter.

PER HENRICSSON per@etn.se

tiska urladdningar. Andra finesser är en programmerbar tryckknapp och en GPIO-styrd LED.

Pi CM är inte ensam hårdvara utan här finns även en Microchip ATECC608 som säkerhetselement och en oberoende watchdog.

En CR1220- eller BR1220knappcell kan användas som backupbatteri.

Priserna för CM och CM Duo spänner mellan 178 och 294 dollar. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Keysight testar signalintegriteten

■ TEST OCH MÄT

EP-Scan upptäcker snabbt layoutproblem, påpekar inkonsistenser tidigt och genererar rapporter om hur arbetet framskrider. Keysight presenterar verktyget som lättanvänt och lämpligt för alla som konstruerar kretskort med snabba digitala signaler.

Snabba digitala signaler kräver normalt mycket arbete med att fintrimma layouten på mönsterkortet för att lösa problem med signalintegritet. Det är här som EP-Scan vill bli konstruktörens hjälpreda tidigt under utvecklingen för att korta den valideringsprocess som i värsta fall kan kräva omkonstruktion av kortet innan det sätts i produktion.

EP-Scan är en fristående

på kortet

elektromagnetisk simulator som tar sig an ledningsnätet och genererar storheter som förluster i ledningsnätet och hur stor del av signalen som reflekteras tillbaka. Verktyget kan automatiskt jämföra två versioner av en layout och skapa en rapport över skillnaderna.

De ingångsdata som behövs är layoutens geometri plus information om lagren i mönsterkortet. Konstruktören kan sedan specificera vilken del av ledningsnätet som ska undersökas. Verktyget räknar bland annat ut karakteristisk impedans, fördröjning, hur mycket som reflekteras tillbaka, förlusten i ledningsnätet och var i nätet det uppstår reflexioner.

PER HENRICSSON per@etn.se

ARBETAR DU MED ELEKTRONIK?

EMBEDDED HALVDAGPÅSCEN

CYBERSECURITY NYTTFOKUSOMRÅDE

19-20 APRIL

Elkhart Lake-dator i handf latan

■ INBYGGDA SYSTEM

Automation, telematik, transport och edge-övervakning – det är några användningsområden för RCO-1000-EHL från kaliforniska Premio.

RCO-1000 är den senaste medlemmen i en familj fläktlösa industridatorer. Den har 60 procent högre prestanda än sitt närmast äldre syskon J1900, liksom fem gånger högre grafikprestanda och upp till fyra gånger större minne.

TACK VARA PROCESSORN kan EHL driva upp till tre stycken 4K-skärmar. Den har vanliga PC-anslutningar, inklusive 1 och 2,5 Gbit/s Ethernet.

RCO-1000-familjen använder ett eget format för insticksmoduler. Tre stycken får plats och det finns moduler för bland annat Can, USB, COM, Displayport, DIO och HDMI.

EHL ska utläsas ”Elkhart Lake” eftersom processorn är en Cele-

Digital kraft för ytmontering

■ KRAFT

ron J6413 av den arkitekturen. Du kan välja en version med upp till fyra kärnor som drar 10 watt.

MÅTTEN ÄR 150×105×49 mm. Datorn kan användas från –25 till +70°C och stötvibrationståligheten är 50 G respektive 5 Grms. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Strömsnål mikrofon för bärbart

■ TEST OCH MÄT

Med ett signal-till-brusförhållande på 69dB(A) och en strömförbrukning på 520 μA är IM69D128S dubbelt så bra som konkurrenterna enligt Infineon. Mikrofonen passar olika typer av bärbara prylar där strömförbrukningen är kritisk.

IM69D128S är inte större än 3,50×2,65×1 mm, men innehåller både den mikromekaniska mikrofonen och en asic som sköter signalbehandlingen och levererar en digital utsignal.

Öppningen för ljudet är på undersidan samtidigt som mikrofonen är kapslad enligt IP57.

Förutom standardläget med bäst känslighet och högst strömförbrukning går det att sänka den till 420 μA i ett effektsparläge och vidare till 180 μA i ett lågeffektsläge. Det finns också ett viloläge då mikrofonen drar 25 μA men inte levererar någon signal.

Frekvenssvaret är nästan platt upp till 10 kHz. Känsligheten är typiskt –37 dBFS (1 kHz 94 dBSPL) för alla effektlägen medan den bottnar vid 128 dBSPL (10% THD, 2:dra till 5:e övertonen, 1 kHz).

PER HENRICSSON per@etn.se

Inbyggnads-pc för industritillämpningar

■ INBYGGDA SYSTEM

Smarta lager, automatisk sortering och trafikövervakning – det är några exempel på tillämpningar som Portwell föreslår för WEBS-85H1 – en stryktålig pc-burk som driver upp till tre 4K-skärmar.

Portwell refererar till den som en edge-server. Den drar 35 watt och ska inte behöva fläkt. Processorn är tionde generationens Intel Core – du väljer modell.

Den har tre stycken 1 Gbit/snätanslutningar, liksom tre 4K-skärmanslutningar varav två

HDMI och en Displayport. Wifi och Blutooth finns i tillläggsmodul, liksom LTE. Som sekundärminne kan du montera två stycken 2,5-tums SSD och ett Cfast-minneskort. Du kan koppla in ännu mer disk via M.2 och MPCI Express om du vill.

Burkens robusthet för industritillämpningar intygas av ett certifikat på standarden IEC 610006-2/4 som omfattar exempelvis tålighet mot vibrationer och stötar.

Drifttemperatur är mellan –20 och +60°C. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Flex Power Modules –med utveckling i Sverige – lanserar en digital och oisolerad POL-omvandlare för ytmontering. Den kan leverera upp till 40 A men också seriekopplas vilket lyfter strömmen till 160 A.

BMR473 är tänkt för teleoch datakomtillämpningar där inspänningarna ligger mellan 6 V och 15 V medan utspänningen kan justeras från 0,6 V till 5 V samtidigt som den ger 40 A.

Effektiviteten är upp till 96,2 procent med 12 V på ingången, 5 V på utgången och full last. Maximal temperatur på ytan är 125°C och degraderingen på grund av hög temperatur är minimal, uppger Flex.

Det finns skydd för för små och stora inspänningar, för höga temperaturer, för höga utspänningar och utströmmar liksom kortslutning.

BMR473 styrs via PMBus och fungerar med företagets konfigureringsverktyg Flex Power Designer. Omvandlaren är bara 19×13×7,5 mm och har lödkulor för ytmontering. Vikten är inte större än att den sitter kvar om kortet vänds upp och ned och körs en andra runda i varmluftsugnen.

PER HENRICSSON per@etn.se

Svensk Elektronik

- tillsammans för branschens bästa

Solenergi och halvledare – avgörande för en planet som håller i längden

Du behöver inte ta många steg på din söndagspromenad i valfritt villaområde innan du tydligt ser spåren av EU:s stora satsning på förnybar energi. Solcellstaken blänker mot skyn för att fånga solen där dess strålar bryter igenom molnen. På bara ett par år har utvecklingen tagit fart och 3% av Sveriges hushåll har idag solcellspaneler på sina fastigheter – innan decenniet övergår i ett annat räknar vissa bedömare med att andelen är uppe i 10%.

I sammanhanget är det intressant att notera att viss forskning gör gällande att solceller på 200 000 kvadratkilometer* takyta, spritt över jordklotet, skulle rendera en elproduktion på 27 miljarder megawatt, vilket motsvarar mer än jordens totala elbehov som det såg ut för fem år sedan. Tanken svindlar vad som skulle kunna vara möjligt, och kanske till och med gå ännu snabbare, om de stora oljebolagen skulle se sig som aktörer i energibranschen snarare än i oljebranschen.

En motsvarande satsning för att främja halvledarteknik såg dagens ljus under 2022, då EU beslutade om den så kallade European Chips Act, ett drag ämnat att möjliggöra satsningar på området och möta konkurrensen från övriga delar av världen. Ambitionen

är att publika och privata investeringar på cirka 43 miljarder euro fram till år 2030 skall säkra Europas konkurrenskraft såväl som dess oberoende i en globaliserad marknad.

I jämförelse ser vi dock att USA satsar motsvarande cirka 72 miljarder euro och Kina 127 miljarder euro – diskussioner om huruvida EU:s initiativ är tillräckligt ambitiöst pågår på olika nivåer.

Förutsättningarna för svensk konkurrenskraft inom digitalisering stavas halvledare, och för att ta seriösa kliv i den gröna omställningen mot ett fossilfritt samhälle, är dessa komponenter avgörande. Avancerad halvledarteknik utgör även grunden för att möjliggöra AI och framtidens kvantteknologi, men också av största vikt för försvarsindustrin, och därmed Sveriges säkerhet i en alltmer oförutsägbar omvärld.

Vilja och framsynthet hos såväl näringslivet som politiken har konvergerat i en grund för förnybar energi som något bra, viktigt och helt avgörande för en långsiktigt hållbar energiförsörjning; med samma förhållningssätt och ambitioner för halvledarteknik finns det goda förutsättningar för såväl oberoende som stark konkurrenskraft och en planet som håller i längden.

Stefan Jakab, generalsekreterare

15% rabatt på Elektronikmässan i Stockholm

Medlemserbjudande från Svensk Elektronik

Den 10–11 april 2024 kommer Elektronikmässan tillbaka till Kistamässan. Du som är medlem i Svensk Elektronik får 15% rabatt på monterpriset på Elektronikmässan Stockholm 2024! Dessutom har du som redan nu bokar monterplats i Stockholm 2024 10% rabatt på din monterbokning på Elektronikmässan i Göteborg 2023!

Vill du ta del av erbjudandet? Kontakta oss för mer information!

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

KALENDARIUM

14 mars

Kurs i Elektronikhandboken, AFRY, Stockholm

19 april

Kurs i Elektronikhandboken, Elektronikmässan, Göteborg

19–20 april

Elektronikmässan, Göteborg

27 april

Direktivsdagen 2023

16 maj

Evertiq Expo, Malmö

14 juni

Vårmöte Svensk Elektronik

29 november

Höstmöte Svensk Elektronik

svenskelektronik.se/ kalendarium

Vi är stolt partner till Elektronikmässan!

Läs mer!

PUSHING THE LIMITS OF 5G On the verge of 6G ?

While the optimization of networks and early 5G devices is ongoing, researchers are already discussing the future beyond 5G and the next generation of wireless communication. Rohde & Schwarz is following these discussions and is working with its partners and customers with the aim of adapting its existing solutions to support this initial phase of research on what might be ultimately called 6G.

Join us on the journey to 6G: www.rohde-schwarz.com/wireless/6g