eihr ELEKTRONIKMAGAZIN AUSGABE 9 Heute: Neueste Technologie Morgen: Baustein des Alltags /

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1 eihr ELEKTRONIKMAGAZIN AUSGABE 9 Heute: Neueste Technologie Morgen: Baustein des Alltags /

2 Mehr als ein durchschnittlicher Messplatz Nie war die Fehlersuche an komplexen Designs einfacher als heute! NEU! Fehlersuche ist hart genug. Ihre Messgeräte sollten Sie bei der Arbeit unterstützen und nicht behindern. Unsere Tischgeräte bieten Ihnen die gleiche Benutzerfreundlichkeit, die Sie bereits von unseren Oszilloskopen kennen, wie z.b. die direkte Bedienung der häufigsten Funktionen am Frontpanel oder Datenspeicherung via USB Port. Um Ihnen komplizierte Messaufgaben zu erleichtern, können Sie Ihren Laboraufbau mit der beigefügten Version von LabVIEW SignalExpress vernetzen. Steuern Sie Ihre Tektronix Geräte über Ihren PC. Automatisierte Messungen und Datenanalyse mit mehreren Messgeräten. Erfassen und speichern Sie Ihre Ergebnisse, erstellen Sie eigene Reports. Vom durchschnittlichen Messplatz zur außergewöhnlichen Test Bench. Oszilloskope 40 MHz bis 500 MHz Bandbreite Bis zu 25 automatisierte Messungen Batteriebetrieb möglich* *Modellabhängig Laboroszilloskope 100 MHz bis 1 GHz Bandbreite Bis zu 20 Megapunkte Aufzeichnungslänge Bis zu 4 analoge und 16 digitale Kanäle Parallele und serielle Bus Analyse Wave Inspector für das schnelle Navigieren der aufgezeichneten Daten Handheld-Oszilloskope NEU! 100 MHz bis zu 200 MHz Bandbreite Isolierte Kanäle 600 V eff CAT III Digitale Multimeter 5,5- und 6,5-stellige Auflösung Doppelanzeige Statistiken, Histogramme und Trend-Analysen Arbiträr-/Funktionsgeneratoren Bis zu 240 MHz Bandbreite 1- oder 2-Kanal Modelle 12 Standard Signale, einschließlich arbiträr Netzgeräte NEUE MODELLE Ausgangsspannung bis zu 72 V Auflösung bis zu 0,5 mv und 0,1 ma Zeitgeber/Zähler/Analysatoren 12 Stellen/s Frequenzauflösung Einzelschuss-Zeitauflösung bis zu 50 ps Trenddiagramm-, Messstatistik-, Histogramm- Modus Industrieweit einzigartige 3 Jahres-Garantie beim Kauf von allen Tektronix Laborinstrumenten Tektronix, Inc. All rights reserved. Tektronix products are covered by U.S. and foreign patents, issued and pending. TEKTRONIX and the Tektronix logo are registered trademarks and LabVIEW SignalExpress is a trademark of National Instruments.

3 Die Elektronikindustrie wird heute weltweit als eine der technologisch führenden Disziplinen angesehen. Die Presse verwendet oft Adjektive wie hochmodern und dynamisch zur Beschreibung des kontinuierlichen Zyklus von Entwicklung und Innovation in den Elektroniktechnologien. In einigen Zeitschriften wird Elektronik sogar als glamourös präsentiert und bestimmte Produkte und Marken werden zu Kultartikeln hochgejubelt. Und obwohl es natürlich interessant und reizvoll ist, in dieser hochtechnologischen Branche tätig zu sein, so gibt es dennoch Momente, in denen selbst die neuesten Entwicklungen auf einfachen Konstruktionsmethoden basieren und in herkömmlichen Produkten implementiert werden. In dieser Ausgabe von etech werden wir uns daher auf die tagtäglichen Elemente konzentrieren, die die Bausteine für Elektronikprodukte bilden. Diese Basiskomponenten findet man auf jeder Arbeitsbank in jedem Labor und sie reichen von den einfachsten Bauteilen und Werkzeugen bis hin zu Strom- und Sicherheitsprodukten zum Testen und Messen von Geräten. Und wie es für unsere dynamische Branche typisch ist, werden Sie dabei wahrscheinlich feststellen, dass auch viele dieser Grundbausteine verbessert und erweitert wurden! Ich hoffe, dass Sie diese Ausgabe von etech mit Interesse lesen werden. Glenn Jarrett Leiter Elektronik-Marketing twitter.com/rsnachrichten Geschäftsbedingungen: Geschäftsbedingungen sind im aktuellen RS Katalog ausgeführt. Diese Ausgabe ist gültig von Januar 2012 bis März Veröffentlicht von: RS Components Limited. Eingetragene Firmenzentrale: Birchington Road, Weldon, Corby, Northamptonshire NN17 9RS. Registrierungsnr RS Components Ltd RS ist eine Marke von RSComponents Limited. Eine Electrocomponents-Firma. 05 RS NACHRICHTEN 06 BRANCHENNACHRICHTEN 08 DIE KONVERGENZ ZU EINEM GEMEINSAMEN CONTROLLER-KERN 12 PRODUKTNEUHEITEN 14 PLATINENVIELFALT 17 UMWELTFREUNDLICH IST COOL 18 DIE ZUKUNFT VON SPEICHERN 20 DISPLAYS 24 KOMPONENTENBIBLIOTHEKEN KONSTRUKTIONSTIPPS: KOSTENGÜNSTIGER 26 KOPFHÖRERVERSTÄRKER MOLEX - EVOLUTION VON STANDARD-STECKVERBINDERN AKTUELLE HIGHLIGHTS GOOGLE ADK 38 STECKVERBINDERTECHNOLOGIEN 40 DESIGNSPARK 42 isay - ELEKTRONIK MACHT SPASS Besuchen Sie uns in Halle 1, Stand 156 Nähere Informationen finden Sie unter für Tablet ELE_0034_0112 etech - AUSGABE 9 03

4 RS NACHRICHTEN Laborgenauigkeit. Geschwindigkeit der Produktionslinien. Und jede Menge Auswahl. RS-gesponsertes Team gewinnt World Solar Challenge 2011 Team der Universität Tokai verteidigt seinen Titel im größten Solarautorennen der Welt Agilent 34405A Wirtschaftlich Scannen Sie den QR-Code ein oder besuchen Sie uns unter um die 34410A DMM Produkt-Tour zu sehen 2011 Agilent Technologies, Inc. Agilent und unser Vertriebsnetz Das richtige Messgerät. Die richtige Erfahrung. Der richtige Zeitpunkt - Jetzt. Agilent 34401A Industriestandard Agilent 34411A Fortschrittlich Schnellvorlauf mit außergewöhnlicher Geschwindigkeit und Genauigkeit Digitale Multimeter von Agilent stecken voller Möglichkeiten, um F&E- oder Fertigungs-Prüfungen schneller und effizienter durchzuführen. Niemand bietet Ihnen eine hochwertigere oder leistungsfähigere Auswahl an Messgeräten. Digitale Multimeter (DMM) Datenprotokollierung zur Erhöhung der Effizienz bei der Datenverarbeitung Integrierte Messungen beschleunigen Standardaufgaben Unübertroffene Leistung mit bis zu Messwerten/s Verbessern Sie Ihre DMM-Messungen noch heute KOSTENLOSE Tipps und Videos zu Messungen Das von RS Components gesponserte Solarauto-Team der Universität Tokai hat die World Solar Challenge (WSC), ein 3000-km-Rennen quer durch Australien, zum zweiten Mal in Folge gewonnen. Teilnehmer des Wettbewerbes, der vom Oktober 2011 abgehalten wurde, starteten in Darwin in Nordaustralien und fuhren südwärts bis zum Ziel in Adelaide, eine Gesamtentfernung von 3021 km. Trotz eines enttäuschenden fünften Platzes in der Qualifikation lief der Tokai Challenger im Rennen selbst sehr zuverlässig und konnte die Strecke in 32 Stunden und 45 Minuten zurücklegen. Ankunft an der Ziellinie war am 20. Oktober 2011 um 13:00 Uhr. Neue Funktionalität für schweizer Website Mehr als Produkte führender Anbieter jetzt online zum Verkauf in Schweizer Franken Unsere neue schweizer Website wird diesen Monat vorgestellt, die den Onlinekauf bei RS noch einfacher macht. Mehr als Produkte führender Anbieter in den Bereichen Elektronik, Automatisierung und Wartung können jetzt online in Schweizer Franken gekauft werden. Alle online gekauften Artikel werden versandkostenfrei versendet. Die Ergebnisse einer vor kurzem durchgeführten Umfrage zeigen, dass Kunden die im Jahr 2010 eingeführte schweizer Website bereits aktiv nutzen. Mit der Möglichkeit zum Kauf in Landeswährung verbessert RS das Online-Kauferlebnis noch weiter und unterstreicht damit unsere Unterstützung für den schweizer Markt. Das Fahrzeug verwendet HIT-Solarzellen, welche die höchste Energiewandlungsrate der Welt bieten. Diese wurden durch von Panasonic bereitgestellte Hochleistungs-Li-Ion-Akkus unterstützt. Für die Karosserie wurde superleichtes Toray-Kohlenstofffasermaterial verwendet, wodurch das Fahrzeuggewicht auf nur 140 kg gesenkt werden konnte. Professor Hideki Kimura, ein Experte in Solarauto-Technologie, sagte dazu: Ich möchte mich bei allen Sponsoren, Forschern und Studenten für Ihre Unterstützung bedanken. Wir sind hocherfreut über das Ergebnis und stolz darauf, dass wir die Gelegenheit hatten, die engagierten und talentierten Mitglieder des Teams der Universität Tokai zu unterstützen. Sie finden unseren Online-Shop unter etech - AUSGABE 9 05

5 BRANCHEN- NACHRICHTEN Daten unterwegs mit Licht Fabrikautomation Gebäudeautomation Medizintechnik Energietechnik Automobiltechnik Von Isolde Rötzer Normale LEDs können dank Visible Light Communication (VLC) durch das Hinzufügen nur einiger zusätzlicher Komponenten in optische WLANs umgewandelt werden. Die LEDs leuchten in diesem Fall nicht nur auf, sondern sie übermitteln auch Daten. Beispielsweise können sie Filme in HD-Qualität an Ihr iphone oder Ihren Laptop senden, schnell und sicher und ohne Qualitätsverlust. Stellen Sie sich folgendes Szenario vor: Vier Personen haben es sich in einem Raum gemütlich gemacht. Jeder von ihnen kann auf einem eigenen Laptop einen anderen Film aus dem Internet in HD-Qualität genießen. Möglich wird dies dank optischem WLAN. Als Medium für die Datenübertragung dient Licht aus den LEDs der Deckenbeleuchtung. Das war lange eine Zukunftsvision. Doch seit Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Nachrichtentechnik, Heinrich- Hertz-Institut HHI in Berlin im EU-Projekt OMEGA eine neue Übertragungstechnologie für Videodateien entwickelt haben, rückt ihre Realisierung in greifbare Nähe. Ende Mai konnten die Forscher das Projektergebnis in Rennes, Frankreich präsentieren: Es gelang, mit Decken-LEDs, die mehr als zehn Quadratmeter eines Raums ausleuchteten, Daten mit 100 Megabit pro Sekunde (Mbit/s) verlustfrei zu übertragen. Der Empfänger lässt sich innerhalb dieser zehn Quadratmeter beliebig platzieren.»das heißt, wir haben vier Videofi lme in HDQualität gleichzeitig auf vier Laptops gebracht«, sagt Dr. Anagnostis Paraskevopoulos, Wissenschaftler am HHI.»Die Grundlagen für Visible Light Communication VLC wurden im Projekt gemeinsam mit den Industriepartnern Siemens und France Telecom Orange Labs entwickelt«, sagt der Experte. Zusammen mit einem Team um Projektleiter Klaus- Dieter Langer wird die neue Technologie jetzt am HHI weiterentwickelt.»bei VLC dienen die Lichtquellen in diesem Fall Weißlicht-LEDs gleichzeitig für die Raumbeleuchtung und für die Informationsübertragung. Mithilfe eines Spezialbauteils, des Modulators, knipsen wir die LEDs ganz schnell ein und aus, und übertragen die Informationen als Einsen und Nullen. Das menschliche Auge nimmt die Lichtmodulation nicht wahr. Als Empfänger am Laptop reicht eine schlichte Photodiode. Sie fängt das Licht auf, eine Elektronik dekodiert die Information und übersetzt sie in elektrische Impulse, also die Sprache des Computers«, erläutert Langer. Ein Vorteil: Die LEDs lassen sich mit nur wenigen Bauteilen so präparieren, dass sie als Überträger dienen. Ein Nachteil: Sobald etwas zwischen Lampe und Photodiode gerät, wenn also jemand eine Hand dazwischenhält, wird die Übertragung beeinträchtigt. Als mögliche Endgeräte kommen Laptop, Palm oder Handy in Frage. VLC solle kein Ersatz für herkömmliches WLAN, PowerLAN oder UMTS werden, betonen die Wissenschaftler. Dort wo Funknetze unerwünscht oder nicht möglich sind, eignet es sich vielmehr als zusätzliche Datenübertragungsoption ohne dass im Haus neue Kabel oder Geräte nötig werden. Dabei sind auch Kombinationen möglich, etwa für eine Richtung optisches WLAN und für den Rückkanal PowerLAN. So lassen sich Filme auf den PC übertragen und auch wieder von dort zurückspielen und auf einen anderen Rechner senden. werden, meinen die Experten. Wenn ein Teil der Kommunikation über die OP-Lampe läuft, ließen sich drahtlos OP-Roboter steuern oder Röntgenbilder übermitteln. In Flugzeugen könnte jeder Passagier sein eigenes Unterhaltungsprogramm auf einem Display sehen, die Flugzeughersteller könnten gleichzeitig Kilometer an Kabeln sparen. Ein weiterer möglicher Einsatzort sind Fabrikhallen. Auch hier stören Funknetze oft die Abläufe. Derzeit entwickeln die Forscher ihre Systeme weiter in Richtung höherer Bitraten.»Im Labor konnten wir mit einer rot-blau-grünen Weißlicht-LED 800 Mbit/s übertragen«, sagt Klaus-Dieter Langer. Omron Switch Solutions Zum Schalterangebot von Omron gehören qualitätsstarke, präzise Mikroschalter sowie taktile und DIP-Schalter für die unterschiedlichsten Anwendungen. Mikroschalter Standardschalter, abgedichtete Schalter mit geringem Drehmoment und mehrere industriespezifische Modelle D2HW Abgedichteter Ultra-Subminiatur-Mikroschalter mit extra langem Hebel für zuverlässige Ein-/Aus-Schaltung V Zuverlässige und sichere Basisschalter für Schaltströme von 10 bis 21 A; werden häufig in Anwendungen eingesetzt, für die eine hohe Lebensdauer erforderlich ist D3SH SMD-Detektorschalter, ultrakompakt und ultraflach, mit einem einmaligen Mechanismus für hohe Kontaktzuverlässigkeit und Schaltgenauigkeit Taktile Schalter Unser Angebot umfasst serienmäßige, beleuchtete, abgedichtete Tastenköpfe, Dreh- und Kuppeltypen, wie u. a.: B3D Ultraflache Kuppeltasten mit der einmaligen, kreisförmig verlaufenden Kontaktbetätigung von Omron für eine hohe Festigkeit gegen Fremdkörper B3W-9 Kompakte, beleuchtete Schalter mit 2 LEDs B3AL Kompakte, langhubige Schalter für anspruchsvolle Anwendungen DIP-Schalter Mit Schiebe-, Dreh- oder Klaviermechanismus und unserer neuesten Innovation: A6SN Führende, mit hohem Druck arbeitende Schaltmechanik gewährleistet hohe Zuverlässigkeit und Waschbarkeit ohne Abdeckband 06 etech - AUSGABE 9 Die neue Übertragungstechnologie eignet sich etwa für Krankenhäuser. Denn hier sind Funknetze nicht erwünscht. Dennoch müssten hohe Datenraten verlustfrei und unkomprimiert übertragen Diskutieren Sie Ihre Ansichten... Alle Schalterlösungen von Omron zeichnen sich durch eine gute Bedienbarkeit und hohe Nutzerfreundlichkeit aus. Weitere Informationen finden Sie auf

6 Die Konvergenz zu einem gemeinsamen Controller-Kern Von Dave Pike, Marketing Engineer Allgemein verwendbare Mikrocontroller oder MCUs sind heute ein Standardartikel. Vielleicht ist diese Aussage etwas übertrieben, aber sie wird durch den wachsenden Trend unterstützt, Prozessorkerne zu verwenden, die eine gemeinsame oder offene Architektur haben. Obwohl es heute noch viele verschiedene MCU-Anbieter gibt, schient es, als ob die Konstruktion von 32-Bit-MCUs mehr und mehr auf den Kernen einer einzigen Firma basieren: ARM. Seit ihrer Erfindung und Einführung in den frühen 1970er Jahren wurden MCUs von einer großen Anzahl von Halbleiterfirmen hergestellt, die historisch gesehen immer ihre eigenen Produktreihen und ihre eigenen Architekturen entwickelt haben. Dies gilt besonders für den 8-Bit-Markt, mit Geräten wie dem H8 von Renesas, dem ST6/7 von STMicroelectronics, dem PIC von Microchip, aber auch für den 32-Bit-Markt, auf dem unter anderem der R32 und der SuperH von Renesas, die Power Architecture von Freescale oder der C28x von Texas Instruments vertreten sind. Im Laufe der letzten zehn Jahre war unter Halbleiteranbietern jedoch ein wachsender Trend zu verzeichnen, nicht mehr eigene proprietären Microprozessorkerne zu entwickeln, sondern anstelle dessen Kerne und Architekturen von IP-Unternehmen wie ARM und MIPS zu lizenzieren. Besonders diese beiden Firmen sind gegeneinander angetreten, um die Designs von erweiterten Mikroprozessoren, ASICs und ASSPs für eine Reihe von Embedded- Märkten und -Anwendungen zu dominieren, aber außerhalb des PC-Mikroprozessorsockels. Konvergenz zu ARM ARM ist heute führend und hat den Löwenanteil des Markts für Prozessorkerne, besonders für mobile, drahtlose Produkte. Dies ist zweifelsohne auf die Fähigkeit der Architektur zurückzuführen, branchenführende Geräte mit niedrigem Stromverbrauch zu liefern, aber auch auf die Vorteile von dichterem kompiliertem Code. Der Thumb- Anweisungssatz von ARM wurde erstmalig im ARM7TDMI-Kern eingeführt und führte zu deutlich reduzierten Speicheranforderungen. So gut wie alle Mobiltelefone und Smartphones, die heute hergestellt werden, verwenden einen ARM-Kern. Und die ARM-Architektur zeigt außerdem schnelles Wachstum in ASICs und ASSPs für industrielle, Computer- und Verbraucheranwendungen. Cortex-M-Familie Auf dem Markt für Universal-MCUs ist die Konsolidierung in den letzten fünf Jahren äußerst schnell vorangeschritten und ARM hat sich als der führende Anbieter von Mikroprozessorkernen herausgebildet. Eine Reihe von Anbietern brachten ursprünglich MCU-Familien auf den Markt, die auf dem ARM7TDMI basierten, und diesen folgten Produkte auf Basis des ARM9TDMI. Der echte Durchbruch kam jedoch mit der Cortex-M- Familie, und dabei besonders dem Cortex-M3. Dieser im Jahr 2004 herausgebrachte Kern wurde speziell für die Implementierung in MCUs entwickelt und er ist Hauptkandidat für den Titel des führenden 32-Bit-MCU-Universalprozessors, der in einem sehr breiten Spektrum von Embedded-Märkten Verwendung findet. Er wurde mittlerweile von verschiedenen wichtigen Chip-Anbietern übernommen, einschließlich NXP (LPC1x00), STMICROELECTRONICS (ST) STM32 und Texas Instruments (TI) Stellaris. Während diese Anbieter weiter ihre eigenen Entwicklungsprogramme für ASIC- und ASSP-Prozessoren verfolgen (von denen viele ARM-Kerne wie den Cortex-A8 oder A9 integrieren), basieren ihre Konstruktionen für allgemein verwendbare MCUs zunehmend auf ARM Cortex-M-Kernen. Es ist allerdings interessant, dass TI Mitte des Jahres 2011 eine Dual-Core 32-Bit- MCU-Serie auf den Markt brachte, die sowohl den TI-eigenen C28x-Kern als auch einen Cortex-M3 zur Steuerung der Peripheriegeräte integriert. Die beiden anderen Mitglieder der Cortex-Familie, der M0 und der M4, sind ebenfalls zunehmend in neuen MCU-Familien zu finden. Der M0 ist der kleinste und stromsparendste ARM-Kern mit dem kompaktesten Code, und der M4 bietet verbesserte DSP-Fähigkeiten gegenüber dem M3. NXP, ST und Freescale mit ihrer Kinetis-Familie haben in den letzten 12 Monaten alle auf M4 basierende Produktreihen angekündigt, während NXP und ST Cortex-M0-Produkte entweder angekündigt oder herausgebracht haben. Laut ARM liegt die Anzahl der Lizenznehmer für die Cortex- M-Familie von Prozessorkernen (einschließlich M0, M3 und M4) mittlerweile knapp unter 100. Entgegen dem Trend unter den wichtigen MCU- Anbietern liegt da nur Microchip, die ihren 32-Bit PIC-MCU auf den MIPS M4K 32-Bit-Prozessorkern stützen. Die PIC-Architektur spielt auch auf dem 8-Bit-Markt weiterhin eine wichtige Rolle, zumindest was die Anzahl der verkauften Einheiten betrifft. Ein bedeutender Vorteil für Microchip ist dabei die große Anzahl von Studenten, die Jahr für Jahr in die Branche eintreten und die mit PIC-MCUs aufgrund deren großen Verbreitung in Universitäten und Fachhochschulen bereits gut vertraut sind. Auswirkungen auf 8-Bit? Es wird natürlich schon seit langer Zeit prognostiziert, dass der 8-Bit-Markt letzten Endes von kostengünstigen 32-Bit-Geräten mit hoher Leistung und niedrigem Stromverbrauch verdrängt werden würde. Aber der Markt für Produkte mit niedrigerer Datenbandbreite ist jedoch weiterhin gesund und munter, und er findet aufgrund der zunehmenden Elektronisierung von Verbraucherprodukten, Haushaltsartikeln und medizinischen Geräten immer neue Anwendungsgebiete Dagegen dehnen 32-Bit-Geräte sich weiter auf die reiferen Anwendungen aus, wo sie 8-Bit- und 16-Bit-MCUs ersetzen. Die neuesten 32-Bit- MCUs bieten enorm gesteigerte Funktionalität und ein Riesenangebot von On-Chip-Peripheriegeräten und dies zu zunehmend attraktiven Preisen, die bei nur 1 Dollar pro Chip liegen können. (Oder sogar niedriger!) Fortsetzung auf Seite 10> 08 etech - AUSGABE 9 etech - AUSGABE 9 09

7 So gut wie alle Mobiltelefone und Smartphones, die heute hergestellt werden, verwenden einen ARM- Kern. Und die ARM- Architektur zeigt außerdem schnelles Wachstum in ASICs und ASSPs für industrielle, Computer- und Verbraucheranwendungen. 10 etech - AUSGABE 9 < Fortsetzung von Seite 09 Trend zu einer gemeinsamen Architektur Es gibt sicherlich große Herausforderungen und echte Probleme, die MCU-Anbieter überwinden müssen, wenn sie von ihren firmeneigenen Architekturen abweichen. Jahrelange Investitionen in Hardware, Software und Entwicklungstools gibt man nicht so ohne Weiteres auf. Und wie ist es mit der Kundentreue oder dem bestehenden Code, der spezifisch für eine bestimmte MCU-Architektur oder -Familie entwickelt wurde? Eine offene Architektur kann für Kunden natürlich enorme Vorteile mit sich bringen, wie z. B. die Fähigkeit, Komponenten von einem breiten Spektrum an Anbietern beziehen zu können oder aufgrund niedrigerer Kosten, höherer Leistung oder größerer Unterstützung von Peripheriegeräten von einem Anbieter zu einem anderen zu wechseln. Obwohl verschiedene, auf Cortex-M3 basierende MCUs nicht identisch sein werden, wird der Migrationsvorgang von einem Anbieter zu einem anderen dennoch wesentlich problemloser sein, als wenn die beiden Anbieter völlig unterschiedliche proprietäre Architekturen verwenden. Darüber hinaus war auf dem Markt, nicht zuletzt wegen der schwierigen wirtschaftlichen Verhältnisse, in den vergangenen Jahren eine deutliche Konsolidierung zu verzeichnen. Besonders bei industriellen Anwendungsgebieten müssen Kunden sich darauf verlassen können, dass ein Prozessor mindestens 10 bis 15 Jahre lang verfügbar sein wird. Eine gemeinsame Architektur kann daher also auch einen wichtigen Schutz vor Obsoleszenz bieten. Ein weiterer Vorteil ist die breite Verfügbarkeit von Softwarekomponentenbibliotheken, die eine schnellere Markteinführung möglich machen. Die Entwicklung in Richtung auf eine gemeinsame ARM-Architektur bedeutet auch, dass eine Vielzahl von auf ARM basierenden Entwicklungs- und Debugging-Tools von Drittanbietern verfügbar sind. Auswahl nach Peripheriegerät Wenn der Trend unter MCU-Anbietern anhält, ihre Produktportfolios auf nicht-proprietäre oder offene ARM-Architekturen zu stützen, dann müssen sie andere Wege finden, um ihre Produkte voneinander zu differenzieren. Bei der Auswahl eines MCUs kommen eine Reihe von Faktoren ins Spiel, wie z. B. Mikroprozessorkern, Geschwindigkeit, Speicher, Auswahl von Peripheriegeräten, Preis, Entwicklungstools, Betriebssystem und Softwareunterstützung. Die Wahl der Prozessorkerns sollte dabei einige der anderen Optionen bestimmen oder zumindest beeinflussen. Es scheint jedoch, dass die Branche in eine Phase eintritt, in der die Auswahl von Peripheriegeräten das wichtigste Entscheidungskriterium ist, und weniger die Funktionalität des MCU-Kerns. Peripheriegeräte sind zweifellos ein wichtiger Faktor für spezifische Anwendungsgebiete. Es könnte daher sein, dass nach der Konvergenz auf die ARM Cortex-Familie (d. h. der Prozessor wird zum Standardartikel) jetzt eine Divergenz von Lösungen folgt, bei der viele verschiedene Kombinationen von Peripheriegeräten für unterschiedliche Märkte und Nischen erhältlich sind. So könnten zwei oder drei Hauptanbieter je Produkte für jeden wichtigen MCU-Markt anbieten, z. B. für hochwertiges Audio, für das ein I2S-Ausgang obligatorisch ist. Darüber hinaus gäbe es dann eine große Gruppe von Anbietern, die sich irgendwo im Mainstream positionieren und ähnliche Speicher-, E/A und Drahtlosoptionen bieten, so dass sie hauptsächlich nach Preis miteinander konkurrieren. Wird der MCU-Markt in einigen Jahren so aussehen? Kundendifferenzierung Vielleicht wird sich der Markt danach entwickeln, wie einfach Chip-Anbieter es für Kunden machen, ihre eigenen Produkte zu differenzieren. So bietet NXP beispielsweise kostengünstige Entwicklung basierend auf der mbed-platine. Dies bedeutet, dass der Anbieter jetzt eine Community von Elektronikern hat, die Anwendungscodes und Protokollstapel zur Steuerung verschiedener Peripheriegeräte entwickeln. Dadurch können Kunden sich auf die Software konzentrieren, die ihr Produkt differenziert, anstatt Zeit für grundlegende Treiber und Protokollstapel aufzubringen. Und NXP ist hier durchaus kein Einzelfall: andere Beispiele sind Freescale mit ihrer Kinetis Tower-Community oder TI mit der BeagleBoard-Community. Haben wir jetzt also den Punkt erreicht, an dem Software den Mehrwert enthält und Halbleiter zu Standardartikeln werden? FINDEN - GANZ EINFACH: microcontroller-processor Diskutieren Sie Ihre Ansichten... Meine Bestellungen SENDUNGSVERFOLGUNG AUF RS ONLINE IHRE WAHL IHR etech Für Ihre Chance zum GEWINN einer ferngesteuerten AR.Drone Sagen Sie uns, wie Sie Ihr etech erhalten möchten. Bitte kreuzen Sie die gewünschte Option an und senden Sie den Coupon an uns ein. Bitte kreuzen Sie Ihre Option an. Gedruckt Online ipad/android Name: Funktion: Tel: Behalten Sie Ihre Bestellung jederzeit im Blick mithilfe der Sendungsverfolgung auf RS Online. Was ist der AR.Drone? Der AR.Drone ist ein revolutionäres neues Gerät das Interessengebiete wie Modellbau, Videospiele und Erweiterte Realität miteinander verbindet. Der AR.Drone wird mit einem iphone ferngesteuert. Das Gerät verfügt über eine Reihe von Sensoren, einschließlich einer Vorderkamera, einer Vertikalkamera und eines Ultraschall-Höhenmessers. Der AR.Drone kann auch in Videospielen wie AR.FlyingAce verwendet werden, einem Luftkampf zwischen zwei AR.Drones. Dieses Spiel verwendet Erweiterte Realität (AR), besonders für die Modellierung von Raketenfeuer. Hinweis: ipod Touch, iphone und ipad werden hier alle als iphone bezeichnet. Senden Sie den Coupon an: RS Components Ltd, etech Team, DPN 26, Corby, Northamptonshire, NN17 9RS ODER Geschäftsbedingungen: Diese Umfrage wird von RS Components Ltd veranstaltet. Wenn Sie an der Umfrage teilnehmen wollen, müssen Sie alle auf dem Formular verlangten Informationen eingeben. Barauszahlungen sind ausgeschlossen. Teilnahme an der Umfrage steht allen Empfängern offen. Einsendeschluss ist der 29. Februar Die Ziehung des Gewinners erfolgt im März Der Gewinner wird zufallsbedingt von RS Components ausgewählt und bis April 2012 benachrichtigt. RS Components übernimmt keine Verantwortung für Einsendungen, die im Rahmen der Zustellung an den Veranstalter verloren gehen, beschädigt oder verzögert werden.

8 PRODUKT- NEUHEITEN STMICROELECTRONICS STM32F4 DISCOVERY KIT M4 Cortex Hochleistungs- Auswertungsplatine n Das STM32F4 Discovery Kit bietet eine äußerst kostengünstige Entwicklungsumgebung, mit der Elektroniker unter Verwendung der neuen STM32F4- Serie von Mikrocontrollern mit 32 Bit ARM Cortex-M4- Kern schnell und einfach Anwendungen entwickeln können. Das Kit umfasst ein ST-LINK/V2 Embedded- Tool für schnelles Debugging und Programmieren, einen MEMS-Bewegungssensor, ein digitales MEMS-Mikrofon plus Audio-DAC mit integriertem Lautsprechertreiber der Klasse D, LED-Anzeigen, Drucktasten und einen USB OTG Micro-AB-Anschluss. RS Web-Suchbegriff: STM32F4 DISCOVERY NXP LPC11XX SERIE M0 CORTEX-PROZESSOREN Cortex-M0-Mikrocontroller mit der niedrigsten aktiven Stromaufnahme und hoher Codedichte n Basierend auf der Cortex-M0-Architektur ist dies der kleinste und energieeffizienteste ARM-Kern, der je entwickelt wurde. Diese Mikrocontroller sind eine kostengünstige Alternative für den Einsatz in vielen herkömmlichen 8/16-Bit- Anwendungen. Die Geräte bieten hohe Leistung, niedrige Stromabnahme, einen einfachen Anweisungssatz und Speicheradressierung gekoppelt mit reduzierter Codegröße im Vergleich zu 8/16-Bit-Architekturen. RS Web-Suchbegriff: LPC1111 PANASONIC EEU-FR1-SERIE Aluminium-Elektrolytkondensatoren mit Radialanschlüssen n Die neuesten Kondensatoren der Serie EEU-FR1 von Panasonic bieten äußerst niedrigen ESR und lange Lebensdauer (bis zu Stunden bei 105 C) dank verbesserter Materialtechnologie. Sie sind für Schaltnetzgeräte, Leitungsrauschunterdrückung und andere Produkte geeignet, die eine lange Lebensdauer erfordern. RS Web-Suchbegriff: EEUFR1C HARTING HARAX-RUNDSTECKER M12-L abgeschirmte 2103-Serie n Das modulare Harting-RJ-Ethernet- Steckverbindersystem bietet zuverlässige Datenverbindungen in Industrieanwendungen und rauen Umgebungen. Basierend auf einem der kleinsten RJ45-Ethernetkabel, an das AWG 22-Kabel angeschlossen werden können, kann das System vor Ort in weniger als einer Minute montiert werden. RS Web-Suchbegriff: PRODUKT- NEUHEITEN MICROCHIP PIC32MX AUDIO- ENTWICKLUNGSPLATINE Entwicklungskit mit 32-Bit- Mikrocontroller zum Erstellen hochwertiger 24-Bit-Audioanwendungen ST MICROELECTRONICS STM32F4 ARM CORTEX M4 CORE MIKROPROZESSOR 168 MHz ARM Cortex-M4 mit DSP und FPU n Mit der STM32F4-Mikrocontrollerfamilie können Entwickler die hochentwickelten Signalverarbeitungsfunktionen sowie die höhere Geschwindigkeit des ARM Cortex-M4-Prozessors mit Floating Point Unit (FPU) nutzen und auf diese Weise Anwendungen auf dem Markt für digitale Signalcontroller (DSC) erweitern. Die Geräte eignen sich für rechnungsintensive Anwendungen wie in den Bereichen Verkauf, industrielle Automatisierung, Transport, Testen und Messen, Gesundheitswesen, Sicherheit, Konsumentengeräte und Kommunikation. RS Web-Suchbegriff: STM32F4 n Die Microchips Audio-Entwicklungsplatine bietet ein 80 MIPS PIC32 MCU, ein 24-Bit Wolfson-Audio-Codec, ein 2" LCD, eine USB- Schnittstelle und ein Onboard-Mikrofon. Das Kit ist eine flexible Plattform für die Entwicklung von Produkten für Audioaufnahme und -wiedergabe und es bietet USB digitales Audio, MP3- Dekodierung und Abtastratenkonvertierung. RS Web-Suchbegriff: DM BOURNS SERIE CRM2512 PULSBESTÄNDIGER HOCHLEISTUNGSWIDERSTAND Sehr breites Widerstandsspektrum n Die CRM2512-Serie bietet Dickschichtwiderstände mit einer Nennleistung von 2 Watt in einem standardmäßigen 2512-Chipformat. Diese Produkte haben ein sehr breites Widerstandsspektrum, so dass sie in Stromversorgungsschaltkreisen mit Stromerfassung und Einschaltstrombegrenzung verwendet werden können. RS Web-Suchbegriff: CRM2512 AGILENT DC-NETZGERÄT U8031A (2x 30V/6A; 5V/3A); U8032A (2x 60V/3A; 5V/3A) n Das U803XA von Agilent Technologies ist ein leistungsstarkes manuelles Netzteil. Es besteht aus zwei variablen und einem festen Kanal, die hohe Leistung liefern. Die analoge Programmierung an der Gerätvorderseite bietet voreingestellte Stromeinstellungen und einfache Bedienungstasten. Das Produkt richtet sich an Kunden im Bereich der Elektrik- und Elektronikherstellung sowie in der Ausbildung. Es bietet ein zweikanaliges LCD für Spannung und Stromstärke, hervorragende Lastausregelung (0,01 % +/- 2 mv), niedriges Ausgangsrauschen von 1 mvrms (typisch 0,5 mvrms) und schnelles Einschwingverhalten von < 50 usec. RS Web-Suchbegriff: , TE Connectivity DPL12-Serie Vielseitige Produktreihe von horizontal drehbaren 12-mm-LED-Encodern bietet viele Optionen. n Die Produktreihe, die für Anwendungen wie Netzgeräte, Inverter und Servosysteme konzipiert ist, bietet LED-Farboptionen, Einrast- und Leiterplattenmontage, gerändelte oder abgeflachte Kunststoffwellen, 100-mOhm-Kontakte mit maximalem Nennstrom von 0,5 ma 5 VDC, einen optionalen Druckschalter mit 10 ma 5 VDC Nennstrom, einzelne LED für Typen ohne Schalter und doppelte LED für geschaltete Typen. RS Web-Suchbegriff: DPL12SH 12 etech - AUSGABE 9 Mehr Infos online - Jeden Monat über neue Produkte unter etech - AUSGABE 9 13

9 Platinenvielfalt für die quelloffene Embedded- Community für Einsteiger Von Dr. William Marshall Central Content Editor - Semiconductors Der Wettkampf um Mitglieder in quelloffenen Embedded- Communitys hält unvermindert an, da verschiedene Anbieter von Mikrocontrollern (MCUs) jeweils ihre eigenen Online- Communitys fördern. Was sind also die führenden quelloffenen Entwicklungsplatinen für Einsteiger? Jedes dieser Produkte hat seine eigene Community, und zumindest erscheint es so, als ob diese mehr und mehr von den Kunden selbst und weniger vom MCU-/Platinenanbieter vorangetrieben werden. Die vier Platinen, die wir hier untersuchen Kinetis, mbed, Arduino und BeagleBoard bieten unterschiedliche Funktionalität und sind dementsprechend an verschiedenen Preispunkten positioniert. Arduino Arduino war in vieler Hinsicht der Vorreiter für kostengünstige quelloffene Entwicklungsaktivitäten. Smart Projects, ein Hersteller von sehr kleinen, kostengünstigen Platinen, entwickelte einen Standard für Steckverbinder, der anfänglich auf den Hobbymarkt abzielte. Dieser ermöglichte die Montage verschiedener, Shields genannter Peripherieplatinen auf der Arduino-Hauptleiterplatte, einschließlich des Motor Shield, das DC-Motoren und Lese- -Encoder steuert, des Ethernet Shield für Konnektivität. Kinetis Die Kinetis-Platinen basieren auf Freescales Halbleiterfamilien von MCUs auf der Basis von 32-Bit ARM Cortex-M4-Kernen, und es handelt sich dabei um universale Entwicklungssysteme, die auf eine Reihe unterschiedlicher Embedded- Anwendungen abzielen. Die Platinen sind als eigenständige Prozessormodule oder als Teil eines Kits erhältlich und sie werden zusammen mit verschiedenen Peripherieplatinen verwendet, wie z. B. Module für serielle Konnektivität (USB, Ethernet RS232/485), b WLAN, Speicher und LCD. Die Kinetis-Platinen sind vollständig kompatibel mit der Tower System-Plattform von Freescale, welche den Anschluss von Peripheriemodulen an die Hauptplatine über zusätzliche Heberplatinen an der Rückwand gestattet. Das TWR-K60N512-Modul ist z. B. ein Controller- Modul, das eigenständig verwendet oder an Peripheriemodule angeschlossen werden kann. Die Platine verwendet einen Kinetis K60-MCU auf der Basis des stromsparenden 32-Bit Cortex-M4. Der Systemstrom kann über den Onboard-Mini-USB- Steckverbinder bereitgestellt werden, der auch die Debugging-Schnittstelle für einen quelloffenen Onboard JTAG (OSJTAG)-IC bietet. IDE-Software und Schulungsmaterialien sind ebenfalls im Lieferumfang des grundlegenden Controller-Moduls enthalten. Diese Plattform wird für Benutzer attraktiv sein, die ein relativ leistungsfähiges Entwicklungssystem zu einem vertretbaren Preis benötigen, das aber dennoch flexibel ist und problemlos erweitert werden kann. Der modulare Ansatz der Plattform bedeutet, dass es sowohl die Anforderungen von Einsteigern erfüllt, als auch die von kleineren Unternehmen, die zwar deutlich anspruchsvollere MCU-Entwicklungsaktivitäten durchführen, aber keinen Zugriff auf teure Entwicklungssysteme haben. Es bedeutet außerdem, dass nicht jedes Mal das ganze System ersetzt werden muss, wenn der Hersteller einen neuen MCU auf den Markt bringt. Da die Plattform von einem wichtigen Halbleiteranbieter stammt, ist der Support für Benutzer sehr gut und es sind außerdem viele zusätzliche Ressourcen über das Ökosystem von ARM-Drittanbietern verfügbar. Die Plattform hat eine wachsende Online-Community, die unter www. towergeeks.org erreichbar ist und die auch Zugriff auf Dokumentation und Benutzerforen bietet. Arduino entwickelte sich zu einem weltweiten Phänomen, und viele kleinere Firmen stellen mittlerweile ihre eigenen Arduino-kompatiblen Platinen her, die das gleiche Steckverbinder-Layout für den Anschluss von Shields verwenden. Arduino wird nicht von seinem Hersteller sondern von Benutzern und über Foren unterstützt, die unter arduino.cc zu finden sind. Dies bedeutet, dass nur sehr beschränkter Anwendungssupport verfügbar ist, was das Potenzial für den Einsatz der Platine in größeren Unternehmen stark begrenzt. Arduino basiert in erster Linie auf einfachen MCUs der Atmel 8-Bit AVR-Familie, so dass es zwar Steuerfunktionen ausüben kann, aber nur eingeschränkte Speicherfähigkeit bietet. Die Arduino Uno-Platine basiert z. B. auf dem ATmega328- MCU. Sie enthält alles, was zur Unterstützung des MCU benötigt wird und kann über USB, eine Batterie oder einen externen Netzadapter mit Strom versorgt werden. Die quelloffene IDE-Software, die auch unter den Betriebssystemen MS Windows, Macintosh OSX und Linux läuft, kann kostenlos heruntergeladen werden. Arduino stellt insofern eine Ausnahme unter den vier Platinen dar, als es keine ARM-basierte MCU-Plattform ist. 14 etech - AUSGABE 9 etech - AUSGABE 9 15

10 mbed mbed wurde von ARM entwickelt, eingeführt und kontinuierlich unterstützt. Es ist ein kleines und kostengünstiges Modul, das auf quelloffener Software basiert und für das schnelle Erstellen von MCU-Prototypen konzipiert ist. Das Modul bietet eine schnelle und einfache Einführung in das normalerweise kostspielige Gebiet der ARM-Kernverarbeitung und es wird in erster Linie zu Schulungszwecken und für Einsteiger verwendet. Es ist auf die Anforderungen von Elektronikern zugeschnitten, die sich erstmalig mit Embedded-Entwicklung beschäftigen, obwohl es auch von professionellen Embedded-Entwicklern genutzt werden kann. BeagleBoard Das BeagleBoard wurde ebenfalls für die Open Source-Community entwickelt. Texas Instruments entwickelte die Platine ursprünglich für den Einsatz in Schulen und Universitäten, um Studenten mit den Fähigkeiten von quelloffener Hardware und Software vertraut zu machen. Das BeagleBoard wurde jedoch weiterentwickelt und liegt heute am oberen Ende des Spektrums mit hoher Leistung und weitreichender Erweiterbarkeit aber dies ist auch mit einem entsprechend höheren Preis verbunden. Umweltfreundlich ist cool Die aktuelle Implementierung der mbed-platine basiert auf einem NXP LPC1768 ARM Cortex-M3-MCU mit Schnittstellen wie Ethernet, USB, CAN, SPI und I2C. Die Platine, die als 40-poliges DIP-Modul erhältlich ist, misst nur 44 x 26 mm und sie kann optional über den USB-Port mit Strom versorgt werden. Das mbed-modul ist flexibel mit seinem relativ leistungsfähigen Cortex-M3-Kern, der sich mehr und mehr als Industriestandard für Universal-MCUs im niedrigen und mittleren Preissektor herausbildet. Das Modul selbst hat nur wenige Optionen für Peripherieschnittstellen, d. h. es handelt sich im Grunde genommen um einen Prozessor mit einer USB- Schnittstelle zu einem PC. Das Besondere an mbed ist die Tatsache, dass die Entwicklungstools vollständig in der Cloud gespeichert sind. Sie sind effektiv, kostenlos und der Benutzercode wird in einer Online-IDE (Integrated Development Environment) geschrieben und kompiliert. Benutzer können das Kit erwerben, sich bei mbed.org registrieren und ihre Programme dann auf der Webseite speichern, die darüber hinaus Blogs, Foren, von Benutzern entwickelte Programmbibliotheken und andere Entwicklungsressourcen bietet. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Modul an einen beliebigen Computer mit Internetanschluss angeschlossen werden kann, so dass Benutzer Programme herunterladen und bearbeiten können, ohne irgendwelche zusätzliche PC-Software zu installieren. Der Nachteil ist natürlich, dass Unternehmen nicht geneigt sein werden, ihre wertvolle Software kostenlos im Web verfügbar zu machen. Diese Methode kann daher nicht für die ernsthafte Produktentwicklung und für spätere Produktionsphasen empfohlen werden. In solchen Situationen müssen Unternehmen sich weiterhin auf hochwertige (und kostspielige) professionelle Entwicklungs- und Debugging-Tools verlassen. Das neue BeagleBoard-xM-System basiert auf TIs digitalem Medienprozessor DaVinci DM3730, der mit den ARM-basierten Mikroprozessoren AM37x Sitara von TI kompatibel ist. Der DM3730 integriert einen hochwertigen super-skalaren 1 GHz ARM Cortex-A8-Kern sowie ein Hochleistungs-Subsystem für Audio/Video-Beschleunigung, das auf einem 800 MHz VLIW TMS320C64x+ DSP und Video-Hardwarebeschleunigern basiert. Der Chip enthält darüber hinaus einen 3D-Grafikbeschleuniger und umfassenden Speicher. Obwohl nicht alle Merkmale des Prozessors über das BeagleBoard zugänglich sind, kann das System um zusätzliche Funktionen und Schnittstellen erweitert werden. Die Platine, die optional über den USB OTG mit Strom versorgt werden kann, bietet einen Hochgeschwindigkeits-USB 2.0- Hub mit vier Ports, 10/100 Ethernet-Konnektivität sowie eine Vielzahl von Multimedia-Schnittstellen und -Anschlüssen, einschließlich DVI-D für digitale Computerbildschirme und HD-TVs, S-Video (TV out) und Stereo-Audio-E/A. Das BeagleBoard ist nicht als vollständige Embedded- Entwicklungsplattform konzipiert, sondern es soll für Benutzer die Leistungsfähigkeit seiner Prozessoren demonstrieren und zu einer Ausdehnung der BeagleBoard-Community beitragen. Dank seiner hohen Leistung und seiner ausgereiften Funktionen (besonders seiner Fähigkeit zur A/V-Verarbeitung) kann es jedoch von Einsteigern bis hin zur einfachen industriellen Anwendungsentwicklung genutzt werden. Wie auch der Kentics Tower wurde die Plattform von einem großen Chip-Hersteller entwickelt, so dass guter Benutzer-Support geboten wird und zusätzliche Ressourcen über das ARM-Ökosystem verfügbar sind. Die Online- Community findet man unter beagleboard.org. iq Motor Europas größter Hersteller von Elektromotoren und Lüftern hat den iq-motor entwickelt, der Energieeinsparungen von % bietet und der schnell und kostengünstig als Upgrade in Anwendungen installiert werden kann, die gegenwärtig Q-Motoren verwenden. Äußerlich sieht der iq-motor zwar wie ein standardmäßiger Q-Motor aus, aber damit endet die Ähnlichkeit auch schon. Das Innenleben des Motors ist völlig unterschiedlich und bietet modernste Technologien wie einen hocheffizienten, energiesparenden EC- Motor mit intelligenter Schleifenkontrolle für Offen/ Geschlossen. Der iq-motor ist der perfekte Ersatz für veraltete Q-Motoren. Dank der Verwendung von permanenten Magnetmotoren mit einem Direktmotor (DC) ist der iq effizienter als der synchrone AC-Motor des Q-Modells, was zu Energieeinsparungen von bis zu 70 % führen kann. RS Web-Suchbegriff: Kompakter Axiallüfter ebm-papst stellt den neuen 2200F-Lüfter vor, der 65 % höhere Kühlkapazität, niedrigere Geräuschentwicklung und geringeren Stromverbrauch als herkömmliche, in Servern, Schaltschränken und Laufwerken installierte Lüfter bietet. Der neue kompakte 2200F-Axiallüfter löst Ihre Kühlungsprobleme durch seine völlig neue Lüftertechnologie. Der 2200F liefert höhere Leistung bei niedrigerer Geräuschentwicklung und dies in einem kompakteren Formfaktor als vorherige Lüftergenerationen. Durch die Reduktion der Lüftergröße und -dicke konnte ebm-papst eine um 65 % höhere Kühlkapazität erzielen. Die Leistung des Geräts wird dadurch jedoch nicht beeinträchtigt, sondern sogar um 30 % gesteigert Über eine Modellierung der Flüssigkeitsdynamik wurde ein neues Axiallüfter- Flügelrad für den 2200F entwickelt, das die Leistung verbessert und die Geräuschentwicklung um 8 Dezibel senkt. Gleichzeitig wird der Luftdurchfluss um 30 % erhöht und das Gerät verbraucht weniger Strom. Als Ergänzung des Flügelrads wurde ein neuer Motor mit einem einzigartigen Schrägschlitzwinkel und Kommutierungssoftware entwickelt, der leiser läuft und weniger Energie verbraucht, so dass das Produkt insgesamt eine Motoreffizienz von 85 % erzielt. i-maxx Serie ACi i-maxx-kompaktlüfter der Serie AC werden die Branche revolutionieren und herkömmliche AC-Lüfter in Steuerschränken, Kühlanlagen und Filterlüftern ersetzen. Im Vergleich zu konventionellen AC-Kompaktlüftern kann der i-maxx Energieeinsparungen von bis zu 77 % erzielen, bietet um 70 % längere Wartungsintervalle, ist 8 Dezibel leiser und er wiegt nur etwa die Hälfte. Der neue i-maxx Serie ACi 4400 stellt die erste energieeffiziente und mechanisch vollständig kompatible Alternative zum veralteten 120 mm AC-Kompaktlüfter dar, die keine Kompromisse in Bezug auf Leistung oder Funktionalität macht. Das Produkt bietet eine vollständige Integration der Transformatortreiber-Elektronik in den Motoren-Hub, was durch Optimieren der sensorlosen Kommutierung sowie durch neu entwickelte Elektronik möglich gemacht wurde. Eine verbesserte Aerodynamik gekoppelt mit einem optimierten Motor im neuen i-maxx-lüfter verbessert die Leistung weiter, und der Einsatz von Sichelschaufeln und Winglets bedeutet niedrigere Geräuschentwicklung und höhere Effizienz im Vergleich zu herkömmlichen AC-Lüftern. RS Web-Suchbegriff: RS Web-Suchbegriff: FINDEN - GANZ EINFACH: Für nähere Informationen zu Community-Platinen, besuchen Sie: Diskutieren Sie Ihre Ansichten... FINDEN - GANZ EINFACH: 16 etech - AUSGABE 9 etech - AUSGABE 9 17

11 Die Zukunft von Speichern Ein Blick in die Kristallkugel? angetrieben von zunehmender Nachfrage nach schnellem und stromsparendem Speicher in intelligenten Mobilgeräten wie Tablets und Smartphones. By Mark Cundle, Technical Marketing Manager Wenn es einen Halbleiterprodukt gibt, das als Standardartikel angesehen wird, dann ist dies der Speicher. Es ist aber auch der Bereich, der in der Presse das größte Echo findet. Die steigenden oder fallenden Preise für den jeweils am meisten verlangten DRAM-Chip werden oft als ein Barometer für das Klima in der Halbleiterbranche insgesamt angesehen. Märkte und Hersteller Der Halbleitermarkt hat gegenwärtig einen Wert von ca. 300 Milliarden USD pro Jahr und Speicherchips stellen einen bedeutenden Anteil davon dar - aber es ist Jahr um Jahr ein äußerst unbeständiger Anteil. Die Kosten für Hersteller sind hoch, um konkurrenzfähig zu bleiben, die Margen werden immer dünner und Gewinne werden oft nur in guten Jahren erzielt, es sei denn, man ist vielleicht der Marktführer. Es gibt immer weniger Hauptakteure auf dem Markt (d. h. Unternehmen mit einem Marktanteil von 5 % oder höher) und das vergangene Jahrzehnt hat eine erhebliche Konsolidierung von Speicheranbietern gesehen. Dies geschah zunächst im DRAM-Sektor, aber in den letzten Jahren war darüber hinaus eine Marktbereinigung unter Herstellern von nichtflüchtigem Speicher zu verzeichnen, was in erster Linie Flash bedeutet. Prozess, Architektur und Konnektivität Auf Seite der Technologie liegt eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung von Speicherchips darin, mit der zunehmenden Leistung von Mikroprozessoren Schritt zu halten und schnellere, energiesparenden Speicher bereitzustellen. Speicherhersteller stehen unter Druck, ihre Architekturen zu verbessern und zu kleineren Prozessknoten überzugehen,obwohl Speicher sich natürlich seit jeher an der Vorderfront der Halbleiter-Prozessentwicklung befinden. Da Technologien immer kleiner werden, beginnen führende DRAM-Hersteller jetzt am 30-nm-Knoten mit der Produktion, während einige ihre Geräte sogar bei 25 nm abtasten. Im NAND Flash (der am weitesten verbreiteten Art von Flash-Speicher für Datenspeicherung in Solid-State-Laufwerken), in USB-Flash-Laufwerken und auf Multimedia- Speicherkarten beginnen führende Hersteller mittlerweile mit der Produktion von 64-GBit-Speicher über Prozesstechnologien zwischen 20 und 30 nm. Die zunehmende Bedeutung von 3D-Speichertechnologien macht darüber hinaus innovative Speicherarchitekturen und -strukturen erforderlich. Auf Ebene der Technologieprozesse wird dies durch das Anordnen von DRAM- Speicherzellen in 3D-Strukturen adressiert, und auf Chip-Ebene durch das Stapeln von DRAM-Würfeln über TSVs (Through-Silicon-Via)-Verbindungen, um HD-Anforderungen zu genügen. Die Entwicklung von 3D NAND Flash-Speichern mit robusten und zuverlässigen vertikalen Gatterstrukturen wird zunehmend als ein realistischer Ausblick für die kommenden 1-2 Jahre angesehen. Ein weiteres Problem in der Branche ist die Möglichkeit eines Verbindungsstandards der nächsten Generation mit hohem Durchsatz. Anfang des Jahres 2011 kündigte JEDEC den UFS (Universal Flash Storage)-Standard an, der die fortschrittlichste Spezifikation für austauschbaren und Embedded-Speicher auf Flash-Basis darstellt. Der Halbleitermarkt hat gegenwärtig einen Wert von ca. 300 Milliarden USD pro Jahr. Der Standard wurde speziell auf Mobilanwendungen und Computersysteme zugeschnitten, die hohe Leistung bei niedrigem Stromverbrauch benötigen. Flash - Wachstum und Nachfolger? Der Markt für Flashs zeigt gegenwärtig starkes Wachstum, angetrieben in erster Linie von zunehmender Nachfrage nach schnellen und stromsparenden Speichern in intelligenten Mobilgeräten wie Tablets and Smartphones. Laut Daten der Marktanalysefirma IHS isuppli aus dem Jahr 2010 werden NAND Flashs in den kommenden Jahren die führende Speichertechnologie in Mobilanwendungen sein. Es wird erwartet, dass NAND Flashs im Jahr 2011 etwa die Hälfte des gesamten Speichermarkts ausmachen werden, gefolgt vom DRAM mit einem Drittel des Markts und dann vom NOR Flash mit dem Rest. Nebenbei bemerkt sollte keine dieser Entwicklungen die Rolle der herkömmlichen Festplatte untergraben, die ständig wachsende HD- Speicherkapazitäten bietet und die voraussichtlich noch auf längere Zeit auf dem Markt für tragbare Computer, Server und Mobilgeräte vertreten sein werden. Obwohl Flashs weiterhin hochskaliert werden und daher noch eine beträchtliche Lebensdauer vor sich haben, liegen einige der interessantesten Entwicklungen in der Speichertechnologie von heute in der Suche nach einem langfristigen Flash- Ersatz für eigenständige und Embedded-Anwendungen. Die führenden Kandidaten bieten mehrere Vorteile gegenüber Flashs wie z. B. 100 Mal schnellere Lese-/Schreibvorgänge und deutlich höhere Schreibzyklenbeständigkeit: Phase-Change Memory (PCM) PCM-Daten werden generiert, wenn verschiedene Stromstärken auf das glasartige Material im PCM-Speicher angewendet werden, wodurch sich die physische Struktur des Materials zwischen kristallinen und amorphen Zuständen ändert. Da Strom mit verschiedenen Stärken angewendet werden kann, könnte bei PCM das Speichern von mehr als einem Bit pro Zelle möglich sein. Ferroelectric Random Access Memory (FeRAM oder FRAM) verhält sich ähnlich wie DRAM, insofern dass es Direktzugriff auf jedes einzelne Bit zulässt, sowohl für Lese-, als auch für Schreibvorgänge. Es hat einen Zellenkondensator mit einem ferroelektrischen Material, in dem ein elektrisches Feld angewendet werden kann, um das Material zu polarisieren. Magnetoresistive Random Access Memory (MRAM) und MRAM der zweiten Generation, genannt SST- MRAM (Spin Transfer Torque MRAM) verwenden magnetische Speicherelemente. Diese Technologie verspricht, eines Tages nicht nur Flash, sondern auch DRAM- und SRAM-Speicher zu ersetzen. Resistive RAM (RRAM) basiert auf der elektronischen Schaltung (Strom oder Spannung induziert) eines Widerstandselements zwischen zwei stabilen resistiven Zuständen (niedrig/hoch). Das IMEC-Forschungsinstitut sagt voraus, dass RRAM-Geräte mit einer gestapelten Struktur bei 11 nm in den Markt eintreten könnten. Es ist der Ansicht, dass Flashs bis 20 nm skaliert werden können, mit SONOS (Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon) Flash als Zwischenschritt an 17- und 14-nm-Knoten. FINDEN - GANZ EINFACH: Diskutieren Sie Ihre Ansichten etech - AUSGABE 9 etech - AUSGABE 9 19

12 Japans Displayhersteller gehen zu kleineren LCDs über Von Hideaki Sakazume Angesichts der schnell wachsenden Nachfrage nach kleinen bis mittelgroßen HD-Displays für Smartphones, Tablets und andere Mobilgeräte richten japanische LC-Displayhersteller ihr Geschäft weg von größeren Bildschirmen auf kleinere Displays aus. Schrumpfende Gewinnspannen für LC-Großbildschirme Japanische Hersteller von LC-Displays müssen ihre Produktstrategien umdenken. Trotz der wachsenden Nachfrage nach kleinen und mittelgroßen LC-Displays für Smartphones, Camcorder, Digitalkameras, Satnav-Produkte, PDAs usw. ging es auf dem globalen LCD-Markt seit der Jahrtausendwende generell um den Wettbewerb, größere und größere Bildschirme für Fernsehgeräte zu entwickeln. Heute, mehr als ein Jahrzehnt später, werden diese Produkte in großen Mengen gefertigt, und südkoreanische und taiwanesische Hersteller sind dabei führend. China hat seine Produktion ebenfalls gesteigert, um die heimische Nachfrage zu decken, so dass es in dieser Hinsicht auf dem Weg zur Selbstversorgung ist (39 % in 2011 und wahrscheinlich über 100 % in 2013). Eine logische Folge solch hoher Produktionsvolumen weltweit wird die niedrigere Ertragskraft für Hersteller in diesem Sektor sein. Das Wachstum ist abgeflacht und Preise für TV-Bildschirme bis zu 40 Zoll beginnen bereits zu fallen. Im Gegensatz dazu ist die Nachfrage nach kleinen und mittelgroßen HD- Displays für Smartphones, Tablets, 3D-Displays, elektronisches Papier und viele andere Geräte äußerst hoch. Beispielsweise steigt der Wert der Märkte für Smartphone-LCDs und Tablet-Displays gegenwärtig um 51 % bzw. 33 % pro Jahr an. Ein Grund für diesen Trend ist z. B., dass das voraussichtliche Produktionsvolumen für Apple ipads im Jahr 2012 auf zwischen 80 und 100 Millionen Einheiten geschätzt wird. Sharp steigert die Produktion, während Konkurrenten ein neues Unternehmen gründen LC-Displayhersteller in Japan haben diese Veränderungen auf dem globalen Markt genau verfolgt und sie nehmen daher eine Kursänderung vor: weg von großen Bildschirmen und hin zu kleinen/mittelgroßen Displays. Sharp, ein führender japanischer Hersteller von LC-Displays, stellte bisher Displays aller Größen her, aber die Fertigungsanlagen Kameyama 1 und 2, die zuvor der Produktion von großformatigen TV-Bildschirmen vorbehalten waren, werden jetzt auf die Fertigung kleiner und mittelgroßer Displays umgestellt. Die Fertigungsmaschinen für Großbildschirme in Anlage 1 wurden darüber hinaus bereits an einen chinesischen Hersteller verkauft. Wir verlegen unsere LCD-Fertigung in einen Geschäftsbereich mit hohem Wachstum, sagte Sharp-Präsident Miko Katayama auf einer Pressekonferenz, auf der die Neustrukturierung des Unternehmens angekündigt wurde. Wir werden nicht in einem Markt konkurrieren, in dem selbst die Marktführer keine Gewinne mehr erzielen. In der Zwischenzeit planen drei erfolgreiche Hersteller kleiner bis mittelgroßer LC-Displays Toshiba Mobile Display, Hitachi Displays und Sony Mobile Display den Zusammenschluss ihrer Operationen zu einer neuen Firma, die vorläufig Japan Display KK heißen und sich auf kleinere Displays spezialisieren wird. Die Fusion wird in Q abgeschlossen sein und Japan Display hat sich ein Verkaufsziel von 750 Milliarden Yen bis zum Finanzjahr 2016 (Ende: März 2016) gesetzt. Das kombinierte Produktionsvolumen der drei Unternehmen im Jahr 2010 entspricht ganzen 22 % des globalen Markts nach Wert, so dass Japan Display de facto der weltweit größte Hersteller von kleinen bis mittelgroßen LC- Displays sein wird. Eine als Innovation Network Corporation of Japan (INCJ) bekannte Firma spielt ebenfalls eine zentrale Rolle in dieser Fusion. INJC wurde im Jahr 2010 gegründet Fortsetzung auf Seite 22> 20 etech - AUSGABE 9 etech - AUSGABE 9 21

13 NEU! Re³-inforced DC/DC Power mit bis zu 10kV DC Isolierung! < Fortsetzung von Seite 21 und ist hauptsächlich staatlich gestützt - die japanische Regierung investierte 82 Milliarden Yen in das Unternehmen und der private Sektor hat weitere 8,5 Milliarden Yen Kapital beigesteuert. Der Präsident von Japan Display soll von außerhalb der drei Gründerfirmen stammen und 70 % der Anteile mit Stimmrecht werden von INCJ gehalten. Die Fusion ist also gewissermaßen einer staatlichen Intervention gleichzusetzen. Führende Halbleiterhersteller in Japan haben bereits Präzedenzfälle für diese Art von Fusion geschaffen. Beispiele dafür sind die Firma Elpida Memory Inc., die die DRAM- Operationen von NEC, Hitachi und Mitsubishi in sich vereinigt, oder der Halbleiterhersteller Renesas Electronics Corporation, der ebenfalls von diesen drei Firmen gegründet wurde. Vermarkten des technologischen Vorsprungs Kimikazu Noumi, CEO von INCJ, hat Folgendes zu diesem Thema zu sagen: Bei kleinen bis mittelgroßen Displays liegt der Schlüssel zum Wachstum in Technologien, die durch höhere Auflösung, breitere Blickwinkel und niedrigeren Stromverbrauch Mehrwert schaffen. Dies ist daher ein Gebiet auf dem japanische Hersteller von ihren weltweit führenden Technologien profitieren können. Die Frage ist jedoch, ob Japans Hersteller ihren technologischen Vorsprung dazu nutzen können, diesen Sektor zu dominieren, und welche Technologien besonders relevant für kleine und mittelgroße Displays sind. Die Technologie von LC-Displays kann in zwei Stränge aufgeteilt werden: einerseits die Displays selbst und andererseits die TFTs (Thin-Film Transistors), auf denen die Displays basieren. Betrachten wir zunächst die Displays selbst: hier ist eine als In-Plane Switching (IPS) bekannte Technologie vorherrschend. Bei IPS, das von Hitachi entwickelt wurde, werden nicht nur die Antriebstransistoren mit dem elektrischen Feld parallel zum Substrat eingebaut, sondern auch die Flüssigkristalle selbst werden horizontal ausgerichtet, so dass auf dem Glassubstrat keine Elektroden erforderlich sind, durch die das Licht fließt. Im Gegensatz zu TN (Twisted-Nematic)- oder VA (Vertical-Alignment)-Displays sind die Flüssigkristallmoleküle in einem IPS-Display nicht vertikal gegenüber dem Glassubstrat ausgerichtet. Dies führt zu einem Bildschirm mit hervorragenden Bildausrichtungseigenschaften - beispielsweise treten bei unterschiedlichen Blickwinkeln nur minimale Variationen in Bezug auf Helligkeit und Farbe auf. IPS-Displays sind außerdem druckbeständig, so dass sie für Touchscreen-Anwendungen geeignet sind. Beispielsweise verwendet das Apple iphone 4 einen IPS-Bildschirm mit dem Namen Retina Display. Die horizontale Ausrichtung der Kristalle ist jedoch nicht allein japanischen Herstellern vorbehalten und es gibt ähnliche Technologien wie z. B. das von der taiwanesischen Firma Hydis verwendete FFS (Fringe Field Switching). Eine weitere vielversprechende Technologie sind OLEDS (Organic Light-Emitting Diodes). Bei der Vermarktung von OLEDs haben südkoreanische Großunternehmen wie Samsung jedoch die japanischen Unternehmen überholt. Der zweite wichtige Technologiestrang betrifft TFTs (Thin-Film Transistors). Der wohl wichtigste Faktor auf diesem Gebiet sind die verschiedenen Technologien, die mit LTPS (Low-Temperature Polysilicon) verbunden sind. Die meisten kleinen bis mittelgroßen Displays, die heute auf dem Markt sind, verwenden TFTs aus amorphem Silizium. Für Produkte wie Smartphones, die HD-Qualität benötigen, kann dagegen die Verwendung von LTPS vorteilhaft und gewinnbringend sein. Der Grund dafür ist, dass die Ladungsmobilität von Polysilizium wesentlich höher ist als die von amorphem Silizium. Dies bedeutet, dass TFTs kleiner gemacht werden können. Der Begriff Low Temperature bezieht sich übrigens auf die Tatsache, dass die TFTs bei Temperaturen unter 650 Grad Celsius geformt werden können, welches die Deformationstemperatur des LCD-Glassubstrats ist. TFTs können daher auf dem Substrat geformt werden, was eine höhere Bildqualität ermöglicht. LTPS-Technologie wird allerdings ebenfalls nicht ausschließlich von japanischen Herstellern genutzt. Ein weiterer bedeutender Faktor in Bezug auf TFTs sind technologische Fortschritte in den Materialien. Ein Beispiel dafür sind transparente amorphe Oxidhalbleiter (TAOS). Sharp hat beispielsweise eine Technologie für die Fertigung von IGZO-Bildschirmen (2160 x 2460 mm) der 8. Generation entwickelt, die laut der Firma für den Einsatz in Tablet-PCs bereitgestellt werden. IGZO ist eine Variante von TAOS, deren Hauptbestandteile Indium, Gallium und Zink sind. Zusätzlich zu seiner hohen Ladungsmobilität ist die Lichtdurchdringung von IGZO ein besonderes Merkmal, was bedeutet, dass das Material als dünner Film fast durchsichtig ist. Eine weitere Sharp-Technologie ist CGS (Continuous Grain Silicon). In CGS werden die Siliziumkristalle im LTPS regelmäßig ausgerichtet. Dadurch ist die Ladungsmobilität etwa 600 Mal höher als für amorphes Silizium und viermal höher als für LTPS, und sie erreicht eine Geschwindigkeit, die fast der von einkristallinem Silzium entspricht. Bei Verwendung von CGS können zudem andere Schaltkreise auf dem LCD-Substrat angebracht werden. Diese Technologie bietet daher das Potenzial für die Entwicklung eines Chips auf dem System mit integriertem Display. Sharp hat vor kurzem angedeutet, dass die Firma beabsichtigt, CGS für Smartphone-Displays zu verwenden. Diese Tatsachen deuten darauf hin, dass japanische Displayhersteller über eine Reihe führender Technologien für kleine und mittelgroße LC-Displays verfügen. Daraus kann jedoch nicht abgeleitet werden, dass Japan zwangsläufig eine dominante Position auf diesem Markt erobern wird. Peripherietechnologien spielen dabei ebenfalls eine wichtige Rolle. Dazu gehören unter anderem Technologien in Bezug auf Glas und andere Materialien, Fertigungsgeräte, Techniken wie Lithografie sowie Test- und Auswertungstechnologien. Nach ihrer Kursänderung auf kleine und mittelgroße LCDs müssen japanische Hersteller jetzt alle diese Faktoren berücksichtigen, um in Zukunft Erfolg zu haben. Wandler mit hoher Isolierung und niedrigem Leckstrom für medizinische Anwendungen: Wesentliche Merkmale: Dreifach verstärkte Isolierung bis zu 10kV DC/5kV AC Ultrakompakte Bauweise - 1 und 2 Watt im SIP7 Package - 3,5 und 6 Watt im DIP24 Package Wirkungsgrad bis 86 % Von EN, CSA und UL zertifiziert Niedriger Stromverbrauch im Standby (1 ma) 3 Jahre Garantie Die ultrakompakte REC6- Serie im DIP24-Package ist bis zu 10kV DC isoliert. RECOM hat es geschafft, dreifach verstärkte Isolierungen in ein kompaktes Gehäuse zu integrieren. Durch die revolutionäre re³inforced-technologie in SIP7 oder DIP24 Standard-Packages kann 8kV DC- oder 10kV DC-Isolierung endlich umgesetzt werden. Aufgrund von 30 % weniger Transformator- Kopplungskapazität haben die Treiber auch einen sehr niedrigen Leckstrom - eine allgemeine Anforderung bei medizinischen Anwendungen. Einzigartige Technologie zu einem erschwinglichen Preis! FINDEN - GANZ EINFACH: 22 etech - AUSGABE 9

14 Komponentenbibliotheken und die Herausforderungen der Zusammenarbeit Von Ian Bromley, Marketing Engineer ne Komponentenbibliothek bildet natürlich Eiein zentrales Element eines CAD-Tool zur Leiterplattenkonstruktion. Ohne sie wäre das Tool wie ein Auto ohne Kraftstoff. Diese Analogie ist vielleicht etwas zu einfach, aber sie führt uns direkt zur Frage, wer eigentlich für die Erstellung der Bibliothek verantwortlich ist. Und die Antwort auf die Frage scheint nach wie vor der Benutzer zu sein - wie es seit der Einführung von elektronischen Konstruktionstools immer der Fall gewesen ist. Schätzungen können schwierig sein, aber die branchenweiten Kosten sind mit Sicherheit hoch, wenn Leiterplatten-Konstruktionsteams in der ganzen Welt Teilebibliotheken für ihre spezifischen CAD- Tools zusammenstellen und dabei einen Großteil der Arbeit mehrfach dupliziert wird. Jedes Mal, wenn ein Hersteller eine neue Komponente einführt, wird diese in den Bibliotheken von Hunderten oder Tausenden Firmen neu erstellt - und dies auf viele verschiedene Weisen. Wettbewerbsvorteile sind natürlich sehr wichtig, aber stellt eine proprietäre Komponentenbibliothek aus der Sicht des Endbenutzers wirklich einen Vorteil dar? Besonders wenn man all die anderen Unterscheidungsmerkmale berücksichtigt, die ein kreatives Design bietet. Die Suche nach einem Standard Wie stehen also die Chancen für einen Industriestandard zum Austausch von Komponentenbibliotheken oder sogar eine globale einheitliche Komponentenbibliothek? Es gibt keinen allgemein akzeptierten Industriestandard, der zusätzlich zur Größe einer Komponente deren gesamte Pin-Informationen zur Eingabe in ein Layout-Tool festlegt, obwohl dies letztlich bedeutend zu einer weiteren Automatisierung des Konstruktionsund Fertigungsprozesses von Leiterplatten führen könnte. Ein Grund dafür ist, dass die Community für Entwicklungstools, die Komponentenhersteller und die Firmen, die Leiterplatten entwickeln, alle unterschiedliche Interessen haben. Komponentenhersteller ändern regelmäßig ihre Pakettypen und sie tendieren auch dazu, Produkte auf eindeutige Weise zu verpacken, um Konkurrenten auszuschließen. Darüber hinaus gab es für Hersteller bisher keinen echten Anreiz, ihre Daten in den verschiedenen verfügbaren CAD-Formaten bereitzustellen. CAD-Anbieter sind ebenfalls nicht motiviert, ein standardmäßige Bibliotheksformat zu unterstützen, da intern entwickelte Bibliotheken als Produktdifferentiatoren angesehen werden. Viele der globalen Konstruktions- und Fertigungsunternehmen stimmen ihnen diesbezüglich zu und sehen die Verwaltung von Bibliotheken als einen fairen Preis dafür an. Für Endbenutzer wäre ein Standard zwar äußerst wünschenswert, aber er ist nur schwer zu realisieren, weil CAD-Anbieter Bibliotheken auf verschiedene Weisen implementieren. Das Übersetzen der Daten ist also ein echtes Problem und einzelne Firmen erstellen daher immer wieder ihre eigenen Bibliotheken. Frühere Vorschläge Im Laufe der Jahre wurden Standards vorgeschlagen und eingeführt, wie z. B. IPC-SM-782 (Surface Mount Design and Land Pattern Standard) in den 1980er und frühen 1990er Jahren von der IPC. Die IPC (www.ipc.org) ist ein globaler Handelsverband, der ca Elektronikfirmen vertritt, die Leiterplatten entwickeln, herstellen, fertigen und testen. Die neueste Version des Nachfolgers von IPC- SM-782 ist IPC-7351B. Viele Anbieter machen auf der Grundlage dieses Standards Softwaretools verfügbar, die empfohlene Layouts für die Erstellung neuer Teilebibliotheken generieren. Die Akzeptanz dieses Standards ist jedoch nicht weitreichend. Es gab im Laufe der Jahre eine Reihe anderer Versuche, die mit den IPC-Vorschlägen konkurrierten, aber bisher waren diese alle zur Bedeutungslosigkeit verurteilt. Falls sich tatsächlich ein Standard entwickeln sollte, dann wird dies wahrscheinlich auf kleineren Entwicklungsfirmen basieren, die sich zunehmend der Suchmaschinen globaler Elektronikdistributoren bedienen. Die Ultra Librarian-Lösung Eine Firma, die eine Lösung mit wachsender Beliebtheit bereitstellt, ist Accelerated Designs. Die Firma bietet mit Ultra Librarian (UL) ein Tool an, das anbieterneutrale Beschreibungen von Formfaktor- und Schemasymbolen sowie akzeptierte Pad- Geometrieberechnungen oder anbieterspezifische Pad-Geometrien bereitstellt. Laut Accelerated Designs haben viele CAD-Anbieter die Entwicklung des Tools unterstützt, so dass es Daten in die am häufigsten verwendeten Formate exportieren kann. Eine Reihe führender Halbleiterfirmen verwenden die Tools bereits, um sowohl Formfaktor als auch Symbole bereitzustellen. Der kostenlos verfügbare UL Reader, eine Teilmenge des Ultra Librarian- Toolsets, kann Komponenten und deren Attribute über anbieterneutrale BXL-Dateien in fast allen Leiterplattenpaketen generieren, importieren oder exportieren. Vom UL Reader generierte Gerät-Formfaktoren basieren dabei auf der IPC-7351-Spezifikation. Darüber hinaus können Benutzer die Standards abwandeln, um Komponentensymbole und Formfaktoren zu erstellen, die ihren eigenen internen Standards entsprechen wenn sie ein Upgrade zur Ultra Librarian Suite erwerben. Mehr als die Summe seiner Teile Die an der Leiterplattenkonstruktion beteiligten Parteien müssen jedoch zusammenarbeiten, um den Fluss von Teiledaten zu koordinieren. Entscheidend wichtig in diesem Prozess sind die Halbleiterhersteller und ihre Bereitschaft, Komponentendaten in einem Interchange-Format bereitzustellen. Wenn dies geschieht, dann können Distributoren von Elektronikkomponenten problemlosen Zugriff auf grundlegende Teiledaten für CAD-Tools bieten. Ein Beispiel dafür ist die DesignSpark-Webseite, die das beliebte DesignSpark-Tool für die Leiterplattenkonstruktion unterstützt. Diese Webseite stellt jetzt Bibliotheken im BXL-Format von führenden Herstellern wie STMicroelectronics und Microchip bereit. Und zu diesem Zeitpunkt wird die Webseite des globalen Distributors zu einer wichtigen Ressource für Elektronikentwickler. Herunterladen... DesignSpark PCB von 24 etech - AUSGABE 9 etech - AUSGABE 9 25

15 KONSTRUKTIONS- TIPPS IN ZUSAMMENARBEIT MIT KONSTRUKTIONS- TIPPS MUSIK IM OHR Kopfhörerverstärker mit Standard-Bauteilen Von Stefan Dellemann (D) Die Reihe der Kopfhörerverstärker in Elektor reicht von schlicht und einfach bis aufwändig und hoch komplex. Der hier vorgestellte Entwurf bewegt sich irgendwo dazwischen. Die Klangqualität ist gut, der Aufbau ist unkompliziert, und die Bauteile sind unkritisch. Messwerte (Ausgangslast 33 Ω, Betriebsspannung ±9 V) Eingangsimpedanz (ohne P1): Bandbreite: Verzerrungen und Rauschen (1 khz, 1 mw an 33 Ω): Verzerrungen und Rauschen (20 Hz...20 khz, 1 mw an 33 Ω): Signal-Rausch-Verhältnis (bezogen auf 1 mw an 33 Ω): 10 kω 3,4 Hz...2,4 MHz 0,005 % (B = 22 khz) 0,01 % (B = 80 khz) 89 db (B = 22 khz) oder 92 dba Max. Ausgangsspannung (an 33 Ω): 3,3 V (THD+N = 0,1 %) Max. Eingangsspannung: Stromaufnahme: 0,57 V (bei P1 auf Maximum) ca. 19 ma Eigenständige Kopfhörerverstärker mit gutem Preis-Leistungs-Verhältnis bietet der Handel gegenwärtig selten an. Nur das High-end-Angebot ist etwas größer, allerdings liegen hier auch die Preise im gehobenen Bereich. Eine besondere High-end-Philosophie zählt zwar nicht zu den Ausstattungsmerkmalen des hier vorgestellten Kopfhörerverstärkers, trotzdem kann sich die Qualität hören lassen. Hinzu kommt, dass Aufwand und Kosten gering sind. Verstärker Das Konzept der Schaltung in Bild 1 entspricht einem diskret aufgebauten Opamp für niedrige Leistung. Am Eingang liegt Lautstärke-Potentiometer P1, das über einen Steckverbinder mit der Schaltung verbunden ist. Kondensator C1 hält Gleichspannungskomponenten von Differenzverstärker T1, T2 fern. Im Emitter-Zweig des Differenzverstärkers liegt Stromquelle T3. Mit Trimmpoti P2 lässt sich die Symmetrie so einstellen, dass am Verstärkerausgang ohne Eingangssignal die Spannung 0 V gegen Masse liegt. Die beste Klangqualität wird erreicht, wenn die Kollektorströme von T1 und T2 identisch sind. Erkennbar ist dies daran, dass die Spannungen an F und G nahezu übereinstimmen. Die Offsetspannung am Eingang, verursacht durch den Basisstrom von T1, hat einen niedrigen negativen Wert. Bei Messungen am Testaufbau betrug der Basisstrom von T1 ungefähr 3 µa. Ohne Offsetkompensation mit P2 würde die Offsetspannung am Verstärkerausgang mehr als 0,2 V betragen: (1+R6/ R5) U A = (1+10/1,5) 0,028 V. Durch asymmetrisches Einstellen des Differenzverstärkers ist der Offset fast vollständig eliminierbar. Diese Methode geht zwar geringfügig auf Kosten der Qualität, doch sie mindert den Schaltungsaufwand beträchtlich. Stromeinstellungen Stromquelle T3 im Emitter-Zweig des Differenzverstärkers ist mit D1, D2 und R4 auf etwa 3 ma eingestellt. Dies ist ein Wert, bei dem Treiber T4 fast linear gesteuert werden kann. Das überwiegend von T4 verstärkte Audio- Signal gelangt zu der mit T6 und T7 aufgebauten Endstufe. Der Ruhestrom des Treibers T4 ist mit T5 und R9 auf ungefähr 5 ma eingestellt. Bei der Verstärkung h FE = 50 der Endtransistoren kann die Aussteuerung mit 32 Ω Last theoretisch 0,005 A Ω = 8 V S betragen. Dem steht entgegen, dass Stromquelle T5 sowie der Spannungsabfall am Basis-Emitter- Übergang von T7 (etwa 1,5 V) die Aussteuerung herabsetzen. Ferner müssen die Spannungsteiler R11/ R12 beziehungsweise R10/R12 in die Rechnung einbezogen werden. An der Last R L liegen deshalb maximal R L / (R L +R11+R12) Ω (9-1,5) ma = 4,6 V S, was rund 3,26 V eff entspricht. Dieser rechnerische Wert stimmt mit dem am Testaufbau gemessenen Wert ziemlich genau überein. An 32 Ω beträgt die Ausgangsleistung folglich (3,26 V) 2 /32 Ω = 330 mw, genug, um die meisten Rockund Pop-Fans zufrieden zu stellen. Widerstand R12 am Ausgang begrenzt den Laststrom, gleichzeitig dient er der Stabilität beim Anschließen kapazitiver Lasten. Wenn der Ausgang kurzgeschlossen wird oder ein sehr langes, abgeschirmtes Kabel zum Kopfhörer führt, werden die Endtransistoren nicht beschädigt. Die Widerstände R10 und R11 symmetrieren die Endstufe. Kondensator C2 im Rückkoppelzweig sorgt dafür, dass die Verstärker-Bandbreite wesentlich größer als die Audio-Bandbreite ist (siehe Messwerte). Eingangskondensator C1 hat die Kapazität 4,7 µf, die untere Eckfrequenz liegt damit sehr niedrig. Mit dem Wert 2,2 µf, der vielleicht gängiger ist, liegt sie bei immer noch akzeptablen 7 Hz (-0,6 db bei 20 Hz). In Bild 1 sind zur Orientierung die Spannungswerte angegeben, die am Testaufbau gemessen wurden. Die exakten Werte hängen hauptsächlich von den Exemplarstreuungen der Transistoren ab. Auch die Angabe der Stromaufnahme ist nur ein Richtwert. Modifikation Wenn die Rauschwerte an zweiter Stelle stehen (mit den meisten Kopfhörern ist das produzierte Rauschen nicht wahrnehmbar), kann die Rückkopplungsimpedanz bis etwa 10 kω erhöht werden. Die Widerstände R5 und R6 werden so angepasst, dass sie parallel geschaltet einen Wert bis 10 kω ergeben. In diesem Fall kompensieren sich die Basisströme von T1 und T2 gegenseitig. Widerstand R5 wird beispielsweise auf 12 kω erhöht, während R6 den Wert 68 kω erhält. Perfekt passen hier die Werte 11,5 kω und 76,8 kω der Normreihe E96. Dass diese Modifikation die Wiedergabequalität nicht nur theoretisch, sondern auch hörbar steigert, ist zwar unwahrscheinlich, sie kann jedoch das Offset-Verhalten verbessern. Aufbau Für den Kopfhörerverstärker wurde die Platine in Bild 2 entworfen, sie ist über die Projektseite [1] bestellbar. Dort steht auch das Platinenlayout im PDF-Format zum Download bereit. Die Lage der Bauelemente geht aus Bild 3 hervor. Koppelkondensator C1 kann wahlweise das Rastermaß 5 mm oder 7,5 mm haben. Nach bewährtem Verfahren werden zuerst die niedrigen Bauelemente (Widerstände, Dioden) und anschließend die hohen Komponenten (Kondensatoren, Transistoren, Steckverbinder) montiert. Für Stereo-Betrieb müssen natürlich zwei Verstärker aufgebaut werden. Poti P1 ist durch eine Stereo-Ausführung zu ersetzen, damit die Lautstärken beider Kanäle parallel einstellbar sind. Falls die Lautstärke bereits an der Signalquelle eingestellt werden kann, Fortsetzung auf Seite 28> T1,T2,T3,T5 = BC550C T4 = BC560C T6 = BD139 T7 = BD140 P1 10k C1 4u7 63V A R1 10k R2 1k T1 P2 C 1k T2 100R T3 R3 R4 F B R7 4k7 D1 D2 G 270R 2x 1N4148 C4 R8 + + C5 H 100u 150R 100u 16V 25V A = - 28mV T4 B = - 33mV C = 0.73V T6 D = 0.71V E = 1.37V C3 10p C2 6p8 R6 10k D3 R5 2x 1N4148 D4 1k5 E R9 T5 I D 150R J K R10 10R R12 10R 10R R11 T7 + C6 100u 25V F = 1.31V G = 1.37V H = 0.71V I = 1.4V J = 83.5mV K = 80.5mV Bild 1. Die Schaltung besteht ausschließlich aus Standard-Bauelementen V 6..10V Bild 2. Auf der Platine kann die Schaltung platzsparend aufgebaut werden. 26 etech - AUSGABE 9 etech - AUSGABE 9 27

16 KONSTRUKTIONS- TIPPS Komponentenliste Widerstände RS Best.-Nr. R1,R6 = 10 kω R2,R3 = 1 kω R4 = 270 Ω R5 = 1,5 kω R7 = 4,7 kω R8,R9 = 150 Ω R10,R11,R12 = 10 Ω P1 = 10 kω Siehe Verbindung für P1 P2 = 100-Ω-Trimmpoti Kondensatoren RS Best.-Nr. C1 = 4,7 µf, Rastermaß 5 mm oder 7,5 mm C2 = 6,8 pf, Rastermaß 5 mm C3 = 10 pf, Rastermaß 5 mm C4,C5,C6 = 100 µf 16 V radial Halbleiter RS Best.-Nr. D1,D2,D3,D4 = 1N T1,T2,T3,T5 = BC550C T4 = BC560C T6 = BD T7 = BD Verschiedenes RS Best.-Nr. Anschluss für P1 = 3-polige Stiftleiste, Rastermaß 0, Anschluss für P1 = 3-polige Buchsenleiste, Rastermaß 0, Stk. Lötpins, 1,3 mm Durchmesser Platine , siehe [1]. Platine, Bestell-Nr < Fortsetzung von Seite 27 Bild 4. Im transparenten ProjectCase wird der Kopfhörerverstärker zum Blickfang. ist Potentiometer P1 entbehrlich. Ohne P1 muss der Verstärker- Eingang über einen Jumper oder eine Drahtbrücke mit C1 verbunden werden. Die Eingangsimpedanz des Kopfhörerverstärkers mit vorhandenem, voll aufgedrehtem Potentiometer P1 beträgt mindestens 5 kω. Die meisten modernen Signalquellen dürften mit diesem Wert zurechtkommen. Als Energiequelle bieten sich für den Kopfhörerverstärker zwei 9-V-Batterien an. Ein Netztrafo 2 6 V mit passendem Gleichrichter und Sieb-Elkos 8200 µf/16 V in beiden Spannungszweigen, eventuell ergänzt durch zwei Spannungsregler, erfüllt den gleichen Zweck. Die Endstufen-Transistoren T6 und T7 müssen normalerweise nicht gekühlt werden. Ein kleiner Kühlkörper trägt jedoch dazu bei, dass der Ausgang dauerkurzschlussfest ist. Wie Bild 4 zeigt, hat der Kopfhörerverstärker seinen Platz in einem ProjectCase [2] gefunden. Das schmucke, transparente Gehäuse liegt voll im Trend, die inneren Werte des Projekts sind jederzeit von außen einsehbar. (100701)gd Weblinks [1] [2] SIE SIND DIE JURY. Besprechen und bewerten Sie die eingereichten Projekte für die DesignSpark chipkit Challenge. Bleiben Sie auf dem Laufenden und verhelfen Sie ihrem favorisierten Projekt zum Gewinn! Weitere Informationen: Bild 3. Bestückungsplan für die Platine des Kopfhörerverstärkers. 28 etech - AUSGABE 9 Diskutieren Sie Ihre Ansichten... In Zusammenarbeit mit: The Microchip name and logo and the Microchip logo are registered trademarks and chipkit is a trademark of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. and other countries. The Digilent name and logo and Max32 are registered trademarks of Digilent Incorporated. All other trademarks mentioned herein are the property of their respective trademark holders. These trademark holders are not affiliated with Microchip Technology Incorporated or Digilent Incorporated, and do not support, sponsor or endorse chipkit products or solutions. 2011, Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved.

17 Die kontinuierliche Entwicklung von Steckverbindern Intelligente Lüfter für intelligente Einsparungen Steve Keep, European Distribution Marketing Manager bei Molex, erklärt, warum führende Anbieter von Steckverbindern einen Schritt vor der Konkurrenz bleiben und ihre Standardprodukte weiterentwickeln müssen. In Anlehnung an einen berühmten politischen Slogan aus dem amerikanischen Wahlkampf der 1990er Jahre könnte man sagen It s the price, stupid. Es ist in unserer Branche unvermeidlich, dass Margen aufgrund von Preisdruck enger werden, besonders im Bereich von Standardartikeln. Darüber hinaus wird der Schirm, der die so genannten Standardartikel abdeckt, immer breiter und erfasst neue Produktbereiche. Die Anzahl der Firmen, die Standard-Steckverbinderprodukte wie Stiftleisten und Sockel herstellen, hat in den letzten Jahren deutlich zugenommen, und dies setzt Preise unter Druck. Die Strategie von Molex auf diesem Markt ist, unsere Standardprodukte innovativ weiterzuentwickeln so dass sie benutzerfreundlicher sind und von neuen Kunden in neuen Anwendungsbereichen eingesetzt werden können. Durch höhere Temperaturbeständigkeit oder neue Beschichtungsoptionen für größere Zuverlässigkeit und längere Lebensdauer können wir unser Angebot von Mitbewerbern differenzieren und müssen daher nicht nur preislich konkurrieren. Bei Crimp-Anschlussklemmen haben wir beispielsweise ein Merkmal wie Anti Fish Hooking eingeführt, welches vermeidet, dass Klemmen sich miteinander verhaken, wenn sie in einem großen Beutel geliefert werden. Es sind kleine aber wichtige Merkmale wie diese, die uns von unseren Mitbewerbern abheben. Natürlich wird die Konkurrenz aber nicht stillstehen und es wird auch Nachbildungen geben. Und der immer breiter werdende Schirm von Standardverbindungen sollte heute auch USB, HDMI und FFC/FPC umfassen. Obwohl diese Technologien bereits seit Jahren verfügbar sind, entwickelt Molex weiterhin Verbesserungen dazu, um unsere Wettbewerbsvorteile zu bewahren. Ein weiterer Faktor, der die marktführende Position von Molex stützt, liegt in unseren globalen Fertigungsmöglichkeiten. In Zeiten fluktuierender Marktbedingungen spielt Aufteilung eine wichtige Rolle, und dies hat einige unserer Mitbewerber beeinträchtigt. Molex kann dagegen seine globalen Fertigungsanlagen flexibel einsetzen, um eine durchgehende und zuverlässige Produktversorgung zu gewährleisten und stabile Preise zu bieten. Die Metallmärkte werden ebenfalls eine wichtige Rolle spielen, da Standard- Steckverbinder stark von den Fluktuationen der Metallpreise beeinflusst werden. Metalle wie Kupfer und Gold machen einen Großteil der Kosten von Steckverbindern aus und sie haben daher bedeutende Auswirkungen auf den Produktpreis. Molex arbeitet zunehmend mit weniger preisempfindlichen Metallen wie z. B. Palladium, das als Alternative zu Gold Verwendung findet. Molex entwickelt Palladiumkontakte für den Einsatz in unserer PicoFlex- Produktreihe sowie in modularen Klinkenbuchsen und Steckern. Palladium unterliegt nicht so starken Preisfluktuationen wie Gold und es kann in Bereichen wie Leitfähigkeit oder Langlebigkeit sogar bessere Leistung bieten. 30 etech - AUSGABE 9 der Schirm, der die so genannten Standardartikel abdeckt, wird immer breiter und erfasst neue Produktbereiche. Grundsätzlich geht es darum, unsere heute erhältlichen Produkte kontinuierlich weiterzuentwickeln und zu verbessern, um unseren Marktanteil zu bewahren und zu vergrößern. FINDEN - GANZ EINFACH: Diskutieren Sie Ihre Ansichten % Einsparungen In einer mittelgroßen Fabrik laufen durchgehend etwa 50 Schaltkästen mit Abluftfi ltern. Diese herkömmlichen Wechselstromlüfter auszutauschen würde jährlich 6.5 MWh an Energie einsparen. Nach vier bis sechs Monaten hätten die neuen Lüfter die Kosten gedeckt. z. B. ACi 4400 Axiallüfter Wechselstromlüfter sind oft immer noch die bevorzugte Lösung in Schaltschränken, in der Kältetechnik oder für Lüfter mit Filtereinheiten. Der neue i-maxx wird diesen Trend auf den Kopf stellen. Dies ist nicht verwunderlich, da die herkömmlichen Spaltpolmotoren etwa 70 % der von ihnen aufgenommenen Energie in Wärme umwandeln und sogar noch mehr Verluste durch die relativ simple Flügelgeometrie entstehen. Die i-maxx Kompaktlüfter-Serie von ebm-papst macht es besser, egal mit welcher Anwendung Sie es zu tun haben. Die i-maxx ACi 4400-Serie ist die erste energiesparende und mechanisch kompatible Alternative zum klassischen 120-mm-Wechselstromlüfter. Sie erzielt dieselbe Leistung und hat die gleichen Funktionen wie das Wechselstrom-Produkt, aber damit endet auch schon der Vergleich. RS Best.-Nr.: Weitere Informationen fi nden Sie auf der RS-Website:

18 Aktuelle Highlights Sicherheitsbrille Leichtgewichts-Sicherheitsbrille von Bollé Safety Fusselarme Handschuhe Für Montage und Inspektion von Elektronikkomponenten Aktuelle Highlights Agilent 34401A Tisch-Multimeter mit 6,5 Stellen n Bietet eine Kombination aus Auflösung, Genauigkeit und Geschwindigkeit für schnelle, genaue Tisch- und Systemtests. RS Web-Suchbegriff: n Enger Sitz, angenehm zu tragen und mit ausgezeichnetem Blickfeld. RS Web-Suchbegriff: n Enge Passung für Beweglichkeit und Fingerspitzengefühl, offene Rückseite für zusätzlichen Tragekomfort. RS Web-Suchbegriff: , ESD-Schraubendrehersatz, 5-teilig Für den Gebrauch mit elektrostatisch empfindlichen Komponenten n Sortiment enthält die folgenden Schraubendreher: 3 x 100 mm Schlitz, 4 x 100 mm Schlitz, PH0 x 60 mm PHILLIPS, PH1 x 80 mm PHILLIPS und PH2 x 100 mm PHILLIPS. RS Web-Suchbegriff: Datenerfassungsgerät Misst Feuchtigkeit, Temperatur und Taupunkt mit hoher Genauigkeit n Mit einfacher USB-Schnittstelle für Einrichtung und Datendownload. Ideal für die Überwachung von Klimakammern und andere langfristige temperaturbezogene Tests. RS Web-Suchbegriff: Aufbewahrungsschrank mit 48 Schubladen Einfacher Schrank, ideal für die Aufbewahrung von Kleinteilen n Schränke können miteinander verbunden und freistehend oder wandmontiert eingesetzt werden. Trennfächer sind erhältlich und Schubladen haben einen Sicherheitskranz, um das Herausfallen von Teilen bei vollständiger Öffnung zu verhindern. RS Web-Suchbegriff: Panelpilot Smart Graphics Display Programmierbares Plug&Play-Tafelmessgerät Messing-Befestigungskit Sortiment von Schlitz- Senkkopfschrauben, Scheiben und Muttern aus Messing in praktischem Tragekoffer n Enthält über Elemente in Größen zwischen M2 und M6. RS Web-Suchbegriff: n Ein über USB softwareprogrammierbares 3,5 TFT- Farbdisplay mit 30 vordefinierten Messanzeigen in Hoch- oder Querformat. Eigene Anzeigen können programmiert werden. Mit doppeltem Messeingang 0-40 VDC, I²C-Schnittstelle, Touchscreen-Funktionalität und vollständiger Eingangsskalierung bietet die Panelpilot-Serie eine kostengünstige Methode für angepasste Messungen in Ihrem Entwicklungsprozess. RS Web-Suchbegriff: Digitaler Messschieber Messschieber aus gehärtetem Edelstahl mit 14-mm-Digitaldisplay n Misst 0 bis 150 mm / 6" mit Auflösung von 0,01 mm / 0,005". Genauigkeit ist +-0,02 mm / 0,001". RS Web-Suchbegriff: etech - AUSGABE 9 Mehr Infos online - Jeden Monat über neue Produkte unter etech - AUSGABE 9 33

19 Google ADK: Profitabilität auf Umwegen Von Andrew Back, Mitbegründer, SolderPad Vor einem Jahr hätte die Frage Warum könnte Google an einer Mikrocontroller-Plattform interessiert sein? wahrscheinlich nur Belustigung ausgelöst. Aber in einem Grundsatzvortrag auf der Google I/O-Konferenz im Mai 2011 stellte das Unternehmen sein auf Arduino basierendes Accessory Development Kit für Android vor. Warum unterstützt Google die Entwicklung von Mikrocontrollern und warum haben sie sich für Arduino entschieden? In diesem Artikel werden wir das ADK genauer betrachten und die breiteren Geschäftschancen für Open Source Hardware untersuchen. Der Vorteil von Arduino Die Antwort auf die Frage Warum Arduino? ist einfach: Kosten, Community, Generativität [1] und Ökosystem. Die Arduino- Technologie ist kostengünstig und sie hat eine große, enthusiastische und erfinderische Community. Während die Plattform und ihr Ansatz in Bezug auf Lizenzierung als generativ angesehen werden kann, hat sie zur Entwicklung eines ständig wachsenden Ökosystems derivativer und kompatibler Hardware und Software geführt. Es gibt keine Lizenzierung, keine Partnerschaften, keine Vertraulichkeitsvereinbarungen und keine Gebühren, die gezahlt werden müssen, so dass sich in der Community ein starkes Gemeinschaftsgefühl herausgebildet hat. einige Konsumentengeräte unter der Google-Marke, aber das Volumen von Hardware, das das Unternehmen verkauft, ist relativ gering und macht nur einen verschwindend kleinen Teil seines Gesamtumsatzes aus. Der Leitsatz von Google ist ausdrücklich: Die Informationen der Welt organisieren und sie universal erreichbar und nützlich machen. Um dieses Ziel zu erreichen, muss Google alles Mögliche tun, um die Nutzung dieser Daten voranzutreiben. Bei der Android-Plattform geht es also nicht in erster Linie um den Umsatz aus Geräteverkäufen, sondern sie existiert hauptsächlich, um die Reichweite der Onlinedienste von Google zu vergrößern. Das ADK unterstützt Android und es ebnet den Weg für das zukünftige Home-Framework, das Haushaltsautomatisierungsfunktionen zur Plattform hinzufügen wird. Open Source Ein Schlüsselfaktor für die Entwicklung von Android-Zubehör Das Google Accessory Development Kit (ADK) wurde entwickelt, um die Konstruktion von Prototypen für über USB angeschlossene Android-Zubehörgeräte zu unterstützen. Es dient einerseits als Entwicklerplattform für stromsparendes, von Mikrocontrollern gesteuertes Zubehör und andererseits als eine Referenzimplementierung des Protokolls für die Kommunikation zwischen einem Android- und einem Zubehörgerät. Das ADK setzt sich aus zwei Hauptkomponenten zusammen: Hardware für den USB-Anschluss an das Android-Gerät und unterstützende Software. Die Hardware besteht aus einem Arduino Mega 2560, der um einen integrierten USB- Hostcontroller erweitert wurde, und ein angepasstes Arduino-Shield. Die USB-Host-Funktionalität wird benötigt, weil der Großteil von Android-Geräten sie nicht unterstützt. Das Arduino-Shield wird in die ADK-Hauptplatine eingesteckt und bietet verschiedene Eingänge und Ausgänge, einschließlich einem Joystick, LEDs sowie Temperatur- und Lichtsensoren. Die Kommunikation zwischen dem Gerät und der ADK-Platine wird über das Android Accessory Protocol abgewickelt. Eine Bibliothek dafür wird, zusammen mit einem USB-Hosttreiber, für das ADK bereitgestellt und kann einfach in die Arduino- Entwicklungsumgebung übernommen werden. Unterstützung in Android selbst wurde in Version 3.1 der Plattform hinzugefügt und darüber hinaus rückwirkend bis Version verfügbar gemacht. Die Softwareentwicklung teilt sich dann einerseits auf die Android-Anwendung über das Android Software Development Kit (SDK) und z. B. mit dem Eclipse Integrated Development Environment (IDE) konstruiert und andererseits die Arduino-IDE für die Firmware der ADK-Platine auf. die Informationen der Welt organisieren und sie universal erreichbar und nützlich machen Leitsatz von Google Durch die Auswahl von Arduino machte Google eine rechtlich unbeschränkte Technologie nutzbar, die keine bedeutenden Einstiegshürden hat und die auf ein umfassendes Ökosystem komplementärer Hardware und Software zurückgreifen kann. Beschleunigte Akzeptanz Die von Google veröffentlichte ADK-Hardware wurde zu einem Preis von etwa 205 Euro angeboten und dies war, am Maßstab von Arduino gemessen, relativ teuer. Da Google jedoch alle Entwicklungsmaterialien für die Hardware bereitstellte und diese unter einer freizügigen Lizenz veröffentlichte, dauerte es nicht lange, bis ein kompatibler Nachbau erschien. Etwa einen Monat später war das neue Kit auf dem Markt, ohne das angepasste Arduino-Shield, aber zu einem Preis um 42 Euro. In den folgenden Monaten schloss sich dann der Open Source Hardware-Kreis, als die Entwickler der Arduino- Plattform ihr eigenes ADK-Produkt veröffentlichten. Man kann mit einiger Berechtigung davon ausgehen, dass Google sich genau diese Entwicklung erhofft hatte, zumal die geklonten und abgeleiteten Platinen auch mit der ADK- Firmware und daher mit Android kompatibel sind. Würden ADK-kompatible Produkte so schnell Verbreitung finden, wenn die Technologie strenger lizenziert wäre? Wahrscheinlich nicht. Es geht um Informationen Eines ist klar: Google ist kein Hardwareunternehmen. Google-Dienste laufen zwar auf einer angepassten Datenzentrumstechnologie und es gibt auch Geräte und Geräteplattformen sind ein Mittel zum Zweck: sie schaffen dadurch Mehrwert, dass sie eine Strategie zum Sammeln, Organisieren und Verfügbarmachen von Informationen unterstützen. Eine vielschichtige Gelegenheit Googles Motive für die Wahl von Arduino beim Erstellen des ADK sind eindeutig. Man muss darüber hinaus jedoch bedenken, dass eine OSHW-Geschäftschance nicht nur auf Entwicklerkits oder die Unterstützung von Onlinediensten beschränkt ist. Eine der wichtigsten Lehren, die aus Free/Open Source Software (F/OSS) gezogen werden kann, ist, dass Geschäftschancen vielschichtig und nicht immer offensichtlich sind. Beispielsweise kann Open Source verwendet werden, um einen Markt für Dienste zu generieren, umsetzungsorientierte Standards voranzutreiben oder Kunden die Möglichkeit zu geben, eigene Innovationen zu entwickeln. Und es ist vielleicht ein einzigartiges Merkmal, dass es die Kosten für die Schaffung neuer Technologieplattformen senkt, um Marktanteile zu gewinnen und mit bestehenden Anbietern zu konkurrieren. Seitdem es quelloffene Geschäftsmodelle gibt, ist es nicht mehr nur eine Frage, etwas herzustellen, es mit Gewinn zu verkaufen und das damit verbundene geistige Eigentum zu schützen. Das herkömmliche Modell funktioniert natürlich weiterhin, aber es stehen heute eine größere Anzahl von Optionen und Alternativen zur Verfügung. Einige davon können dann verwendet werden, um Wettbewerbsvorteile gegenüber Mitbewerbern zu erzielen, die einen einfacheren Weg gewählt haben. Offen für den Verbraucher Google war keineswegs das erste Unternehmen, das Geschäftschancen in der Anwendung von OSHW- Technologie auf den Konsumentenmarkt erkannt hat. Das 2009 gegründete Homesense-Projekt war ein Forschungsprojekt, das untersuchte, wie wir intelligente Häuser und Wohnungen von Grund auf entwickeln könnten. Fortsetzung auf Seite 36> 34 etech - AUSGABE 9 etech - AUSGABE 9 35

20 < Fortsetzung von Seite 35 Das Projekt stellte ausgewählten Haushalten in ganz Europa ein Kit mit Arduino-kompatiblen elektronischen Bausteinen zur Verfügung, zusammen mit einem Handbuch und Zugang zu einem lokalen Experten. Im Jahr 2008 führte die Firma Bug Labs mit The Bug System ein modulares, quelloffenes System zur Entwicklung von Geräten ein. Kernstück des Systems ist die Bugbase ein kleiner, auf ARM-basierender Computer unter Linux, der durch verschiedene Hardwaremodule erweitert werden kann und der das Java Open Services Gateway Initiative (OSGI)-Framework sowie Eclipse IDE für die Softwareentwicklung unterstützt. The Bug System wurde von Unternehmen wie Accenture und Orange zur Erstellung von Prototypen für mobile Technologien eingesetzt, und im September 2011 kündigten Bug Labs und Ford an, dass sie gemeinsam Tools für Innovationen in der Fahrzeugkonnektivität entwickeln und vertreiben würden. Die neue Plattform wird OpenXC genannt und sie basiert auf dem Bug System. Laut Ford geht es bei dem Gemeinschaftsprojekt um das Erstellen einer Plattform, die für die Entwickler-Community uneingeschränkt verfügbar ist, so dass lokale Marktanforderungen schnell in innovative Lösungen umgesetzt und zu erschwinglichen Preisen angeboten werden können. Dahinter steht die Idee, dass das Auto zu einer Docking-Station für auswechselbare Plug&Play- Hardware und Software wird, so dass Benutzer genau die von ihnen gewünschten Komponenten und Dienste auswählen können. Zusammenfassung Im Laufe des Jahres 2011 haben Unternehmen wie Google (mit dem ADK), Facebook (mit Open Compute) und Ford (mit The Bug System) auf Open Source Hardware gesetzt. Dies macht es überdeutlich, dass OSHW kein Nischenphänomen mehr ist. Es wäre ein Fehler, anzunehmen, dass diese Initiativen in erster Linie selbstlose Akte oder riskante Wagnisse von Organisationen mit tiefen Taschen sind. Obwohl echte soziale Vorteile mit OSHW verbunden sind, ist dies nur ein Teil der Motivation. Es bieten sich darüber hinaus bedeutende Geschäftschancen aufgrund des von Autor und Forscher Doc Searls identifizierten Wegen-Effekts. Searls beschreibt diesen Effekt als das, was geschieht, wenn Unternehmen wegen etwas Geld verdienen, nicht mit etwas. Man muss also über den Akt der Freigiebigkeit hinausblicken und die daraus resultierenden Geschäftschancen als Ganzes betrachten. Google hat dies sehr schnell erkannt zuerst mit der Online-Suche und es hat sich offensichtlich gelohnt. Fußnote [1] Generativität ist die Kapazität eines Systems, unerwartete Änderungen aufgrund der ungefilterten Beiträge eines breiten und vielschichtigen Publikums zu generieren. J.Zittrain, The Future of The Internet and How to Stop It, S. 70ff. FINDEN - GANZ EINFACH: Diskutieren Sie Ihre Ansichten... FINDEN. ENTWICKELN. KAUFEN. 36 etech - AUSGABE /

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