Drei entscheidendegründe

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1 Wissen. Impulse. Kontakte. 18 B September ,00 Drei entscheidendegründe fürdediziertemosfet-treiber Die zweikanaligen Low-Side-Treiber 2EDNx52x für Superjunction-MOSFETs liefern Ströme von je 5 A und sorgen für den sehr schnellen Durchgang durch dasmiller-plateau. Einsatzgebiete für LED-Projektoren Mit Hochleistungs-LEDs lassen sich Piko-Projektoren realisieren selbstfür Smartphones Seite42 StrominSatelliten überwachen Wir verraten, worauf es bei der Entwicklung von Stromversorgungen für Raumfahrzeugeankommt Seite62 DerNutzenvon Relais im IoT Als Elemente zwischen Last und Logik sind Relais für Aufgaben im Internet der Dinge gut geeignet Seite80 KOSTENLOSER VERSAND FÜR BESTELLUNGEN ÜBER 65! DIGIKEY.DE

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3 EDITORIAL SeienSie dabei, wenn Ihre Firma Zielscheibe einer Attacke wird! Ist Ihr Unternehmen schon einmal zur Zielscheibe einer massiven Attacke ausdem Internet geworden?ich hoffe es nicht.aber falls so etwas mal passieren sollte: Was würden Sie tun? Wo würden Ihre Prioritäten liegen? Wie würden Sie IhreRessourceneinsetzen? Genau das können Sie beim Industrial Security Day der ELEKTRONIKPRAXIS am 7. Oktober an der TU München in Garching ausprobieren. Zusammen mit den IT-Sicherheitsexperten von Kaspersky haben Sie die Gelegenheit,eine strategische Simulation zum Schutz kritischer Infrastrukturen gegen Angriffe aus dem Netz zu erleben als beteiligter Akteur. Über fünf Spielrunden haben Sie die Aufgabe, diverse Cyber-Attacken und Bedrohungen abzuwehren und Ihrekritische Infrastruktur am Laufen zu halten. Doch bevor es mit dem Simulationsspiel losgeht, werden Sie rundherum in Vorträgen informiert über die Grundlagen der IT-Sicherheit in der Industrie, den IP- und Gerätesoftwareschutz sowie die sichereeinführung von Industrie 4.0. Und wenn wir schon dabei sind, darf ichsie gleich zum IoT-Kongress tags darauf am 8.Oktober einladen ( zu dem der Industrial Secu- Das Programm für den Industrial Security Day undden IoT-Kongress finden Sie online unter Franz Graser, Redakteur rity Dayden Auftakt bildet.wie im Vorjahr erwartensie 12 Vorträge,die sich mit der gesamten Bandbreite des Internets der Dinge auseinandersetzen. Unser Motto lautet Best Practices in the Internet of Things. ErfahrenSie zum Beispiel, wie komplexe Cyber-physikalische Systeme entwickelt werden und wie Sie Big Data einsetzen können, um Ausfälle von Industrieanlagenvorherzusagen. Verpassen Sie nicht, wie intelligente Daten in der Produktion eingesetzt werden und lassen Sie sich auch den TÜV-Check für das Internet der Dinge nicht entgehen. Erfahren Sie, wie Sie Software im IoT monetarisieren können und wie sich rasch IoT-Applikationen zusammenstellen lassen. Das Programm für den Industrial Security Day und den IoT-Kongress finden Sie online unter Ich freue mich auf Sie! Herzlichst,Ihr FlowCAD 3

4 INHALT Nr LEISTUNGSHALBLEITER Drei Gründe für dedizierte Treiber zwischen Controllerund MOSFET Der MOSFET-Treiber übersetzt ein Logik-Signal in höhere Spannungen und Ströme undsteuert damit ein MOSFET-Gate mit schnellen Einschwingzeiten. Da unterschiedliche MOSFET-Techniken zum Einsatz kommen, istesmitunterschwierig, den geeigneten MOSFET-Treiber zu finden. Für die Auswahl des perfekten Treibers sind Kenntnisse über Abhängigkeit der Verlustleistung der Gate-Ladung im MOSFET und der Arbeitsfrequenz wichtig. 23 ELEKTRONIKSPIEGEL 6 Zahlen, Daten, Fakten 8 Events 12 News&Personalien 18 Branchen &Märkte SCHWERPUNKTE Leistungshalbleiter TITELTHEMA 23 Dedizierte Treiber zwischen Controller und MOSFET Gate-Treiber haben etwain Schaltnetzteil-und Umrichter- Designs eine essentielle Aufgabe. Es gibt viele Anwendungen, in denen es sich verbietet, dass der Controller die MOSFETs direkt treibt. Embedded Computing 28 8-Bit-Mikrocontroller eine günstige Lösung Für viele Anwendungen ist ein 32-Bit Microcontroller überdimensioniert. Hier sollte man getrost zur 8-Bit-Variante greifen, denn sie ist nicht nur preiswerter sondern auch einfacher in der Handhabung. Lichttechnik 42 Neue Einsatzgebiete für die LED-Projektoren Dank Hochleistungs-LED lassen sichpico-projektoren realisieren oder Tablet und Smartphone werden selbst zu einem Projektor.Dahinter steckendigital Micromirror Devices EMV 54 Elektromagnetische Störungen durch Schaltnetzteile Durch Schaltnetzteile kommt es zu elektromagnetischen Störungen(EMI). Um diese möglichst geringzuhalten, stellen wir grundlegende Richtlinien zur EMV vorund wie sichdie EMIreduzieren lässt. Messtechnik 58 So funktioniert ein Spektrumanalysator SpektrumanalyseTeil 2: Wirzeigen, wie ein Spektrumanalysator funktioniert. Dazu gehen wir auf die Display- Einteilung ein und erklären den Hochfrequenzabschwächer sowie das Tiefpassfilter. Stromversorgungen 62 Wie sich Strom in Satelliten überwachen lässt In Raumfahrzeugenist es enorm wichtig, den Strom in den verschiedenen Regelkreisen exakt zu überwachen. Wir verratenihnen, worauf es bei der EntwicklungvonStromversorgungen für Satelliten ankommt. 66 Bleibatterien haltenwindräder auf Kurs Für einen problemlosen Betrieb von Windkraftanlagen auch im Störungsfall sorgen Sicherheitsvorkehrungen wie das batteriegestützte Pitch-System, das die Rotorblätter optimal ausrichtet. 68 DigitaleStromversorgungen und der PMBus In Laptops, PC& Co. längstetablierte Stromversorgungskonzeptesetzen sichzunehmend auch in der Industrie durch. Wir beleuchten die Vorteile vondigital Powerund die Möglichkeiten des PMBus'. 4

5 NeueEinsatzgebiete für 42 dieled-projektoren 54 Grundlegende Richtlinien zur EMV WiesichStrom in Satelliten überwachen 62 lässt Relaisbasierte Kuzzeitapplikationen im 84 Kfz 72 Vanadium-Redox-Flow-Batterie entlastet das Netz Das Forschungsprojekt Smart Power Flow erprobt den Einsatz von Großbatterien zur Entlastung des Stromnetzes. Relais 80 Wo liegt der Nutzen von Relais im Internet der Dinge? Als Koppelelementezwischen Last und Logik sind Relais prädestiniertfür Aufgaben im Internet der Dinge. 84 Relaisbasierte Kurzzeitapplikationen im Kfz Die Kenntnis der Lastwechsel sowie der elektrischen Parameter sind für die lange Fahrzeuglebensdauer wichtig. TIPPS&SERIEN 16 Schaltungstipp Vollständigisolierte Leitfähigkeitsmessung ZUMSCHLUSS 90 Michael Dieter,Q-loud EnergieoptimiertesGebäude-Management dank Cloud RUBRIKEN WIR BRINGEN LICHT ZUM LEBEN EBV Elektronik ist der führende Spezialist für Optoelektronik in EMEAs Halbleiterdistribution und auch das erste Unternehmen, das Kunden Zugang zu einem Lichtlabor bietet. Im EBV LightLab können Kunden radiometrische und photometrische Messungen über die gesamte Beleuchtungskette durchführen. Angefangen bei einzelnen LEDs oder Modulen über Messungen an Lichtquellen wie zum Beispiel Glühlampen gegenüber CFL- oder LED- Lösungen bis hin zu kompletten Lampen. Für mehr Informationen wenden Sie sich bitte an Ihr EBV LightSpeed-Team vor Ort oder besuchen Sie ebv.com/lightlab und ebv.com/lightspeed. 3 Editorial 88 Impressum&Inserentenverzeichnis Distribution is today. Tomorrow isebv! 5

6 ELEKTRONIKSPIEGEL // ZAHLEN,DATEN,FAKTEN AUFGEMERKT Bild:Xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 1965:Elektronische Getriebesteuerung Vor 50 Jahren fuhr ein erster Prototyp mit der elektronischen Getriebesteuerung von Bosch. Es handelte sich um eine Mittelklasselimousine Glas 1700, deren Schaltknüppel sich damals wie von Geisterhand bewegte. Das Fahrzeug diente den Entwicklern 1965 als Versuchsträger des völlig neuartigen Systems. Die elektronische Steuerung für Handschaltgetriebe sollte Autofahrern das Kuppeln und Schalten abnehmen. Entwickelt wurde die Technik unter der Leitung des jungen Ingenieurs Hermann Scholl, heute Ehrenvorsitzender der Bosch-Gruppe. Konzipiert wurde sie als kostengünstige, zum teuren Automatikgetriebe, das fast nur in Luxuslimousinen angeboten wurde. Für den Glas 1700 wurden 1965 einige hundert Anlagen gefertigt. Dochdie Technik der elektronischen Steuerungvon Fahrzeuggetrieben warihrer Zeit voraus,der Markt noch nicht reif genug, erläuterthermann Scholl. Zudem übernahm BMW damals das Familienunternehmen Glas und wollte die neue Technik nicht in seinen Modellen einsetzen. // TK 6

7 ELEKTRONIKSPIEGEL // ZAHLEN,DATEN,FAKTEN AUFGEDECKT: PowerTowerII Preis Der Power Tower kostet ca. 2,5 Mio. Euro. Höhe &Tempo Ausca. 70 m Höhe in weniger als fünf Sekunden das sind ungefähr 80 km/h. Gassensor rettet Leben Ein Gassensor warnt frühzeitig vor Kohlenstoffmonoxid, das bereits bei einem Schwelbrand entsteht. Auch Stickstoffdioxid erkennt der Sensor. Die Sensoren lassen sich günstig mit der Rolle-zu-Rolle-Fertigung herstellen. Herzstück des Sensors ist ein Farbstoff, der auf ein bestimmtes Gas reagiertund eine Elektronik. IstKohlenmonoxid inder Luft,ändert sich die Farbe, was von einem Detektor erkannt wird. Das Stickstoffdioxid wird über eine andere Farbe erkennt. // HEH Gewicht Der weltweite größte transportable Freifallturm wiegtinsgesamt über 100 Tonnen. Passagiere In der Gondel können maximal32passagiere schnell und vor allem sicher auf- und absteigen. Motoren Zwei 450-Kilowatt- Siemens-Motoren (je 612 PS)ermöglichen das Auf-und Absteigen der Gondel. Sicherheit Rund Arbeitsstunden wurden in das Prüfprogramm investiert, bevor sich die ersten Gäste in den freien Fall begeben. Der Power Tower II ist der größte transportable Freifallturm der Welt und die Attraktion aufdem Oktoberfest. Die Fahrgäste stürzen seit 2002 in weniger als fünf Sekunden aus 66 Metern nach unten. Zwei 450-Kilowatt-Siemens-Motoren (jeweils 612PS) sorgendafür,dass die bis zu 13 Tonnen schwere Gondel mit maximal 32 Passagieren schnell und vor allem sicher auf- und absteigen kann. Siemens sorgt mit Antriebs- und Steuerungstechnik für den richtigen Schwung. // ED AUFGE- SCHNAPPT Die aktuellen Elektroautoswaren nie für den Massenmarkt gedacht,währendsich die Autosder kommenden Generation in vielen Anwendungen rechnen. Volker Blandow, Global Head of E-Mobility bei TÜV SÜD AUFGEZÄHLT SiemenswillinHamburg weitere Arbeitsplätzeschaffen. "Wir planen, in Hamburg mittelfristig noch einmal rund 150 zusätzliche Fachkräfte einzustellen", sagte Michael Westhagemann, Niederlassungsleiter von Siemens in Hamburg, dem "Hamburger 150Abendblatt". WeißesLicht durch Protein Um das weiße Licht einer LED zuverbessern, betten Forscher ein fluoreszierendes Protein in ein Gel, das aus einer konzentrierten wässrigen Protein-Lösung sowie einer Polymermischung besteht. Nachdem das Gel getrocknet ist, entsteht ein gummiartiges Material, das sich für die mehrlagige Beschichtungeignet. // HEH 7

8 ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS &PERSONALIEN Akkutechnologie: Waskommt nach Lithium-Ionen Lithium-Ionen-Akkus sind ausgereift und Teil unseres Alltags. Doch neue Technologien sind schon in Planung. Akkuexperte Sven Bauer informiert über zukünftige Speichertechnologien. Ende der 90er Jahre, als viele auf Bleiund Nickel-Cadmium-Batterien setzten, erkannte Sven Bauer, BMZ-Gründer und Geschäftsführer des Batterietestlabors Batteryuniversity, bereits das gigantische Potenzial von Lithium-Ionen-Zellen als Energiespeicher.Auch heute hat er die Technologien der Zukunft im Blick, etwa auf dem 8. Entwicklerforum Akkutechnologien. 2020: Lithium-Legierung / Kohlenstoff-Komposit-Batterien Das Kathodenmaterial dieser Batteriezellen entspricht dem aktueller Technologien, verbessertes Anodenmaterial bringt 30 bis 50% mehr spezifische Energie. Um 15% verbessert sich die Energiedichte gravimetrisch und volumetrisch auf Systemebene. Längere Entwicklungszeit erfordertdie Lebensdauer, um etwa 2500 Zyklen bzw. 10 Jahrezu erreichen. Die Sicherheit eines EUCARLevels von kleiner gleich4 dürfte erreichbar sein. Ähnlichder Staffelungder ElektrolytenachSpannung bei den Hochenergiesystemen ließen sich auch Anodenmaterialien z.b. nachihrer spezifischen Kapazität bei den Systemen mit Lithium-Legierungen/Kohlenstoff-Kompositen staffeln. Die Fertigungder Elektroden für Lithium-Legierung/Kohlenstoff-Komposit-Batterien muss wasser-und sauerstofffrei erfolgen, sobald Lithium als Legierungsbestandteil oder als Elektrodenmetall vorgesehen ist.dies ist heutemeist nicht der Fall. 2025: Lithium-Schwefel- Batterien Entwicklerforum Akkutechnologien in Aschaffenburg: Sven Bauer informiert über Trends und Entwicklungspotenziale von Akkutechnologien Die Forschung und Entwicklung von Lithium-Schwefel-Batterien schreitet zügig voran. Bei der Energiedichte zeigen sich noch gewisse Unsicherheiten, aber ein Verbesserungsfaktor von1,5 (volumetrisch) bis 3(gravimetrisch) für Zelle und System beim Einsatz dieses Systems im Elektromobil scheint realistisch. Bei der bestmöglichen Zelle kann die Energiedichte des Systems sogar um den Faktor 4 größer sein als aktuell. Bezüglich der Lebensdauer werden auf Zellebene bereits heute500 bis600 Zyklen im Laborumfeld erreicht; eine Entwicklung um Faktor 3 innerhalb der letzten zwei bis drei Jahre. Die Systemverfügbarkeit wirdbis 2020erwartet, der Einsatz in batterieelektrischen Fahrzeugen2025bis 2030.Bis 2020 solldie Zyklenzahl bei 1000 liegen; die kalendarische Lebensdauer des Systems ist derzeit jedoch kaum seriös abschätzbar. Die Sicherheit ist angesichts des eingesetzten Anodenmaterials derzeit nochein großes Problem bis2040lithium-luft- Batterien Die wiederaufladbare Lithium-Luft-Batterie wird sogarauf Zellebene erst ab 2030 erwartet. Das Konzept ist sehr attraktiv: Da Luft aus der Umgebung entnommen wird, bestimmt einzigdie Anodengröße die Kapazität,die kommerziell erwartete Energiedichte ist deshalb sehr hoch (etwa Faktor 7bis 10 gegenüber dem heutigen Referenzsystem). Allerdings steckt diese Technologie noch in der Grundlagenforschung; es existiertnoch kein schlüssiges technologisches Konzept, geschweige denn ein Prototyp. // MK Batteryuniversity Akku-Kongressam 3./ inhamburg Lithium-Ionen-Akkus sind Teil unseres Alltags. Systementwickler sollten sich deshalb mit den Grundlagen dieser Technologie auseinandersetzen. Diskussionsmöglichkeiten mit internationalen Akkuexperten, 16 hochkarätige Fachvorträge und Seminare rund um Lithium-Ionen-Akkus erwarten Besucher des Entwicklerforums Akkutechnologien der Batteryuniversity am 3./4. November Über die neuesten Trends, Entwicklungspotenziale bei Lithium-Ionen-Akkus, Möglichkeiten für deren optimale Kapazitätsausnutzung, Bestimmung des Gesundheitszustandes, Strategien zur Maximierung der Sicherheit bei stationären Speichern, etc. können sich die Teilnehmer informieren. Details zur Anmeldung: Bild:Thomas Kuther 8

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10 ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS &PERSONALIEN Ideen, Strategien und Lösungen für das Datacenter von morgen Beim Datacenter Day am 21. Oktober in Würzburg werden Ideen zur Steigerung der Flexibilität,Effizienz und Sicherheit von Rechenzentren diskutiert.schwerpunkte sind Facility,IT und Energie: Rechenzentren müssen künftigeffizienter und nachhaltiger produzieren, obwohl die Dichte der Rechenknoten und die Kosten weiter steigen. Doch wie kann ein Rechenzentrum den massiv steigenden AnforderungenanFlexibilität,Effizienz und Sicherheit gerechtwerden? Diese und weitere Fragen stehen bei Rechenzentrums-Betreibern, -Administratoren und -Verantwortlichen derzeit ganz oben auf der Agenda. Der Datacenter Day 2015 zeigt deshalb am Ideen, Strategien und Lösungen auf. Der Fachkongress findet im Würzburger Vogel Convention Center statt. Hier treffen sich Betreiber, Dienstleister, CIOs,Experten und Peers aus der Praxis,die Konzepte entwickeln, Alternativen bieten und die Technik vorantreiben. Vorträge, Diskussionsforum undeine Fachausstellung Neben Vorträgen zuverschiedenen Konzepten der Rechenzentrumstechnik stehen Praxisvorträge vonexpertenwie MarcelLedergerber (Credit Suisse), Kort-Hinrich Heumann (TÜV Rheinland), den Energie-Experten Staffan Reveman und Dr. Ralph Hintemann (Borderstep Institut) sowie PeterStarziczny(Verband InnovativesRechenzentrum e.v.)auf dem Programm. In einer Keynote beschäftigt sich IBM-Experte Jürgen Strate mit der Industrialisierungder Rechenzentren : Cloud, Mobile und Social sind die neuen Herausforderungenfür Datacenter. Seine Stichworte sind Investitions- und Betriebskosten, Einflussfaktoren und deren Abhängigkeiten, Standort- und Sourcing-Strategien sowie Entscheidungskriterien. JürgenStrateist Direktor Strategic Business Development,IBM Site and Facilities Services D/A/CH bei IBM Deutschland. Darüber hinaus bieten Think Tanks und die begleitende Ausstellung viel Raum für den persönlichen Informations-und Erfahrungsaustauschmit Branchenkollegenund führenden Technologie-Anbietern. // JW Vogel IT-Akademie Jürgen Strate: Cloud, Mobile und Social sind die neuen Herausforderungen für Datacenter. Dr. Ralph Hintemann: Befasst sich mit dem Datacenter2025 und dem Standort Deutschland Datacenter Day2015: Themen, Zielgruppe, Preise und alle Infos zur Anmeldung Rechenzentren müssen effizienter und nachhaltiger produzieren. Der DataCenter Day 2015 zeigtideen, Strategien und Lösungen. Die Veranstaltung findet statt am 21. Oktober 2015 im Vogel Convention Center (VCC), Würzburg. Die Zielgruppe sind im Bereich Facility Rechenzentrums-Planer, -Errichter, -Betreiber und -Dienstleister. Aus IT-Sicht werden IT-Leiter und CIOs sowie Operations-, Server- und System-Manager angesprochen. Spannende und nützliche Inhalte und Analysen gibt es auch für den Energiemanager von Rechenzentren undit-getriebenen Unternehmen, Hochschulenund Behörden. Teilnahmekonditionen: Die reguläre Registrierungsgebühr beträgt 350,- (zzgl. MwSt.). Eine kostenfreie Stornierung ist bis 5 Tage vor Veranstaltungsbeginn möglich. Kongressbuchungen sind in jedem Fall übertragbar. Umbuchungen und Stornierungen richten Sie bitte an: eventservice@vogel-it.de. Der Datacenter Day 2015 wird veranstaltet von Vogel IT-Akademie in Kooperation mit ELEKTRONIKPRAXIS. Parallel zu diesem Event finden die Cooling Days und der erste Power Kongress statt.alleweiteren Informationen erhaltensie unter 10

11 Accelerate Linecard Technology Stark als Doppel. Avnet Memec Partner Silica Partner

12 ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS &PERSONALIEN 1. EUROPEAN FREQUENCYCONTROL CONGRESS Alles, was man überfrequenzbestimmende Bauelemente wissenmuss Der 1. European Freqency Control Congress (EFCC) ist eine internationale Konferenz und Ausstellung zum Stand der Forschungund Technik im Bereich frequenzbestimmender Bauelemente und deren Anwendungen. Er findet statt vom 2.bis 3. November 2015 in NH-Hotel in München-Dornach. Der Kongress, der von einer Fachausstellung begleitet wird, richtet sich an Entwicklungsingenieure, Anwender und Fachleute, die sich für aktuelle Trends und Fortschritte im Bereich der frequenzbestimmenden Bauteile informieren möchten. Die Vorträge werden in deutscher oder englischer Sprache gehalten. Neben den Fach- und anwendungsspezifischen Beiträgen werden in Basisseminaren die Grundlagen der Quarztechnologie erläutert. So bietet diese Veranstaltung sowohl Einsteigern als auch erfahrenen Anwendern nützliches Wissen. Die Ausstellung internationaler Hersteller rundet den Überblick ab. Auf den direkten Informationsaustausches zwischen Anwendern und Herstellern wird großer Wert gelegt. Die Beiträge bekannter und internationaler Hersteller geben einen Einblick in die technischen Grundlagenvon Quarzen und Oszillatoren, Informationen zum Stand der Forschungsowie wertvolle Informationen zur Industrialisierung und Anwendung. Das Programm gibt es unter Beitragsvorschläge können Sie noch bis einreichen. // KR Elektronikpraxis EFCC: Der 1. European Frequency Control Congress(EFCC)findet vom 2. bis in München statt. SOFTWAREENGINEERING MESCONF-Konferenz diskutiert Modellierung für eingebettete Systeme Am Dienstag, dem 6. Oktober, findet erstmals die MESCONF (ModelingofEmbedded Systems Conference, mesconf.de) inneubiberg bei München statt. Auf dem Infineon-Campus werden Experten und Anwender über Modellierungstechniken zur Entwicklung eingebetteter Systeme diskutieren. Für einen ungewöhnlichen Programmablauf haben sichdie Veranstalter der MESCONF entschieden. Bis zur Mittagspause gibt es drei klassische Fachvorträge. Danach diskutieren die Teilnehmer in Open-Space-Sessions über ihreerfahrungen mit modellgetriebenen Techniken. Danach folgt eine Poster-Session, bei der die Resultate der Open-Space-Sessions präsentiert und diskutiert werden. Mit einer Podiumsdiskussion schließtdas Programm. Den Vortragsreigen eröffnet der Beraterund Interims-Manager Henning Butz. Er spricht über Component Contract Based Design, das die Grenzen modellbasierter Entwicklung beim Entwurf und der Validierung von Systemen überwinden kann. Zweiter Redner auf der Liste ist der Softwarearchitekt Markus Völter. Er beschreibt die Rolle von Modellen im Embedded Software Engineering. Den dritten Fachvortrag hält Baris Güldali, Senior Researcher des Software Quality Lab der Universität Paderborn. er befasst sich mit der Frage, inwieweit Modelle testbar sein können und müssen. Während der Konferenz soll auch das Manifest der modellgetriebenen Entwicklung eingebetteter Systeme diskutiert werden. Die Zielrichtung lautet, dass die wachsende Komplexität eingebetteter Systeme nach neuen Methoden verlangt; modellgetriebene Ansätze sind demnach ein Weg, diese Komplexität in den Griff zu bekommen. Die Teilnahmegebühr bestimmen die Teilnehmer selbst. In der Gebühr sind auch die Verpflegung undgetränke enthalten. Die Anmeldungfür die Konferenz ist auf der Seite www. mesconf.de möglich. // FG MESCONF JUBILÄUM MES Electronic 30 Jahre erfolgreich in Steckverbindern MESwird30: DieGeschäftsführer SabineWolf(links) undj. Angel Fernández (rechts) blicken optimistisch in die Zukunft. Bild:MES Fast macht sich ungläubiges Staunen breit, wenn man die MES-Geschäftsführer Sabine Wolf und J. Angel Fernández auf die Entwicklung von MESan- spricht: Kaumzuglauben, sind es tatsächlichschon 30 Jahre? Ja,essind und zwar 30,die sich sehen lassen können, hat doch der Spezialist für Steckverbinder- und Konfektionslösungen eine beeindruckende Entwicklung hinter sich. In einem sich ständig und rapide verändernden Markt immer am Ohr des Kunden zu bleiben und deshalb auf sämtliche Anforderungen von Standard bis hochspezialisiert in kürzester Zeit eingehen zu können, das zeichnet MES aus. ObKlimaüberwachungvon Kunstwerken, mobile Herz-Lungen-Maschinen oder Windkrafträder Mit unserem weltweiten Netz an leistungsstarken Partnern und Experten können wir unseren Kunden immer die optimale Lösung bieten, und zwar flexibel, just in time und zu wirtschaftlichen Konditionen. Wir nennen das Kompetenz- und Servicevorsprung, erklärtwolf die Unternehmensphilosophie. Entsprechend pflegt MES auch die Partnerschaft zu seinen weltweiten Kunden oft schon über viele Jahrehinweg. Das technologische Know-how ist das eine, das persönliche Kümmern das andere. Wirbei MESversuchen, das in Einklang zu bringen, so entsteht dann auch Vertrauen, fügt Fernández hinzu. Dass das ein Erfolgsmodell ist, zeigt sich im ständigen soliden Wachstum der Verbindungsexperten.// MK MES 12

13 Accelerate Linecard Technology Stärker als Doppio. Gemeinsam führend bei innovativen Lösungen und erstklassigem Service. Mit der Kombination von AvnetMemec undsilica bietenwir Ihnenabsofort nochmehr innovative Lösungen, ein breiteres Produktportfolio und weitreichenden technischen Support und das aus einer Hand. Über Kunden in Europa vom Ingenieurbüro über den Auftragsfertiger bis hin zum Industriekonzern verlassen sich auf uns als ihren Distributionspartner. Egal, ob es um Applikationsunterstützung oder ausgefeilte Logistiklösungen geht Ihre individuellen Anforderungen stehen bei uns stets imfokus. SprechenSiemit uns,ummehrüberdie Vorzügeeinesstarken Doppio zuerfahren. Natürlichladen wir Sie dabei auch gerne auf einen doppelten Espresso ein denn unsere Vertriebsmitarbeiter und Applikationsteams verstehen ihr Handwerk, ganz wie Ihr Lieblingsbarista. Unsere Standorte: Berlin Braunschweig Freiburg Hamburg Herne Holzwickede Leinfelden-Echterdingen Nürnberg Poing Wiesbaden

14 ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS &PERSONALIEN FACHMESSESPS IPCDRIVES Industrie 4.0 stehtim Mittelpunkt Termin vormerken: Am 24. November 2015 öffnet die diesjährige Fachmesse SPS IPC Drives in Nürnberg ihre Tore. Die Industrie 4.0 steht auf der diesjährigen SPS IPC Drives in Nürnberg ( November) bei vielen Ausstellern im Vordergrund. Erstmals gibt es bei der Fachmesse eine spezielle Industrie 4.0 Area,die sich komplett der vernetzten digitalen Fertigungwidmet. Inder Industrie-4.0-Area haben die Besucher Bild:Mesago/Thomas Geiger die Möglichkeit, umfassende Informationen über die vernetzte und digitalisierte Produktion zu erhalten. Dazu zählt ein Gemeinschaftsstand zum Thema Automation meets IT Ein weiterer Gemeinschaftsstand stellt das Thema MES goes Automation vorund zeigt, wie durch den Einsatz von MES- Lösungen (Manufacturing Execution System) sowohl die Auftragsabwicklung als auch die Fertigungsprozesse optimiert werden. Eine Sonderschaufläche zum Thema Smart Factory veranschaulicht die intelligente Fabrik. Insgesamt werden auf der diesjährigen SPS IPC Drives über 1600 Aussteller aus dem Inund Ausland erwartet. // FG Mesago PLASMONEN Lichtschnelle Computer in Sicht? Plasmonen: Lichtwellen (hier violett dargestellt), die mit ultradünnen Metallplättchen eingefangen werden. Bild:US-Energieministerium Licht durchdringt transparente Materialien wie zum Beispiel Glas. Metalle können Lichtwellen reflektieren oder blockieren. Sie lassen sichaber auch aufder Oberfläche eines winzigen Metallstreifens oder -filmes einfangen. Eine solche eingefangene Lichtwelle wird Oberflächen- Plasmon oder kurz Plasmon genannt. Forschern des Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) inrichland im US-Bundesstaat Washington ist nun der Nachweis gelungen, dass sich diese Plasmonen aufder betreffenden Oberfläche bis zu 250 Mikrometer von der Quelle entfernen können. Diese Entfernung entspricht einem Viertelmillimeter. Die Strecke,die ein Plasmon zurücklegen kann, wäre damit groß genug, um für Anwendungen in der Computertechnik interessant zu sein. Da sich das Plasmon quasi mit Lichtgeschwindigkeit bewegt,könnten Chips auf Plasmonen-Basis weit schneller operieren als solche, die mit Elektronen arbeiten. // FG U.S. Department of Energy LED Filaments Formfaktor:48x1mm GaN-on-Si Chip Technologie CCT=2250K Luminous Flux =50lm Speziell entwickelt für Glühlampen poplasen -Fotolia.com / cherezoff -Fotolia.com Kontakt: office@codico.com 14

15 ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS &PERSONALIEN mouser.de MOBILITY GigasetstelltSmartphones vor Gigaset ME: Das Fünf-Zoll-Smartphone liegt bei 469 Euro,der große Bruder ME Pro soll 549 Eurokosten, das Einstiegsmodell ME Pure 349 Euro. Bild:Gigaset Mit drei Modellen startet der deutsche Festnetz-Telefonhersteller Gigaset in den Smartphone-Markt. Auf der IFA wurden die Modelle ME,MEPureund ME Pro vorgestellt. Die ersten beiden haben ein 5-Zoll großes Full-HD- Display, das ME Pro besitzt ein 5,5 Zoll großes Display, ebenfalls Full-HD.Die Rückseiten des Spitzenmodells Me Pro und des Me sind aus Glas,das günstigere ME Pure weist eine Aluminium- Rückseiteauf. // FG Gigaset GOWIN SEMICONDUCTORGW1N China fertigteigene FPGAs Made in China: Mitdem Gowin GW1N erscheint der erste non-volatile FPGA aus chinesischer Produktion auf dem Weltmarkt. Gowin Semiconductor, ein 20 Monate altes Halbleiter-Startup aus China, hat mit den Bauteilen GW1N-1K und GW1N-9K die ersten heimischen, non-volatilen FPGAs angekündigt. Die 55nm-FPGAs verfügen über bis zu 1000 (GW1N-1K) bzw LUTs (GW1N-9K)und einen Flash-Block mit bzw eingebetteten Block- SRAM-bits.Der GW1N-9K verfügt zudem über knapp Shadow-SRAM-Bits. // SG GowinSemiconductor WACHABLÖSUNG ArcCore bestimmt neuen CEO Neuer Steuermann: Der 47-jährige Michael Odälv soll als CEO des schwedischen Tool-Herstellers ArcCore dessen Wachstumskurs fortsetzen. Bild:ArcCore Der schwedische Hersteller von Automotive-Entwicklungswerkzeugen, ArcCore, gibt bekannt, dass der Aufsichtsrat des Unternehmens Michael Odälv(47)zum neuen Chief Executive Officer ernannt hat.inseiner neuen Rolle soll Odälvdas Wachstum von ArcCorezueinem der führenden Unternehmen für Entwicklungswerkzeuge für die Automobil- Softwareentwicklungfortsetzen und ArcCoreinden wichtigsten Märkten etablieren. // FG ArcCore 15

16 SERIE // SCHALTUNGSTIPP Vollständig isolierte Leitfähigkeitsmessung THOMAS TZSCHEETZSCH* Bild 1: Prinzipschaltbild der Leitfähigkeitsmessung Die spezifische elektrische Leitfähigkeit ist ein Maß für die Fähigkeit eines Werkstoffes, den elektrischen Strom zu leiten. Der elektrische Leitwert G ist der Kehrwert des Widerstands R. Den Leitwert beschreibt Gleichung 1: 2 A S G = m l m m = S σ (Gl. 1) Hierbei gilt: G = Leitwert in Siemens, A = Fläche (Sensor), l = Abstand (Sensor), σ = spezifische Leitfähigkeit des Mediums [S/m]. Typische Anwendungen sind: Messung der Ionisierung einer Flüssigkeit (Wasser), Analyse der Wasserqualität oder chemische Analyse. Hierzu wird ein Sensor in die Flüssigkeit getaucht und mit einer Wechselspannung angeregt,der fließende Strom wird gemessen und hieraus die Leitfähigkeit berechnet (vereinfacht dargestellt). Wichtig ist die Verwendung einer Wechselspannung, um diesogenanntekondensator- oder Doppelschicht zu vermeiden, die entsteht,wenn eine Gleichspannunganliegt. *Thomas Tzscheetzsch... arbeitet als Senior Field Application Engineerbei Analog Devices in München. Hierbei ziehen die negativ geladenen Elektronen auf der Metallfläche des Sensors die positivgeladenen Ionen an, die eine Art Isolationsschicht bilden, waszur Verfälschung des Messergebnisses führt. Um ein gutes Messergebnis zu bekommen, muss die Schaltungmit dem Sensor kalibriertwerden. Die Kalibrierung des Sensors ist notwendig, da das Feld zwischen den Sensorflächen zwar linear verläuft, anden Randflächen jedoch Streufelder entstehen (siehe Bild 2). Diese Kalibration findet normalerweise beim Sensorhersteller statt.der Sensor wird in einer sogenannten Eichlösung betrieben und es wird die Zellkonstante K ermittelt. Die ZellkonstanteKist definiertals K=l/A. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Temperaturabhängigkeit bei der Messung der Leitfähigkeit. Der Temperaturkoeffizient kann bis zu 4%/C betragen, weshalb immer eine genaue Messung der Temperatur des Mediums erfolgen muss.wird bei einer Temperatur ungleich 25 C, bei der die Kalibrierung erfolgte, gemessen, muss diese ebenfalls kalibriert werden und dementsprechend ein Korrekturfaktor in die Bestimmung der Leitfähigkeit mit einfließen. Im Wesentlichen besteht die gezeigte Schaltung aus vier Blöcken. Der wichtigste Block besteht aus dem Impedanzwandler AD5934, der die Signalerzeugung zur Anregung des Sensors beinhaltet. Dieses Sinussignal ist in einem weiten Frequenzbereich einstellbar.die ausgegebene Spannung wird über einen Spannungsfolger(U2A)dem Sensor zugeführt. Das vom Sensor zurückgegebene Signal wird über einen Strom-/Spannungswandler (U2B) dem Eingang des AD5934 zugeführt und mit dem internen A/D-Wandler umgesetzt. Mit dem im AD5934 integrierten digitalen Signalprozessor wirdeine DFT (diskrete Fouriertransformation) durchgeführtund man erhältfür jede Frequenz ein reales und ein imaginäres Datenwort. Der zweiteblockdient zur Kalibration und Einstellung des Messbereichs und besteht aus dem 8-fach Schalter ADG715 und den Widerständen. Der dritte und vierte Block sind für die Isolation zuständig, der ADuM1250 isoliertdie I²C-Schnittstelle und der ADuM5000 erzeugt die notwendige,isolierte Versorgungsspannung von 3,3 V.Diese beiden Blöcke sind optional, verhindern aber Fehlströme über die Masseschleife und bieten eine erhöhte Sicherheit für den Bediener. Die Schaltung bietet drei Betriebsmodi: Kalibration, Temperatur (hier wird der externe PTCgemessen) und Leitfähigkeit. Die Genauigkeit des Messergebnisses ist, neben der Kompensation der Temperatur, auch abhängigvon der Größe des Kalibrationswiderstands R CAL.Dieser sollte möglichst nahe am Bereich der zu messenden Impedanzliegen. Ist die Impedanzdes Medium nicht annähernd bekannt,können über den Umschalter drei verschiedene Widerstände für R CAL eingesetzt und damit eine gute Genauigkeit erreicht werden. Als grobe Richtungwird empfohlen, die folgenden Widerstände zu nutzen: Kleiner Messbereich (µs bis ms): R FB = 1kΩ, R CAL =1kΩ und 10 kω. Großer Messbereich(mS bis S):R FB =100 Ω, R CAL =100 Ωund 1kΩ Damit lässt sich zwischen 25 µs und 200mSeine Genauigkeit vonbesser als 1% erreichen. // KR Analog Devices +49(0)

17 Unsere neue Kompaktklasse: von vorne bis hinten effizient. Höchste Leistung auf kleinstem Bauraum bieten unsere Lüfter und Antriebe für dieautomobilindustrie. Umfassende Produktpalette von der Sitzklimatisierung bis zur DNOX-Pumpe Äußerst effiziente und zuverlässige Systemlösungen Gewichtsreduzierung durch kompakte Bauweise Engineering-Partner mit langjähriger Branchenerfahrung Mehr Informationen für Ihre Anwendung:

18 ELEKTRONIKSPIEGEL // BRANCHEN &MÄRKTE STATISTISCHES BUNDESAMT DeutscherWachstumskurshältan DATENVERKEHR Cloud-Nutzer steigerndatenflut Bild:IESM/pixelio.de Quelle:Dimension Data Das Bruttoinlandsprodukt (BIP) ist im zweiten Quartal 2015 um 0,4 Prozent höher ausgefallen als im ersten Quartal. Die Unternehmens- und Vermögenseinkommen stiegen um 3,3 Prozent. Wachstumsmotor ist nach wie vor der Export, doch auch die Inlandsnachfrage steigt. Insgesamt wurden vorläufigen Berechnungenzufolge 2,2Prozent mehr Warenund Dienstleistungenins Ausland exportiertals im ersten Quartal 2015.Die Importe legten im selben Zeitraum um 0,8 Prozent zu. Dadurch wardie Differenz aus Exporten und Importen mit einem Beitrag von + 0,7 Prozentpunkten der größte Wachstumsmotor. // MK Daten-Tsunami: Die weltweit2,4 Milliarden Cloud-Nutzerhaben 90 Prozent allerexistierenden Daten in den letzten zwei Jahren generiert. Die Entwicklungdes weltweiten Datenverkehrszeigt,dass die Datenflut besonders inden zurückliegenden beiden Jahren enorm zugenommen hat. Laut dem südafrikanischen IT-Dienstleister Dimension Data haben die Cloud-Nutzer 90 Prozent der weltweit existierenden Daten in den letzten beiden Jahren erzeugt. 80Prozent dieser Informationen warenunstrukturierte Daten. // FG BRANCHENBAROMETER Windows 10 bedeutet Aufwind für PC-Markt Nach einer Prognose der GfK (Gesellschaft für Konsumforschung) wird das Betriebssystem Windows 10 die Verkäufe von PCs und Tablet-Computern deutlich ankurbeln. Der Effekt soll spätestens zu Weihnachten einsetzen. Im kommenden Jahr soll der PC- und Tablet- Markt wieder zweistellig wachsen. IntelligenteThermostate stehen vor Boom Der Europamarkt für intelligente Thermostate steht vor einem starken Aufschwung. Nach einer Studie von Frost &Sullivan wird der Markt, der 2014 in Europa ein Volumen von 152,5 Millionen Dollar aufwies, bis 2019 auf 2,57 Milliarden Dollar anschwellen. Marktwachstum bei Baugruppenfertigern DerAuftragseingang bei den Herstellern elektronischer Baugruppen (Inhouse-Hersteller und Auftragsfertiger) hatimzweiten Quartal2015 um 13,3 Prozent gegenüber dem ersten Quartal zugelegt. Dies berichtet der ZVEI- Fachverband PCB and Electronic Systems. Elektroschrott-Recyclingfunktioniertnicht In den 28 EU-Ländern wird nur rund ein Drittel des Elektroschrotts gemäß der EU-Altgeräte-Richtlinie entsorgt. Der Rest 6,2 Millionen Tonnen im Jahr 2012 werde falsch recycelt, ins Ausland gebracht oder weggeworfen, heißt es in einer Studie der Organisation CWIT. MASCHINE-ZU-MASCHINE-KOMMUNIKATION Vielen Firmen fehlt IoT-Erfahrung Versorgungswirtschaft Industrie Finanzen und Versicherungen Gesundheitswesen Handel Dienstleistungen Öffentlicher Sektor Landwirtschaft Andere 22% 19% 36 % 34 % 34 % 31 % 55 % 52 % Schrittmacher: Die Versorger spielen beim IoT die Vorreiterrolle, dann folgen die Industrie und die Finanz-und Versicherungswirtschaft. Eine Umfrage des M2M-Spezialisten Telenor Connexion unter 550 deutschen Managern hat ergeben, dass 42 Prozent der Betriebe noch keine Erfahrung mit dem Internet der Dinge gesammelt haben. 74 Prozent der befragten Unternehmen aus der Versorgungswirtschaft und 55 Prozent der Betriebe aus der Industrie gaben an, bereits IoT- Projekte umgesetzt zu haben oder dies zu planen. // FG Weitere Marktzahlen finden Sie unter: 74 % Quelle:Telenor Connexion. Angaben in Prozent. 18

19 Erstevollständig integrierte MCU-Softwareplattform Eine neue Ära für Embedded-Anwendungen: Starten Sie Ihre Produktentwicklung auf API-Ebene! Hochgradig skalierbare Kombination aus HW- &SW-Plattform Fokussieren Sie Ihre Ressourcen auf Produktinnovationen Verkürzen Sie Ihre Markteinführungszeiten Reduzieren Sie Ihre Gesamtkosten MitRenesasalles auseiner Hand: Qualifizierung, Service&Support! Für Updates registrieren unter: Accelerate. Innovate. Differentiate.

20 SERVICE // ONLINE Bild: XtravaganT -Fotolia.com LESERKOMMENTAREZU: Die sogenannte Industrie 4.0 steht auf tönernen Füßen Von der zunehmenden Vernetzung und Digitalisierung in der Fertigung erwarten Marktbeobachter einen gewaltigen Innovations- und Produktivitätsschub. Das Problem ist leider dies: In Deutschland hat Industrie 4.0 den Charakter einer von oben verordnetenrevolution. Es müsste erst einmal sehr viel Geld in die Erforschung rund um die Weiterentwicklung der neuen Technologien gesteckt werden. Die genialsten Köpfe der Welt müssten daran arbeiten: Weiterentwicklung von KI, Zusammenspiel zwischen Elektronik und Informatik, Mikroelektronik. Hier hakt es in Deutschland, zumal zur Zeit ganz andere Herausforderungen präsent sind. Was jedenfalls in einiger Zukunft nicht mehr benötigt wird, sind Heerscharen vonungelernten Billigarbeitern. Es wird eine Artbedingungsloses Grundeinkommen geben müssen, da aufgrund der immer weniger werdenden Berufstätigen trotzdem jemand da sein muss, der die produzierten Waren kauft und verkonsumiert. anonym Widerspruch. Industrie 4.0 steht nicht auftönernen Füssen, son- dern setzt sichimmer mehr in der Praxis der deutschen Industrie durch, aber wie immer bei Innovationen je nach Risikobereitschaft der Geschäftsleitungzeitlich sehr unterschiedlich. Die Industrie-4.0-Innovatoren haben schon einige Erfahrung und einen erheblichen Wettbewerbsvorsprung. Die ersten Nachahmer folgen und die risikoscheuen späten Nachfolgerwerden sichsputen müssen um den Zug nicht zu verpassen. Die TSC Trend Studie 2015 hat nach einer Umfrage unter 795 Managern festgestellt, dass die befragten Unternehmen aus den Bereichen Reise/Transport, Medien/Unterhaltung und Industrie stark in Industrie 4.0 investieren. Danach investieren diese Firmen im Durchschnitt 0,6 Prozent ihres Umsatzes ins Internet der Dinge (Vergleich dazu: IT-Budget ein Prozent). Die höchsten zweistelligenumsatzeffekteerwartetdie Industrie bis Ein wesentliches Element der Industrie-4.0-Produktion ist z.b., dass Produktesointelligent ausgestattet sind, dass sie während der Produktionsphase und darüber hinaus selbständig ihren Status an eine Zentrale melden und notwendige Korrekturen vornehmen können. Immerhin benutzen schon ca. 25 Prozent der Industriebetriebe diese Funktion in unterschiedlicher Ausprägung. Erst aus den praktischen Erfahrungenwirdesspäterzu Standards kommen. In der Innovationsphase ist dies garantiertzufrüh. anonym Das Kind muss einen Namen haben. Im Kern geht es bei I4.0 doch wie bei allen industriellen (R)evolutionen darum, dass der Hersteller kostengünstiger als zuvor produzieren kann. Dass Themen wie Daten, Verfügbarkeit vonanlagenund Produkten, Flexibilisierung und Individualisierungzunehmend (also evolutionär)eine zentrale Rolle spielen werden, ist allgemein anerkannt. Dieses zunehmende Gewicht vondata ist vielleicht der als neu, wahlweise auch revolutionär, innovativ, bedrohlich oder auch Chancen bietend, verkaufte Aspekt. Mag sein, dass geografisch links (USA) und rechts (China) vondeutschland einigessubjektivschneller geht. ZurIngenieurskunst gehörtaber auch der Qualitätsaspekt, der Oberbegriff für Zuverlässigkeit. Wir müssen fleißig sein, aber keine Angst haben. Solange unser Bildungssystem konkurrenzfähig ist,mache ich mir da wenig Sorgen. EchteBedrohungenbestehen wie immer in der Monopolisierungund Versperrungvon Marktzutritt. anonym Zu dem Aspekt mit den mutmaßlich nicht mehr benötigten Heerscharen von ungelernten Billigarbeitern bin ich anderer Auffassung. Das mag am ehesten für industrielle Produktionsprozesse gelten. Die meisten Lebensbereiche lassen sichaber nicht viel weiter automatisieren. Denken Sie an den täglichen Einkauf, an die vielen kleinen Handwerksbetriebe oder gigantischen individuellen Logistikleistungen(Erntehelfer bis Paketzusteller). Sie haben Recht, wenn Sie eine Scherenentwicklung vermuten, die besagt: easy learning, low wage. Will heißen, je schneller ein Jobzuerlernen ist,destogeringer wird erentlohnt. Grundeinkommen ohne Gegenleistung ist vermutlich nicht die richtige Lösung. Meine Vermutung: Es wird auch 2050 Heerscharen von ungelernten Billigarbeitern geben. anonym Hinweis: Kommentare sind zum Teil redaktionell gekürzt. 20

21 ZukunftsorientierteLösungen mit innovativensilikon-flüssigklebstoffen EntscheidenSie Ihre Wärmelösungen mitkühlemkopf. Thermische Spitzenleistung mit Bergquist Liqui-Bond Silikon-Klebstoffen zur vereinfachten Bauteil- und Kühlkörpermontage die hohe Wärmeleitfähigkeit erhöht die Thermische Performance der Baugruppe Bergquists Liqui-Bond SA 1800 optimiert durch seine niedrige Viskosität den Sieb- und Schablonendruck bei gleichzeitig optimalen Kühleigenschaften Mit Bergquists Liqui-Bond SA 1800 erübrigt sich eine zusätzliche, mechanische Befestigungen sehr dünne Verbundlinien mit hoher Scherfestigkeit garantieren eine feste und stabile Strukturklebung Henkel AG &Co. KGaA Düsseldorf

22 LEISTUNGSHALBLEITER // TREIBER-KONZEPTE TITELSTORY Der MOSFET-Treiber übersetzt ein Logik-Signal (etwavom Mikrocontroller) in höherespannungen undströme und steuertdamitein MOSFET-Gate mit schnellen Einschwingzeiten. Da unterschiedliche MOSFET-Techniken zum Einsatz kommen, ist esmitunter schwierig, den geeigneten MOSFET- Treiber zu finden. Für die Auswahl des perfekten Treibers sind Kenntnisse über Abhängigkeit der Verlustleistung der Gate-Ladung im MOSFET und der Arbeitsfrequenzwichtig. Zusätzlich zur Verlustleistung muss der Zusammenhang zwischen dem für den MOSFET-Treiber erforderlichen Treiberspitzenstrom und den damit verbundenen Ein-/Ausschaltzeiten verstanden werden. 22

23 LEISTUNGSHALBLEITER // TREIBER-KONZEPTE Drei Gründe fürdediziertetreiber zwischen Controllerund MOSFET Gate-Treiber haben etwa in Schaltnetzteil-und Umrichter-Designs eine essentielle Aufgabe. Es gibt viele Anwendungen, in denen es sich verbietet, dass der Controller die MOSFETs direkt treibt. TOBIAS GERBER * *TobiasGerber... ist Applikationsingenieur für Hochvolt-Gate- Treiber bei Infineon Technologies AG,Villach. Die Ansprüche sind hinlänglich bekannt: Leistungswandlungs- und Power-Management-Anwendungen erfordern kompakte und robusteleistungs- Schaltungen, die einen Betrieb mit hohen Spannungen und Frequenzen erlauben mit den geringsten Verlusten bei möglichst geringem Platzbedarf auf der Leiterplatte. Die Wahl der MOSFET-Technologie hat einen entscheidenden Einfluss darauf, wie erfolgreich diese Anforderungen umgesetzt werden können. Die optimale Lösung lässt sich aber nur dann realisieren, wenn der Fokus nicht nur auf die Auswahl des MOSFETs gelegt wird, sondern auch darauf, dass die anderen notwendigen Komponenten hierzu perfekt passen. Zu der wichtigsten Aufgabe gehört deshalb die Wahl der für die Zielapplikation optimalen Gate-Treiber. Anforderungen an die Leistungswandlung Das Design moderner Leistungswandler- Anwendungen, etwa Schaltnetzteile (SMPS), DC/DC-Wandler, industrielle Antriebe und Solar-Inverter für die Spannungsumwandlung der Photovoltaik-Zellen, wird von einer Vielzahl vonfaktoren bestimmt.dazu zählen vorallem die Wirtschaftlichkeit und diverse Rechtvorschriften etwa im Bereich des Umweltschutzes, die alle einen höheren Wirkungsgrad und geringere Verluste erforderlichmachen. Damit sollen Betriebskosten reduziert und der Energieverbrauch sowie die damit verbundene Emission von Treibhausgasen minimiertwerden. Zusätzlichfordern Endanwender eine kontinuierlich höhere Leistungsfähigkeit, wobei die Produktsystemgröße möglichst beibehalten werden soll. Außerdem müssen Sicherungsmaßnahmen vorhanden sein, die sowohl den 23

24 LEISTUNGSHALBLEITER // TREIBER-KONZEPTE Nutzer als auch kritische Komponenten schützen. Die steigende Anzahl von Komponenten bei sehr geringem Platzangebot erzwingen möglichst kleine Bauteile mit optimiertem thermischen Management,während Budget- Beschränkungen die geringsten Materialkostenund die Verwendungvon kostengünstigen Komponenten erfordern. Schlussendlich sind diese Anforderungen typischerweise in der kürzesten Zeit zwischen Entwicklung und Serienfertigung zu erfüllen. GenannteFaktoren haben zu einer deutlichen Zunahme von schnell schaltenden Leistungswandler-Schaltungen mit hohen Strömen geführt. Höhere Schaltfrequenzen ermöglichen aber nicht nur eine verbesserte Leistungsfähigkeit und einen höheren Wirkungsgrad, sondern bieten auch denvorteil, dass kleinere und kostengünstigere Induktivitäten zum Filtern benutzt werden können. Dasrichtige Ansteuern vonsuperjunction-mosfets Um die geforderte Schaltgeschwindigkeit und den gewünschten Wirkungsgrad von modernen Leistungswandlern zu erhalten, sind leistungsfähige MOSFETs notwendig, und das bedeutet typischerweise Bausteine, die auf Superjunction-Halbleiterprozessen (SJ) basieren. SJ-MOSFETs besitzen eine Struktur, die einen deutlich kleineren flächenspezifischen Durchlasswiderstand (RDS(ON)*A) ergibt, ohne dass dabei Kompromisse hinsichtlichder gefordertensperrspannung eingegangen werden müssen. Zusammen mit einigen Besonderheiten bei der Zellgeometrie reduziert die SJ-Technologie auch nochalle Bausteinkapazitäten und verbessert damit den schaltbezogenen FoM- PV PV GateDrive PFC PFC-Controller GateDrive Source metal-layer Compensation Structure C7 Structure MOS-cell Bild 1: Die Superjunction-Struktur von CoolMOS C7. Bild 2: Leistungswandler bestehend aus Controllern, Treiber-Bausteinen und SJ-MOSFETs. DC/DC LLC Isolation GateDrive PWM-Controller +12V GND Wert (FigureofMerit: Produkt ausdurchlasswiderstand und Gate-Ladung)sowie andere Leistungscharakteristika. Bild 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau der jüngstenevolution der SJ-Technologie: Cool- MOS C7,bei der eine siebenreihige Kompensationsstruktur mit hohem Seitenverhältnis realisiertwurde. Die deutliche Leistungssteigerung, die mit dieser Struktur möglichist, zeigen die jüngsten CoolMOS-C7-600-V-Komponenten, die die ersten MOSFETs sind, bei denen die Grenze von 1Ω/mm 2 (R DS(ON) xa) durchbrochen werden konnte. Es gibt viele Anwendungsfälle, in denen es nicht praktikabel ist,dass der Controller direkt die ausgewählten MOSFETs treibt. Denn viele Controller verfügennicht über die benötigtehohe Ausgangstreiberleistung für die hoch-performanten Leistungs-MOSFETs. SJ-MOSFETs beispielsweise benötigen typischerweise eine Gate-Source-Spannung (V gs )von mindestens 8V.Gleichzeitigmacht ein hoher Wirkungsgrad schnelle Schalt- Transienten und hohe Treiberströme notwendig, die typischerweise über 1A peak liegen. Die Folge daraus: Es ist weder technisch (besondersaufgrundvon Wärmeproblemen) noch kommerziell sinnvoll, die Treiber- Schaltung monolithisch in den Controller zu integrieren. Hinzu kommt noch, dass Entwickler potenzielle Probleme mit elektromagnetischer Störausstrahlung (EMI) aufgrund hoher Schaltgeschwindigkeiten minimieren und deshalb sicherstellen wollen, dass die Treiberschaltungsonah wie möglichander zu schaltenden Last sitzt,der regelnde IC jedoch aus unterschiedlichen Gründen sehr viel weiter weg platziert werden muss. Aus diesen drei Gründen müssen immer mehr Entwickler auf dedizierte Treiber-Bausteine zurückgreifen, die zwischen Controller und MOSFET sitzen. Der Aufbau eines solchen typischen Leistungswandlers ist in Bild 2dargestellt. Zu den Kriterien, nach denen Entwickler die passende Treibertechnologie auswählen, gehören maximaler Treiberstrom, Schaltgeschwindigkeit, Formfaktor, Integrationsniveau (beispielweise wie viele Treiberkanäle zur Verfügung stehen und welche Sicherheitsfunktionen integriertsein müssen) sowie die Frage, inwieweit Fertigungs- und Gehäusetechnik die Anforderungen hinsichtlich Wirkungsgrad und thermische Leistungsfähigkeit erfüllen. Neue Treiber-IC-Technologie für Superjunction-MOSFETs Ein gutes Beispiel für eine Treiber-Technologie, die sich hervorragend für SJ-MOSFETs eignet,ist eine neue Serie mit zweikanaligen High-Speed-Bausteinen für hohe Treiberströme. In Bild 3ist das Blockdiagramm der Schlüsselelemente eines 2EDNx52x-Treiber- ICs zu sehen. Diese neuen Treiber sind mit zwei unabhängigen, nicht-isolierten Low-Side-Gate- Treibern ausgestattet,von denen jeder einen 24

25 LEISTUNGSHALBLEITER // TREIBER-KONZEPTE Bild 3: Blockdiagramm eines 2EDNx52x Treiber-ICs von Infineon Puls-Strom von 5 A(Source oder Sink)liefert. Beide Kanäle erreichen typische Anstiegsund Abfallzeiten von nur 5 ns. Trotz des hohen Stroms zeichnet sichdie Ausgangsstufe durch einen sehr geringen Widerstand (R DS(ON) )aus. Dementsprechend niedrig ist auch die Verlustleistung des Treiber-Bausteins,was auch gilt, wenn ein sehr kleiner (oder sogarkein) externer Gate-Widerstand benutzt wird. Die hohen Ströme und Schaltgeschwindigkeiten der 2EDNx52x-Familie ermöglichen einen sehr schnellen Durchgang durch die Miller-Plateau-Region, wobei selbst dann noch Spitzenströme zur Verfügung gestellt werden können (die Miller-Plateau-Region ist der flache, horizontale Bereich in der Gate-Lade-Charakteristik eines MOSFETs,in der die Gate-Spannung nahezu konstant bleibt, bis genügend Ladung hinzugefügt oder abgeführt wurde, um zu schalten). Außerdem ist ein genaues Timingsichergestellt ein ebenfalls entscheidendes Kriterium in leistungsstarken, energieeffizienten SJ-MOS- FET-Designs wie beispielsweise Schaltungen für Leistungsfaktorkorrektur, Halbbrücken und Synchrongleichrichtern. Obwohl die zwei Treiberkanäle vollkommen unabhängig voneinander sind, liegt der zeitliche Versatz vonkanal zu Kanal unter 1 ns.deshalb können Entwickler den Baustein für ein gleichzeitigesschaltenkonfigurieren, was speziell in Anwendungen vonvorteil ist, bei denen die Ausgänge parallel betrieben werden, um den verfügbaren Treiberstrom zu erhöhen. Eine weitere Herausforderung beim Design moderner, hochfrequenter Leistungswandler-Plattformen besteht darin, dass die steileren Schaltflanken der MOS- FETs die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass Probleme durchground-bounce(chip-interne Anhebung des Massepegels) entstehen. Das wiederum kann dazu führen, dass Systeme aufgrund instabilen Verhaltens unzuverlässigoder fehlerhaft arbeiten. Alle Bausteine der 2EDNx52x-Serien sind immun gegenüber negativen Eingangsspannungen, sowohl an den Enable- als auch an den Steuer-Anschlüssen, bis hinunter zu 10 V. Die Zuverlässigkeitsprobleme durchground- Bounce können dadurch vermieden und ein stabiler und sicherer Betrieb sichergestellt werden. Dies ist auch garantiert, wenn die negativen Spannungen permanent vorhanden sind. Wo eine Vermeidung von kritischen Zuständen, die außerhalb der Toleranz des Bausteins liegen, nicht möglich ist, vereinfacht eine typische Laufzeit Eingang/Ausgang von 19 ns eine schnelle Notabschaltung sowohl an den Steuer- wie an den Enable- Eingängen. Theoretisch wäre sogar eine noch kürzere Laufzeit möglich, sie wurde aber absichtlich so ausgelegt, dass sie genau 19 ns beträgt. Der Grund dafür ist: ungünstige Platinenlayouts und somit parasitäre Effekte können zu Oszillationen führen diese lassen sichverhindern,wenndie Laufzeit länger als 15 ns ist. Die neuen MOSFET-Gate- Treiber können mit einer Versorgungsspannung zwischen 4,5 und 20 V arbeiten. // KU Infineon +43(0) Volumenaufträge Mengenrabatte HIER STARTEN de.farnell.com 25

26 SAE IT-systems: Denken in Lö Quickinfo: SAE IT-systems bietet moderne Systeme für die Fernwirk- und Stationsleittechnik für unterschiedliche Märkte, die sich schnell an Kundenwünsche anpassen lassen. Die Fernwirk- und Stationsleittechnik lässt sich einfach in Leitsysteme im Feldeinsatz integrieren. ExterneKomponenten, wie Schutz- und Netzanalysegeräte, können schnell angebunden werden. netx von Hilscher unterstützt ganz wesentlich die einfachen Integrationsmöglichkeiten. Der Chip ist damit ein wichtiger Baustein für die Flexibilität, die SAE inlösungen fürdie Kunden benötigt. SAE IT-systems GmbH &Co. KG ist Hersteller leistungsstarker Fernwirk- und Stationsleittechnik fürdie Bereiche Strom, Wasser, Gas, Fernwärme und Infrastruktur. Das Unternehmen mit mehr als 40 Jahren an Erfahrung ist sowohl ein wesentlicher Knowhow-Träger als auch einer der InnovationsführerimAnbieterfeld. Mit 70 Mitarbeiternam Standort in Köln bietet SAE neben anforderungsorientierten Hard- und Softwareprodukten alle wichtigen Dienstleistungen von der Projektplanung bis zur Inbetriebnahme der Anlage an. Eine Stärke ist dabei die Bereitstellung ganzheitlicher Lösungen für die Aufgabenstellung der Kunden. Zu den Kunden gehören neben Energieversorgungsunternehmen und Stadtwerken namhafte Industriekonzerne und großean- lagenbau-unternehmen. Lösungen von SAE sind überall dort gefragt, wo Infrastrukturen einer intensiven Überwachung bedürfen und auch gesteuertwerden müssen. Wir gehören men desdeutschenmittelstands,stelltjürgen Venhaus, Abteilungsleiter Produktmanagement & Marketing, heraus. SAE IT-systems Dipl.-Ing. Jürgen Venhaus, Leiter Produktmanagement &Marketing, SAE IT-systems GmbH &Co. KG Die net-line FW-5 Produktfamilie wurde Ende Juni auf dem Deutschen Mittelstands-Summit in Essen als eines der innovativsten gerecht zu werden, haben wir die series5 entwickelt: eine Produktfamilie mit einheit- Unternehmen im deutschen licher technischer Basis und gezielt praxis- Yogeshwar ausgezeichnet. orientierten Leistungsschwerpunkten, soj. Venhaus weiter. Verbindendes Element der Fernwirksysteme ist die Parametrier-Software Durchdachte Funktionalität, Leistungsstärke setit, deren intuitive Bedienbarkeit und Langlebigkeit sind durchgängige Merkmale der SAE-Lösungen. Um den unterschiedlichen Anforderungen bei der Überwachung und Automatisierung von Versorgungsinfrastrukturen eine kostengünstige Integration auch in bestehende Systeme und die Parametrierung in wenigen Minuten ermöglicht. IT-Security spielt bei SAE-Lösungen eine wichtige Rolle: und Industrieanlagen Die ISMS-Richtlinie wird entsprechend um-

27 sungen unterstützt von netx bindung von Datenpunkten aus SPS, Reglern und intelligenten Komponenten in die Stations- und Fernwirktechnik über das PROFIBUS DP-Protokoll und erweitert das Mengengerüst der Fernwirk-und Stationsleitgeräte. Die PDPS-1 ist als PROFIBUS DP- gurationsschritten beim erfolgreichen Einsatz auskommt. Als Busteilnehmer kann sie im Strang des PROFIBUS positioniert oder als Endteilnehmer eingesetzt werden. In der Baugruppe setzen wir die netx-komponente von Hilscher als PROFIBUS Master und Slave-Implementationen für unsere Module ein, betont der SAE IT-Mann. Das net-line FW-5-GATE kann mit bis zu12 Erweiterungsmodulen ausgestattet werden gesetzt. Einen großen Anteil am Umsatz generieren wir mit Produkten, die nicht älter als vier Jahre sind, fügt er an. Das net-line FW-5 ist die neue erweiterungsfähige Kleinstation der series5-produktfamilie. Das äußerst kompakte Feldgerät für Hutschienenmontage umfasst alle Komponenten, die ein leistungsstarkes Fernwirk- und Automatisierungssystem benötigt. Die leistungsstarke CPU, die modulare Erweiterbarkeit, hohe Störspannungsfestigkeit und nicht zuletzt die gute Kombinierbarkeit mit externen Komponen- zahlreichen Anwendungsfeldern. Um mehr Kommunikationsmöglichkeiten auf noch kleinerem Raum anbieten zu können, wurde beim net-line FW-5-GATE auf integrierte Einund Ausgänge verzichtet. Auch das FW-5- GATE kann durch Erweiterungsbaugruppen ergänzt werden. Die Erweiterungsbaugruppe PDPS-1 ermöglicht die kostengünstige Ein- Mit der Firma Hilscher arbeiten wir bereits Kraftwerke hatte die Ankopplung von BHKW etwa 15 Jahre zusammen, erinnert sich über PROFIBUS angefragt, berichtet J. J. Venhaus. Auch für die Fernwirkstation Venhaus weiter. Dies haben wir mithilfe der FW-50, mit denen wir seit 2009 auf dem Hilscher-Module realisiert. Ein späterer Umstieg Markt sind, haben wir Hilscher-Komponenten, auf PROFINET ist problemlos möglich. in diesem Fall die Kommunikationsmodule Die Systemplattform von Hilscher ermöglicht COM-CA-DPM als PROFIBUS DP-Master, dies optimalund ohneaufwand. Der schnelle verwendet. Er schließt an: Hilscher war und Austausch des netx-busprotokolls war für J. ist immer ein sehr kompetenter Partner Venhaus ein entscheidendes Argument für sehr verlässlich mit gutem Service. Die zugesagten die Wahl dieser Systemplattform: Die Vor- Eigenschaften werden eingehalten. teile des netx liegen klar auf der Hand: Der Chip passt auf jede Platine und sorgt damit Ein besonderer Einsatzschwerpunkt der sehr für kompakte Systeme. Aufgrund der einheitlichen erfolgreichen SerieFW-5liegtgegenwärtig in Schnittstellen lassen sich einfach und Anwendungen, die sich aus den Regelungen schnell andere Protokolle zur Kommunikation des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) nutzen. Und weiter: Wir konnten in sechs ergeben. Hierzu zählen insbesondere das Monaten die Baugruppe fürdie Next Kraftwerke Einspeisemanagement für Erzeugungsanlagen fertigstellen und soschnell auf Kun- gemäß 6Absatz 1EEG, die Direktvermarktung denwünsche reagieren. nachhaltig erzeugter Energie gemäß 17 EEG, sowie das Engpassmanagement Komponenten wie netx erlauben uns, dass für Ortsnetzstationen. Darauf hat wir uns noch besser auf unsere Kernkompe- sich zum Beispiel die Next Kraftwerke GmbH tenzen konzentrieren, schließt J. Venhaus aus Köln als Anbieter von virtuellen Kraftwerken ab. Das geht nur mit einem zuverlässigen spezialisiert. Unser Kunde Next Partner wie Hilscher. Hilscher Gesellschaft fürsystemautomation mbh Rheinstraße Hattersheim Tel.:

28 EMBEDDEDCOMPUTING // INDUSTRIE-BOARDS 8-Bit-Mikrocontroller, günstige Lösung fürindustrieanwendungen Für viele Anwendungen ist ein 32-Bit Microcontroller überdimensioniert. Hier sollte man getrost zur 8-Bit-Variante greifen, denn sie ist nicht nur preiswerter sondern auch einfacher in der Handhabung. AUTOR: MARKUS VOGEL,FIELD APPILCATIONENGINEERBEI ATMEL Bild 1: Das ATmega168PB Xplained Mini Evaluation Kit, ausgestattet mit einem Onboard Debugger und USB, kann sofort in Betrieb genommen werden. In Industrieanwendungen gibt es viele Aufgaben, die ein klassischer 8-Bit-Mikrocontroller einfach lösen kann: Simple Motor-, Ventil- und Relaisansteuerungen, Auswertungvonmechanischen Sicherheitseinrichtungen, Überwachung von Umgebungsparametern wie Temperatur, Luftfeuchte und Betriebsspannung sind nur einige Beispiele. Sie benötigen keine hohe Rechenleistung. Viel wichtigersind hier die Peripheriefunktionalitäten: Analog-Digital- Wandler zum Messen von Spannungen, I/O- Ports für Schaltvorgänge, PWM-Ausgaben, Timer zur Zeitmessung, serielle Schnittstellen zur Kommunikation mit anderen Steuergeräten und vieles mehr. Natürlich können solche Aufgaben von 32-Bit-Mikrocontrollern oder gar Mikroprozessorsystemen gelöst werden, effektiverund kostengünstigerist hier aber nachwie vorder Einsatz von8-bit-mikrocontrollern nicht zuletzt auch wegen der deutlicheinfacheren Einsetzbarkeit. AVR, der weltweit effizienteste 8-Bit-Core Der US-amerikanische Halbleiterhersteller Atmel bietet mit dem AVRCoreund den Produktreihen Tiny,Megaund Xmega seitjahren ein skalierbares Lineup an leistungsstarken 8-Bit Mikrocontrollern an. Mit den Bausteinen der MegaPB-Serie startet Atmel eine Neuauflage dieser erfolgreichen Mikrocontroller-Baureihe auf aktueller Technologie. Bewährte Peripherieblöcke sind hier ebenso wiederzufinden wie diversefunktionserweiterungen, die das Einsatzspektrum noch vergrößern. Einfach zu nutzende Entwicklungstools und Software-Support ermöglichen einen schnellen Einstieg und verkürzen die Time-to-Market. Bilder: Atmel Der AVR 8-Bit CPU-Kern, entwickelt in den 90er Jahren vonden norwegischen Studenten Alf Egin Bogen und Vegard Wollan, gehörtzuden in den letzten 15 Jahren am weitesten verbreiteten 8-Bit CPU-Rechenkernen und ist bei vielen Elektronikentwicklern ein alter Bekannter.Viele Fach-und Hochschulen nutzen diesen einfach zuhandhabenden, aber sehr leistungsfähigen Kern seit den letzten beiden Jahrzehnten in ihren Ausbildungsveranstaltungen. Auch bei Hobbyisten und Maker haben sichdie AVRs nicht zuletzt wegen des Erfolgs von Do-it-yourself- Plattformen wie Arduino durch ihre einfache Einsetzbarkeit verbreitet. VonAnfanganstand bei der Entwicklung des AVRCores die einfache Programmierbarkeit über Hochsprachen, im Embedded-Bereichüblicherweise C, im Fokus. In Zusammenarbeit mit dem Compilerhersteller IAR wurde die interne Architektur und der Befehlssatz hierfür optimiert. Die meisten der 131 Instruktionen sind als Single-Cycle-Instruktion ausgelegt,benötigen also nur einen CPU-Takt zur Abarbeitung. Trotzdem unterstützen etwa die arithmetischen Instruktionen von Haus aus 16 Bit breite Daten. Durch die Nutzung von 32 internen Arbeitsregistern kann vomcompiler effektivercode erzeugt werden, da bei Nutzung dieser Register die sonst notwendigen Schreib-und Leseoperationen auf dem MCUinternen SRAM auf ein Minimum reduziertwer- den. Durch alldiese Designmaßnahmen wurde der AVR zum weltweit effizientesten 8-Bit- Core. Trotz eines generellen Trends hin zu 32-Bit-Architekturen und des anhaltenden Erfolgs der ARM Cores, insbesondere der Cortex-M Cores,gibt es viele Applikationen, bei denen mit einem 8-Bit-Mikrocontroller das Design deutlich einfacher,effektiver und schneller gestaltet werden kann. Während 28

29 EMBEDDED COMPUTING // INDUSTRIE-BOARDS T H R E A D ALL YOU NEED IN AN RTOS Source Code No Royalties Small Footprint Bild 2: Die Urform, der ATmega168, wurde bereits 2002 auf einem 350-nm-Prozess realisiert bei einem 32-Bit-Microcontroller üblicherweise im Start-up Code diverse Optionen wie Taktquellen, CPU- und Bustakteinstellungen, Flash Wait States und ähnliches per Software konfiguriert werden müssen, gestaltetsichdies bei den 8-Bit-AVRs deutlich einfacher. Erstens sind aufgrund des einfacheren Aufbaus deutlich weniger Optionen zu setzen, zweitens wird dies hier nicht in der Applikations-Softwareselbst,sondern durch das Setzen von Fuse Bits während der Programmierung vorgenommen. Hierdurch, aber natürlich auch durch die schon angesprochene Optimierung in Architektur und Befehlssatz, wird der erzeugte Maschinencode deutlich kleiner,was die Nutzung von kleineren Flash-Speichergrößen erlaubt.das ist einer der Gründe, warum 8-Bit-Microcontroller nicht,wie viele 32-Bit-Architekturen, in der allerneuesten und kleinsten Strukturgröße gefertigt werden. Dies bringt entscheidende Vorteile im statischen Stromverbrauch,da durchdie größere Strukturbreite die Leckströme im Standby- Betrieb geringersind und sichdamit deutlich längere Batterielaufzeiten realisieren lassen. Mit der PicoPower-Technologie von Atmel, die auch bei vielen AVR-basierten Microcontrollern genutzt wird, wurde unter anderem durch interne Designmethoden dieser Punkt nochweiter optimiert. Die MegaPB-Reihe ergänzt das ATmega-Portfolio Das aus rund 1100 Derivaten bestehende AVR-ATmega-Portfolio,welches von4kbbis 256kBFlash und von28bis 100 Pins skaliert, wird aktuell durch weitere Bausteine aus der MegaPB-Reihe ergänzt.hierbei werden, fokussiert auf die High-Runner,pin- und funktionskompatible Bausteine auf aktueller Technologie herausgebracht und mit neuen Funktionalitäten und Features versehen. Als erster Vertreter dieser neuen Reihe wurde der ATmega168PB ins Rennen geschickt.die Urform, der ATmega168 wurde bereits 2002 auf einem 350-nm-Prozess realisiert (Bild 2). Wenige Jahre später wurde als Ergänzung der ATmega168PA auf 250 nm gebracht. Nun steht mit dem auf 130 nm geschrumpften ATmega168PB eine weiterevariantezur Verfügung. Trotz der kleineren Strukturgröße ist auch der 130-nm-Prozess auf einer industrietauglichen 5-V-CMOS-Technololgie realisiert. Diverse Designmethoden stellen sicher, dass auch die von den Vorgängertypen gesetzten Spezifikationswerte, etwader maximale Stromverbrauch, eingehalten werden können. ATmega168PB für bestehende ATmega168-Designs Für bestehende Designs mit einem der ATmega168-Bausteine ist der ATmega168PB als Superset-Derivat zu sehen und bietet daher eine einfache Migrationsmöglichkeit. Neben der Pinkompatibilität ist auch die Software durch die Nutzung von gleichen oder kompatiblen Peripherieblöckenunverändertweiternutzbar.Module wie 8-Bit-und 16-Bit-Timer zur Zeitmessung, Intervallgenerierung oder zur Erzeugung von Puls-Weiten- Modulationssignalen, Analog-Digitalwandler zur Spannungsmessung, integrierter EEPROM zur Speicherung von Parametern oder Nutzerdaten sowie SPI- oder I 2 C-Schnittstellen zur Kommunikation mit anderen ICs sind unverändert übernommen worden. Einige Module, etwa UARTs, wurden mit zusätzlichnutzbaren Funktionen wie Startof-Frame-Wake-up aufgewertet. Diese ermöglichen es, den Controller mittels Empfangeines Startbits am Anfangeiner Nachricht auseinem Sleep-Modus zu wecken. So kann der Controller auch für längere Zeit in einem Stromsparmodus verbleiben, aber auf Kommunikationsanfragen reagieren. Andere Blöcke wie die internen Spannungsreferenzen oder der interne 8-MHz-RC-Taktgene- IEC IEC Express Logic s ThreadX RTOS has received TÜV Certification for functional safety, according to IEC and IEC standards. Now, use of ThreadX for safety-critical systems is easier than ever before. Ask us about our TÜV certification, and how it can help you meet IEC and IEC regulations. YOUR EXTRAS Certification Pack Fastest RTOS Automatic Event Trace ADDITIONAL MODULES N E T TCP/IP with IPv4 &IPv6 F I L E Embedded FAT File System U S B Host and Device Stack G U I Embedded Graphics T R A C E Real-Time Event Trace For Information visit

30 EMBEDDEDCOMPUTING // INDUSTRIE-BOARDS Bild 3 Atmel Mikrocontroller ECO-System: Auch verschiedene Industriepartner bieten ergänzende Tools und Software-Lösungen an. rator wurden in ihrer Spezifikation optimiert und sind nun von Haus aus genauer.letzterer ermöglicht in den meisten Anwendungen nun auch die Nutzung einer UART-basierten Kommunikation wie RS485 ohne nachträgliches Trimmen der RCClock oder Nutzung einer externen Taktquelle. Durch den Wegfall von zusätzlichen Spannungsversorgungspins bzw. durch zusätzliches Pinsharing konnten insgesamt vier weitere General Purpose IO Pins geschaffen werden. Ebenso wurden weitere Timereinheiten und neue Funktionsblöcke wie eine Unique ID,also eine eindeutige Seriennummer des einzelnen Chips, hinzugefügt. Der Versorgungsspannungsbereich reicht von 1,8 V bis 5,5 V,wobei der maximale CPU-Takt in Abhängigkeit davon zwischen 4MHzund 20 MHz skaliert. Die Bausteine sind im 32-Pin-TQFP-als auch QFN-Gehäuse verfügbar und können sowohl den Standard-Industrietemperaturbereich von -40 C bis 85 C als auch den erweiterten Temperaturbereich von -40 C bis 105 C abdecken. Fürindustrielle Anwendungen mit oft langjährigen Produktionszyklen sind Garantien zur Langzeitverfügbar von immenser Bedeutung, insbesondere wenn langwierige und teure Produktqualifizierungen und AtmelmegaAVR: Selbstprogrammierbarkeitfür sichere, kosteneffiziente In-Circuit-Upgrades zertifizierungen durchzuführen sind. Atmel gibt hierzu für alle neuen Flash-Microcontroller eine Lifetime-Verfügbarkeit von mindestens 12 Jahren. ATmega48PB, Lösungmit kleineren Speichern Neben dem mit 16 kb Flash, 1kBSRAM und 512 Byte EEPROM ausgestatteten ATmega168PB sind auch Derivate mit kleineren Speichern verfügbar:der ATmega48PB mit 4 kb Flash, sowie der ATmega88PB mit 8kB Flash. Derivate mit größerem Speicher wie deratmega328pb mit 32 kb Flash kommen eben aufden Markt oder sind wie der ATmega324PB mit 44 Pins und ebenfalls 32 kb Flash für November angekündigt. Diese Bausteine sind zusätzlich noch mit einem in HardwarerealisiertenPeripheral TouchController (PTC) versehen. Bisherige Bausteine können zwar ebenso unter Verwendung der Qtouch-Software- Bibliothek sehr einfachkapazitive Touchelemente wie Buttons, Slider oder Wheels bedienen, die Nutzungdes PTCvereinfacht dies aber nochmals deutlich und reduziert die dafür notwendinge CPU-Belastung auf ein Minimum. ATmega168PB Xplained Mini Evaluation Kit Um Entwicklungenmit der MegaPB-Reihe so einfach wie möglich zu gestalten, bietet Atmel diverse Hardware- und Software-Tools an. Das ATmega168PB Xplained Mini Evaluation Kit (Bild 1) stellt eine gute Hardware- Plattform für erste Versuche und eigene Testaufbauten dar. Ausgestattet mit einem Onboard Debugger mit USB-Verbindung kann das Board sofort ohne separaten Debugger oder Programmer in Betrieb genommen werden. Durch eine Lochrasterfläche mit direkter Verbindung zu den Mikrocontrollerpins können eigene Schaltungsteile einfach ergänzt werden. Ein Arduino-kompatibler Footprint ermöglicht sogardie Nutzung von Arduino Shields, die mittlerweile in vielen verschiedenen Varianten verfügbar sind. Atmel Studio 6.2 zur Software- Entwicklung Zur Software-Entwicklung steht mit dem Atmel Studio 6.2 eine komplette Entwicklungsumgebungfür alle Atmel Mikrocontroller kostenfrei zur Verfügung. Das Atmel Studio nutzt die GNU Tools zur Codegenerierung und ermöglicht ebenso das Debugging über den Onboard-Debugger. Umdie Erstellung eigener Applikations-Software zuvereinfa- chen, stehen mit dem Atmel SoftwareFramework (ASF) Peripherietreiber und services zur Verfügung. Viele Application Notes und Software- Beispiele auf der Webseite von Atmel runden das Paket ab.verschiedene Industriepartner bieten ergänzend weitere Entwicklungstools und Software-Lösungen an. Eine starke Online-Community mit Supportforum AVRFreaks oder der Online-Collaboration-Plattform Atmel Spaces erweitern das Angebot an Unterstützung und Software- Beispielen (Bild 3). // MK Atmel +49(0)

31 Fünf Tage Embedded Software Engineering pur: Alles, was Sie für Ihre Projekte wissen müssen. Frühbucherpreise nutzen: Bis 31. Oktober 2015 buchen und sparen! Programm jetzt online: ESE Kongress Ideen entwickeln, Profis treffen, Lösungen finden. Der Embedded Software Engineering Kongress mit über 900 Teilnehmern ist die größte deutschsprachige Veranstaltung, die sich ausschließlich der Entwicklung von Geräte-, Steuerungs-, und Systemsoftware für Industrie, Kfz, Telekom sowie Consumer-und Medizintechnik widmet. Vom 30. November bis 4. Dezember trifft sich die Embedded-Software-Branche wieder in Sindelfingen wir freuen uns auf Sie! Aussteller und Sponsoren 2015: AFRA, ARCCORE, ARM, Axivion, bbv Software Services, Corscience, dspace, Eclipseina, ELEKTRONIKPRAXIS, emlix, emtrion, enders Ingenieure, EVOCEAN, Express Logic, Ginzinger electronic systems, Green Hills Software, FlexeraSoftware, froglogic, Hitex, IAR Systems, IMACS, Infineon Technologies, isyst Intelligente Systeme, isystem, Lauterbach, LieberLieber Software, linutronix, 2015 Logic Technology, MicroConsult, MicroSys, Model Engineering Solutions, National Instruments, Noser Engineering, oose Innovative Informatik, Parasoft, PLS Programmierbare Logik& Systeme, PROTOS, QA Systems, QNX Software Systems, Razorcat Development, Renesas Electronics, RST Industrie Automation, RTI Real-Time Innovations, Security & Quality Software, sepp.med, SMDS / Universität Augsburg, Software Quality Lab, Somnium Technologies, Tasking, Vector Software, Verifysoft Technology, Willert Software Tools, XiSys Software bis in Sindelfingen Hauptsponsoren 2015 Veranstalter

32 AKTUELLE PRODUKTE // EMBEDDED COMPUTING BROADWELL Intel Celeron /Core i3/5/7 3.5" Boards MINI-UND PICO-ITX Embedded Flüsterleise Langzeitverfügbar Mit den Motherboard-Serien mitx-e38xx sowie pitx-e38xx vonkontron erweitertfortec sein Angebot. Beide Serien basieren auf den Formfaktoren Mini-ITX (170 mm x170 mm) bzw. Pico-ITX (100 mm x72mm). Als CPU kommt Intels Atom E38xx SoC, wahlweise mit 1, 2 oder 4 Cores zum Einsatz. Mit der Atom-CPU lassen sich unterschiedliche Anwendungsszenarien mit genau dosierter Hardware abdecken. Entsprechend des Low-Power-Designs fällt der Strombedarf, mit 5, 7 bzw. 10 W aus. Dem zusätzlich hieraus resultierenden Vorteil der geringen Abwärme, wird mit geräuschlosen Kühlungskonzepten Rechnung getragen. Somit eignen sich die Boards auch überall dort wo Störgeräusche nichts zu suchen haben. Neben 24/7-AnwendungenimIndustriealltag ist auch der Einsatz im Outdoor-Bereichmöglich. Unterstützt werden Win7, Win8,WES7, WES8,Linux sowie WxWorks. Die ATX-kompatible Auslegung sorgt für eine große Auswahl passender Systemkomponenten. Für Anwendungen stehen bis zu 1x 8GBS0DIMM DDR3L-1066 Arbeitsspeicher zur Verfügung. Fortec Elektronik BAY TRAIL Intel Atom /Celeron EPIC /3.5" /Pico-ITX Boards COMPACTPCI SERIAL Peripheriekarte für PICMG CompactPCI Serial Mit dem SK2-Session steht eine Peripheriekarte für cpcis-systeme bereit, die als Träger für ein Mezzanine Modul nach dem XMC-Standard dient. XMC-Module sind definiert durch die ANSI/VITA-Spezifikation 42 und gelten als Nachfolger der PMC- Module. Bei identischen Abmessungen verfügen XMC-Module jedoch über das moderne PCIe Interface. SK2-Session verfügt über einen 4-Lane 5Gbps PCIe Redriver. EKF Elektronik HASWELL Intel Celeron /Core i3/5/7 EPIC /3.5" Boards SPS IPC Drives Nürnberg, Stand 7/403 ICP Deutschland GmbH Mahdenstr Reutlingen Tel.: info@icp-deutschland.de 22 ZOLL Multi-Touch-Monitorfür Industrieanwendungen Übersichtliche und einfach bedienbare Monitore sind im industriellen und kommerziellen Umfeld für übersichtliche Visualisierung und Interaktion gefragt. Comp-Mall bietet dafür das 32 Modell DM F22A, einen Widescreen-Multi-Touch-Industriemonitor mit 21,5" Diagonale im Format 16:9 für vielseitige Darstellungsmöglichkeiten und mit Projected Capacitive Multi-Touch für einfaches Bedienen. Der für das raue Industrieumfeld konzipierte Monitor zeichnet sich durch eine fugenlose, kratzfeste Display-Oberfläche und einen schmalen aber stabilen Aluminiumrahmen aus. Der DM-F22A ist für den Einsatz im Produktionsbereich, in der Automatisierung, Logistik oder in der Werkhalle, sowie im Facility Management einsetzbar, genauso wie in Kiosk-Anwendungen, Digital Signage und im Fahrzeugbereich. Die Full-HD-Auflösung (1920 x 1080), Kontrast 1000:1 und 250cd/m² Helligkeit erleichtern die Betrachtung in unterschiedlichen Umgebungen. Eine 7H-kratzfesteGlasoberfläche mit sehr schmalem Rand und frontseitigip65 erlauben den Betrieb innen und außen sowie in rauer Umgebung. Comp-Mall

33 AKTUELLE PRODUKTE // EMBEDDED COMPUTING DATENSICHERHEIT Kryptografie-Chip für intelligente,vernetzte und sichere Systeme Mit der nächsten Generation seines CryptoAuthentication-Angebots bietet Atmel ECDH- und ECDSA-Funktionen, um Vertraulichkeit, Datenintegrität und Authentifizierungzugewährleisten. Der ATECC508A ist laut Rob Valiton, Senior Vice President und General Managerder Auto- motive, Aerospace and Memory Business Units bei Atmel, der erste Baustein, der das ECDH (Elliptic Curve Diffie-Hellman) Sicherheitsprotokoll -eine sichere Methode für einen Schlüsselaustausch zur Ver-/Entschlüsselung -zusammen mit ECDSA(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) - zur Authentifizierung von Schlüsseln -integriert. Der Baustein wurde für Anwendungen im IoT-Bereich sowie für die Heimautomatisierung, industrielle Netzwerke, Authentifizierung von Zubehör und Verbrauchsmaterial, Medizintechnik, mobile Geräte und mehr entwickelt. Der ATECC508A ist bereits der zweite IC im Crypto- Authentication-Angebot vonatmel mit ECC-Fähigkeiten (Elliptic Curve Cryptography). Durch ECDH- und ECDSA-Funktionen ist er für den IoT-Markt geeignet. Atmel BLUETOOTH SMARTSOC Dialog erweitert Angebot Die SmartBond-Serie stromsparender Bluetooth Smart SoCs von Dialog wird um drei neue Bausteine erweitert. Die neuen Bauteile sind für den Consumer- Markt, für drahtloses Laden (Wireless Charging) und Fernbedienungenausgelegt. Der DA14581 ist ein Bauteil für lose gekoppeltes, hochresonantes induktives Laden auf Basis des A4WP-Standards. Um das Laden unter allen Bedingungen zu garantieren selbst wenn die Batterie leer ist kann der DA14581 in einem Leistungsempfängermodul innerhalb von 50 ms in Betrieb sein. Der DA14582 enthält einen analogenaudio-codec, der Mikrofone unterstützt.der Baustein ist für Fernbedienungen ausgelegt, die Sprach-, Bewegungsund Gestenerkennung nutzen, um Smart-TV-Geräte und Settop- Boxenzusteuern. Der dritte Baustein ist der DA14583, ein SmartBond SoCmit 1 Mbit (128 kbyte) Flash. Diese Speichervariante des DA14580 sorgt dafür, dass Kunden ihre Produkte durch Software-Upgrades Over The Air (OTA) auf den neuesten Stand bringen können. Alle SmartBond SoCs enthalten Bluetooth LE Funktechnik, einen ARMCortex-M0-basierten Applikationsprozessor und intelligentes Powermanagement. STEHT EIN ZUVERLÄSSIGER LIEFERANT Dank unserer Partnerschaften mit namhaften Herstellern, die Sie kennen und denen Sie vertrauen, bieten wir Ihnen monatlich tausende Neuprodukte. In unserem breiten Sortiment finden Sie die passenden Artikel aus Automation, Elektronik und Instandhaltung. Vertrauen Sie auf uns, wir bieten Ihnen alles aus einer Hand. HINTER JEDEM MARKEN-PRODUKT Dialog Semiconductor de.rs-online.com

34 Alles aus einer Hand AKTUELLE PRODUKTE // EMBEDDED COMPUTING Distribution Hardwareentwicklung Softwareentwicklung Systementwicklung Fertigung mit hoher Fertigungstiefe INTERNET DERDINGE Altera tritt dem Industrial Internet Consortium bei Das Industrial Internet Consortium (IIC) ist eine Industrieorganisation, die sich dem Aufbau eines weltweiten Ecosystems für das Internet der Dinge (IoT) widmet.alterakonzentriertsichim Rahmen seiner Mitgliedschaft auf technische Roadmaps, um das Industrial Internet weiter auszubauen. Bei diesem Netzwerk aus intelligenten Geräten, Einrichtungen und Sensoren werden Daten über verschiedene Protokolle ausgetauscht,umdie Produktivität in verschiedensten Bereichen zu erhöhen. Das IoT verspricht als intelligentes Netzwerk, dass Unternehmen smarte neue Anwendungen schaffen können, die optimierte, vereinfachte und automatisierte Geschäfts- und Prozessabläufe ermöglichen. Altera-Bausteine sorgenfür eine sichere Zusammenführung von Schnittstellenstandards für verdrahtete und drahtlose Netzwerke. FPGAs beschleunigen auch die Datenanalyse und Steuerung in Datencentern sowie in Anwendungen und vor Ort. Altera FP- GAs, SoCs und Power Management ICs spielen bereits eine Rolle bei der Anbindung an Funksysteme und M2M-Kommunikationsnetze. Altera embedded pcs displays power supplies Linux for Industry Schulung Consulting Board Support Package (BSP) Security Performance Analyse Buildsystem YoctooderELBE Qt 5.x Moderne IDE mit Debug, Tracing und Performance Analyse SOC-FPGAUND FPGA Security-zertifizierte Bausteine für Automotive Fürdie Flash-basiertenLow-Power-FPGAs Igloo2 und ARM-Cortex-M3-enabled SoC-FPGAs Smartfusion2 hat Microsemi die QualifizierungAEC-Q100 Grade 2erhalten. Die Industriestandard-Spezifikation enthältkriterien für Elektronikkomponenten, die sicherstellen sollen, dass die Endsysteme die in der Automobilindustrie geforderte Zuverlässigkeit erfüllen. Die Flash-basierten Bausteine sollen eine zuverlässige und günstige Alternativen zuden in der Automobilbranche oftmals OMNISHIELD Skalierbarer Schutz für System-on-Chips Imagination stellt mit OmniShield eine skalierbarelösung zum Schutz kommender SoCs (System-on-Chip) vor. Mit OmniShield-ready Hardware- und Software-IP garantiertimagina- noch bevorzugten ASICs bieten. Mit der erfolgten Zertifizierung qualifizieren sich sowohl die FP- GAs der Igloo2-Reihe als auch Smartfusion2-SoC-FPGAs für Automotive-Applikationen wie modernen Fahrerassistenzsystemen (ADAS), Fahrzeug-Fahrzeug/Fahrzeug-zu-Allem (V2V/ V2X)Kommunikation, bis hin zu Elektrisch/Hybrid-Motorsteuerungseinheiten. SmartFusion2-SoC-FPGAs enthalten einen Flash-basierten FPGA-Bereich, einen 166MHz schnellen ARM Cortex -M3 tion, dass Kunden-SoCs und OEM-Produkte auf Sicherheit, Zuverlässigkeit und dynamisches Software-Management getrimmt werden. Entgegen meist binärer Ansätze zur Embedded-Sicherheit setzt OmniShield auf skalierbare Technik. Es erzeugt mehrere sichere Bereiche, in denen sichere wie nicht sichereanwendungen und OS unabhängig voneinander in einer eigenen Umgebung laufen können. SichereProzesse wie etwa DRM,Zahlungssysteme oder der Betriebssystem-Kern Prozessor,fortschrittliche Security-Processing-Beschleuniger, DSP-Blöcke, SRAM, envm und hochleistungsfähige Kommunikationsschnittstellen auf einem Chip.Die Igloo2-Architektur enthälteine LUT-basierte Fabric, 5G Transceiver, High-Speed GPIO, BlockRAM, ein leistungsstarkes Memory-Subsystem und DSP Blöcke in einer differenzierten, kosten- und poweroptimierten Architektur. Beide Bausteine sind ab Juli 2015 erhältlich. Microsemi selbst werden somit strikt von unsicheren Anwendungen wie Spiele oder Browser auf unterschiedlichen Ebenen getrennt und können so nicht kompromittiert werden. Imagination will damit Sicherheit für OEM-Produkte und Betreiber-Dienste im Embedded-Bereichgarantieren. Die Multi-Domain-Separationbasierte Architektur garantiert zudem einfache Entwicklung und Umsetzung in Anwendungenund Dienstleistungen. Imagination Tracing screenshot LInuTronIx GMBH Telefon /

35 AKTUELLE PRODUKTE // EMBEDDED COMPUTING RUGGED BOARD SOM für raue Umgebungen Der Entwicklungsdienstleister Denx setzt sein Linux-Knowhow in ein neues System on Modulfür anspruchsvolle und raue Umgebungen um: Im M6R steht das "R" für rugged und verdeutlicht SYSTEM ON CHIP x86-cpu Vortex86DX3 Der Vortex86DX3,ein stromsparender SoC-Baustein von DMP, steht über Hy-Line zur Verfügung. Der 32-Bit x86-dual-core- Prozessor (1 GHz) ist kompatibel mit DOS, Windows, Linux, QNX, damit den Einsatzbereichin rauen Umgebungen mit hoher mechanischer Beanspruchung oder Lackierung. Das SOM basiert auf einem i.mx6-prozessor von Freescale und setzt auf transparent verfügbare Schnittstellen. Denx kombiniertdie Hardware- Plattform mit Linux-Support auf Basis seiner Zusammenarbeit mit der Entwickler-Community der Linux-Foundation und ermöglicht damit die schnelle Umsetzung von Anwendungen. Denx Computer Systems VxWorks und anderen 32-Bit- Betriebssystemen. Grafik-Controller und BIOS sind integriert (keine separaten Lizenzen und Bausteine für externes BIOS). Lange Verfügbarkeit und erweiterter Temperaturbereich von -25 bis 70 C inklusive. Weitere Funktionen: 2x32KB L1-Cache, 512KB L2-Cache, 32Bit DDR3-Speicherinterface, bis zu 2GB RAM, Dual Display, VGA + DVO 24Bit), H P Video Decode, etc. Hy-Line Computer Components COMEXPRESS Modul mitserver-grade Intel CPU Mit dem PCOM-B634VG bietet Portwell ein Typ 6COM Express Basic Modul (125 mm x 95 mm) aufbasisdes 14nm Server-Grade Core-Prozessors von Intel an (Broadwell DE), der bis zu acht Cores enthält. DasModulist für sichere Netzwerkanwendungen und virtualisierungsoptimierte Plattformen ausgelegt. Neben 32 PCI-Express Lanes bietet das PCOM-B634VG eine CPU, deren Cores mit je 1,5MB Cache ausgestattet sind, was insgesamt 12MB ausmacht. Hinzu kommt 24xPCI-E 3.0, 8x PCI-E 2.0 und ein 10Gb /1Gb Ethernet Controller. 6xSATA 6Gbps, 4xUSB 3.0 und 4x USB 2.0 ergänzen u.a. die Ausstattung. Portwell 35 ENTDECKE DIE ZUKUNFT... EMBEDDED BOARDS ENTWICKELT VON DATA MODUL COM Express Basic Type 6 edm-comb-bw6» 5th Gen. Intel Core i7 quad core CPUs» Intel Xeon E3-12xxLV4 CPUs bis zu2.0 GHz» 4th Gen. Intel Core /Intel Celeron CPUs» Bis zu Intel Iris Pro Graphics P6300» 3 x DDI (DisplayPort, HDMI, DVI) bis zu4k Auflösung» 1 x LVDS 2x24Bit/eDP Pico-ITX edm-pitx-bt» Intel Atom E3815/Celeron J1900» 1 GB, 2GB, 4GBDDR3L Onboard» CAN 2.0, 2xMini-PCIe (half-size), USB 3.0» LVDS 2x24Bit/DisplayPort» +12V DC input, Gigabit Ethernet» Low Power 5bis 10 Watt DATA MODUL AG Landsberger Str München Tel embedded@data-modul.com

36 AKTUELLE PRODUKTE // EMBEDDED COMPUTING LIQUID CRYSTALS als Folien und Thermometer Kostenlose Muster auf Anfrage an SPIRIG MINI-ITX Boards mit AMDs Embedded-G-SoCs Die Mini-ITX-Industrieboards D3313-S4und D3313-S5von Fujitsu (Vertrieb: HY-LINE Computer) meistern neben dem 24/7-Dauerbetrieb auch den erweiterten Temperaturbereich von 0bis 60 C.Siebasieren aufdem Systemon-Chip (SoC) der AMD-Plattform Embedded-G-Series. Mit den neuen Versionen D3313-S4 und D3313-S5 erhält das bereits am Markt etablierte Mainboard- Design D3313-S von Fujitsu einen deutlichen Performanceschub. Das D3313-S4 hat die AMD-CPU GX-222GC mit Radeon-R5E-Grafik (Dualcore, 2,2 bis 2,4 GHz) und einer TDP (Thermal Design Power) von 10 bzw. 15 W. Das Mainboard D3313-S5 nutzt den Prozessor AMD GX-412HC mit AMDs Radeon-R3E-Grafik (Quadcore, 1,2 GHz) und weist einen TDP- Wert von 5bzw. 7Wauf. Die Boards können mit DDR und DDR Speicher bestückt werden. Die für vielfältige industrielle und semi-industrielle Anwendungen optimierten Boards aus der Industrieserie von Fujitsu haben einen Produktlebenszyklus von fünf Jahren. Der Einsatz von Ein-Chip- Prozessoren ermöglicht dabei eine erhöhterechenleistungbei geringemenergieverbrauch. HY-LINE Computer Components elektronikpraxis.de/newsletter Wissen ist Macht! Linux Schulungen 2015 September: realtime & Linux tracing & more Fastboot &more Linux &Distributionen YoctoEinführung Linux Advanced Qt Einführung Oktober: Security &Linux realtime tracing tracing & more Fastboot &Linux YoctoEinführung November: Linux Advanced YoctoEinführung Weitere infos auf unserer Webseite.nutzen Sie hierzu einfach den Qr Code. Linutronix GmbH telefon / ECHTZEIT-ETHERNET Starter-Kitfür Echtzeit-Industrieanwendungen Industrieanwendungen über Standard-Echtzeit-Ethernet realisiertdas DE-Starterkit von TT- Tech,das IEEE TSN (Time-Sensitive-Networking) unterstützt. Das DE-Starterkit bietet ein Outof-the-Box Set-up und ermöglicht Nutzern, die Leistungsfähigkeit von OPC UA und Profinet- Komponenten über ein TSN- Netzwerk zu testen. Im Kit enthalten sind TSN-fähige Switches vontttech, Netzknoten mit OPC UA und vorinstallierte Konfigurationen. TSN beinhaltet eine Reihe von IEEE-Ethernet- 802-Substandards. Die neuen Standards ermöglichen Time- Scheduling von Ethernet-Kommunikation und damit vollständig deterministische Echtzeitkommunikation innerhalb der 802-Standards.TSN-Nutzer profitieren von `Guarantee of Service, das die Konvergenz von Steuerungen, Streaming und Datenverkehr über ein Standard- Ethernet-Netzwerk ermöglicht, ohne die Echtzeitleistung zu beeinträchtigenoder Bandbreitezu verlieren. Diese Konvergenz bedeutet, dass Echtzeitindustrie- systeme mit Cloud-Services verbunden und miteinander über Standard-Ethernet synchronisiertwerden können. TTTechist in den IEEE-TSN-Standardisierungsbemühungen aktiv und bringt mehr als 15 Jahre Erfahrung mit deterministischen hochverfügbaren Netzwerken ein. Dieses Know-how wurde verwendet, umdas DE-Starter-Kit mit dem Hauptfokus auf den Substandard TSN 802.1Qbv zu entwickeln. TTTech SCHALTSCHRANK-PC Lüfterloser Kompakt-PCmit Intels Quadcore-Atom Mit dem Schaltschrank-PC C6915 erweitertsichdas Spektrum der Industrie-PCs von Beckhoff um ein lüfterloses und äußerst kompaktes Gerät mit Intels Atom- Technologie. Die bis zu vier Pro- zessorkerne eröffnen eine nach Bedarf skalierbare, hohe Rechenleistung und eine neue Preis-/Leistungsklasse für PLCund Motion-Control-Anwendungen. Der Schaltschrank-PC C6915 misst nur 48 mm x164mm x 119 mm (ohne Montageplatte) und ist der kompakteste der Industrie-PCs. Durch die geringe Verlustleistung der Atom-CPUs kommt der robusteipc trotz geringer Größe ohne Lüfter aus. Dabei bietet er hohe Flexibilität in der Anwendung. So lässt sich als Speichermedium je nach Bedarf eine HDD, SSD oder CFast- Karte nutzen. Bedarfsgerecht skalierbar ist zudem die Rechenleistung. Zur Verfügung stehen Intels Atom-Prozessoren mit ein, zwei oder vier Kernen und 1,46 GHz, 1,75 GHz und 1,91 GHz. Damit ist der C6915 prädestiniert für Steuerungsaufgaben im mittleren Leistungssegment, aber auch für Motion-Anwendungen und aufgrund der modernen Prozessorplattform für aufwändigere Grafikapplikationen. Beckhoff 36

37 AKTUELLE PRODUKTE // EMBEDDED COMPUTING COMEXPRESS MITINTEL-CPUSDER 6. GENERATION SkylakeUaufMSCsCOM Express Intels U-CPU-Plattform enthält in einem Multi-Chip-Gehäuse neben dem LowPower-Prozessor mit integriertem Grafikcontroller auch den kompletten Chipsatz. Die neue Prozessorlinie schließt perfekt die Performance-Lücke zwischen Intels Atom- und Intels High-End-Core der Zwei-Chip- Lösungen. Die energieeffizienten COM-Express-Module MSC C6C- SLU im Compact-Format mit 95 x 95 mm 2 weisen eine typische Verlustleistung von nur 17 bis 19 W auf. Dank dieses niedrigen Stromverbrauchsist die Realisierung von Embedded-Systemen ohne zu großen Kühlaufwand möglich. Typische Anwendungen sind z.b. in der Automatisierungssystemen zu finden. MSC Technologies bietet die leistungsfähige COM-Familie MSC C6C-SLUin drei Prozessorvarianten mit Dual-Core Intel Core i7-6600u, i5-6300u und i3-6100u an. Die TDP der integrierten Prozessoren wird mit 15 W angegeben. Die on-chip Intel HD Graphics Gen. 9 unterstützt DirectX 12 und OpenGL 4.4. Es lassen sich drei unabhängige Displays mit einer Auflösungvon 4k x2k ansteuern. MSCTechnologies COMEXPRESS Minimodul in Visitenkartengröße Fortec erweitert mit dem SOM- 7568,einem COM Express-Minimodul vonadvantech, sein Portfolio um ein kompaktes, stromsparendes Modul mit Grafikpower. Mit einem Grundmaß von gerade mal 84 mm x55mm punktet das SOM-7568 COM Express-Minimodul nicht nur mit seinem kompakten Grunddesign in Visitenkartengröße. Auch der lüfterlose Betrieb sowie der geringe Stromverbrauch sollen überzeugen. Zusätzlich verleihen die fest fixierten Kernkomponenten dem gesamten Modul Robustheit und prädestinieren es für widrige Einsatzszenarien in Industrie-und Medizintechnik sowie Maschinenbau und Transportwesen. Als Herzstück fungiert wahlweise ein in Intel-14-nm-Prozesstechnologie gefertigter Single- Core-Prozessor des Typs Pentium N3700, Celeron N3150,Celeron N3050 oder Celeron N3000. Entsprechend geringfällthierbei der jeweilige TDP-Wertvon gerade mal6 bzw. 4Waus.Das SOM COM-Express-Minimodul unterstützt bis zu 4 GB Dual Channel DDR3L 1600 Arbeitsspeicher onboard. Fortec Elektronik Geben Sie den Tonan! Schnellere PIC32-Entwicklung mit weniger Ressourcen Code-Interoperabilität Modulare Architektur ermöglicht Treibern und Bibliotheken, mit minimalem Aufwand zusammenzuarbeiten SchnellereMarkteinführung Integrierte Plattformfür kürzereentwicklungsdauer VerbesserteKompatibilität Skalierbar über PIC32-Microchip-MCUs,um neue Projektanforderungen genau abzudecken SchnellererSupport One-Stop-Support für alle Designanforderungen, einschließlich Lösungen von Drittanbietern EinfacherZugriffauf Softwarevon Drittanbietern Integriert Lösungen von Drittanbietern nahtlos in das Software-Framework GUI-Projektkonfiguration Schnelle,genaue Projekterstellung und Konfiguration, inklusivedrittanbieter Der Name Microchip und das Logo,das Microchip-Logo und MPLAB sind eingetragenewarenzeichen der MicrochipTechnology Incorporated in den USA und in anderen Ländern. Alle anderen hier erwähnten Marken sind im Besitz der jeweiligen Eigentümer MicrochipTechnology Inc. Alle Rechte vorbehalten. DS B.MEC2019Ger07/15

38 AKTUELLE PRODUKTE // EMBEDDED COMPUTING SENSOR-ENTWICKLUNGSTOOL GRATIS Freescale Intelligent Sensing Framework 2.1 alsopen-source-modell ler entwickeln, konfigurieren und realisieren. Freescale offeriert das ISF 2.1 als Public Source. Mit der Sensorfusions-Funktionalität des Frameworks und der nochbesseren Unterstützungfür weitere Sensortypen vereinfacht diese Integration die Entwicklung sensorbasierter Lösungen für das Internet von Morgen vom vernetzten Haushalt über Wearables bis hin zu neuartigen Applikationen für Industrie und Medizintechnik. Ein großer Teil der neuen, sensorbasierteniot- Lösungen (Internet of Things) Neu an Freescales Intelligent Sensing Framework (ISF) 2.1 ist die Integration mit dem Freescale-eigenen Processor Expert Tool. Damit lassen sich sensorbasierte Embedded-Applikationen für Freescale-Mikrocontrolstammt von Startup-Unternehmen, die sich oft mit dem komplexen Prozess der Abstraktion, Kombination und Nutzung von Sensordaten nicht besonders gut auskennen. Sensoren spielen für den Erfolg von IoT-Applikationen eine immer größere Rolle, und Embedded-Entwickler müssen Wege finden, auf rasche und einfache Weise eine Vielzahl von Sensordatenströmen auf die MCUs zusammenzuführen, die das Herzstück ihrer Applikationen bilden. Durch die Integration seines ISF mit Processor Expert adressiert Freescale diese Dynamik: das Unternehmen stelltein anwenderfreundliches Tool bereit,mit dessen Hilfe sich die Datenströme von mehreren Sensoren abstrahieren und in Geräte oder Applikationen einbringen lassen, die auf einer der Kinetis Mikrocontroller-Familien vonfreescale basieren. Entwickler können sich so auf die Nutzung der Sensordaten konzentrieren anstatt auf deren Abstraktion und Kombination. Freescale "MADEINAUGSBURG" Boards mit AMDs G-Series-SoC Codename Steppe Eagle Die D3313-S-Mini-ITX-Boards von Fujitsu kommen mit AMDs SystemonChip (SoC) der neuen G- Serie. Das D3313-S4 mit einem Dualcore, 2,2 GHz Taktfrequenz und einem ctdp-wert von 10 bzw. 15 Watt und neue D3313-S5 mit einem Quadcore, 1,2 GHz Taktfrequenz und ctdp-wertvon 5 bzw. 7 Watt verwenden die zweite Generation der AMD G- Series SoCs. Diese ist auch bekannt unter dem Codenamen Steppe Eagle. Die Mainboards der Produktfamilie mit der ersten AMD G-Series SoC Generation (Codename ekabini ) sind bereits seit eineinhalb Jahren fest am Markt etabliert. Die neuen, im Februar angekündigten Boards bieten eine nochmals verbesserte CPU- und Grafik- Performance sowie konfigurierbare TDP-Werte. Mit den neuen Embedded-G-Series-SoCs von AMDhält auch der Boost Mode Einzug. Er kann die Frequenz des SoCs dynamisch erhöhen und bezieht dabei auch Umgebungsvariablen wie Temperatur und eingestellte TDP mit ein. Die zeitlich begrenzte Leistungssteige- rung macht beim D3313-S4 bis zu 200MHz aus, beim D3313-S5sind es bis zu 400 MHz. Die Mini-ITX Boards D3313-S1 (Dualcore, 1,0 GHz, TDP 10 W), D3313-S2(Dualcore, 1,65 GHz, TDP 15W) und D3313-S3 (Quadcore, 2,0 GHz, TDP 25 W) zeichnen sich durch eine hohe Grafikleistung bei niedrigen TDP-Werten aus und eignen sich besonders gut für den Einsatz in grafiklastigen Anwendungen wie Digital Signage, Vending, HMI, Kiosk Medizintechnik oder auch in Boxed-Embedded-PCs. Das D3313-S4 und das D3313-S5 eignen sich ebenso für den erweiterten Temperaturbereich von 0 bis 60 C.Bei beiden Boards kann die TDP via BIOS konfiguriert werden. Fujitsu MULTITOOLRASPBERRY PI Raspberry Pi 2 mit MATLAB,Simulink und 10 Add-ons Das Raspberry-Pi-Paket, geschnürt von Farnell, bietet Werkzeuge etwa für modellbasiertes Design, DSP-Systeme, Bildbearbeitung, Gerätesteuerung, Signalverarbeitung, Statistiken und symbolische Mathematik. Studenten und Autodidakten können damit ihr Projekt einfach mithilfe modellbasierter Blockdiagramme auf dem Raspberry Pi 2 starten und dabei die gleichen Tools wie Entwickler und Ingenieure nutzen. Mit dem MATLAB und Simulink Student Suite Raspberry Pi Bundle kön- nen Studenten in drei Schritten ihreprojekterealisieren: 1. Darstellung des Aufbaus in einem grafischen Blockdiagramm in Simulink. 2. Simulation des Aufbaus für Tests und Fehlerbehebung. 3. Automatische Erstellungdes Embedded-Codes durch Simulink und die anschließende Installation aufdem Raspberry Pi 2. Das Paket ist sofort einsatzbereit, denn es enthält den neuen Raspberry Pi 2 ModelB,eine Pi- 2-SD-Karte,eine 2-A-Stromversorgung, ein Clear Case von Hammond, ein Handbuch sowie MATLAB, Simulink und 10 Addons. Die zehn Zusatzprodukte umfassen Toolboxen für Steuerungssysteme, Datenerhebung, DSP-Systeme, Bildbearbeitung, Gerätesteuerung, Optimierung, Signalverarbeitung, Statistiken sowie maschinelles Lernen und symbolische Mathematik. Pakete für den Hardware-Support von Arduino, Raspberry Pi, etc. sind zudem kostenlos verfügbar. Die MATLAB and Simulink Student Suitebietet professionelle Tools für ein modelbasiertes Design für Studenten, Hobbyisten und nicht-kommerzielle Nutzer. Sie alle können ihreprojektedurch die Software modellieren, simulieren sowie analysieren. Farnell 38

39 Connecting Global Competence IM EINZELNEN DAS GESAMTE SEHEN. Zukunftsperspektiven für Halbleitertechnologien. Semiconductors Jetzt Ticket kaufen oder Gutschein einlösen! productronica.com/tickets Weltleitmesse für Entwicklung und Fertigung von Elektronik. 40 Jahre Innovation November 2015 Messe München

40 AKTUELLE PRODUKTE // EMBEDDED COMPUTING SINGLEBOARD COMPUTER PCOMnetA5mit FreescaleVybrid Der PCOMnetA5 ist ein SBC bestehend aus einem Basisboard und dem F&S ModulPicoCOMA5 (Version PCOMA5-V3-W13 bzw. LIN). Er basiert auf dem Vybrid- Controller von Freescale, die ARMCortex-A5und -M4 (Option) in einem Chip kombinieren und durchasymmetrisches Multiprocessing völlig neue Einsatzgebiete ermöglichen. Multimediafunktionen wie NEON und FPU stehen bereit. Das Basisboard (80 mm x50 mm) verfügt über die Schnittstellen: SD-Card, 2x 10/100MB Ethernet mit IEEE1588, WLAN (Option), 2x USB Host, USB Device, 2x CAN, UART (RS232 und RS485), I²C,SPI und 7x Digital I/O. F&S Elektronik Systeme AMC-MODUL GPGPUAdvancedMC-Modul Das GPGPU-AMC-Modul AG A1x/ m1d von Concurrent Technologies (Vertrieb: powerbridge) enthältbis zu vier Tegra-K1-Prozessoren vonnvidia. Jeder Tegra-K1- Prozessor besteht aus einer ARM Cortex-A15 CPU mit vier Cores und 192 Nvidia Kepler-CUDA- GPU-Kernen, die untereinander verbunden sind. Das GPGPU- Modul wird mit der Fabric Interconnect Networking Software (FIN-S) ausgeliefert. FIN-S ermöglicht Anwendungen über mehrere Prozessor-Boards miteinander zu kommunizieren. Das vereinfacht die Entwicklungvon hochleistungsfähigen Embedded-Computing-(HPEC-)Systemen. powerbridgecomputer COMEXPRESS Modul für heiß und kalt Das ICE-BT ist ein COM Express Modul vom Typ 10 Rev 2.1, das mit Intels 22nm Atom oder Celeron ausgestattet ist.icp Deutschland bietet fünf Atom (4. Gen) und drei Celeron SoC-Varianten. Für kleinere Projekte stehen drei CPUs ohne der üblichen MOQ von 100 Stück zur Auswahl bereit. Die Atom SoC reichen von einem 1,46GHz Single-Core mit 5W TDP bis zu einem 1,91GHz Quad-Core mit 10W TDP. Neben dem SoC ist auch max. 4GB DDR3L bereits aufgelötet.optional sind 4GB SATA SSD als onboardvarianteverfügbar.zuden üblichen Schnittstellen gehören neben VGA, DDI und edp, GbE, SATA,und USB sowie COM. ICP Deutschland PANEL-PC Hohe CPU-Leistung und Brillianz Die Panel-PCs der SlimLine-Familie von TL Electronic bieten hohe Prozessorleistung, beste Darstellungund flexible Einbauarten. Die icore-cpus der 4. Generation takten mit bis zu 4x 2,4 GHz und im Turbo-Boost sogar mit maximal 3,4 GHz. Die LC- Displays im Format 4:3, 16:9 oder 16:10weisen eine Diagonale bis 21,5 Zoll (54,6 cm) mit 1920 x 1080 Pixeln (Full HD) auf. Für einen schnellen Bildaufbau und klare Darstellungen sorgen das dynamische Kontrastverhältnis bis 1.000:1 sowie die Helligkeit bis 350 cd/m². 2x RJ45, 4x USB 3.0, 2x PS/2, 1x RS-232/422/485, 2x RS-232, 1x VGA-Ausgang und Audio-I/O stehen bereit. TL Electronic DIGITALSIGNAGE Embedded-Boards mit Broadwell Core i5-5200u Giada Technology präsentiert die Motherboards MG-5200SL und MI-5200DL im Formfaktor Thin- Mini-ITX mit aktuellem Broadwell Core i5-5200u für Embedded PCs.Die Boards MG-5200SL und MI-5200DL richten sich sowohl an den Embedded- als auch an den High-End-Digital-Signage- Markt. Dabei nutzt das MI- 5200DL Intels integrierte HD Grafikkarte und istfür eine höhere Netzwerkkapazität mit zwei Gigabit-LAN-Ports ausgestattet. Das MG-5200SL verfügt über den diskreten Grafikprozes- sor NVIDIA GeForce GT730, welcher die Display-Leistung nochmals deutlich erhöhen soll. Besonders das MG-5200SL eignet sich für anspruchsvolle, schnelle Videosequenzen und Multi- Display-Anwendungen mit LVDS-Unterstützung (LVDS: Videoschnittstelle, welche bevorzugt im Embedded-Bereichzum Einsatz kommt). Die beiden nur 20mm dicken Motherboards finden ihren Einsatzbereich in Finanzinstituten, Supermärkten, Hotels,Restaurants,Bahnhöfen, Flughäfen oder Bildungseinrichtungen. Das kompakte Layout, der geringe Energieverbrauch, die zahlreichen I/O-Schnittstellen und die hohe 3D-Leistung im Zusammenspiel mit den einfachen und gleichzeitig sicheren Management-Funktionen machen jedes der beiden Motherboards zu einem leistungsfähigen Embedded PC oder Digital- Signage-Player. Giadas Thin Mini-ITX-Motherboards (170 mm x 170mmx20 mm) eignen sichfür Digital-Signage-Systeme mit Monitoren mit Full-HD-Auflösung. Das MG-5200SL mit GPU NVIDIA GT730 und 2-GB-DDR3-Speicher soll eine hervorragende Leistung und Bildqualität für Ultra-HD- Displays für Digital-Signage bieten. Giada Technology 40

41 PREMIUMSPONSOR: BUSINESSSPONSOREN: DasIoT istrealität Wasjetzt? 8. Oktober 2015, TU München, Garching VomintelligentenDevicezum umfassendengeschäftsmodell das Internet of Things wird Realität.System- undsoftwareentwickler und ihreführungskräfte müssenjetzt Expertise aufbauen.bestpractices zu Entwicklung,Sicherheitund Standards findensie aufdem IoT-Kongress. VERANSTALTER

42 LICHTTECHNIK // HOCHLEISTUNGS-LED Neue Einsatzgebiete für die LED-Projektoren Dank Hochleistungs-LED lassen sich Pico-Projektoren realisieren oder Tablet und Smartphone werden selbst zu einem Projektor. Dahinterstecken Digital MicromirrorDevices WOLFGANGSCHNABELUNDSTEFAN MORGOTT * HelleProjektoren: Dank Hochleistungs-LED sind kompakte und mobile Geräte möglich. Auch lassen sich dank der kompakten Lichtquelle Projektoren in mobilen Endgeräten integrieren. Mit der LED als Lichtquelle ergeben sich völlig neue Arten von Einsatzfeldern bei den Projektoren. So lassen sich Pico-Projektoren in mobile Endgeräte integrieren oder als eigenständige,tragbare Geräte umsetzen. Zum Einsatz kommen Hochleistungs-LED, deren RGB-Farbspektrum durchunterschiedliche Techniken realisiert wird. So werden Grün und Blau mit der ThinGaN-oder der UX:3-Technik produziert, während mit Thinfilm Rot erzeugt. Gleichzeitig wird durch verbesserte Chips und Gehäuse die Lichtleistung kontinuierlich gesteigert. Auf dem Weg zur Hochleistungslichtquelle mussten die Entwickler optische und thermische Aspekte berücksichtigen. Das Ziel bei einer Hochleistungs-LED besteht darin, möglichst viel Licht aus einer vorgegeben Fläche zu produzieren. Als Vorläufer einer typischen Hochleistungs-LED giltdas Backlight, hergestelltfür die ersten *Wolfgang Schnabel und Dr.StefanMorgott... sindtechnische Experten beiosram Opto Semiconductors in Regensburg. Head-up-Displays in den Jahren 2001 bis Es folgte die Entwicklung des ersten 1-mm²-Chip von Osram mit hoher Leuchtdichte, der später in LED der Osram Ostar- Familie Einsatz fand. Ziel war es nun, eine LED mit derselben Helligkeit zu entwickeln, die auch eine herkömmliche Hochvoltlampe mit einer Wendellänge von 1 mm erzeugt.für die Entwicklung effizienter Systeme musste der Lichtleitwert mit einbezogen werden. Dieser Lichtleitwert oder auch Etendue genannt ist eine Konstante, welche die geometrische Fähigkeit der Lichtdurchlässigkeit eines optischen Systems beschreibt. Das Produkt aus Öffnungsgröße und Raumwinkel, ausdem das System Licht aufnimmt,ergibt den entsprechenden numerischen Wert. Daher ist die maximale LED- Fläche durch die Systemparameter vorgeben und kann nicht beliebig vergrößert werden, um die geforderten Lumen zu erreichen. Wenn die gesamte Lumenmenge eines Projektors durch die Etendue einer oder mehrererkomponenten begrenzt wird, bezeichnet man das als Etendue-begrenzt. Ein sogenanntes Digital Micromirror Device, kurz Bilder: Osram OptoSemiconductors DMD, dienteals erster Imagerfür einen LED- Projektor mit einer Diagonale von 0,55. Mit entsprechender Optik war eine maximale LED-Leuchtfläche von4mm² möglich, welche 2003 die Basis für die erste monochromen Osram Ostar-LED bildete. Der ersteled- Projektor kam bereits 2005 auf den Markt. Die darin verbauten drei monochromen roten, blauen und grünen LED des Typs Osram Ostar enthielten jeweils vier Chips mit je einer Chipfläche von 1 mm² und hoher Leuchtdichte. Während 2003 die ersten, mit LED ausgestatteten Projektoren in ihrer Helligkeit noch beschränkt waren, war man 2009 schon so weit,einen Chip mit 2mm² in einem SMD-Gehäuse auf den Markt zu bringen, der mit seiner deutlich höheren Stromtragfähigkeit und Leuchtdichte einen großen Helligkeitsschub brachte. Eine weiteresteigerung erfuhr das System mit der Converted-Green- LED. Die zuvor wenig effektiven grünen LED- Chips leuchten seither doppeltsohell, und auch Projektoren wurden deutlichheller. Pico-Projektoren bieten mehr Multimediafunktionen Die Pico-Projektoren sind eigenständige, tragbare Geräte oder es gibt sie integriert als Embedded Projectors in Smartphones,Tablets, Camcorder oder Notebooks. Trotz kleinerer Displays erhöht sich die Multimediafunktionaliät. Der Grund hierfür ist, dass LED als RGB-Variante grüne, blaue und rote Farbanteile liefern, ohne dass diese erst aus der weißen LED-Lichtquelle herausgefiltert werden müssen. Die Basis für viele LED- Projektoren bildet die Digital-Light-Processing- (DLP-)Technik vontexas Instruments, bei der Bilder aus diesen Grundfarben generiertwerden können. Bei dem erwähnten DMD handelt essich um ein Mikro-(Opto)-Elektro-Mechanisches- System, bei dem jeder Bildpixel durcheinen Kippspiegel repräsentiert wird. Das DMD dient als bildgebendes Element.Dabei passiert das Licht einen dichroitischen Spiegel, 42

43 LICHTTECHNIK // HOCHLEISTUNGS-LED DMD ETENDUE (MM²SR) F# 2.4 X2.4 (12 X 12 ) ETENDUE (MM²SR) F# 2.0 X2.0 (14 X 14 ) LED ETENDUE (MM²SR) COLLECTION ANGLE +/ nhd (750 x 750) µm WVGA mm² WXGA mm² XGA x2mm² p x2mm² 23 Palme? Archaeopteryx? Lampe? p x2mm² 35 Tabelle: DMD-Typen, deren Etenduesowie die passenden LED-Chipgrößen mit Etendue der nur bestimmte Wellenlängendurchlässt bzw. reflektiert. Anschließend gelangt das Licht über eine homogenisierende Optik auf den DMD. Das gesamte Kippspiegel-Array wird dortsequentiell mit rotem, grünem und blauem LED-Licht bestrahlt. Der DMD schaltetdie einzelnen SpiegeljenachLichtfarbe unterschiedlich lange in den ON- oder OFF- Modus, wodurch jeweils die notwendige Menge an rotem, grünem und blauem Licht pro Pixel bereitgestellt wird. Die Bilder in den drei Grundfarben werden in einer so hohen Wiederholungsrate über die Projektionsoptik an die Projektionsfläche weitergegeben, dass das menschliche Auge nur ein mehrfarbiges Bild wahrnimmt.dabei werden die Farbanteile des Bildes durch die Leuchtdauer reguliert. Das monochromatische Licht der LED sorgt für gesättigte Farben, also ein hohes Color Gamut,bei der Projektion. Klassische Office- und Home-Cinema-Projektoren profitieren zum einen von einer Lebensdauer von über Stunden der LED im Vergleich zur Haltbarkeit konventioneller Projektorlampen mit 3000 bis 4000 Stunden. Zumanderen erreicht eine LEDnachAktivieren sofort ihre volle Helligkeit. Gleichzeitig wirken die Projektionen durch die gesättigteren, reinen Farben, insbesondereimroten Farbbereich, deutlich wärmer und kontrastreicher. Mit einer höheren Leistung, waseine stärkere Helligkeit bedeutet,gehen gleichzeitig größere DMDs, LED und Projektorgehäuse einher.da eine DMD Strahlen nur bis zu einem bestimmten Einfallswinkel empfängt, hängt die Effizienz eines Projektionsgerätes von der Passgenauigkeit der LED-Leuchtflächeund vondmd-größe sowie -Typ ab.der Einsatz von mehr oder größeren LED würde somit für eine gezielte Helligkeitssteigerung nicht genügen. Bedingt durchdie Abhängigkeit der Größen des DMDmüssen die Gehäusegrößen ebenfalls angepasst werden. Die einfachste Lösung sind diskrete RGB-LED (3-Kanal-Beleuchtung), die über drei dichroitische Filter gelenkt werden. Systeme, bei denen eine Komponente mehrere Farben liefert, sind kleiner und kostengünstiger. Die Pico-Projektoren bestehen aus sehr kleinen Projektionseinheiten. In ihnen werden entsprechend kleine DMD mit einer Diagonalen von 0,2 bis 0,3''und dazu passende LEDs mit Kantenlängen von 750 µm oder Chipgrößen mit 1 mm² verbaut. Für Smartphones beträgtdie maximale Tiefe der Pro- Sollte das eine Lampe sein bringen wir sie zum Leuchten! DieMulti-Junction (MJT)LED Serie wurdefür denbetrieb mit Wechselund Gleichstrom (High Voltage) sowie füranwendungen mithoherlichtstärke entwickelt. MJT5630LEDssinddie ideale Lichtquelle fürdie Allgemeinbeleuchtung sowie für kundenspezifische Lösungen. Bilder: Osram OptoSemiconductors MJT5630SERIE Hohe Lichtstärke Entwickelt für High Voltage AC&DC Betrieb Verfügbar mitcri Min.90, CRI R9 > 50 HelleProjektoren: Dank Hochleistungs-LED sind kompakte und mobile Geräte möglich. Auch lassen sich dank der kompakten Lichtquelle Projektoren in mobilen Endgeräten integrieren. 43

44 LICHTTECHNIK // HOCHLEISTUNGS-LED Einsatzgebieteund Leistungsklassen jektionseinheit 5 mm. Aus Platzgründen werden oft zwei oder auch alle drei Farben in ein LED-Gehäuse integriert. Aufgrund der Batterielaufzeiten ist die Leistung auf 1 W beschränkt.das Ziel ist,aus dieser Leistung die maximale Projektorhelligkeit zu ziehen. Aktuelle Modelle erreichen einen Lichtstrom von 15bis 20lm und eine Bilddiagonale von bis zu 2m. Projektoren sind optisch und thermischoptimiert Im Vergleich zu Pico-Projektoren sind Ultraportable- und Pocket-Projektoren etwas größer, sodass für sie DMD mit Diagonalen von 0,3 bis 0,45''und entsprechend größere LED-Chips verwendet werden können. Da für eine höhereleistungimmer auch ein größerer LED-Treiber und eine aufwendigere Kühlung verbaut werden muss,wird die Leistung vorrangig durch Batterielaufzeiten und Baugröße des Projektors eingeschränkt. Auch die gegebene DMD-Größe stellt für die Projektorhelligkeit,und das unabhängig von elektrischer Leistung und Projektor-Baugröße, eine Etendue-bedingte Einschränkung Hier sind Einsatzgebiete und Leistungsklassen [lm] von Projektoren zusammengetragen: Einzelne, portable sowie in mobile Geräteintegrierte (Embedded-)Pico-Projektoren: 15 bis80lm. Batteriebetriebene Projektoren in kleinen Gehäusen: 100 bis300 lm Video- und Pocket-Projektoren, Headup-Displays, kleine, portable Gehäuse wie Notebooks: 500 bis700 lm Semiprofessionelle Anwendungen wie Heimkino, in denen extrem reine, naturgetreue Farben entscheidend sind: 700 bis1000 lm Kontroll- und Steuerungseinrichtungen zum überwachen von Industrieanlagen sowie Verkehrswege. Hierbei werden Rückprojektionssysteme zu größeren Videowänden zusammengefasstund arbeiten üblicherweise 5Jahre oder mehr rund um die Uhr. Fehler- und wartungsfreie Funktion ist hierbei das Hauptkriterium: 700 bis 1000 lm Klassische Projektor- und Office-Anwendungen: 1000 bis2000 lm dar.für optische Systeme wie das DMD gibt es eine geometrische Begrenzung der Beleuchtung, die sich aus dem maximalen Winkel des Lichts ergibt, mit dem die Fläche bestrahlt wird. Das wiederum bestimmt die maximale optische Ausdehnung(Leuchtfläche und Abstrahlwinkel) der Lichtquelle. So ergibt sich eine von der gegebenen Abstrahlcharakteristik abhängige,maximal nutzbare LED-Leuchtfläche. Bei deren Überschreitung erreicht das zusätzliche Licht nicht die aktive Fläche des DMDoder befindet sichaußerhalb des erlaubten Winkels.Um das gesamte Licht nutzen zu können, muss das Entendue der LED kleiner oder gleich dem Etendue des Systems sein. Für große DMD ergibt sich durch mehrere einzelne LED-Chips eine nutzbare Leuchtfläche, die bis zu 2mm² für einen Einzelchip betragen kann. Die größte resultierende Leuchtfläche aus sechs 2-mm²-Chips beträgt 12 mm². Die Bauform, also das Gehäuse der LED, hängt dabei von der Größe und Anzahl der Chips ab.zudem muss mit zunehmender Leuchtfläche mehr elektrische Leistungzugeführt und mehr thermische Verlustleistung abgeführt werden. Für einen maximalen Lichtstrom bei einer DMD-Diagonalen von 0,45''oder größer,müssen mehrere Chips zu einem Array angeordnet werden, wobei sie auf maximale Leucht- und Stromdichte optimiert sind. Bei hohen Leuchtdichten liegt die Konversionseffizienz, das ist das Verhältnis von elektrischer zu optischer Leistung, je nach Farbe von 20 bis 30 Prozent.Die restlichen 70 bis 80 Prozent der elektrischen Leistung werden in Wärme umgewandelt, was hohe thermische Verlustebedeutet. DasWärmemanagement istentscheidend Die Gefahr einer Überhitzung verringert die Lebensdauer und Konversionseffizienz der LED, was ein effizientes Wärmemanagement unabdingbar macht. Sosind bei der thermisch optimierten Serie Ostar Projection Powerdie Chips direkt auf eine Kupferplatine gelötet,umdie Wärme direkt in die Platine abzuleiten. In der Platine wirddie Wärme gespreizt und über Heatpipes abgeführt. In Einzelfällen werden die LED-Module direkt mit Wasser gekühlt. Osram Opto Semiconductors hat mit der Gehäuseplattform Osram Ostar eine speziell auf Projektionsanwendungen ausgerichtete LED-Produktfamilie entwickelt,die mehrereprojektor-leistungsklassen mit Lichtströmen von bis zu 2000 lm abdeckt. Die Osram Ostar Projection Compact mit 750µmx750 µm, 1mm², 2x750 µm x750 µm und 3x750 µm x750 µm sowie die Ostar Projection Cube mit 750µmx750 µm und 1mm² sind LED-Lösungen speziell für Embedded- oder Pico-Projektoren. Die Projection Compact 1und 2mm² sind für Ultraportable-Projektoren geeignet. Für großflächige Projektionen wurde der Ostar Projection Power mit einer Chipfläche von 2mmx 2mmbis 6mmx2mmentwickelt. // HEH Osram OptoSemiconductors +49(0) INTELLIGENTE TFTs KAPAZITIVE TOUCH PANELs Intelligente PCAP Touch Panels I²C, SPI, RS-232 4,3 und 7 PCAP Touch Panels Handschuhgeeignet Grafik-/ Touchfunktionen Ready to Run USB Evaluation Kits ELECTRONIC ASSEMBLY GmbH Fon: +49 (0)8105/ vertrieb@lcd-module.de

45 AKTUELLE PRODUKTE // LEDTESTENUND PRÜFEN LED-MESSTECHNIK LED-Röhren ausmessen Für quantitative Messungen der Strahlungsintensität an Röhrenleuchtquellen bietet SI Scientific Instruments eine integrierte Tube an. Die radiologisch zu analysierenden Leuchtquellen können dabei die zylinderförmigen LED-Röhren T8, T10 oder T12 oder auch LED-Ketten und -Bänder sein. Die Innenbeschichtung besteht aus diffus-reflektierendem Material. Die Lichtquelle wird in der Mitte der Messröhre angebracht. Ein an der Innenfläche angebrachtes Spektrometer erfasst den ausgesandtenlichtstrom. Die Apparatur dient dazu, den ursprünglich ungleichförmig verteilten Lichtstrom aus allen Richtungen zu sammeln und diesen in eine einfach messbare, mit dem gesuchten Lichtstrom in Zusammenhang stehende, Beleuchtungsstärke umzusetzen. Das Spektrometer, das die Beleuchtungsstärke in Lux misst,wirdsokalibriert, dass es den gesuchten Lichtstrom in Lumen anzeigt.bei der weißen Reflexionsbeschichtunghandeltes sich um einen diffusen Beschichtungslack speziell für Reflexionsanwendungen im UV-VIS- NIR-Wellenlängenbereich. Diese lumineszenzfreie Beschichtung liefertreflexionswertezwischen 95 und 98 Prozent im Wellenlängenbereich von300 bis 1700 nm. SI Scientific Instruments TRUE-COLOR-MESSUNG Test nach Farbstandard CIE-1931 Das Evaluation-Kit MTCS-C3(Colorimeter 3) von MAZeT wurde speziell für Lichtanwendungen entwickelt. Es ist ein applikationsspezifisches Testsystem basierend auf dem CIE1931-Farbstandard mit einer hohen Bandbreite 1: , einem 16/20 Bit A/D-Wandler sowie einem USB-Interface. Die Firmware ist implementiert für eine System- Integration. Das Evaluation-Kit ist für die Kundenkalibrierung vorbereitet.die JENCOLOR-Farbsensoren in Verbindung mit den verbauten Signal-ICs eignen sich für die Temperatur- und Langzeitstabilisierungvon LED-Licht, für Farbmessaufgaben in Industrie, Medizin und Kosmetik und für Analytikanwendungen. Das Sensorboard wurde durch einen Mikrocontroller mit USB- Interface erweitert, was esals komplette OEM-Sensoreinheit für Kundenapplikationen als USB-Farbsensor prädestiniert. Damit lassen sich Displays und Backlight-Systeme kalibrieren, aber auch Applikationen wie LED-Tests oder allgemeine Aufgaben der Lichtmessung und -führung. Es lassen sich Spots und Scheinwerfer und gedimmte LEDs bis in den Dunkelbereich messen und bewerten. MAZeT 45

46 GL TEC CONTROLLER Temperatursteuerung bei LED Messungen Stabilisieren. Simulieren. Messen. Auswerten.»stellt stabile Temperaturbedingungen her»simuliertbetriebstemperaturen von LEDs»entspricht dem aktuellen CIE Standard 025/E:2015 Besuchen Sieuns: Stand #C5 AKTUELLE PRODUKTE // LED-LICHT SMARTE LED AngepasstesLichtper Bluetooth Die smarten LED-Leuchten von AwoX sind in der klassischen Glühlampenform gefertigt. Sie lassen sich über Bluetooth Smart low energy (BLE) steuern und in Lichtstärke und Farbtemperatur regeln. Zu den Beleuchtungsfunktionen gehören beispielsweise Gruppe, Programm oder Szenarien. Zu den angebotenen Lichtfarben gehören warm-, kaltoder neutralweiß. Die drei verfügbaren Modelle sind für eine E27-Fassung ausgelegt und in den Leistungsstufen 45, 60 und 75 Watt erhältlich. Das kleinste Modell hat eine Leistungsaufnahme von 7 Watt, gefolgt von 9 und 13 Watt. Der Lichtstrom reicht von 560, 680 bis 1090 Lumen. Kompatibel sind die LED-Leuchten mit den Gerätenvon Apple und Android mit Bluetooth Smart Ready. Die LED-Leuchten sollen ab 20Euro im Handel erhältlich sein. Ergänzt werden die LED-Leuchten durchden SmartPLUG: PerFernsteuerung lassen sich nicht nur LED-Lampen steuern, sondern beispielsweise auch eine Kaffeemaschine, das Ein- und Ausschalten programmieren und der entsprechende Energieverbrauch messen. Steuern lässt sich die Lösung entweder über ein Tablet oder Smartphone mit einer Bluetooth-Schnittstelle. AwoX Für unterwegs Scannen & direkt verbunden werden Ab sofort finden Sie ELEKTRONIKPRAXIS auch auf dem Smartphone. News aus der Elektronikbranche, Produktinformationen und Bildergalerien immer aktuell, 24/7 verfügbar. ---> mobil.elektronikpraxis.de INDIVIDUELLESLICHT Helligkeitund Farbe einstellen Die BrainLight Serie von EVT lässt sich in Helligkeit und Farbe steuern. Zusätzlichkann der Anwender verschiedene Beleuchtungsmuster erstellen und speichern. Diese Muster sind auch nach einem Neustart noch vorhanden und müssen daher nicht neu programmiertwerden. Derzeit verfügt die BrainLight-Serie über ein Durchlicht (BrainLight QC) und ein Ringlicht (Brain- LightR). Das Durchlicht verfügt über einzeln ansteuerbare LED Reihen. Farben so wie Muster können frei programmiert werden. Die LEDs können in den Farben Rot,Grün, Blau und Weiß leuchten. Davorist eine Diffuserscheibe angebracht, so dass das Licht sichgleichmäßigüber das Objekt verteilt. Insgesamt verfügt es über 48 vollfarbige LEDs,die in einem engen Raster angeordnet sind. Das Durchlicht misst 30 mm x 40 mm mit einer Eingangsspannungvon24 undist modular erweiterbar. Außerdem lassen sich LED- Reihen hinzufügen. Das Ringlicht verfügt über eine RS232- oder TTL-UART-Schnittstelle und einer Eingangsspannungen mit 5oder 12 bis 24 V. Zusätzlich ist es in acht Segmente mit jeweils drei LED aufgeteilt. EVT EyeVision Technology 46

47 AKTUELLE PRODUKTE // LED-BELEUCHTUNG LED-SPOTLICHT Einbaustrahler für das Büro Eine LED-Einbauleuchte bietet ERCO mit dem ModulSkim.Die verbaute LED basiert auf einer Metallkern-Leiterplatte und ist in den Lichtfarben Warmweiß mit 3000 Kund Neutralweiß mit 4000 Kverfügbar.Die Leistungsaufnahme gibt der Hersteller mit 18 bis 28W bei einem Lichtstrom von 1800 bis 3600 lm an. Das entsprechende Linsensystem besteht aus einem optischen Polymer.Mit den zwei Abstrahlvarianten Wide flood und Oval flood wird esden vielfältigen Ansprüchen an effizientem Sehkomfort gerecht. Das LED-Deckenlicht lässt sich über DALI steuern. Die LED-Leuchte lässt sich nicht nur in Repräsentationsund Verkehrsflächen einsetzen, sondern auch am Arbeitsplatz. Die Serie ist ebenfalls eine Alternative zu herkömmlichen Langfeld- und Rasterleuchten, die bislang homogene, bildschirm- arbeitsplatzgerechtes Licht erzeugt haben. Der Abblendkonus aus schwarzem oder weißem Kunststoff sorgt für eine ebenmäßige, zurückhaltende Erscheinung imdeckenbild. Das Downlight lässt sich mit einer Einbautiefe von 110 mm auch unter eingeschränkten Installationsbedingungen über die Klappfederbefestigung montieren. ERCO LED-BELEUCHTUNG T8-RöhrenindreiAusführungen Speziell geeignet für den Betrieb an elektronischen Vorschaltgeräten(EVG) sind die LED-Röhren vonosram. Innerhalb der jüngsten Substitube-Familie, der inzwischen fünften Generation, sind dann auch die Lichtströme von KVG-und EVG-Modellen vergleichbar,um bei Mischinstallationen eine homogene Beleuchtungssituation zu gewährleisten. Substitubes lassen sich ohne Umverdrahtungvon herkömmlichen T8-Leuchtstoffröhren ersetzen. Außerdem verlängert Osram verlängert die Garantiezeiten für Value auf drei Jahre und für Basic auf fünf Jahre, welche mit Advanced gleichzieht.die beiden letztgenannten Varianten tragen das VDE-Siegel. Das Modell Advanced ist für Verkaufsflächen und Produktionsstätten mit Umgebungstemperaturen von-20 bis 50 C, Basic für Lagerhallen, Tiefgaragen oder Korridore ausgelegt. Beide Varianten gibt es optional mit drehbaren Endkappen, die die Feineinstellung des Abstrahlwinkels um insgesamt 180 Grad erlauben. Fürden Einsatz im privatenumfeld, etwafür Treppenhäuser,Garagen oder Kellerräume, ist die Variante Value geeignet. Osram 47

48 AKTUELLE PRODUKTE // LED-WÄRMEMANAGEMENT LED-KÜHLUNG Runder Lüftermotor entwärmt die LED aktiv Fischer Elektronik bringt drei aktive Kühllösungen für die LED- Beleuchtung auf den Markt: Dazu gehören LA LED 40x30, LA LED 50x20 und LA LED 50x45. Die drei Kühlkonzeptebestehen auseinem Stiftkühlkörper sowie aus einem speziell für die aktive Entwärmung von LEDs konzipierten runden Lüftermotor.Dieser besitzt ein doppeltes Gleitlager und ist in puncto Geräusch sowie Lebensdauer auf die besonderen Erfordernisse einer LED-Beleuchtungausgelegt.Der Lüftermotor wird auf der Stiftoberseite durch eine Verschraubung in dafür vorgesehene Abstandsbolzen mit Innengewinde befestigt. Die kompakten Stiftkühlkörper sind mit ihrer besonderen Anordnung und hohen Anzahl der Stifte auf einen optimalen Luftdurchsatz ausgelegt. Aufgrund der Materialeigenschaften, Geometrie und Struktur der Stiftkühlkörper entwärmen sie die elektronischen Bauteilen optimal, sowohl bei freier, besonders aber bei erzwungener Konvektion. Die verwendete Aluminiumlegierung (Al99,5) weist eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit auf. Darüber hinaus wird durch den Herstellungsprozess eine homogene Materialanordnung und Gefügestruktur in Wärmeflussrichtung erzeugt, welches in Summe eine zeitlich schnelle und gleichmäßige Wärmeverteilung in dem Kühlkörperboden sowie den Rippen ergibt. Die Befestigung der LEDs auf dem Stiftkühlkörper erfolgt über Wärmeleitkleber, doppelseitig klebenden Wärmeleitfolien oder durch verschrauben. Für spezielle Beleuchtungs- Anwendungen lassen sich mechanische Bearbeitungen, Sonderausführungen und Oberflächenbeschichtungenanwenden. Fischer Elektronik LEDKÜHLEN Säulenkühlkörper aus Aluminium und Kupferkühlen passiv sive Kühlung verwendet werden, sind Säulenkühlkörper mit Heat Pipes wesentlichleichter.außerdem verfügensie über eine bessere Wärmeleitfähigkeit und somit höhere Kühlleistung. Die Kühlkörper sind teils aus Alumi- Die Kühlkörper der Modellreihe SM von Sunon kühlen LED-Leuchten passiv und sind in fünf verschiedenen Ausführungenerhältlich. IhreDurchmesser reichen von 90und 99 mm und die Bauhöhen von 110 und 160 mm. Sie sind für eine Betriebstemperatur von-10 bis 70 C ausgelegt. Die Entwickler haben sich bei diesem Typ passiverkühlungfür einen Säulenkühlkörper mit Heat Pipe entschieden. Im Gegensatz zu Alu-Kühlprofilen, die bisher üblicherweise für die pasnium, teils auskupfer gefertigt, wobei die oberste Schicht aus Aluminium besteht. Dadurch kommen sie auf ein Gewicht von 195 bis 290 Gramm. Fürindividuelle Anforderungen fertigt der Hersteller innerhalb von zwei Wochen kundenspezifische Prototypen. Nach der Freigabe der Prototyopen durch den Kunden erfolgt innerhalb von acht Wochen die Serienfertigung. Die passiven Kühlkörper für LED- Leuchten lassen sich einfach installieren. Da die Kühlungohne Lüfter erfolgt, ist die Konstruktion der passivenkühlkörper leicht.üblicherweise kleben die Kunden ihre LED-Leuchten selbst aufden Kühlkörper.Bohrungen für Befestigungsschrauben auf den Kühlkörper kann der Hersteller einbringen. Eine weitere Möglichkeit ist, die Grundfläche des Kühlkörpers bei Bedarf entsprechend den Kundenanforderungen mit speziellen Halterungen auszustatten. Dadurchwirddie Installation weitervereinfacht.. Sunon Mit Liebe zum Detail und großer Leidenschaft für das Thema Licht entwickeln wir kontinuierlich die Möglichkeiten weiter, mit denen wir die Produkte unserer Kunden ins rechte Licht rücken. Unser Spektrum reicht heute von Lichtleitern über kundenspezifische Beleuchtungssysteme bis hin zu Light Engines. Soentwickeln und produzieren wir innovative OEM Lichtlösungen für unsere Kunden. Vom Konzept bis zur Produktion alles aus einer Hand. Alles aus Licht. Für Ihr Produkt. Nutzen auch Sie das Potential des Lichts in Ihren Produkten und schaffen Sie soeinen echten Mehrwert für Ihre Kunden. Lichtleiter Lichtmodule Systemlösungen Light Engines

49 LED-KONVERTER FÜRTFT-DISPLAYS Von0bis 100Prozent dimmbar Die LED-Konverter der SmartLED-Serie von Distec sind für den Einsatz als Hintergrundbeleuchtung von TFT-Displays ausgelegt. Zusammen mit der SmartLEDRover-Software lässt sich die Hintergrundbeleuchtunganunterschiedliche Anforderungen anpassen. Dazu gehören der LED-Strom, die PWM- Frequenz, PWM-Einstellungen für minimale und maximale Helligkeit und die aktiven LED- Ausgänge mit bis zu 4Kanälen. Die erstellten Konfigurationen werden abgespeichert und auf andere SmartLED-Konverter übertragen. Das Kernstück der LED-Konverter ist ein ARM-Prozessor mit 32 Bit. Die Konverter sind in drei Versionen mit unterschiedlichen Eingangs- und Ausgangsspannungenverfügbar,beispielsweise für den Explosionsgeschützen Bereich. Sie lassen sich bei Arbeitstemperaturen von-30 bis 70 C betreiben. Im NVIS- (Night- Vision-Imaging-System-)Modus schaltet der Konverter von der LED- auf eine Infrarot-Hintergrundbeleuchtungum. Alternativ kann der KonverterLEDs auf jeden beliebigenwertzwischen 0 und 100 Prozent dimmen. Dadurch lässt sich die Helligkeit für einen augenschonenden Nachtbetriebreduzieren. Distec LED-CONTROLLER DALI aufpwm undi²c Mit dem LED-Warrior12 stellt Code Mercenaries einen DALI- Slave-Controller vor, der 1 bis 4 Kanäle bedienen kann. Diese lassen sich über zwei Pins einstellen. Damit können intelligente Leuchten mit mehreren getrennt steuerbaren Lichtgruppen, Farbmischung oder den abstimmbaren Weißtönen (tuneable white) realisiert werden. Der Controller-Baustein wirdmit ei- ner Spannung von 5Vversorgt und kann über eine logarithmische sowie lineareansteuerkurve angesprochen werden. Mit dem Baustein lässt sichdas Licht zwischen 0,1 bis 100 Prozent dimmen. Die Helligkeitswerte werden als PWM-Signale ausgegeben, oder können über die Schnittstelle I²C ausgelesen werden. Damit kann ein Treiber den LED-Warrior12 als DALI-Frontend verwenden. Um wiederkehrende DALI- Konfigurationen zu erleichtern, können die kompletten DALI- Einstellungenüber den I²C-Port ausdem LED-Warrior12 ausgelesen oder geschrieben werden. Damit lässt sich eine mit dem LED-Warrior12 ausgerüstete Leuchte vorkonfigurieren. Der Controller-Baustein ist als Chip im SSOP28-Gehäuse verfügbar. Code Mercenaries 49

50 AKTUELLE PRODUKTE // LED-BELEUCHTUNG Flex-Prototypen & kleine Serien Flexible Leiterplatten: NEU Günstige Preise dank Pool-Produktion Online kalkulierbar Made in Germany PCB-POOL ist eine eingetragene Marke der LED-FEUCHTRAUMLEUCHTE T8-Leuchtensinnvollersetzen Die PL vonnorkaist eine LED-Schutzrohr-Reflektor- Leuchte mit einem weit schwenkbaren Reflektor. Konzipiertist die Leuchteden Einsatz in industriellen und öffentlichen Anwendungen und wenn es auf hohe Schutzanforderungenankommt. Anders als verschiedene herkömmliche Feuchtraumleuchten lässt sich die LED-Leuchte auch im Außeneinsatz, wie Vorhofbeleuchtung, über Toren und Türen, oder zwischen Holzkonstruktionen, uneingeschränkt anwenden. Mit ihrem witterungs-und UVbeständigen Leuchtengehäuse ausglasfaserverstärktem Kunststoff hältdie IP65-Leuchteauch starken Regengüssen stand. Die Leuchte ist als geschlossenes System mit kurzer Dichtung ausgeführt. Reflektor und Lichtquelle sind so vor äußeren Einflüssen und Verschmutzung geschützt. Der Schutzrohr-Reflektor lässt sichbei Wand-und Deckenmontage in beide Richtungen jeweils bis 90 Grad schwenken und stufenlos arretieren. Die Leuchte misst 1255 mm Länge und bietet einen Lichtstrom von 4600 lm, was vergleichbar mit einer 58-W-Leuchtstoffleuchte ist. Damit lässt sie sich 1:1 für herkömmliche T8- Leuchten mit 58 W einsetzen. Norka TREIBERLOSELED-LÖSUNG Kompletter Treiber auf der Platine Die komplette Treiberschaltung einer LED-Leuchte mit einer Leistungvon 40 Wist aufeiner Platine mit den Maßen 80 mm x80 mm untergebracht. Dazu im Vergleich: Eine 40-W-Stromversorgung konventioneller Bauart ohne Leuchtdioden ist bereits größer.für diese treiberlose LösungkommenIC-Chips Einsatz, die direkt mit Wechselstrom und einer Netzspannung von 230 V betreiben lassen. Der große Vorteil der AC-Schaltungbesteht in der gleichmäßigendimmbarkeit aller Leuchtdioden im Bereich von 10 bis 100 Prozent. Zudem befindet sich die IC-Chips am Rand der Leiterplatte. Durch die Anordnung der IC-Chips am Rand wird die Wärmeentwicklung gleichmäßig über die ganze Fläche verteilt. Bei Wettbewerbsprodukten ist nur ein sequenzielles Beleuchteneinzelner LED-Gruppen möglich. Ein weiterer Vorteil ist die gleichmäßige Wärmeverteilung auf der gesamten Platine und damit das Vermeiden von sogenannten Hotspots. Auch individuelle Kundenwünsche lassen sich mit dieser Schaltung realisieren. Bisher wurden LED-Treiberschaltungen mit Leistungen zwischen 2 und 200 W realisiert. eurolighting 50

51 AKTUELLE PRODUKTE // LED-BELEUCHTUNG SINGLE-DIE-LED Lichtstärke von Candela Die XLamp XP-L High Intensity von Cree(Vertrieb: MSC) ist eine Single-Die-LED, die zusammen mit einer engstrahlenden 50-mm-Sekundäroptik mehr als Candela bei 10 Watt erreicht. Sie basiert auf der SC5- Technologie-Plattform und liefert mehr als doppelt so viel Candela wie die bislang lichtstärkste Single-Die XP-L-LED mit gleicher Optik. Aufbauend auf dem bestehenden Gehäuse mit den Maßen 3,45 mm x3,45 mm lassen sich mit der LED die Leistung in diversen Beleuchtungslösungen erhöhen, ihre Größe zu reduzieren und dabei die Systemkosten für Anwendungen wie Lichtschienen, Außen- und Stadion-Beleuchtung zu senken. Charakterisiert und vermessen bei einem Strom von 1050 ma und einer Temperatur von85 C ist die LED mit einem Farbwiedergabeindex bis mindestens 90 sowie in Farbtemperaturen von 2700 bis 8300 K verfügbar. Hersteller von Beleuchtungslösungen, die eine ENERGY-STAR- Qualifizierung anstreben, können auf 6000 Stunden LM-80 Langzeit-Testdaten zurückgreifen. MSCTechnologies HALLENBELEUCHTUNG MITLED Lichtstrom von rund Lumen Mit der Vigilant H2 vondialight kommt ein LED High Bay auf den Markt, das eine Lichtausbeute von 140 Lumen pro Watt und einen Lichtstrom von Lumen bietet.mit dem speziell für die Produktlinie entwickelten Netzteil und einem schlanken und robusten Gehäuse wiegt die LED-Hallenleuchte 8kg. Dank der verwendeten Reflektortechnik und spezieller Hartglaslinsen entspricht die Leuchtedem IP66- Standard und kann bei Umgebungstemperaturen zwischen -40 bis 65 C betrieben werden. Die Vigilant-H2-Serie ist nach UL1598A zertifiziert und CE-konform. Der Hersteller gibt eine Garantie von 10 Jahren und garantiert eine Einsatzdauer von Stunden, bevor die Lichtleistung unter eine Marke von70 Prozent des Ausgangswertes sinkt. Ein Austausch des Leuchtmittels ist damit wesentlich seltener erforderlich als bei herkömmlichen Leuchten. Neben Ausführungen für 120 bis 277 Vund 347bis 480 Vwerden noch weitere Lösungen angeboten. Weitereinternationale Zertifizierungen und Kontrollen folgen in Kürze. Dialight Wir suchen globale Vernetzer, die vielfältige Kompetenzen verbinden. MitErfahrungund Ideen die Zukunft gestalten DieHARTING Technologiegruppeentwickeltweltweitführende Lösungen imbereich Industrial Connectivity und versteht sich als Wegbereiter einerintegratedindustry. Das Familienunternehmenbeschäftigtheuteüber4.000 Mitarbeitende in51vertriebs-und Produktionsstättenweltweit. Unsere Vision: Wir wollen die Zukunft mit Technologien fürmenschen gestalten!dieseherausforderung nehmen wiran: MitIhrem Know-how, Ihrer Erfahrung und Ihren Ideen.Wir freuen uns auf Sie! TOP NATIONALER ARBEITGEBER 2015 DEUTSCHLANDS BESTE ARBEITGEBER IM VERGLEICH In Kooperation mit: Besuchen Sieuns jetztunter 51

52 09649 Expertenvorträge und Best-Practices zum (O)LED- Einsatz Bild: Osram 22.Oktober 2015, Vogel Convention Center VCC, Würzburg Kosten- und energieeffizient, lange Lebensdauer, intelligent die (O)LED vereint viele Vorteile. Wie man sie am besten einsetzt und vernetzt, kühlt und versorgt, lernen Sie auf dem LED- und OLED-Praxisforum von ELEKTRONIKPRAXIS. VERANSTALTER:

53 AKTUELLE PRODUKTE // LED-CONTROLLER/-TREIBER DALI-CONTROLLER 16 unterschiedliche Stimmungen Die DALI-(Digital-Addressable- Lighting-Interface-) Controller EOS 07 zur Lichtsteuerlösung über das Protokoll DALI von Synergy 21 (Vertrieb: ALLNET) ermöglichen es,individuelle Lichteffektezu erstellen und können auch einzelne Verbraucher von zentraler Stelle ansprechen und sie steuern. Der Controller ist als Wandtaster konzipiert und bietet die Schutzklasse IP20. Ausgelegt ist der DALI-Controller für die Betriebstemperaturen von -10 bis 50 C. Neben den Controllern stehen auch unterschiedliche kompatible Netzteile, sowie mehrere DALI-Bus kompatible Wandtaster bereit,umbis zu vier LED-Leuchten protasterbedienen zu können. Das Bus-System ermöglicht es,einzelne Komponenten möglichst einfachanzusprechen. Neben dem Schalten und Dimmen der Leuchten lassen sich zudem bis zu 16 unter- schiedliche Stimmungen speichern. Der DALI-Eco-Sensor ermöglicht es,dass die angeschlossenen Verbraucher licht- und präsenzgesteuert geschaltet werden. Die unterschiedlichen und nachdalikompatiblen Komponenten lassen sich über eine spezielle Fernbedienung oder das Remote-PC-Kit programmieren. ALLNET Klebstoffe für die Optoelektronik Anwendungsfelder LED Kamera Module Optische Sensoren Wafer Level Micro Optics Vorteile im Überblick Ausgasungsarm, keine Wechselwirkungen mit LEDs Vergilbungsstabil für optische Anwendungen Keine Kontakt- und Bauteilbelegung Hoch zuverlässig, erfüllen Automotive-Anforderungen Fixierzeiten unter 1 s für höchste Positioniergenauigkeit WASSERFESTELED-STROMVERSORGUNG Leistungen bis120 Watt Die Modelle NPF-120(D) und PWM-120 von Meanwell (Vertrieb: Schukat) erfüllen die in der Ökodesign-Richtlinie festgeschriebenen Anforderungen an Startzeit von<500 ms und Leerlaufverbrauch (PWM-120 <0,5 W/ NPF-120<0,15 W). Die Serie NPF- 120(D) verfügt über einen DC- Ausgang mit Multi-Mode-Funktionalität (Konstantspannung bis der Nennstrom erreicht wird, danach Wechsel zum Konstantstrom). Die Baureihe PWM-120 eignet sich durch die PWM-Ausführung der Ausgänge für LED- Strips oder LED-Leuchtkörper mit Strombegrenzungswiderständen. Neben dem integrierten aktivenleistungskorrekturfiltergibt es einen Weitbereichseingang von90bis 305V AC.Mit einer Kühlung durch freie Luftkonvektion können die Netzteile bei Umgebungstemperaturen zwischen -40 und 70 C (mitderating) eingesetzt werden. Die Netzteile sind in einem schwer entflammbaren Kunststoffgehäuse nach UL 94V-0 und gegen Kurzschluss, Überstrom (Serie NPF) bzw. Überlast (Serie PWM), Überspannung/Überhitzung geschützt. Sie entsprechen der CE und sind UL/CUL/ENEC/CB zertifiziert. Ausgasungsarme, zuverlässige und sekundenschnelle Klebstoffe: Schukat 53 Industrie Klebstoffe Telefon info@delo.de

54 EMV // REGELNUND VORSCHRIFTEN Gewitterzelle: Schaltnetzteile verursachen ElektromagnetischeStörungen. Mitentsprechenden Maßnahmen lassensich diese reduzieren. ElektromagnetischeStörungen durchschaltnetzteile Durch Schaltnetzteile kommteszu elektromagnetischen Störungen (EMI). Um diese möglichst gering zu halten, stellen wir grundlegende Richtlinien zur EMV vor und wie sich die EMI reduzieren lässt. DONLI* Der Begriff Schaltnetzteil beschreibt ganz allgemein eine Stromquelle, die einen Schaltkreis enthält. Dieser Schaltkreis wandeltgleichstrom in Wechselstrom, um anschließend wieder in einen anderen Gleichstrom aufbereitet wird. Schaltnetzteile lassen sich als AC/DC-Netzteile mit einem AC-Eingang oder DC/DC- Wandler mit einem DC-Eingang aufteilen. Beide wandeln DC/AC für die Spannungsänderung. Durch ihren Aufbaubedingt erzeugen sie elektromagnetische Störungen, die aus Signalen mit mehreren Frequenzen zusammengesetzt sind. Der DC/DC-Wandler wandelt die DC-Eingangsspannung in eine Wechselspannungum, die dann über einen Transformator erhöht oder gesenkt wird. Die Netzteile nutzen zudem Hochfrequenz- Schaltkreise für die Spannungswandlung. In *Dr. Don Li... hat in Leistungselektronik promoviert und ist bei CUI als Chief Technical Officerverantwortlich für die Energietechnik. beiden Fällen ist die interne Wechselspannungjedoch keine reine Sinuswelle, sondern häufig ein Rechtecksignal, das durch eine Fourier-Reihe aus algebraischen Summen vieler Sinuswellen mit verwandten Frequenzen dargestelltwerden kann. Solche Mehrfrequenz-Signale sind die Ursache für leitungsgebundene und abgestrahlte Emissionen, die sowohl Störungen in Geräten verursachen können, in denen sich das Netzteil befindet,als auch in Geräten in der näheren Umgebung, die empfindlich auf diese Frequenzen reagieren. Gesetze, Verordnungen und internationalezusammenarbeit Das elektromagnetische Spektrum wird vor allem für Rundfunk, Tele- und Datenkommunikation verwendet. Dabei werden absichtlich elektromagnetische Felder abgestrahlt. Um dieses Spektrum zu schützen und die Kompatibilität der entsprechenden elektrischen und elektronischen Systeme zu wahren, haben Regulierungsbehörden Standards für leitungsgebundene und abgestrahlte EMI in elektronischen Geräten verabschiedet.in Europa ist CISPR 22 eine der wichtigsten Normen innerhalb der EU;während in den USA die Regelungen der FCC greifen. Die Forderungen der FCC (Part 15) kategorisieren digitale elektronische Geräte in die Klasse A(für das gewerbliche, industrielle und Unternehmensumfeld) und Klasse B(für Privathaushalte). Die Emissionsstandards der Klasse B sind strenger ausgelegt, da sich die Geräte im Haushalt in unmittelbarer Näher zu anderen Geräten befinden. Die Bestimmungen der CISPR-22wurden mit denen der FCC harmonisiert und können mit wenigen Ausnahmen für die Zertifizierung digitaler Elektronikgeräte verwendet werden. Die Harmonisierung erfordert, dass sowohl für leitungsgebundene als auch abgestrahlte Emission der gleiche Standard verwendet wird. Messungen über 1 GHz müssen entsprechend der FCC-Regelungenund Grenzwerte erfolgen, da CISPR 22 keine Grenzwerte fürfrequenzen über 1 GHz ausweist.die Emissionen laut FCC Part15 und 54

55 EMV // REGELNUND VORSCHRIFTEN Bild 1: DieDefinition des Gegentakt-und Gleichtaktmodus. Bild 2: In diesem Beispiel wird din Filter im Gegentaktmodus eingesetzt, um eine Anwendungzuschützen. CISPR 22weichen im vorgeschriebenen Frequenzbereich nur wenige db voneinander ab. EMV-Testsund Komformität nach ANSI-Standard EMV-Tests und Konformität werden entsprechend der Testprozeduren nach dem ANSI-Standard [1] durchgeführt, der keine generischen oder produktbezogenen Grenzwerte für leitungsgebundene und abgestrahlte Störungen enthält. Die Tests erfolgen dabei mit dem gesamten System und nicht nur für das Stromversorgungsmodul alleine. Selbst externe Stromversorgungen, die den Vorschriften für eigenständige Produkte entsprechen, müssen im Endsystem getestet werden. EMI wird zunächst als temporäre(transiente) oder dauerhaftestörung eingeteilt. Transiente EMI entsteht,wenn die Quelle einen kurzen Energiepuls anstelle eines Dauersignals aussendet. Ursachen können das Schaltenin elektrischen Schaltkreisen sein, genauso wie elektrostatische Entladungen (ESD), Blitzschlag und Spannungsstöße im Netz. Wiederholte transiente EMIkann durchelektromotoren, Zündanlagen für Kraftstoffmotoren und dauerhaftes Schalten digitaler Schaltkreise entstehen. Kontinuierliche Störungen lassen sich in Frequenzbänder weiter unterteilen: Frequenzen vonwenigen10hzbis 20kHz werden als Audio klassifiziert; während RFI (Radio Frequency Interference; HF-Störungen) in einem Frequenzband von 20 khzund darüber auftreten. Hier sei angemerkt, dass dieser Wert weiter zunehmen wird. Kopplung entsteht entweder durch Leitung, Strahlung oder Induktion. Leitungsgebundene Störungenwerden bis 30 MHz gemessen. Ströme bei Frequenzen unter 5 MHz treten meist im Differenzmodus (Gegentakt) auf, während Ströme über 5 MHz im Gleichtaktmodus auftreten. Gegentaktströme sind die zu erwartenden Ströme auf einer Zweidrahtleitung, d.h. Strom fließt von einer Quelle über die eine Leitungund kehrt über die andere Leitung zurück. Die Störung(Rauschen) wird in Bezug auf einen bestimmten Referenzpunkt auf jeder Leitung gemessen. Gegentaktstrom fließtzwischen dem Schaltnetzteil und seiner Quelle oder Last über die Stromleitungen. Diese Ströme sind masseunabhängig. Wiesichleitungsgebundene EMI verringern lässt Gleichtaktströme fließen in die gleiche Richtung über die Stromleitungen in das oder aus dem Schaltnetzteil heraus und kehren über Masse zu ihrer Quelle zurück. In vielen Fällen wird Gleichtaktrauschen durch parasitäre Kapazitäten im Schaltkreis wei- Unsere Power Inductor Familie von klein und filigran bis Ab Lager verfügbar GROSS und STROMSTARK Kostenlose Muster innerhalb 24h Laborsortimente mit kostenloser Wiederbefüllung Software-Tools zur Produktauswahl Design-In Beratung vor Ort IC-Referenzdesigns Keine Nachwuchssorgen!

56 EMV // REGELNUND VORSCHRIFTEN Bild 3: Das Beispiel zeigt einen Filter im Gleichtaktmodus. Bild 4: VerringerteAntennenschleifenfläche, um Störstrahlungzu reduzieren. tergeleitet,kann aber auch durch die Kapazität zwischen Gehäuse und Masse übertragen werden. Eine abgestrahlte Kopplung entsteht,wenn die Quelle und der Empfänger, bei dem die Störung auftritt, als Funkantennen fungieren. Die Quelle strahlt eine elektromagnetische Welle ab,die sichdurch die Luft bzw. den offenen Raum zwischen Quelle und Empfänger ausbreitet und von letzterem empfangenwird. Eine induktive Kopplung, sei sie elektrisch oder magnetisch, geschieht selten aufgrund leitungsgebundener oder abgestrahlter Kopplung und tritt bei kurzen Abständen zwischen Quelle und Empfänger auf. Elektrische Induktion tritt auf, wenn ein veränderliches elektrisches Feld zwischen zwei benachbarten Leitern besteht und eine Spannungsänderung über der Lücke erzeugt.magnetische Induktion tritt hingegen auf, wenn ein veränderliches Magnetfeld zwischen zwei parallelen Leitern besteht, wobei eine Spannungsänderungentlangdes empfangenden Leiters auftritt.die Charakterisierung von EMI-Problemen setzt voraus, dass der Entwickler Kenntnisse über Störquelle und Störsignal, des Kopplungspfades zum Empfänger und der Auslegung des Empfängers hat.unddas sowohl elektrisch als auch bezüglichseiner möglichen Funktionsstörungen. Das Risiko von Störungen ist von Grund auf statistisch ausgelegt, sodass der Großteil der Charakterisierungund Standardfindung auf der Verringerung der EMI-Wahrscheinlichkeit beruht. Diese soll auf ein akzeptables Niveau gesenkt werden, anstatt eine völlige Auslöschung zu erzielen, die meist sowieso nicht möglichnicht. Gegentaktrauschen und Gleichtaktrauschen müssen getrennt behandelt werden. Das Gegentaktrauschen lässt sich durch Ableit-/Bypass-Kondensatoren zwischen den Versorgungs- und Rückführleitungen eines Schaltnetzteils unterdrücken. Die Versorgungsleitungenerfordern eine Filterung und befinden sich am Eingang oder Ausgang des Schaltnetzteils. Dabei müssen die Bypass-Kondensatoren auf diesen Leitungen in der Nähe der Anschlüsse der störungserzeugenden Quelle angebracht werden. Die Dämpfungvon Gegentaktströmen bei niedrigen Frequenzen im Bereich der Schaltfrequenz der störungsverursachenden Quelle kann einen Bypass-Kondensator mit wesentlich größerer Kapazität erfordern. Ein Keramikkondensator wäre dann nicht mehr ausreichend. Keramikkondensatoren bis 22 μf eignen sich nur zur Filterung bei niedrigen Ausgangsspannungen von Schaltnetzteilen, aber nicht für Netzteile, in denen 100-V-Spannungsspitzen entstehen können. Dafür sind Elektrolytkondensatoren vorgesehen, die eine hohe Kapazität und Nennspannungbieten. Gegentaktströme unterdrücken oder dämpfen Um Gegentaktströme sowohl bei der niedrigen Schaltfrequenz als auch bei höheren Harmonischen zu dämpfen, bestehen Gegentakt-Eingangsfilter aus Elektrolyt- und Keramikkondensatoren. Gleichtaktströme lassen sich zudem durch eine Induktivität in Serie zur Hauptstromzufuhr unterdrücken. Das kann ein einstufigerlc-gegentakt- Tiefpassfilter mit Bypass-Kondensator sein. Umgekehrt werden leitungsgebundene Gleichtaktströme durch Bypass-Kondensatoren gedämpft, die sich zwischen jeder Versorgungsleitungdes Schaltnetzteils und Masse befinden. Gleichtaktströmen lassen sich auch durch zwei gekoppelte Drosseln in Serie zu jedem Stromeingang erreichen. Die hohe Impedanz der gekoppelten Drosseln zwingt Gleichtaktströme durch die Bypass-Kondensatoren. Abgestrahlte EMI (Störstrahlung) lässt sich durch eine geringere HF-Impedanz und kleinereantennenschleifenfläche unterdrücken. Dafür wird der geschlossene Schleifenbereich minimiert, der durch die Versorgungs-und Rückführleitung gebildet wird. Die Induktivität einer Leiterbahn auf einer Leiterplatte lässt sich minimieren, indem die Bahn so breit wie möglich erstellt und parallel zu ihrer Rückführleitunggeroutet wird. Da die Impedanz einer Leiterschleife proportional zu deren Fläche ist, verringert eine kleinere Fläche zwischen der Versorgungs-und Rückführleitung die Impedanz zusätzlich. Bei Leiterplatten lässt sich diese Flächenreduzierung dadurch erzielen, dass die Versorgungs- und Rückführleitung übereinander in benachbarten Lagen (Layern) angebracht sind. Eine kleinere Schleifenfläche zwischen beiden Leitungen verringert zwar die HF- Impedanz, begrenzt aber die Wirksamkeit der Antenne, da die kleinereschleifenfläche ein kleineres elektromagnetisches Feld erzeugt. Eine Masseebene an den Außenflächen der Leiterplatte unterdrückt abgestrahlte EMI zusätzlich, vor allem wenn sie direkt unter der störungserzeugenden Quelle angebrachtist. Mit Metallabschirmungen lässt sich die Störstrahlungweiter verringern. Dabei wird die störungserzeugende Quelle in einem mit Masse verbundenen Gehäuse untergebracht. Die Schnittstelle zur störungsfreien Außenumgebung erfolgt über Leitungsfilter. Gleichtakt-Bypass-Kondensatoren werden über das leitfähige Gehäuse mit der Masse verbunden. Die meisten Schaltnetzteile erfüllen als eigenständige Module die gefordertenemi- Standards. Trotzdem muss das System so gestaltet werden, dass minimale Störungen erzeugt werden, um diese Standards zu erfüllen. Spezielle Bereiche des Systemdesigns, die sich für die EMI-Unterdrückung eignen, sind Signalleitungen, Leiterplatten und Halbleiterkomponenten. // HEH CUI +1(0) Quelle [1] ANSI C , Methods of Measurementof Radio-NoiseEmissionsfromLow-Voltage Electrical and Electronic Equipment in the Range of 9kHz to 40 GHz 56

57 UnsereKompetenz bringt Sie an die Spitze. EMV-Lösungen von Rohde &Schwarz. Ob entwicklungsbegleitende, Precompliance- oder Compliance-Messungen, wir bieten Ihnen die Lösung, die Sie für eine erfolgreiche EMV-Zertifizierung Ihrer Produkte benötigen: Schnellste EMV-Messempfänger Effiziente Diagnosewerkzeuge zum Auffinden von Störern EMV-Softwarepakete für interaktive und vollautomatische Messungen Umfangreiches Zubehörprogramm für Störemissionsmessungen Kompakte und modulare Breitbandverstärker HF-Schirmkammern Komplette EMV-Testsysteme Mehr Informationen unter:

58 MESSTECHNIK // TECDATES So funktioniert ein Spektrumanalysator Spektrumanalyse Teil 2: Wirzeigen, wie ein Spektrumanalysator funktioniert.dazu gehen wir auf die Display-Einteilung ein und erklären den Hochfrequenzabschwächer sowie das Tiefpassfilter. KLAUSHÖING * *Klaus Höing... ist für die Öffentlichkeitsarbeit bei dem Messtechnik-Distributor datatec in Reutlingen zuständig. Imersten Teil(Heft 16, Seite24) hatten wir die Grundlagender Spektrumanalysebeschrieben. Jetzt gehen wir auf die Funktion eines Spektrumanalysators ein und erklären die einzelnen Blöcke des Blockschaltbilds (Bild 1) eines Superheterodyn-Spektrumanalysators. Es sei angemerkt, dass durch moderne ICs,Software und digitale Technik wesentlich mehr ergänzende Messungen möglichsind. Der Begriff Super steht für Superaudio, also Frequenzen oberhalb des Audiobereiches und der Begriff Heterodyne steht für das Mischen, in dem das Eingangssignal nach den beiden Stufen HF-Eingangsabschwächer und dem Preselektor zusammen mit dem Ausganssignal des Lokaloszillators(LO)gemischt wird. Werden beide Frequenzen miteinander multipliziert, also das Produkt von zwei trigonometrischen Funktionen (Formel 1) gebildet, entsteht ein Mischprodukt (Formel 2) mit einer Frequenz. f = sin( ω t) sin( ω t) e 1 1 = cos[( ωe + ωlo)] t cos[( ωe ωlo)] t 2 2 LO Spektrumanalyse: Im zweiten Teil unsererserie beschreiben wir,wie ein Spektrumanalysator funktioniert. Bilder: Keysight Technologies/dataTec fu = fe flo und fo = fe + flo mit ωx = 2πfx Nachdem ein Mischer kein lineares Bauelement ist, werden nicht nur die beiden gewolltenfrequenzen f u und f o am Ausgang sichtbar, sondern auch ihre Harmonische und die Harmonische der Grundwellen. Fällt eines der Harmonischen Mischprodukte in das Zwischenfrequenzband, kann es vom ZF-Filternicht mehr ausgefiltert werden. Dazu wird eszusammen mit dem Nutzsignal im weiteren Signalpfad verarbeitet, mit einem logarithmischen Verstärker bewertet, im Hüllkurvengleichrichter gleichgerichtet und dem nachfolgenden Video-Tiefpassfilter gefiltert, um dann letztlich im dargestellten Messergebnis als Fehlerkomponente mit zur Anzeige gebracht zu werden. Im dritten Teil der Serie zeigenwir dann, wie der Spektrumanalysator abgestimmt wird. Dazu muss zu jedem Eingangsfrequenzbereich auch eine passende Frequenz des Lokaloszillators (LO) gemischt werden. Der Rampengenerator erzeugt den horizontalen, frequenzsynchronen Ablauf der Frequenzdarstellung mit der synchronen Veränderung des LO. Das Blockschaltbild des Spektrumanalysators ähnelt sehr stakt einem AM-Superheterodyne Überlagerungsempfänger mit dem Unterschied, dass dieser statt einem Display einen Lautsprecher besitzt. Wie die Einstellungen am Display erfolgen Displays verfügen typischerweise über ein x-y-gitternetz mit jeweils 10 Unterteilungen. Die x-achse unterliegt einem linearen Maßstab, der den angezeigten Frequenzbereich darstellt. Die Einstellung des Frequenzbereiches erfolgt in zwei unterschiedlichen Schritten: Eine Möglichkeit ist, in dem man im ersten Schritt die Mittenfrequenz einstellt und im zweiten Schritt den Span, also die eigentliche Bandbreite über die 10 Kästchen. Ein Beispiel: Mittenfrequenz bei 1,5 GHz, Span 1 GHz bedeutet linker Displayrand 1 GHz, rechterdisplayrand 2 GHz. Diese Einstellungen sind unabhängig voneinander. Wird die Mittenfrequenz geändert,bleibt der Span erhalten. Auch so könnte über einen weiteren Frequenzbereich hinweg Messungen erfolgen, wenn die Mittenfrequenz beispielsweise auf 2,5 GHz erhöht wird. Bei der anderen Einstellart wird der dargestellte Frequenzbereich über die Start-Frequenz (linker Bildrand) und die Stop-Frequenz (rechter Bildrand) bestimmt.meist wird die Art der Einstellung auch am Bildrand unter der x-achse angezeigt (links: Center- oder 58

59 MESSTECHNIK // TECDATES Start-, rechts: Span oder Stop-Frequenz). Unabhängigvon der Einstellart, können jeweils der absolute Frequenzwert jeder Schwingung und auchdie Frequenzdifferenz zweier Schwingungen bestimmt werden. Die y-achse ist in Amplitudenwerten kalibriert, wobei diese Werte in Spannung mit einem linearen Maßstab oder in db mit einem logarithmischen Maßstab angezeigt werden. Der logarithmische Maßstab ist allerdings gebräuchlicher.vorteil der logarithmischen Darstellung ist,dass sehr kleine Wertedeutlicher gegenüber großen Signalpegeln hervortreten. Im linearen Maßstab entspricht der Wertebereich beispielsweise für Spannungsverhältnisse von 3200 bis 10 5 auf der logarithmischen Skala von 70 db bis 100 db; für Leistungen ist der Bereich 70 bis 100 dbm ein Leistungsverhältnis von10 7 bis entsprechend den beiden Gleichungen jeweils für Leistungen und für Spannungen: P1 P mw db log =10lg [ ] 1 U1 U V dbm log =20lg [ ] 1 Sowohl im linearen und logarithmischen Skalenbereichwirdfestgelegt,welchen Referenzwert die oberste Gitterlinie repräsentiert. Sie ist der Bezugspunkt, um Spannungswerte bzw. Leistungswerte abzulesen. Dadurch lässt sich der absolute Wert eines Signals oder die Signaldifferenz von zwei Amplitudenwerten ermitteln. Mit Markern lassen sich Amplitude und Frequenz bzw. Differenzwerte von zwei unterschiedlichen Signalen leichter ablesen. Das Bild 4 im 1. Teil zeigt eine typische Display-Darstellung. Die erste Baugruppe, die das Eingangssignal Bild 1: Das Blockschaltbild zeigt einen Swept-Tuned-Superheterodyne-Analysator.Die einzelnen Blöcke werden im Text näher erläutert. durchläuft,ist der Eingangsabschwächer.Er verhindert, dass die folgenden Baugruppen und der Mischer überlastet werden (Bild1). Ziel ist es, dass der Mischer im optimalen, linearen Bereich angesteuert wird und dass damit Verstärkungskomprimierungen an den Linearitätsgrenzen und damit Verzerrungen des zu messenden Signals verhindert werden. ZumSchutz des Mischereingangs sollte der Abschwächerauf die höchste Abschwächung gestelltwerden, bevordas Signal an den Analysator gelegt wird. Viele Analysatoren besitzen im Eingangssignalpfad eine serielle Kapazität,um einen DC-Anteil eines Signals zu unterdrücken. Damit lässt sich der lineare Bereich des Mischers optimaler nutzen. Der Kondensator begrenzt die minimale Frequenz, die vom Analysator verarbeitet werden kann. Je nach Analysator beträgt sie entweder 9oder 100 khz bis 1MHz.. Beieinigen Geräten lässt sich der Eingang kalibrieren, indem ein Referenzsignal auf diesen gegeben wird, um dann anschließend den Amplituden-Referenzwert amoberen Bildrand genaufestzulegen. Die Aufgabe eines Tiefpassfilters Das Tiefpassfilterblockt sämtliche Hochfrequenzsignale vor dem Mischer ab.signale außerhalb des zu messenden Bandes bleiben dann außen vor. Mit der LO-Frequenz würden unerwünschte Mischprodukte produziert, die im Durchlassbereich des nachfolgenden Zwischenfrequenzbandfilters liegen und nicht unterdrückt werden könnten und Messfehler verursachen würde. Bei Mikrowellen-Spektrumanalysatoren wird das Tiefpassfilter durch ein abstimmbares Filterersetzt,das alle Frequenzen unterdrückt, ausgenommen die untersuchten Frequenzen. // HEH datatec +49(0) SIE testen -WIR zertifizieren Unsere Kunden sparen bis zu 40% jährlich verglichen zukonkurrierenden Programmen. Datenakzeptanz-Programm Satellite TM Mit Satellite TM bietet Intertek der Licht- und Leuchten-Industrie seit Jahren die Kontrolle über deren Produktzertifizierungsprogramm, Marktzugang und Flexibilität. Diese Intertek-Zertifizierungszeichen können u. a. erlangt werden: ETL-Mark, S-Mark, GS-Zeichen, ENEC-Mark, CB Zertifikat (im Rahmen d. IECEE CB Scheme) Level 2 SIE testen, WIR beobachten Level 1 WIR testen bei Ihnen Level 4 SIE erstellen den kompletten Report, WIR zertifizieren Level 3 WIR erstellen den Report auf Basis IHRER Tests Als global agierender Anbieter von Qualitäts- und Sicherheitslösungen für eine Vielzahl an Branchen ist Intertek Spezialist für Auditierung und Inspektion, Prüfung, Qualitätssicherung und Zertifizierung. Als Partner der Industrie schaffen wir mit unserem Netzwerk von über Laboren und Büros in über 100 Ländern einen Mehrwert für den langfristigen Erfolg Ihrer Produkte und Prozesse in regionalen und globalen Märkten. NEU: Intertek LITE Akademie Schulungen und Trainings Intertek Deutschland GmbH Berliner Straße , Wiesbaden germany@intertek.com - Tel.:

60 AKTUELLE PRODUKTE // EMVUND MESSTECHNIK EZ-Shield Clips - SMD-fähige Halter für EMI/RFI-Schirmungen - Keine aufwändigen Reflow-Nacharbeiten mehr nötig - Einfaches Bestücken und Entfernen von Schirmungen - Jetzt in 10 verschiedenen Größen erhältlich PICK & PLACE READY BY DESIGN Technische Daten unter: shield-clips SCHIRMBOX Elektronische Geräte testenund vermessen Die Schirmbox MSB-0100 von MTSSystemtechnik ist zum testen und vermessen von elektronischen Gerätensowie Mobiltelefone, Netbooks, Notebooks oder Testboards entwickelt worden. Der Frequenzbereichreicht von500 MHzbis 4GHz für GSM, UMTS, LTE, DECT, ZigBee, Bluetooth oder WLAN und elektromagnetische Störeinstrahlungen werden abgeschirmt.die bewegliche Box ist mit zwei Tragegriffen und einem Universal-Handyhalterausgestattet.ImLieferumfang ist eine Abdeckung mit ge- schirmtem Sichtfeld. Verfügbare Schnittstellensind 2x N-Buchse, 2x 9pol. SUB-D(RS-232), 2x USB 3.0, 2x Spannungsversorgung und eine Netzsteckdose vorhanden. Die Box misst von außen 418mmx268 mm x163 mm bei einem Innenraumvon402 mm x252 mm x113,5 mm. Schirmboxen mit anderen Maßen und Schnittstellen können nachkundenwunsch gefertigt werden. Auf Anfrage sind Absorbermatten, Ferritabsorber, Infrarotfenster, Lüftung oder Vorhängeschlossbefestigung integriert. Optionales Zubehör sind Messkabel, verschiedene Antennen, Bedienstift am Sichtfeld oder Beleuchtung. MTSSystemtechnik SIGNAL-UND SPEKTRUMANALYSATOR Frequenzen von 2 Hz bis 85 GHz in einem Sweep Der Signal-und Spektrumanalysator R&S FSW85 von Rohde & Schwarz deckt nach Herstellerangaben als einziges Gerät am Markt den Frequenzbereich von 2Hzbis 85 GHz in einem Sweep ab.anwender können damit Basisband und HF mit nur einem Analysator untersuchen. Da keine externen harmonischen Mischer erforderlich sind, ist beim R&S FSW85 der Testaufbau wesentlichvereinfacht. Eine interne Vorselektion unterdrückt den Spiegel und andere Nebenempfänge,wie sie übli- cherweise bei der Harmonischenmischung auftreten. Der Analysator lässt sich optional mit einer internen Analysebandbreite von 500 MHz ausrüsten. Damit bietet er Entwicklern von Radarkomponenten insbesondere für Automotive- aber auch Aerospace & Defense-Anwendungen eine Vielzahl von Analysemöglichkeiten. In Kombination mit der Option R&S FSW- B2000 und einem R&S RTO Oszilloskop ist sogar eine Analysebandbreite von bis zu 2 GHz möglich. So können Ent- SPEKTROMETER/LUXMETER Die lichttechnischenparameter messen Das kalibrierte Spektrometer/ Luxmeter von Asensetek (Vertrieb: datatec) misst die lichttechnischen Parameter einer Lichtquelle wie Farbtemperatur, Farbwiedergabeindex, Farbort, wickler breitbandige Signale für die nächste Mobilfunkgeneration 5G oder komplexe Pulsparameter und Chirp-Signale für Radarsysteme analysieren. Dank übersichtlicher Diagramme und flacher Menüs kann der Anwender das Messgerät komfortabel und einfach über den Touchscreen bedienen. Das Displaymisst 31 cm und es lassen sich verschiedene Messungen gleichzeitigin eigenen Fenstern darstellen. Rohde &Schwarz Spektrum, Beleuchtungsstärke, Reinheit,Wellenlänge,TLCIund GAIund zeigt alle Messergebnisse tabellarisch und grafisch auf einem über Bluetooth verbundenen Smartphone/Tablet an. Das Besondere an dem Gerät sind seine kompakten Maße, um es auch unterwegs einsetzen zu können. Der spezifizierte Wellenlängenbereich reicht von 380 bis 780 nm. Mit diesem Spektrometer lassen sich Beleuchtungsstärken von 5 bis lx ausmessen. Für verlässliche Farbwerte benötigt das Gerät eine Beleuchtungsstärke von 50 bis lx. Die optische Auflösung beträgt 8 nm. Die jeweiligen Modelle unterscheiden sichunter anderem in iher Empfindlichkeit.So kann das Essence ab einer Beleuchtungsstärke von 100 lx eingesetzt werden. Mit der PC-Software Spectrum Genius sind umfangreiche Analysen auch mehrerer Messungen ampcmöglich. Die Software erstellt unkompliziert ein professionelles Messprotokoll. datatec 60

61 AKTUELLE PRODUKTE // MESSDATENERFASSEN MESSDATENERFASSEN Datenloggermit integriertem Temperaturfühler Der UTRIX-16 aus der LogTag- USB-Logger-Serie von CiK Solutions verfügt über ein robustes und langlebiges Polycarbongehäuse und lässt sich direkt in einen USB-Port eines PCs verbin- den. Es ist keine spezielle Hardware oder Software nötig, um die aufgezeichneten Daten abzurufen und am Zielorteinfach und unkompliziert einen detaillierten PDF-Report zu erstellen. Über zwei LEDs signalisiert das GerätbestimmteBetriebszustände: Die rote LED blinkt, wenn Messdaten außerhalb konfigurierter Temperaturgrenzwerte liegen. Die grüne LED blinkt, wenn Messdaten innerhalb konfiguriertertemperaturgrenzwerte liegen. Zusätzlichkönnen die Daten optional mit der kostenlosen LogTag-Analyzer-Software zur detaillierteren Analyse heruntergeladen werden. Sein Temperaturmessbereich reicht von -25 bis 70 C,die Batterielebensdauer gibt der Hersteller mit 2bis 3 Jahren an. Die Aufzeichnungsleistung erfasst bis zu Messwerte und selbst für Langstreckentransporte ist der Logger geeignet.zudem lassen sichdie Datenlogger kalibrieren, um eine höhere Genauigkeit der Messwertezuerreichen. CiKSolutions GRAFIKMULTIMETERMIT BLUETOOTH Messdaten via Bluetooth übertragen Das Grafikmultimeter PeakTech 3440 (Vertrieb: reichelt elektronik) mit TFT-Farb-Display misst die Parameter AC/DC-Spannung, AC/DC-Strom, Widerstand, Kapazität, Frequenz oder Arbeitszyklen. Zudem mit dem RMSDigital-Multimeter Dioden- und Isolationstests sowie Durchgangs- und Thermoelement- Temperaturen möglich. Dabei bietet es eine schnelle Messrate mit hoher Genauigkeit.Da mobile Gerätbietet eine grafische Benutzerführung über das Display, dessen Diagonale 5,6cmbeträgt. Auch die grafische Darstellung der Messergebnisse als Diagramm ist möglich, einschließlich Trend Capture-Funktionen. Als Zahl werden die ermittelten Werte4,5/6-stelligangezeigt bei einem Anzeigeumfang von Counts. Über die Bluetooth-Funktion lassen sich Daten drahtlos auf ein Smartphone oder Tablet übertragen. Mithilfe der kostenlosen PeakTech-App für Android oder ios lassen sich die Daten verwaltenoder online weiterleiten. Aufdem Multimeter können die ermittelten Messwerte mit dem integrierten Datenlogger für bis zu Messwertegespeichert und wieder abgerufen werden. Das PeakTech 3440 misst 8,1cm x17,5cm x 5,3 cmund wiegt 390 g. Das Gehäuse des Messgerätes ist wasserdicht.als Zubehör für das Grafikmultimeter gibt es Tasche, Prüfleitungen, Temperaturfühler vom Typ-K, Li-Ion-Akku miteiner Spannung von 7,4 V, Ladegerät und eine Anleitung. reichelt elektronik DATENLOGGER Bietet 16,32oder46analogeEingangskanäle Unter dem Namen Expert-Logger präsentiert Delphin Technology ein Gerät, das aktuell über drei Varianten verfügt: mit 16, 32 oder 46 analogen Eingangskanälen. Je nach Gerätevariante stehen bis zu 8 Digital-Eingänge/-Ausgänge und eine SDI12-Schnittstelle zur Verfügung. Die Hauptanwendungsgebiete von Expert Logger liegeninder Produktprüfung, Umweltmesstechnik, Labordatenerfassung, Forschung und Entwicklung sowie in Versuchund Test.Alle Analog-Eingänge sind galvanisch gegeneinander getrennt.der A/D-Wandler mit 24 Bit tastet mit bis zu 50 Messungen pro Sekunde und Kanal ab. Auf elektromechanische Bauteile wie Relais, die einem Verschleiß unterliegen, wurde komplett verzichtet. Somit arbeitet der Logger wartungsfrei und geräuschlos.alle Logger verfügen über einen internen Datenspeicher von4gbyte, mit dem sich bis zu 100 Mio. Messwerte autark mit Zeitstempel speichern lassen. Über externe USB- oder LAN-Speicher lässt sich die Speicherkapazität erweitern. Das integrierte WLAN- oder UMTS-Modul sendet Messwerte online oder den Datenspeicherinhalt per FTP ins Internet. Delphin Technology 61 TheTrueVertical Integrator Herstellung vom ersten biszum letztenschritt: Epitaxie,Chipproduktion undpackaging Vertrieb durch: Beck Elektronik Tel.: led@beck-elektronik.de

62 STROMVERSORGUNGEN // POWERMANAGEMENT Ein Satellit in der Erdumlaufbahn: Eine exakteüberwachung der Ströme in den verschiedenen Regelkreisen ist enorm wichtig. Wiesich derstromin Satelliten akkuratüberwachen lässt Bild:Fotolia,Andrey Armyagov In Raumfahrzeugen istesenorm wichtig, den Strom in den verschiedenen Regelkreisen exakt zu überwachen. Wirverraten Ihnen, worauf es bei der Entwicklung von Stromversorgungen für Satelliten ankommt. STEVE MUNNS* Das akkurate Erfassen und Überwachen von Strom ist in Regelkreisen erforderlich, in denen Informationen über den Laststrom nötig sind, um die Stromversorgung zu überwachen, Motoren und Aktoren zu steuern sowie die Strombegrenzung, Fehlerschutz, Leitungskompensation und viele weitere Funktionen auszuführen. Dieser Beitrag betrachtet die direkte Strommessung mit einem Shunt Widerstand aber auch alternative Lösungen und Kompromisse im Design. Obwohl der Fokus auf der Anwendung einer Satellitenstromversorgung liegt,kann vieles aus dieser Beschreibung wesentlich allgemeiner auch auf andere Strommessanwendungen angewendet werden. Die Herausforderungen steigen nicht mit der Satellitengröße Unabhängig von der Größe eines Raumfahrzeugs sind die Herausforderungen, denen die Entwickler der Leistungssysteme *Steve Munns... istmil-aeromarketingmanager, LinearTechnologyCorporation. gegenüberstehen gleich; das Ziel ist es, die Leistung zu maximieren und gleichzeitig die richtige Balance zwischen Gewicht, Zuverlässigkeit und Wirkungsgrad zu finden, sodass die Anforderungen der Mission zu den geringsten Gesamtkosten und mit einem minimalen Risiko für das Programm erreicht werden. Getrieben vombedarf nachhöherer Kapazität, größerem Funktionsumfang, höherer Auflösungund mehr Messgeräten, geht der Trend zu einer steigenden Komplexität der Stromversorgung und höherem Energiebedarf. Auf Schaltungsebene führtdies zu einer steigenden Anzahl an Stromversorgungspegeln mit engen Toleranzen der Stromversorgung und sorgfältigen Ein / Ausschaltsequenzen, um die zunehmend komplizierte Elektronik, z.b. FPGAs, zu unterstützen, Einsatz von robusteren, voll elektronischen Schutzsystemen, die Relais ersetzen und um das damit zusammenhängende Management von redundanten Stromversorgungsbussen zu handhaben, einer größeren Gewichtung des Wirkungsgrads, wegen der Verwendung von Versorgungssystemen mit höherer Spannung, fortschrittlichen Batteriemanagementsystemen und hoch entwickelter Steuerungder Energiezuteilung. Die Entwicklung eines Stromversorgungssystems mit diesen Eigenschaften erfordert viele Stromüberwachungsschaltungen für die gesamte Nutzlast und ihre Hilfsschaltungen. Die ideale Lösung kombiniert hohen Wirkungsgrad und Genauigkeit mit einem kleinen Volumen. Rechnet man strahlungsbedingte Effekte und die begrenzte Auswahl an für den Einsatz im Weltraum qualifizierten, strahlungsresistenten oder COTS Komponenten (Commercial of the Shelf)mit geeigneten Fähigkeiten hinzu, wird diese Aufgabenochschwieriger, Stromversorgung mit Strombegrenzung im Raumfahrzeug Um die Stromversorgungen vor Kurzschlüssen am Ausgang oder abnormalen Spannungsspitzen über die sicheren Betriebsbedingungen hinaus zu schützen, kann ein Sperrstrombegrenzer (Latching Current Limiter = LCL) verwendet werden, der als eine rückstellbare elektronische Sicherung agiert. Foldback Strombegrenzer sind fortschrittlicher und erhalten den sicheren Betrieb der Stromversorgung, indem sie einen maximalen Betriebsstrom für die Schaltung 62

63 STROMVERSORGUNGEN // POWERMANAGEMENT einstellen. Typische Schutzschaltungenmit konstantem Strom reduzieren die Ausgangsspannung, um die maximale Leistung zu kontrollieren, die geliefert wird, wenn der Widerstand des Verbrauchers abnimmt.ein Nachteil dieser Methode ist das größere Spannungsdifferential vom Eingang zum Ausgang, waszuerhöhten Verlusten im Steuerungselement führt(p D =[V IN V OUT ]. I OUT ). Um dies zu vermeiden, ist es besser,den Ausgangsstrom mit der Ausgangsspannung zu reduzieren. Dies vermeidet exzessive Leistungsverluste beim Auftreten eines gravierenden Fehlers und thermische Überlastung. GelegentlichenthaltenlineareLeistungsregler-ICs einen ähnlichen Strombegrenzungsmechanismus auf Chipebene, was außerhalb des sicheren Betriebsbereichs eine thermische Überlastung und damit eine mögliche Zerstörungder Schaltungverhindert. BeiStrommessungen geht es nicht ohne Kompromisse DirekteStrommessmethoden greifen in die Schaltung ein, da ein Messwiderstand in Reihe mit dem Verbraucher geschaltet wird, um einen Spannungsabfall proportional zum Laststrom nach dem Ohmschen Gesetz zu erzeugen. Die Auswahl des Messwiderstands ist ein Kompromiss zwischen dem Leistungsverlust im Widerstand und der Genauigkeit der Strommessung. Um exzessive Leistungsverluste im Messwiderstand zu vermeiden, muss er so klein wie möglichsein, dabei aber immer noch ein minimales Stromsignal auflösen können. Das minimale genaureproduzierte Signal ist hauptsächlich durch den DC-Eingangs-Offset der Messschaltung begrenzt (Bild 1). Ein weiterer wichtiger Parameter der Messschaltung ist die Eingangs-Gleichtaktspannung. Diese ist besonders für die Überwachung von Versorgungspegeln relevant, da die Messschaltung die kleine differentielle Spannung überwachen muss, die sich am Messwiderstand am Gleichtaktleistungsbus, der überwacht wird, erzeugt. Dies wird als eine High-Side-Konfiguration bezeichnet (Bild 2a), die häufigste Konfiguration, die auch die meisten Vorzüge für die überwiegende Anzahl der Applikationen hat. Idealerweise bietet die High-Side-Strommessschaltung die nötige Flexibilität die Schaltung direkt aus dem überwachten Versorgungsstrompegelmit zu versorgen, oder sie aus einer unabhängigen Versorgung zu betreiben, die separat gesteuert werden kann. Eine weiterenützliche Eigenschaft ist die Möglichkeit,die Leistung zur Versorgung der Schaltung von beiden Seiten des Messwiderstands zu entnehmen, waseserlaubt, Bild 1: Das minimale genau reproduzierte Signal ist hauptsächlich durch den DC-Eingangs-Offset der Messschaltungbegrenzt. die Stromaufnahme für die Schaltung inklusive oder exklusive dem überwachten Strom zu realisieren. Im Gegensatz zum High-Side-Strommessen platziertdas Low-Side-Strommessen den Messwiderstand in den Pfad des Verbrauchers zurück auf Masse (Bild 2b), weshalb die Gleichtaktspannung nahe an Massepotenzial liegt und der Ausgang auf Masse bezogen werden kann. Der Nachteil des Low- Side-Strommessens ist, dass kein kurzgeschlossener Verbraucher erkannt wird und die Last vom Spannungsabfall über den Messwiderstand über die echtemasse hinaus angehoben wird. Unterschiedliche Verstärker-ICs zurstrommessung Obwohl einfache diskrete Implementierungen auf Transistorbasis auch weiterhin eine Option in Weltraumapplikationen bleiben, sind auch dort IC-Lösungen wegen ihrer höheren Leistungsfähigkeit, erweitertem Funktionsumfang und den kompakten Schaltungsausmaßen sehr attraktiv. Natürlich gibt es immer Kompromisse bezüglich der Strahlungsfestigkeit, Fehler-Modi und der Flugerprobungzubeachten. Das Strommessen kann man mit unterschiedlichen Arten von Verstärker-ICs durchführen: Universal-Operationsverstärker in Strommessanwendungen sind wegen ihres begrenzten Gleichtaktspannungsbereichs am besten für die Low-Side-Messmethode geeignet. Ihre große Leerlaufverstärkung erfordert eine Rückkopplung (Bild 3a) und schränkt sie damit auf unsymmetrische Eingangssignale ein. Seit einigen Jahren eignen sich jedoch neue Produkte mit ho- Bilder1 bis 5:Linear Technology SMALL JUST GOT SMALLER (M)WLP120 2X3X1.18 INCHES 120 WFORCED COOLING 100 WCONVECTION- COOLED MEDICAL &ITE APPROVALS <0.3 WNOLOAD POWER MEDICAL VERSIONS WITH BF RATING 63

64 STROMVERSORGUNGEN // POWERMANAGEMENT hen Gleichtakteingangsspannungen, wie der LT6016,auch dafür. Differenzverstärker können verwendet werden, wo immer ein bidirektionales Strommessen erforderlich ist,z.b. in Motorsteuerungen, und sie haben einen weiten Gleichtakteingangsspannungsbereich, der die Versorgungsspannung für den Baustein um ein beträchtliches Maß übersteigen kann. Differenzverstärker enthaltenpräzise getrimmte Widerstände, die sie auf vordefinierte feste Verstärkungsverhältnisse einschränken. Instrumentenverstärker können als ein Differenzverstärker mit einer Vorverstärker- stufe betrachtet werden (Bild 3b), der mit einer variablen Verstärkung, die mit einem externen Widerstand eingestellt wird, eine höhere Flexibilität bietet.der Vorverstärker hat eine sehr hohe Eingangsimpedanz, die ein Belasten des Versorgungsbusses minimiert, was esermöglicht, kleinere Systemströme zu messen als dies mit einem Differenzverstärker möglich wäre. Ein Nachteil ist, dass die Gleichtaktspannung üblicherweise auf die Versorgungsspannung begrenzt ist. Null-Drift- oder Chopper-stabilisierte Verstärker haben die kleinste Eingangs- Offsetspannung. Der LT2050 ist z.b. für Bild 2a: Allgemeine Schaltung für High-Side-Strommessungen. Bild 2b: Allgemeine Schaltung für Low-Side- Strommessungen. 3 µv spezifiziert, was eine sehr präzise Strommessung ergibt. Mit seinem auf 6 V begrenzten Betrieb ist er am besten für Low- Side-Strommessungengeeignet. Strommessverstärker haben einen für die AufgabeoptimiertenFunktionsumfangund Spezifikationen. Dies kann Entwicklungszeit einsparen und eine flexible Lösung für unterschiedliche Strommessapplikationen sein. Ein solcher Strommessverstärker ist der RH6105. Er ist eine strahlungsfesteund nach MIL-PRF Klasse V qualifizierte Version des LT6105. Strommessverstärker für viele Strommessanwendungen Der RH6105 besitzt eine besondere Eingangstopologie, die es erlaubt, den Baustein in einer Vielzahl von Strommessanwendungeneinzusetzen, z.b. zur High-Side- und Low-Side-Strommessung, für induktives Lasttreiben mit Viertel-, Halb-oder Vollbrückenschaltungen, zum Überwachen des Versorgungspegels (positive und negative Versorgungspegel) sowie zur Absicherung und Überwachung von MOSFETs. Die Bedeutung einer geringen Eingangs- Offsetspannung wurde bereits angesprochen. Der RH6105 hat bei 25 C eine typische Pre-Irritation von±100 µv,was die Verwendung eines kleinen Messwiderstands vereinfacht und dabei eine gute Messgenauigkeit erhält. Wiein Bild 4gezeigt,hat der RH6105 auch weiterhin die traditionellen externen und die Verstärkung einstellenden Widerstände, was es erlaubt,die Strommessschaltung auf den Eingangsbereich eines nachgelagerten A/D-Wandlersoder die spezifische Eingangsschaltschwelle eines Komparators zu optimieren. Die Vielseitigkeit des RH6105 resultiert aus seinerbesonderen Eingangstechnologie. Der Bild 3b: Strommessung mit einem Instrumentenverstärker. Bild 3a: KlassischeLow-Side- Strommessung mit einem Universal-Operationsverstärker. 64

65 STROMVERSORGUNGEN // POWERMANAGEMENT Bild 4: Typische Konfiguration des Stromverstärkers RH6105mit einer Verstärkungvon 50, ergibt eine 1-V/A- Übertragungsfunktion. Gleichtaktspannungsbereich des Eingangs reicht von 0,3 bis +44 V bezogen auf V-,unabhängig von V+, die verwendet wird, um den Baustein vorzuspannen. So könnte der Baustein z.b. voneinem 5-V-Spannungspegel versorgt werden, während er einen 28-V- Leistungsbus überwacht. Darüber hinaus behalten die Eingänge des Bausteins ihre hohe Impedanz, selbst wenn die V+-Versorgung absichtlich herunter gefahren wird, wodurchweiterhin eine unkritische Last für das System vorhanden ist,wasihn ideal für den Einsatz mit redundanten Bussen oder in fehlersicheren Anwendungen macht. Strombegrenzung bei Unterbrechnung am Verbraucher Zusätzlichhat der RH6105 einen differenziellen Eingangsspannungsbereich von ±44 V, was die Möglichkeit eröffnet, über eine offene Sicherungoder offenen Schalter hinweg zu überwachen, wie in Bild 5 dargestellt. Außerdem, wenn eine Unterbrechung am Verbraucher auftritt, bleibt das Bauteil Bild 5: Der Strommessverstärker RH6105 kann die Versorgung auch über eine Sicherung oder einen Schalter hinweg überwachen. unbeschädigt und der Strom wird auf einige wenige Milliampere begrenzt. Der Bedarf für akkurate Strommessungen in Raumfahrzeugen erhöht sichständig. Die Komplexität der Bordsysteme und eine Vielzahl unterschiedlicher Designs sind verfügbar, die unterschiedliche Klassen von Verstärkern mit ihren jeweiligen Vor-und Nachteilen verwenden. Ein spezieller Strommessverstärker wie der RH6105 bietet eine verbesserte Leistungsfähigkeit und kann die Entwicklung mit einem Funktionsumfang, der für die Anforderungen hoher Zuverlässigkeit und sicherheitskritischer Anwendungengeeignet ist,vereinfachen. // TK Linear Technology +49(0) bis 10 Watt DC/DCWandler mithoher Isolation. Fürmedizinischeund sicherheitskritischeanwendungen.2xmoop gemäßiec/en rdEdition. Reliable. Available.Now. tracopower.com

66 STROMVERSORGUNGEN // BATTERIEN&LADEKONZEPTE TÜV-geprüfte Bleibatterienhalten Windräderimmer aufkurs Für einen problemlosen Betrieb von Windkraftanlagen auch im Störungsfall sorgen Sicherheitsvorkehrungen wie das batteriegestützte Pitch System, das die Rotorblätteroptimal ausrichtet. Bild:visdia-Fotolia.com /Yuasa Welche Eigenschaften haben diese Batterie- Typen? Beide Typen sind 3- bis 5-Jahres-Batterien nacheurobat und passen sich somit jedem Servicezyklus an, d.h. die Gebrauchsdauer ist so hoch, dass bei normalem Betrieb kein außerordentlicher Austausch notwendig ist,der insbesondere im Offshore- Bereichsehr kostspieligist.die Batterien werden ab Lager Yuasa Düsseldorf nur ausgeliefert, wenn sie geladen und voll betriebsbereit sind. Zudem testen wir die Batterien hinsichtlich der kurzen, aber doch sehr hohen Entladeströme, die Pitch- Systeme im Notfall ziehen. Beide Typen sind dafür ausgelegt. Gefertigt werden Yuasa-Batterien wie die Typen NP7-12 und NPH5-12 nur in eigenen Werken. Dies und die hohe Fertigungstiefe sichern eine kontinuierliche und reproduzierbarequalität auch bei großen Stückzahlen. Das bedeutetprozesssicherheit für den Kunden. Windkraftanlagen im Betrieb: Bleibatterien sorgen dafür,dass die Rotorflügel auch im Störungsfall immer optimalausgerichtetsind. Windkraftanlagen produzieren Strom aus erneuerbaren Energiequellen. Da sie vielerlei Einflüssen ausgesetzt sind, ist jede Turbine mit Sicherheitssystemen ausgestattet,die den problemlosen Betriebgewährleisten. Eines davonist das batteriegestütztepitch-system. Raphael Eckert,Group Sales ManagerYuasa Battery (Europe) GmbH, beschreibt die Aufgaben der Bleibatterien in solchen Systemen und erklärt, warum sie sichfür diese Anwendung hervorragend eignen. ELEKTRONIKPRAXIS: Welche Aufgabe erfüllen Bleibatterien in Windkraftanlagen? Raphael Eckert: Um den Betrieb einer Windturbine sicherzustellen, muss bei einem Spannungsausfall gewährleistet sein, dass die Rotorblätter in die sogenannte Fahnenstellung geführt werden können. Dafür gibt verschiedene Lösungen, z.b. das batteriegestützte Pitch-System. Es sorgt dafür, dass die Rotorblätter über ihre Stellung die optimale Drehgeschwindigkeit erreichen. Fällt die Spannung aus, liefert die Batterie den Strom, um die Rotorblätter in den Wind zu drehen oder den Rotor zu stoppen bzw. auf eine ungefährliche Drehzahl zu bringen. Für diesen anspruchsvollen Einsatz bietet Yuasa u.a. die Batterie-Typen NP7-12 und NPH5-12an. Was macht diese Yuasa-Batterien für Windkraftanlagen so besonders? Batterien sind beim Einsatz in Windkraftanlagen ganz besonderen Belastungen ausgesetzt. Sie sind in der Spitze des Rotors in sogenannten Trögen verbaut,wobei jeder Trog für ein Rotorblatt verantwortlich ist.man kann sich nun vorstellen, dass es in dieser Höhe auch bei schwachem Wind sehr ungemütlich zugeht.so sind die Batterien enormen Vibrationen und auch kurzen Stößen, also Schocks ausgesetzt.um die Eignung von Batterien sicherzustellen, orientieren sich die Hersteller von batteriegestützten Pitch-System an den Normen DIN EN :2008,DIN EN 61373:2011 und DIN EN :1995. Auch an Yuasa wurde diese Anforderung gestellt. Diese Normen sind inhouse nur sehr schwer zu testen. Allerdings haben wir uns nicht deshalb für einen unabhängigen Test durchden TÜV entschieden, sondern weil uns dies hinsichtlich der Glaubwürdigkeit und der Professionalität am sinnvollsten erschien. Die Tests sind schon seit längerem abgeschlossen, und die frei verfügbaren Zertifikate nicht nur in der Windenergie von Nutzen. Fakt ist: Wir sind zurzeit der einzige Hersteller,der durch den TÜV für Batterien dieser Art und für diese spe- 66

67 STROMVERSORGUNGEN // BATTERIEN &LADEKONZEPTE zielle Anwendung den Nachweis zur Prüfungnachdiesen Normen erbringt. Ist die Wartung und Lagerung der Batterien kompliziert? Nein, überhaupt nicht. Beide Typen sind VRLA-Batterien, also quasi wartungsfrei. Durch die fast 100%-ige Rekombinationsfähigkeit ist die Gasungdieser Batterietypen mit der vorgeschriebenen Ladetechnik nur minimal. Außerdem verfügendie Batterien über ein sehr breites Temperaturspektrum bei Ladung, Entladung und Lagerung. Unsere Batterien dürfen in jeder beliebigen Lage außer dauerhaft über Kopf betrieben werden. IhreGehäuse sind aus schlagfestem ABS-Kunststoff gefertigt. RaphaelEckert: Unsere Bleibatterien sorgen in den Pitch-Systemen von Windkraftanlagen für einen problemlosenbetrieb. Wie gewährleisten Sie Ihre gute Qualität? Allein für den Europäischen Markt werden die Industriebatterien in sechs eigenen Werken, u.a. in Japan, Taiwan, China und Großbritannien, produziert. Alle diese Werkehaben eine sehr hohe Fertigungstiefe, d.h. die sensiblen Komponenten der Batterie stellen wir selbst her. Die Qualitätskontrolle findet bei jedem Fertigungsschritt statt, sodass fehlerhafte Batterien erst garnicht die Endkontrolle erreichen. Zusätzlich sind die Werke alle nach ISO 9001 und zertifiziert. Dies alles führt zu einer dauerhaft reproduzierbaren Qualität auch bei sehr hohen Stückzahlen. Im Bereich Windenergie pflegenwir eine enge Kooperation mit der FeyElektronik GmbH. Fey ist nicht nur offizieller Distributor von Yuasa, sondern verfügt in diesem Marktsegment auch über langjährige und umfangreiche Erfahrungen und ist deshalb ein idealer Partner für uns. Welchen Vorteil haben Industriekunden mit dem Erwerb von Yuasa-Batterien? Standard-Bleibatterien sind heuteanjeder Ecke erhältlich und jeden Tag bietet ein neuer Importeur unter einem Fantasie- Markennamen eine noch billigere Variante an. Auf den ersten Blicksehen alle gleich aus: Eine Box mit Plus- und Minus-Pol, und es kommt Strom heraus. Der Unterschied zwischen Billigprodukt und Qualitätsmarke zeigt sich bei Fragen wie diesen schnell: Wie verhalten sich die Batterien langfristig, wie bei Temperaturschwankungen? Was passiertbei Parallelschaltung? Wasgeschieht bei massiver mechanischer Belastung, etwa beim Einsatz in Windturbinen?Und wie steht es mit dem technischen Support? Auf diese und alle anderen Fragen hat Yuasa eine Antwort. Deshalb vertrauen viele namhafte Anwender weltweit aufunsereprodukte. // TK Yuasa +49(0) MEDIZIN + INDUSTRIE + PRÜF- UND MESSTECHNIK + RUNDFUNK CUT75-Serie: 75W-Netzteile mit Medizinzulassung NEU AC-DC-Netzteil mit 3Ausgängen und individueller Ausgangsregelung Kompakte 3x5 Bauform Flaches Profil (nur 27 mm hoch) Med. Zulassung IEC (2 xmoop) Besuchen Sie uns: Compamed Düsseldorf Halle 8b, Stand D07 Besuchen Sie uns: Power Kongress Würzburg TDK-Lambda Germany GmbH (0)

68 STROMVERSORGUNGEN // DIGITALPOWER Digitale Stromversorgungen und der PMBus was bringt s? In Laptops, PC & Co. längstetablierte Stromversorgungskonzepte setzen sich zunehmend auch in der Industrie durch.wir beleuchten die Vorteile von Digital Powerund die Möglichkeiten des PMBus'. HANS-GÜNTER KREMSER* Bild: Texas Instruments, Surinder Singh DigitalPower undpmbus: Damit haben Sie Ihre Stromversorgung immer voll im Griff. *Hans-Günter Kremser... istprincipalfield Application Engineer für analoge Produkte bei Texas Instrumentsin Freising bei München. Wenn es um das Thema digitale Stromversorgungen geht, sind viele Kunden zwar skeptisch, doch immer mehr entscheiden sich für Digital Power. Die Gründe dafür sind unter anderem: FPGA- und Prozessor-Hersteller fordern eine dynamische Anpassung der Core- Spannungsversorgung AVS(Adaptive Voltage Scaling) oder auch DVS (Dynamic Voltage Scaling). Damit lässt sich die Performance je nach Auslastung steigern oder reduzieren, um den Stromverbrauch und damit auch die Verlustleistungzusenken. Eine Fernüberwachung der Versorgung ist erforderlich,z.b. bei Basisstationen für die zellularen Netze. Eine Protokollierung von Strömen und Spannungen in den einzelnen Ausgangspannungspfaden ist erwünscht (mehr Informationen erlauben im Fehlerfall eine schnellerefehlerauswertung). Flexibles Sequencing(Hoch-und Runterfahren der einzelnen Ausgangspannungspfade) während der Prototypen-Entwicklungsphase. Worin sich die verschiedenen Konzepteunterscheiden Nun muss man zwischen den verschiedenen Konzepten unterscheiden. Zum einen werben die Halbleiter-Hersteller für analoge Schaltwandler mit PMBus-Schnittstelle. Man kann nun darüber streiten, ob man diese Wandler als digitale Stromversorgung bezeichnen darf. Digital ist hier lediglich die Kommunikations-Schnittstelle. Es gibt Lösungen für isolierte und nicht-isolierte Stromversorgungen für die gängigen Topo- 68

69 STROMVERSORGUNGEN // DIGITALPOWER Bilder 2 bis 6: TexasInstruments Präziser. Wirtschaftlicher. Bild 1:Typischer Aufbau einer PMBusbasierten Stromversorgung. logien. Das Portfolio umfasst Wandler mit Current-Mode-, Voltage-Mode-, Constant- Ontime oder D-CAP- (Direct connection to the Output CAPacitor)-Control. Daneben gibt es eine Reihe von Schaltwandlern, ebenfalls mit PMBus-Schnittstelle, wobei bei diesen das Feedback-Signal digitalisiert, die Kompensation mit einem Prozessor oder HW-Block berechnet und das PWM-Signal entsprechend angepasst wird. Der Vorteil dieses Konzepts liegt in der digitalen Kompensation und der weniger starken Abhängigkeit von Temperatur und Alterung. So ist es möglich, etwa bei einem Wechsel von einer induktiven zu einer kapazitiven Last,im Betrieb die Kompensation zu verändern. Auch die Art der Kompensation ist durch Änderung der Koeffizienten z.b. bei dem UCD9244 in einem digitalen IIR Filter2. Ordnung variabel. Hier kann der Anwender z.b. wählen, ob er bei einem Lastwechsel eine schnellereregelungder Ausgangsspannung auf den Sollwert bevorzugt oder doch auf Nummer sicher geht und ein Tiefpassverhalten einstellt. Bei diesem Baustein sind keine Programmier-Kenntnisse nötig, es werden lediglich die Parameter über eine grafische Benutzeroberfläche eingegeben. Natürlich findet man auch komplett prozessorbasierte Stromversorgungen. Es werden z.b. für die C2000-Prozessoren von TI Bibliotheken mit den entsprechenden Funktionsblöckenbereitgestellt. Der PMBus steuert und überwachtstromversorgungen Basierend auf dem I 2 C-Schnittstellenprotokoll ist der PMBus ein Protokoll zur Steuerung und Überwachung von Stromversorgungen. Bild 1 zeigt den typischen Aufbau eines PMBus-Systems. Zur PMBus-Schnittstelle gehören die Daten- und Taktleitungen sowie die SMBALERT Verbindung. Die CON- TROL Leitungen erlauben zusätzliche Funktionen wie Ein-/ Ausschalten der am Bus hängenden Schaltwandler. Jeder Wandler bekommt eine physikalische Adresse, die über Hardwarefest eingestellt wird. Mit dem Kommando WRITE_PROTECT kann der Wandler durch ein versehentliches Schreiben nicht überschrieben werden. Manche Hersteller haben einen optionalen WriteProtect-Pin als zusätzliche Sicherung. Alle Wandler müssen in der Lage sein, ohne Kommunikation mit der Host-MCU zu starten. Nicht alle Wandler unterstützen auch alle PMBus-Kommandos. Hier kommt man um den Blick ins jeweilige Datenblatt des Herstellersnicht herum. Via PMBus lässt sich das Verhalten schnelländern Fürdie in den Bilder 2bis 5gezeigten Oszillogramme wurden zwei 12-A-Regler des Typs TPS53915 an einen Rechner angeschlossen und über die grafische Benutzeroberfläche Fusion Digital Power Designer konfiguriert. So zeigen die Bilder 2 und 3 einen Wechsel der Einschaltreihenfolge von Coreund IO-Versorgung, z.b. bei einem Mikrocontroller. Dies ist bei der Entwicklung von Schaltungenmit ersten, Prototypen-Mustern sehr hilfreich, da die Reihenfolge einfach per Softwaregeändert werden kann. Des Weiteren kann die Steilheit der Anstiegsflanken eingestellt werden wie in Bild 4 und 5 zusehen ist.ein wichtiges Merkmal ist auch das Setzen der Pegel für Warnungenund Alarme. So können Eingangs- und Ausgangs-Spannungen und -Ströme in vorbestimmten Bereichen überwacht werden. Auch die Schaltfrequenz lässt sicheinstellen. In Bild 6wird das Verhalten der Ausgangsspannung im Falle eines Kurzschlusses (siehe Einbruch Robuster. Netzteile von EPLAX kurze Entwicklungszeiten und günstige Lösungendank des EPLAX Design-Pools kostenoptimierte Fertigung in Europa und Fernost für kleine und große Stückzahlen ausfallsichere,robuste Netzteile für härteste Umgebungen präzise Ausgänge mit neuester Schalttechnologie nahtlose Systemintegration 69

70 STROMVERSORGUNGEN // DIGITALPOWER Bild 2: Oszillogramm mit der Einschaltreihenfolge Core-Spannung vor IO-Spannung. Bild 3: Oszillogramm mit der Einschaltreihenfolge Core-Spannung nachio-spannung. Bild 4: Softstart in ca.2 ms. Bild 5: Softstart in ca.8 ms. der Eingangsspannung) gezeigt. Hier kann gewählt werden, ob die Spannung nach der Überlast ausgeschaltet bleibt oder automatischwieder hochfährt(hiccup Mode). Alle in diesem Beitrag beschriebenen Möglichkeiten sind ohne eine digitale PMBus-Schnittstelle nur mithilfe zusätzlicher Hardware, zum Teil aber auch überhaupt nicht realisierbar. Die Nutzung der PMBus-ICs ist kostenfrei, d.h. es fallen keine Lizenzgebühren für die Kunden an. Die Spezifikation sowie weitere nützliche Informationen können kostenlos über die PMBus- Webseitebezogenwerden. // TK (Quelle: Introduction to the PMBus, Texas Instruments Bild 6: Verhalten der Ausgangsspannung im Falle eines Kurzschlusses.Im Hiccup Mode fährt die Spannungnachder Überlastwiederhoch. 70

71 AKTUELLE PRODUKTE // STROMVERSORGUNGEN NETZTEILE Ausgangspannungenbis 650V DC Mit Modellen im DC-Hochspannungsbereich mit Ausgangsspannungen von 0 bis 160,0 bis 320 oder 0bis 650 V DC hat die TDK Corporation ihre programmierbare Netzteilreihe TDK- Lambda Z+ komplettiert. Die neue Reihe bietet nun acht Nennspannungen(10,20, 36,60, 100,160,320 und 650V DC )invier Leistungsstufen (200, 400, 600 oder 800 W Ausgangsleistung) bei kompakten Abmessungen von 70 mmbreite und 2 HE. Alle Modelle haben einen Weitbereichsnetzeingang von 85 bis 265 V AC und arbeiten im Konstantspannungs- oder Konstantstromquellen-Modus. Dank der Maße von70mmbreiteund 2HE lassen sich bis zu sechs Netzteile in einem optionalen 19-Zoll- Rackeinschub montieren und parallel betreiben. Alle Modelle lassen sich über die Frontseite oder extern über die eingebauten Schnittstellen programmieren. Die Netzteile tragen das CE-Zeichen gemäß Niederspannungsund RoHS-Richtlinie. Die EMV entspricht EN 55022/EN sowie der IEC/EN bezüglich leitungsgebundener und abgestrahlter Störaussendung. Die Sicherheitszulassungen umfassen die UL/EN/IEC die Auslegung entspricht zudem UL/EN TDK-Lambda Superior Solutions for Industrial &Energy. DIN-RAIL-STROMVERSORGUNGEN Jetzt auch mit 100 Watt Die DIN-Rail-Sicherheitsstromversorgungen der DRC-100-Serie von Mean Well (Vertrieb Emtron) mit einer Ausgangsleitung von 100 Wergänzen die bereits eingeführten Serien DRC-40 und DRC-60 nach oben. Die Stromversorgungen lassen sich auf die Hutschienen TS-35/7,5 oder TS- 35/15 montieren. Die DRC-100-Serie arbeitet mit Eingangsspannungenvon 90 bis 264V AC.Ver- fügbar sind zwei Modelle mit Ausgangsspannungen von 13,8 oder 27,6 V DC.Damit steht ein zusätzlicher Ausgang zum Laden der üblicherweise in der Branche verwendeten 12-V- und 24-V-Batterien zur Verfügung. So können die Anwender ihre Sicherheitssysteme sehr einfach aufbauen, insbesondereinden Anwendungen, die mit unterbrechungsfreier Gleichspannung Fehler oder den Ausfall der Eingangswechselspannung ausgleichen müssen. Dazu zählen Sicherheitssysteme wie Notbeleuchtungen, Alarmsysteme, Gleichstrom- USV-Systeme, zentrale Überwachungssysteme, Zugangssysteme etc. Die Stromversorgungen arbeiten mit einem Wirkungsgrad vonbis zu 89% und eignen sich für einen Temperaturbereichvon 30bis 70 C. Emtron Aluminum electrolytic capacitors for high ripple currents PFC products for energy efficiency and power quality EMC and sine-wave filters forcurrents up to 8kA Xand Ycapacitors for EMI suppression UHV ceramic capacitors for highest reliability Pulse transformers for LAN interfaces Common-mode chokes for high currents Varistors and surge arresters for overvoltage protection High reliability power capacitors Output chokes up to 1500 A High reliability SMT power inductors CeraLink capacitors for embedding inigbt modules 71

72 STROMVERSORGUNGEN // GROSSSPEICHER GroßeVanadium-Redox-Flow- Batterie entlastet das Stromnetz Das Forschungsprojekt Smart PowerFlow erprobt den Einsatz von Großbatterien zur Entlastung des Stromnetzes. In Tussenhausen wurden nun der bayernweit größte Ortsspeicher in Betrieb genommen. Nahmen den bayernweit größten Ortsspeicher in Tussenhausen in Betrieb (v.l.): Johannes Ruf,1.Bürgermeister Markt Tussenhausen, Volker Wachenfeld, SMA Solar Technology AG, Dr.Markus Litpher,LEW- Vorstandsmitglied, Franz Josef Pschierer, Staatssekretär im Bayerischen Wirtschaftsministerium, Philip Hiersemenzel, Younicos, Dr. Claus Beneking, Reiner Lemoine Institut. Im Projekt Smart Power Flow wird der Einsatz einer großen Vanadium-Redox-Flow- Batterie im lokalen Niederspannungsnetz der LEW Verteilnetz GmbH (LVN) erprobt. Dazu wurde kürzlich der Ortsspeicher in Tussenhausen offiziell in Betrieb genommen. Der Batteriespeicher soll das regionale Stromnetz unterstützen und entlasten. Er ist der bislang größte Speicher seiner Art in Bayern. An dem Pilotprojekt Smart Power Flow sind neben LVN auch das Reiner Lemoine Institut, die SMA Solar Technology AG und die Younicos AG beteiligt. Der Umbau der Energieversorgung in Deutschland hat große Auswirkungen auf die regionalen Stromnetze. Ursprünglich waren die Netze zum Verteilen des Stroms angelegt. Heute sammeln sie in Bayerisch- Schwaben vorallem Stromausden zahlreichen Photovoltaik-Anlagen ein. Der neue Ortsspeicher soll den überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien lokal zwischenspeichern und später bei Bedarf wieder ins Ortsnetz abgeben. Der Batteriespeicher schafft so einen effizienten, lokalen Ausgleich zwischen Erzeugung und Verbrauch. Im Projekt Smart Power Flow soll untersucht werden, inwiefern ein regionaler Netzausbau durch den Einsatz von Batteriespeichern vermieden werden kann. Der Ortsspeicher unterstützt die lokale Spannungshaltung, so dass zukünftige Netzausbaukosten minimiert und die Aufnahmefähigkeit des Verteilnetzes für erneuerbare Energien maximiert wird. Außerdem möchten die Projektpartner mit dem Ortsspeicher verschiedene Betriebsund Vermarktungsweisen erproben, beispielsweise Spannungshaltung, Frequenzregelung, Blindleistungsmanagement und die Teilnahme am Regelenergiemarkt.Damit soll gezeigt werden, dass der Spagat zwischen wirtschaftlichem und netzstützendem Betrieb möglichist. Bild:LEW /Ruth Plössel In der Energiewelt von morgen übernehmen die Verteilnetzbetreiber eine wichtige Rolle. Denn sie bilden die wesentliche Plattform für ein dezentrales Energiesystem, sagt LEW-Vorstandsmitglied Dr. Markus Litpher. Wir möchten den Umbau des Energiesystems daher aktivgestalten und Lösungen aus der Praxis präsentieren. Dafür erproben wir neue Technologien, wie den Einsatz eines großen Batteriespeichers im Projekt SmartPowerFlow. Intelligenter Speicher auch auf Verteilnetzebene Clemens Triebel, Mit-Gründer des SpeicherpioniersYounicos, ergänzt: Wir freuen uns darauf zeigenzukönnen, wie vielseitig intelligente Speicher auch auf Verteilnetzebene eingesetzt werden können. Wie die schon heutewirtschaftlichen Batterieparks auf Übertragungsnetzebene ermöglichen auch sie es uns mehr erneuerbare Energien zu nutzen. Als Standort für den Ortsspeicher wurde die Marktgemeinde Tussenhausen im Landkreis Unterallgäu aus 80 möglichen Orten ausgewählt: Zum einen speisen im Ortsnetz mehrere Photovoltaikanlagen Strom mit einer Leistung von maximal 560 kw ein. Zum anderen ist ein entsprechend großer Ortsnetztransformator vorhanden. Der Batteriespeicher wurde am Ortsrand auf dem Gelände der Reiner Wertstoff Recycling GmbH aufgestellt. DerStandort bietet ausreichend Platz, ist gut zugänglich und liegt in der Nähe der Ortsnetzstation. Mit einer Leistungvon 200kWund einer Kapazität von400 kwh ist der Ortsspeicher in Tussenhausen bayernweit der größte seiner Art. Außerdem kommt die erste Vanadium-Redox-Flow-Batterie, der Cell- Cube FB DC von Gildemeister energy solutions,im süddeutschen Raum zum Einsatz. Bei dieser speziellen Technologie speichertdie Batterie die elektrische Energie in Form von flüssigen Elektrolyts. Eine Vanadium-Redox-Flow-Batterie bietet zahlreiche Vorteile: Sie verfügt über eine 72

73 Überzeugen durch Leistung hohe Lebensdauer,hat nahezu unbegrenzte Ladezyklen und kann ohne Probleme komplett entladen werden. Die Batteriekapazität ist dank ihres modularen Aufbaus beliebig erweiterbar und muss außerdem kaum gewartet werden. Der Großspeicher ist besonders für den Einsatz als Quartierspeicher oder für Industrie und Gewerbe geeignet. So könnten in Zukunft beispielsweise Gemeinden, große Unternehmen, Gewerbekunden oder landwirtschaftliche Betriebe einen solchen Speicher nutzen, um ihren Eigenverbrauch zu erhöhen oder am Regelmarkt teilzunehmen. Vom BMWi gefördertes Projekt SmartPowerFlow Projektpartner bei dem für drei Jahre angelegten Projekt sind das Reiner Lemoine Institut,die SMA Solar Technology AG,LEW Verteilnetz GmbH und Younicos.Die Kosten für das Forschungsvorhaben belaufen sich aufinsgesamt 2,9Mio..Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) fördert das Projekt Smart Power Flow aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages. Weitere Informationen gibt es unter Die LEW Verteilnetz GmbH sorgt als regionaler Verteilnetzbetreiber für einen zuverlässigenund sicheren Betriebdes Stromnetzes und gewährleistet einen diskriminierungsfreien Netzzugang. Das Netzgebiet der LEW Verteilnetz GmbH umfasst Bayerisch-Schwaben sowie Teile Oberbayerns. Die LEW Verteilnetz GmbH ist eine Tochtergesellschaft der LechwerkeAG(LEW). Younicos ist ein weltweit agierender Anbieter von intelligenten Netz- und Energiespeicherlösungen auf Basis unterschiedlicher Batterietechnologien. Younicos wurde im Jahr 2005 in Berlin gegründet und beschäftigt dort sowie in Austin (USA)mittlerweile rund 130 Mitarbeiter. Das Reiner Lemoine Institut arbeitet im Bereichder Systemintegration vonerneuerbaren Energiesystemen in den Schwerpunktbereichen optimierte Strom- und Wärmemodelle, alternative Mobilitätskonzepte und Off-Grid-Systeme. Die SMA-Gruppe ist ein globaler Anbieter von Photovoltaik-Wechselrichtern und bietet innovative Schlüsseltechnologien für künftige Energieversorgungsstrukturen an. Sie hat ihren Hauptsitz in Niestetal bei Kassel und ist in 21 Ländern vertreten. Die Unternehmensgruppe beschäftigt weltweit mehr als 4000 Mitarbeiter. // TK LEW +49(0) Rutronik &Yageo Mittelspannungs-MLCC mit hoher Kapazität für Leistungsanwendungen Rutronik präsentiert die leistungsstarken und zuverlässigen MLCCs mit hohem CV-Wert von Yatego hohe Kapazität, Mittelspannung, lieferbar in vielen Gehäusegrößen von 0805 bis Merkmale und Vorteile gleichzeitig hohe Kapazität und Gleichspannung höhere Energiedichte hohe Zuverlässigkeit ohne Polarität TC: X7R (-55 C C) Kapazität, Spannungsbereich: 1-10 uf, V Anwendungen Stromversorgung Gleichspannungswandler Beleuchtung Server Weitere Informationen über MLCCs: / Auch erhältlich unter

74 AKTUELLE PRODUKTE // STROMVERSORGUNGEN Der FED ist seit 2010 zertifizierter Bildungsträger und unterstreicht damit seit Jahren seinen Qualitätsanspruch auf dem Dienstleistungssektor der Aus- und Weiterbildung. Seit 6Jahren zertifizierter Bildungsträger FED e. V. Zulassungs-Nr Neben dem Nachweis der erfolgreichen Umsetzung des Managementsystems, der Erfüllung der Zertifizierungsanforderungen lt. SGB III AZAV Trägerzulassung lag ein Schwerpunkt der diesjährigen Auditierung auf der Umsetzung des KVP (Kontinuierlicher Verbesserungsprozess). Seitens des Auditors der DQS wurde dem Verband eine vorbildliche Umsetzung von Verbesserungspotentialen, die zum großen Teil ihren Ursprung aus Anregungen von Teilnehmerrückmeldungen haben und damit eine direkte Reflektion des Arbeitsmarktes darstellen, bescheinigt. Doch auch die Erweiterung, Überarbeitung, Neugestaltung von Aus- und Weiterbildungsangeboten wurde in dem Zusammenhang hervorgehoben. Hier sei in erster Linie das neue Schulungsprogramm Zertifizierter Elektronik-Designer in den Stufen ZED Level I-IV genannt. Sie haben Fragen zum neuen Schulungsprogramm ZED? Wir sind für Sie da. FED-Geschäftsstelle Berlin Tel. +49(0) Fax +49(0) Anschrift: Alte Jakobstr.85/ Berlin INDUSTRIE-PC-NETZTEIL MitUL508-Zulassung Das Industrie-PC-Schaltnetzteil BEP-530H vonbicker Elektronik wurde für die zuverlässige Stromversorgung von lüfterlosen Industriecomputern im 24/7-Dauerbetriebkonzipiert. Es liefert imlüfterlosen Betrieb 250 WDauerleistung, mit 10-CFM- Luftstrom sogar bis zu 300 W. Sein Weitbereichseingang ist für 85 bis 264 V AC ausgelegt. Das Netzteil mit aktiverleistungsfaktorkorrektur ist zugelassen nach UL508 und TÜV EN Zur Einhaltung der UL508-spezifischen Leistungsbegrenzungwird die Gesamtleistung des +12-V- Ausganges auf zwei separate 12-V-Stromschienen mit maximal je 15 AAusgangsstrom verteilt. Das BEP-530H wurde hinsichtlich der Störfestigkeit gegen Stoßspannungen nach EN ausgelegt und hält 4-kV-Surge-Belastungen (L-PE) problemlos stand. Standardmäßig integriert sind ein Kurz- Die 1-W-DC/DC-Wandlerserie AM1DE-Z von Aimtec (Vertrieb: setron) bietet einen erweiterten Betriebstemperaturbereich von bis zu 105 C. Zudem weisen die Bausteine eine I/O-Isolation von maximal 3000 V DC sowie einen konstanten Kurzschlussschutz auf. Aus Eingangsspannungen von5,12und 15 V DC werden Ausgangsspannungenvon 5, 12 und 15 Voder bei dualen Typen ±5, 74 schluss-, Überlast- und Überspannungsschutz an den Netzteil-Ausgängen des fest montierten ATX-Kabelbaumes. Der 5-V-Standby-Ausgang kann mit bis zu 3 A belastet werden. Das BEP-530H arbeitet in einem Umgebungstemperaturbereich von 10 bis 70 C. Das effiziente Schaltungsdesign sorgt für einen Wirkungsgrad von91%. BickerElektronik DC/DC-WANDLER 1-Watt-Wandlerbis 105 C ±12 oder ±15 Verzeugt.Bei einer Last von 100 %können die DC/ DC-Wandler in einem Umgebungstemperaturbereich von 40 bis 95 C betrieben werden, bei einer Last von 90% erhöht sich der Maximalwert der Temperatur auf105 C.Die neue Serie eignet sich hervorragend für raue Betriebsbedingungen und kann in eine Vielzahl von Anwendungen wie digitale Schaltkreise, analoge Applikationen mit niedrigerfrequenz oder Relaistreiber integriertwerden. Die Serie AM1DE-Z ist im kompakten SIP7-Gehäuse mit den Maßen 19,50mmx6,00 mm x9,90mm erhältlich. Mit ihrer I/O-Isolation von1500 oder 3000 V DC sind die Komponenten für verschiedene Industrie-, Telekommunikations-und Computer-Anwendungengeeignet. setron

75 AKTUELLE PRODUKTE // STROMVERSORGUNGEN BATTERIE-MANAGEMENT-IC Fürbis zu acht Li-Ion-Zellen Eine weitgehend automatisierte Steuerung und Überwachung von Akkus mit drei bis acht in Serie geschalteten Lithium-Ionen-CoO 2 -, -Mn 2 O 4 -oder -FePO 4 - Zellen ermöglicht der mit einer integrierten State Machine ausgestattete und bei SE-Spezial Electronic verfügbare Batterie- Management-IC ISL94203 von Intersil. Der für die jeweiligen Anforderungen konfigurierbare Baustein unterstützt das automatische Abschaltendes Akkus bei Über- und Unterspannung, zu hohem Strom oder Kurzschluss, das automatische Wiederhochfahren nachkurzzeitigen Grenzwertüberschreitungen sowie den automatischen Zellausgleich innerhalb des Batterie-Packs. Lediglich für letzteren Fall werden ergänzend zur internen State Machine noch einige externe FETs benötigt. Die für die Konfiguration und Kalibrierungbenötigten Register sind in einem internen EEPROM gespeichert. Um mittels High- Side-Verbindung ein solides Massebezugspotenzial für die gesamte Schaltung sicher stellen zu können, ist der aufdem Chip integrierte Lade-/Entlade-FET- Treiber zusätzlich mit einem Ladungspumpen-Treiber zur Aktivierungder NMOS-FETs ausgestattet. SE Spezial-Electronic Tages-Newsletter die Nachrichten der letzten 24 Stunden Jetzt anmelden Scan mich! newsletter 07283_01 HUTSCHIENENNETZTEILE Besonders schlanke Serie Der Distributor Neumüller hat die ultrakompakten Hutschienennetzteile der Sync-Serie von Delta Electronics in sein Produktportfolio aufgenommen. Die Netzteile erfordern mit ihren Gehäusemaßen von75 mm x21mm x 89,5 mm nur wenig Bauraum. Ihr robustes Kunststoffgehäuse ist flammhemmend und daher auch nachder UL-94V-0-Spezifikation zertifiziert. Das 30-W- Modell DRS-24V30W1AZ mit 24-V-Ausgang ist das erste Netzteil der neuen Serie. Mit seinem breiten Eingangsspannungsbereichvon 85 bis 264V AC eignetes sich für den weltweiten Einsatz. Der zulässige Betriebstemperaturbereich reicht von 20 bis 70 C.Eine weitereprodukteigenschaft ist die Störfestigkeit gegen schnelle transiente elektrische Störgrößen (Burst) sowie gegen Stoßspannungen (Surge) (IEC , IEC ). Dies ermöglicht einen Einsatz der Netzteile selbst unter härtesten Bedingungen und in rauer Umgebung. Das Modell DRS- 24V30W1AZerfülltdarüber hinaus alle wichtigen Sicherheitsvorschriften. Die Ausgangsschaltungentspricht NEC Class 2(UL ) und Limited Power Source (IEC/EN ). 9. EntwicklErforum AkkutEchnologiEn november 2015 lindner PArk-hotEl hagenbeck hamburg grundlagen lithiumionen-akkutechnologie und ladegeräte Expertenforum &Ausstellung Alle infos unter: melden Sie sich jetzt an! Tel Fax mail@batteryuniversity.eu Neumüller 75

76 PREMIUM SPONSOR ENTWICKLUNG & AUSWAHL VON STROMVERSORGUNGEN BUSINESS SPONSOR /21.Oktober 2015, Vogel Convention Center VCC, Würzburg Alle Details zuprogramm und Kongress unter: Versorgen Sie Ihre Geräte effizient, sicher und zuverlässig. Auf dem Power-Kongress lernen Sie in Fachvorträgen aktuelle Best Practices in Auswahl und Design von Stromversorgungen kennen und dank der Fachausstellung die passenden Komponenten gleich dazu. VERANSTALTER:

77 AKTUELLE PRODUKTE // STROMVERSORGUNGEN LABORSTROMVERSORGUNGEN Für manuelle und automatische Prüfaufgaben Die DC-Laborstromversorgungen der Serie E36100 erweitern das Angebot von Keysight (Vertrieb in Deutschland: Meilhaus Electronic). Die fünf Modelle stellen max. 6V/5 A, 20 V/2A,35V/1 A, 60 V/0,6 Aund 100 V/0,4 Amit einer Toleranz von 0,01% für die Spannung und 0,02% für den Strom zur Verfügung. Die Eingangsspannung ist mit einem Schalterauf 100,115 oder 230V mit ±10% Toleranz und mit 47 bis 63 Hz einstellbar. Über den Drehknopf und das OLED-Display sowie die Drucktasten kann man den Ausgangswert mit der gewünschten Auflösung einstellen. Dabei lassen sich bis zu zehn komplette Einstellungen ineinem nicht-flüchtigen Speicher ablegen und wieder aufrufen. Über die standardmäßígen LXIund USB-2.0-Anschlüsse lassen sich die Geräte programmierten. Die Stromversorgungen zwischen 0und 40 C, sind gegen Überspannung und Überstrom geschützt und entsprechen der EMVDirektive (2004/108/EC) IEC :2012/EN :2013 Gruppe 1, Klasse A. Sie entsprechen zudem den Sicherheitsstandards UL Edition, CAN/CSA-C22.2 No , IEC : Edition. Meilhaus Electronic IMAGE-BROSCHÜRE Rund um die Stromversorgung alles aus einer Hand In einer komplett neuen Broschüre gibt inpotron einen Überblick über seine Lösungen für individuelle Stromversorgungen und Dienstleistungen. Das Unternehmen zähltzuden Spezialisten für die Entwicklung sowie Fertigung kundenspezifischer Stromversorgungen und liefert AC/DC- sowie DC/DC-Wandler und USV-Anlagenals offene Platine, Open Frame oder Komplettgerät. Der Schwerpunkt liegt im Leistungsbereich von 0,5 Wbis 1 kw. Von der Entwicklung bis zur Fertigung erhalten Kunden Die kompakten Netzteile der KL- Serie voncosel (Vertrieb: Fortec Elektronik)für die Tragschienenmontage eignensich für alle industriellen Marktsegmente, in denen robuste Technik zum at- alles aus einer Hand, und zwar 100% Made in Germany. Die kundenspezifische Entwicklung ist gemäß der Unternehmensphilosophie mehr als die Summe der Einzelkomponenten. NETZTEILE Klein, langlebig undpreiswert traktiven Preis gefordert ist. Im Gegensatz zur KH-Serie ausdemselben Haus verzichtet die KL- Serie auf fast alle Zusatzfunktionen und konzentriert sich auf ihre Kernfunktion als langlebige Stromversorgung mit 5 Jahren Garantie. Status-LED sowie ein leicht zugängliches Trimmpotentiometer zur Spannungsjustage sind selbstverständlichvorhanden. Aufgebautals Soft-Switcher in einer fortschrittlichen Topologie kann die geringe Abwärme optimal abtransportiertwerden. Die Lebensdauer ist aufbis zu 10 Die inpotron-spezialisten in Sachen Elektronikentwicklung, Industrie, LED-Beleuchtungen und Medizintechnik wissen, wovon sie sprechen. Jede neue Aufgabe ist eine einzigartige Produktentwicklung, angefangen vonder Konstruktion, über Einkauf, Produktion und Logistik. UnterBerücksichtigung energieeffizienter Produktionsabläufe in Blick auf Qualität entsteht eine optimale Kunden-und Lösungsoptimierung. inpotron Jahre ausgelegt, der Wirkungsgrad liegt bei 90%. Mit einer Breite von gerade einmal 38 mm (Version mit 120W) bzw. 50 mm (240 W) Breite helfen die Netzteile dabei, wertvollen Installationsplatz im Schaltschrank einzusparen. Der Arbeitstemperaturbereich von 20 bis 70 C reicht für die meisten Anwendungen aus. Alle relevanten Zertifikatewie UL508,EN60950 und CE liegen vor, der Funkstörgrad erfülltclassb. Fortec Elektronik 77 MAGAZIN- NEWSLETTER DC/DC-MODULE BDC NEU! Flexible Montage DIN-Rail Chassis PCB/Print JETZT ANMELDEN Aktuelle Ausgaben digital und kostenlos lesen. VergosseneDC/DC-Wandler W im Aluminium-Gehäuse Hoher Wirkungsgrad bis93% Temperaturbereich C 3Jahre Garantie Bicker Elektronik GmbH

78 AKTUELLE PRODUKTE // STROMVERSORGUNGEN zuverlässig & innovativ Die Power-Module von Mornsun DC/DC Converter Isolation Single Twin Dual Triple Quad Output RoHS COMPLIANT 1-15 kvdc V /-(1.5-15)V 2x 5/9/12/15/24V ±(3.3/5/9/12/15/24)V ±(12/15)V; 3.3/5V 4x 5V W Fixed Input (5%/10%)%) TempRange -40 C to +105 C SMT, THT (SIP &DIP) 1-50W Wide Input (2:1/4:1) EMI meets EN Class A/B SMT, THT, Chassis, DIN-Rail 5-40W Wide Input (6:1/12:1) Input Voltage up to 1200V Ideally suited for PVSystems 0.3-2A Non-Isolated (78xx) LinRegulator Replacement SMT, THT (SIP &DIP) NETZMODULE Zuverlässig auch beifrost RECOM hat eine neue Generation seiner Low-Power-Netzmodule mit 2 und 3 W Leistung vorgestellt, deren Arbeitstemperaturbereicherweitertwurde. So können die Netzteile der Serien RAC02-SE/277und RAC03-SE/277 nun auch bei Temperaturen bis 40 C eingesetzt werden. Neu ist auch,dass das 2-W-Modulnun mit Kabeln erhältlich ist.die mit 18 mm Höhe sehr kompakten Module der Serien RAC02-SE/277 und RAC03-SE/277 haben einen Eingangsspannungsbereichvon 85 bis 305 V AC sowie 120 bis 430V DC und sind mit Ausgangsspannungen von 3,3, 5, 12 und 24 V DC erhältlich. Im Leerlauf verbrauchen die Module maximal 40 mw und eignen sichsomit besonders zur Versorgung von Sensoren und Standby-Anwendungen. Die Isolationsfestigkeit zwischen Ein- und Ausgang beträgt von 3kV AC /1 min. Die Module sind als DIP-Version mit ENERGYHARVESTING-IC Fürdrahtlose Sensor-Nodes Cypress Semiconductor hat eine Familie von Power-Management- ICs (PMIC) für das Energy Harvesting vorgestellt, die winzige solarbetriebene Funksensoren für das Internet der Dinge (IoT) ermöglichen. Es handelt sich laut Hersteller um die weltweit ersten Single-Chip-PMIC mit niedrigster Leistungsaufnahme für das Energy Harvesting. Sie lassen sich mit Solarzellen ab Standard-Pinout oder bedrahtet lieferbar. Dank integrierter Eingangsfilter entsprechen die Module der EN55022 Class B. Sie kommen ohne externe Komponenten ausund sind dauerkurzschlussfest mit automatischem Wiederanlauf nachfehlerbehebung. Die Module sind gemäß IEC/EN/UL zertifiziert und kommen mit 3 Jahren Garantie. RECOM einer Mindestgröße von 1cm 2 einsetzen. Die PMIC sind vollintegriertund eignen sich daher optimal für batterielose drahtlose Sensor-Nodes (WSN), die physikalische und Umgebungsgrößen für Smart Homes,Gewerbegebäude, Infrastruktur und Landwirtschaft überwachen. Cypress bietet eine Komplettlösung zum batterielosen Energy Harvesting an, die mit dem S6AE101A-PMIC, dem ersten Bauteil der neuen Familie, einemez-ble-proc-modul für Bluetooth-Low-Energy-Konnektivität und zugehöriger Software inei- nem. Der Energiebedarf der S6AE101A-PMIC beim Einschaltenliegt bei 1,2 µw, die Stromaufnahme bei 250 na. So steht ein Maximum der Energie für die eigentliche Anwendungzur Verfügung. Cypress

79 AKTUELLE PRODUKTE // STROMVERSORGUNGEN OPEN-FRAME-NETZTEILE 225 und 350 Watt für ITE und Medical Günter Power Supplies hat die Netzteile der Low-Profile-Serien (M)WLP225 und (M)WLP350 als Open-Frame-Ausführungen neu ins Portfolio aufgenommen. Sie liefern Ausgangsspannungen zwischen 12 und 58 V, entsprechen Schutzklasse I oder II (225 W)/Schutzklasse I(350 W) und haben die Maße 4 x2 x1 (225W)bzw.5 x3 x1 (350W). Die Netzteile arbeiten bis 112,5 W/200Wmit Konvektionskühlung und mit Lüfter werden bis zu 225 W/350 Werreicht. Die Stromversorgungen werden vie- len Anforderungen gerecht. So eignen sie sich beispielsweise für einen Betriebstemperaturbereichvon 40 bis 50 C,mit Derating sogarbis 70 C und begnügen sich mit einer Leerlaufleistung von <0,5 W. Ihr Wirkungsgrad beträgt bis zu 94%und die MTBF ist mit > Stunden angegeben. Die Netzteile der Serien (M)WLP225und (M)WLP350 sind nach EN rd Edition und EN nd Edition zugelassen. Günter PowerSupplies PLUG &PLAY-REFERENZKITS So wird drahtloses Laden massentauglich IDThat sofort einsatzfertige Wireless PowerKits vorgestellt, mit denen sich drahtloses Laden einfach, kostengünstig und praktisch in eine Vielzahl von Consumer-Elektronikprodukten integrieren lässt. Die Qi-konformen Sender- und Empfänger- Referenzkits vereinfachen als Plug&Play-Lösungdie Integration und ermöglichen die Umsetzung innerhalb weniger Stunden. Die 5 W/5 V-Lösung eignet sich für Anwendungen wie PC- Peripherie, Möbel, Medizintechnik und andere tragbare Geräte. Die Referenzkits enthaltenneben den Referenzboards u.a. auch Lehrvideos, Handbücher, Anpassungshilfen zur Erkennung von Fremdkörpern, Layout-Hilfen, Layout-Instanzierungsmodule, Stückliste, Gerber-Dateien. Beide Referenzkits bieten Layout-Dateien für 2-lagige Leiterplatten, wasmaximale Flexibilität für die meisten Anwendungen ermöglicht.die Boards sind Qi-konform. Die Kits eignen sich für das sofortige Prototyping. Ein zugehöriges Layout-Modul ermöglicht die direkte Instanziierung auf ein System-Board. Eine optimierte und vollständiggetestete Stückliste erübrigt die aufwändige Bauteilauswahl. IDT IP64-IP67 LED Netzteile DIN W Hutschienennetzteile W PFC Schaltnetzteile DC/DC-WANDLER Weltrekord im SIP-8 Gehäuse Bei der TMR 9-Serie von Traco PowerhandeltessichnachHerstellerangaben um die weltweit erste DC/DC-Wandler-Serie im SIP-8-Gehäuse, die eine isolierte und regulierte Spannung bei 9W Ausgangsleistung bietet. Dies entspricht gegenüber herkömmlichen SIP-Wandlern einer 50% höheren Leistungsdichte. Die Wandler der TMR 9-Serie wurden mit einem speziell entwickelten, großflächigen Schalttransistor bestückt, der die Verlustwärme optimal über eine besonders wärmeleitende Vergussmasse auf das Metallgehäuse und somit an die Umgebung ableitet. Betrieben werden können die DC/ DC-Wandler mit Volllast bei Umgebungstemperaturen bis 60 C oder bis maximal 85 C bei 50% Lastreduktion. Mit 1500 V DC Isolationsspannung, ext. Ein/Aus, Kurzschlusssicherheit und EMV nach EN55022 Class A, decken sie einen weiten Anwendungsbereich ab. Erhältlich mit Weitbereichseingang undden gängigenausgangsspannungen. TracoPower 79 Jetzt die aktuellen Kataloge anfordern

80 RELAIS // INDUSTRIE4.0 Wo liegt der Nutzen von Relais im Internet der Dinge? Als Koppelelemente zwischen Last und Logik sind Relais prädestiniert für Aufgaben im Internet der Dinge. Doch wo macht vernetzte Intelligenz Sinn und welche Konsequenzen hatdas? JÜRGEN STEINHÄUSER* Relais für Industrie 4.0: Die Integration der Intelligenz in das Relais bleibt auch in absehbarerzeit eine Frage des Nutzens. Die schöne neue Industrie-Welt 4.0 steht vor der Tür und entfacht einen Sturm, der so stark an derselben rüttelt,dass Gefahr besteht,dass diese ausden Angeln gehoben wird. Viel Sinnvolles wird versprochen und der Erwartungsdruck wächst,durch Vernetzungdie reale Industriewelt mitder virtuellen Welt zu synchronisieren. VomProduktionsprozess über vorbeugenden Unterhalt und On Demand gefertigten *JürgenSteinhäuser... istleitervertrieb und Marketing bei Elesta in Bad Ragaz /Schweiz. Ersatzteilen auf 3-D-Druckern scheint alles möglich. Doch wo macht vernetzte Intelligenz Sinn und was hat dies für Konsequenzen? In der untersten Ebene der Elektronik, bei Komponenten ohne eigene Intelligenz, wird dies am Beispiel elektromechanischer Relais deutlich. Als Koppelelementezwischen Last und Logik oder Lasttrenner sind sie geradezu prädestiniert im Internet der Dinge Aufgaben zu übernehmen. Von der einfachen Ansteuerung über Weitbereichsstromversorgung, punktgenaues Schalten von hohen Lasten, Pegelüberwachung von Rückmeldekreisen, Schaltzyklenzähler für die Verschleißbeurteilung der Relais,Thermoüberwachung der Relaisspule und vieles mehr wird ins Relais gepackt und an die Cloud geschickt. Istdas wirklichneu?standardisierte intelligente Relais-Chips sind seit Jahren käuflich zu erwerben oder es werden Individuallösungen in den jeweiligen Applikationen realisiert. Man denke nur an Pulsweitenmodulation (PWM)oder geregelte Lastschaltungen, die erst die Last zuschalten, wenn Kontakte geschlossen sind. Es ist auch kein Hexenwerk, Relaisinformationen an übergeordnete Systeme weiterzuleiten. Es wird seit Jahren in der Leittechnik, Prozessindustrie oder funktionalen Sicherheit praktiziert. Wäre es da nicht konsequent die Intelligenz ins Relais zu integrieren?auf der einen Seite ja. Die Vorteile dafür scheinen offen- 80

81 RELAIS // INDUSTRIE4.0 Bauteile Halbleiter Komponenten &Geräte Solid State Relays by Crydom Bild 1: Relais mit zwangsgeführten Kontakten für den Einsatz in Industrie-4.0-Anwendungen. Bauhöhe: 10,9 bis 32 mm, Schaltstrombereich: 3 ma bis 16 A. sichtlich: Eine kompakte Einheit,die jedem zur Verfügung steht. Aufwändige Adaptierungen fallen weg und das Endprodukt wäre schneller verkaufsfähig, da ja Integrationsschritte mit anderen Komponenten und Programmieraufwand wegfallen. Es sinkt zusätzlich ein beträchtlicher Teil des Risikos und der Verantwortung bei der Entwicklung der Steuerung und verlagertsich auf den Relaishersteller. Wasist die Kehrseiteder Medaille? Nennen wir es die Frage nach der individuellen Komplexität bzw. welche Leistungsfähigkeit der Relaishersteller bereitstellen muss,damit ein Universalprodukt akzeptiertwird. Relais sind aufgrund ihrer Einfachheit universell einsetzbar.esfinden sichgleichartige Relais in einem Niederspannungsschaltgerät ebenso wie in einer Heizungssteuerung oder im Medizingerät. Der Anspruch an die Intelligenz wird in erster Linie von der Anwendung bestimmt.dem Argument folgend bedeutet dies,entweder es gibt ein universelles Relais, welches sehr viele Forderungen abdeckt oder es werden anwendungsspezifische Chips integriert, die genau auf den jeweiligenindustriebereichabgestimmt sind. Eine dritte Möglichkeit besteht darin, ein Standardprodukt soweit für den Nutzer programmierbar zu machen, dass jeder für sich individuelle Funktionen realisieren kann. Bei genauerer Betrachtung sind starre, komplexe Universallösungen weniger vorteilhaft,da die Möglichkeit einer gleichartigen funktionalen Nutzung der Anwender ebenso gering erscheint,wie ein intelligentes Relais, welches die Mehrzahl der notwendigenfunktionen abdeckt. Branchenorientierte standardisierte Bausteine können ein Weg sein, gleichartige Funktionalitäten abzudecken, doch macht dies nur Sinn, wenn auch die mögliche Bedarfsmenge der jeweiligen Branche den Aufwand lohnt.dies ist nur zielführend, wenn die Branchenlösung für einen Großteil der Anwender funktionale und ökonomische Vorteile bietet,die eine individuelle Lösung unrentabel machen. Zu diskutieren bleibt, wer in einem solchen Fall die Eigenschaften der Branchenlösung definiert. Kritsch ist auch die Frage nach einer äquivalenten Second Source. Kommen wir zur Komplexität des Gesamtsystems.Ist ein Relais mit integrierterintelligenz noch ein Relais oder doch schon eine Art Gerät? Eine Frage, die heute keiner so richtigbeantworten kann. Werden dann Bedienungsanleitungen benötigt? Was ist mit EMV, CE, WEEE oder Produkthaftung, um nur einige Aspekte zu nennen? Fragen, die dann auch eine zum Teil rechtliche Dimension annehmen, Kosten nach sich ziehen und u.u. dazu beitragen, technische Eigenschaften und Knowhow preisgeben zu müssen. Wenden wir uns der individuellen Lösung zu. Das kann z.b. eine Kombination aus Halbleiterbauelement und Relais sein. Dies ist schon heutegangund gäbe. Solcheine Lösung hat den Charme, dass bereits bekannte Komponenten verwendet werden oder spezielle Relais-Chips integriert werden. In einigenfällen sind zusätzliche Bauelemente nicht notwendig, da ungenutzte Intelligenz vonbereits vorhandenen Komponenten für die Relaiskommunikation genutzt werden kann. Gerade bei komplexen Systemen kommt nochhinzu, dass das Einbinden in die Programmierung einfacher zu realisieren ist. Intern festgelegtesprachen und Vorgehensweisen sind anwendbar.systembrüche sind nicht zu erwarten, was bei Approbationen sehr hilfreich sein kann. Was nicht außer Acht gelassen werden kann, ist, dass Firmenwissen nicht extern transferiert wird. Wie die Praxis heute bereits zeigt, ist es durchaus möglich, dass einfache Intelligenz zugekauft und die komplexen, individuellen Funktionalitäten intern entwickelt werden. Wirklich neu beim Internet of Things (IoT) ist die ausgeprägte Kommunikation mit dezentralen Systemen. FürRelaiskombinatio- 81 Solid State Relays by Crydom 1- und 3-phasige SSRs Ausführungen für AC- und DC-Lasten PCB-Mount, Hockey-Puck, DIN Rail Mount und EMR Plug-In Distribution byschukat electronic Produkte detaillierte Technikinfos günstige Preise 24 h-lieferservice Onlineshop mit stündlich aktualisierten Preisen und Lagerbeständenen schukat.com SCHUKAT

82 RELAIS // INDUSTRIE4.0 nen bedeutet dies vermehrte InformationsweitergabeanübergeordneteDatensysteme, die außerhalb der klassischen Relaisfunktionalität liegen. Es ist dann mehr als die Weiterleitung von einfachen Funktionsdaten, wie z.b. Kontakt offen, Kontakt geschlossen oder auch Störmeldungen. Informationen zu Zyklenzahlen, Verschleißwerten, Temperaturdaten etc. könnten dazu beitragen, die Einsatzdauer von Relais zu erhöhen. Vorbeugende Wartung kann punktgenau gesteuert werden und Stillstandzeiten durch Geräteausfälle wären praktischpassé. Wo ist aber der richtige Knoten im Datennetz?Welche Qualität müssen Daten aufweisen, um aufeiner bestimmten Ebene verarbeitet zu werden und wie schnell muss die Verarbeitungerfolgen? Überwachungen von Signalkreisen können sehr zeitkritischsein und müssen sofort verarbeitet werden. Ein Zähler hingegen, der für die Fernwartungverwendet wird, ist weniger sensibel. Hinzu kommt die Datenqualität. Gerade bei analog schaltenden Relais oder Lasten, die über die Kontaktegeschaltet werden, die keine exakten High- oder Low- Signale aufweisen, sind die Daten aufzubereiten, zu interpretieren und in geeigneten Bild 2: Relais auf kompakter intelligenter Relaiskarte Protokollen den dezentralen Systemen zur Verfügung zu stellen. Die Frage der dezentralen Daten wird uns nochlängerbeschäftigen. VDI, VDE, BITKOM und ZVEI erstellten ein Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI4.0). Damit wird der Aufbau und die Arbeitsweise sogenannter Industrie-4.0-Komponenten beschrieben. Das Ergebnis wurde im Statusreport im April 2015 veröffentlicht ( Im ZVEI-Papier Die Industrie 4.0-Komponente ( Automation/Industrie%204.0_Komponente_Download.pdf) wird die Struktur und Aufgaben dieser Komponenten aufgezeigt. Somit ist die Basis für nutzbare Produkte gelegt. In jeder Anwendungist zu definieren, wo welche Information in welcher Art wann benötigt werden, wie lange die Verarbeitung dauern darf und was ist, wenn die Datenkommunikation gestört oder unterbrochen ist.bei sicherheitsgerichteten Anwendungen wie in der funktionalen Sicherheit,der Prozessindustrie, bei der Energietechnik oder im Medizinbereich werden Mischformen auftreten, bei denen die Daten teils intern im Gerät verbleiben und teils extern abgegeben werden. Dies ist in der Applikation sehr detailliertbehandelt. SichereAbschaltvorgänge müssen auch dann noch funktionieren, wenn die Cloud nicht mehr erreicht wird. Gibt es dann redundante oder sogar diversitäre, redundanteclouds? Es wird zukünftig notwendig, im Gerät Datenpakete zuklassifizieren, zu bündeln und, entsprechend des jeweiligen Status, direkt zu verarbeiten bzw. an eine übergeordnete Instanz abzugeben. Wie erfolgt dann aber die Rückführung der Daten und was ist, wenn die Rückführung aus dem Internet der Dinge gestört oder fehlerhaft ist? Was für Szenarien oder Automatismen starten dann? Werden Servicetechniker per Mobiltelefon automatisiert auf die Reise geschickt,stehen Prozesse still oder reagiert niemand, wo eine Reaktion dringend angeraten ist? Zu guter Letzt stellt sich die Frage nach Kosten und Nutzen. Intelligente Relais bringen Nutzen, wenn es sichrechnet.integration in einer Art Packaging ist aufwändig, da die Kontaktseite, die Ansteuerung und die Informationen inklusive Schnittstellen kompakt integriert sind. Lösungen mit klassischen Bauteilkombinationen aus Relais und zusätzlichen Bauelementen sind bis dato günstiger und bergen weniger Risiko, was Bauteilestaus betrifft. Relais 4.0 ist keine Utopie und in gewissen Anwendungsgebieten sicherlich sinnvoll. Man denke nur an Fernwartung, Gebäudeleittechnik oder Energiemanagement. Hierzu ist jedoch ein konsequentes Datenmanagement notwendig, welches differenziert nach direkter und dezentraler Verarbeitung unterscheidet.gerade im Hinblick auf die immer weiter fortschreitende Interaktion vonmenschund Maschine, der propagierten und zum Teil realisierten hautnahen Zusammenarbeit mit dem Kollegen Roboter wird mehr Intelligenz auch bei Relais benötigt. Die Integration der Intelligenz in das Relais bleibt auch in absehbarer Zeit eine Frage des Nutzens.Diese Fragewird der Markt beantworten, wenn die Sachlichkeit die Euphorie abgelöst hat. // KR Elesta +491(0) LEISTUNGSRELAIS VON LAYHER. SPITZENTECHNOLOGIE FÜR LEISTUNGSSTARKE PRODUKTE.

83 AKTUELLE PRODUKTE // RELAIS MOBILITÄT Board-to-FPC-Applikationen Die B01-Serie vonpanasonic, eine neue Produktreihe für Boardto-FPC-Applikationen mit einer Stromtragfähigkeit von 6 A,ist bestens geeignet für mobile Kleingeräte wie Wearable Devices und Embedded Solutions. Mobile Geräte werden immer filigraner und leistungsstärker. Auch die Bauteile, etwa Akkus, müssen dem Trend folgen. Daher muss die Verbindung zwischen der Batterie und den elektronischen Schaltkreisen zwar klein, aber dennoch für hohe elektrische Stromstärken geeignet sein. Die B01-Serie mit einer Steckhöhe von nur 0,6 oder 0,8 mm benötigt nur 2,40 mm x4,45mmauf der Leiterplatte. Zwei zusätzliche Signalkontakte ermöglichen eine gleichzeitige Einbindungvon Temperaturfühlern oder Batterie-ID-Erkennung. Abgeschrägte Seitenwände und ein hör- und fühlbares Einrasten erleichtern das Ineinanderfügen der Verbindungsteile. Eine hohe Haltekraft vonüber 10 Ngewährleistet eine zuverlässige Verbindung. Panasonic Der Superheld unter den Safety-Relais KOOPERATION Zettler-Relais bei Schukat Insbesondere für die Industrieund Steuerungstechnik sind die Miniatur-Power-Relais aus den Serien AZ9405 mit 10 Aund AZ943 mit 15 ASchaltvermögen sowie die SPST-Subminiatur- Zeitschaltungen werden meist via Steuerung abgedeckt. Für alle übrigen Anwendungsfälle bietet Automation24 nun zwei multifunktionale Zeitrelais der Firma Selec an. Eine digitale und eine analoge Ausführungstehen zur Wahl. Das analoge Zeitrelais mit 13 Zeitfunktionen in 10 Zeitbereichen kann von 0,1 Sekunden bis 3Stunden per Drehknopf eingestellt werden. Die digitale Ausführungmit 8Zeitbereichen bis 9Stunden 59 Minuten wird via Tasten und Display bedient. Beide Zeitrelais sind für die ein- Power-Relais AZ7709 mit 5 A Schaltvermögen. Ziel der Kooperation ist,über Schukat eine zentrale Schnittstelle für Kunden von Zettler zu schaffen. Mit seinen Relais zählt Zettler zur ältestenmarkein diesem Produktsegment: Wir erarbeiten mit Kunden bereits das Design-In, so Stefan Schlosser, Managing Director,Zettler. Die Relais haben ein gutes Preis-Leistungsverhältnis, so Annette Landschoof, Produktmanagerin, Schukat. Schukat/Zettler BISZU15ZEITFUNKTIONEN Selec-Zeitrelais beiautomation24 fache Tragschienen-Montage vorgesehen und können schnell über Schraubklemmen verdrahtet werden. Sie verfügen über die Schutzart IP20 und decken alle gängigen Zeitfunktionen ab.zur Auswahl stehen verschiedene Varianten der Ansprech- und Rückfallverzögerung und des Impulsformens, Einschaltwischer, Blinker mit Pausen- oder Impulsbeginn, ansprechverzögerter Impulsgeber sowie ein Toggle-Relais. Automation24 Ausgereift und sicher die SF-Y Relaisfamilie mit zwangsgeführten Kontakten vereint ein hohes Schaltvermögen in einer kompakten Bauform mit höchster Qualität. 4-poliger Typ mit 2 NO und 2 NC(2a2b) oder 3 NO und 1 NC(3a1b) 6-poliger Typ mit 4 NO und 2 NC(4a2b) oder 5 NO und 1 NC(5a1b) Vollzwangsführung nach IEC , TypA Nominelle Schaltleistung 6A /250VAC, 30VDC Verstärkte Isolierung (5,5mm Luftund Kriechstrecke) zwischen allen Kontaktsätzen Panasonic Electric Works Europe AG Tel.: +49(0) Fax: +49(0) info.peweu@eu.panasonic.com 83

84 RELAIS // KFZ-APPLIKATIONEN Relaisbasierte KurzzeitapplikationenimKfz Um einer Fahrzeuglebensdauer von 18 Jahren und mehr zu genügen, ist die Kenntnis der Lastwechsel sowie der elektrischen Parameter der Kfz-Applikationen wichtig. Wirzeigen, worauf es ankommt. DR.DIETMAR TSCHIERSE* Relais im Auto: Im Durchschnittsind etwa 20 elektromechanische Relais im Fahrzeug eingebaut.bei vollausgestatteten Premiumfahrzeugen können es sogar bis zu 100 Relais sein. Bei einer derzeitigen durchschnittlichen Kfz-Lebensdauer von 18 Jahren in Deutschland (14 bis 26 Jahre je nach Automarke; Stand 2014 [1]), müssen auch seltengenutzteanwendungendes Kraftfahrzeuges nach vielen Jahren immer noch funktionsfähigsein. Viele von diesen werden von elektromechanischen Relais geschaltet. Im Durchschnitt sind etwa 20 elektromechanische Relais im Fahrzeugeingebaut. Beivollausgestatteten Premiumfahrzeugen können es sogarbis zu 100 Relais sein [2]. Um eine Fahrzeuglebensdauer von 18 Jahren und mehr zu überstehen, ist die Kenntnis *Dr. Dietmar Tschierse... arbeitet als Applikationsingenieur bei TE Connectivity in Berlin. der zu erwartenden Lastwechsel der Relais wichtig. Es muss geklärt werden, ob ein Relais, das laut Datenblatt, Mal eine Widerstandslast von 30 A schalten kann, beispielsweise ebenfalls Mal eine induktive Motorlast von350 Wschaltenkann [3]. Bei Fahrzeugen geht man von maximal Startvorgängen über die Lebensdauer aus. Umgerechnet auf die Startvorgänge pro Tag kommen wir bei 18 Jahren Gebrauchsdauer auf 23 Starts. Bei 26 Jahren sind es 16 Starts pro Tag und 29 bei einer Gebrauchsdauer von nur 14 Jahren. Viele im Automobil verwendete Relais werden, im Vergleichzur Betriebsdauer des Wagens, nur kurz verwendet, sind also nicht während der ganzen Fahrtaktiviert. Hierzu gehören unter anderem Applikationen wie das Zentralverriegelungssystem (ZV), der Starter, die elektrische Handbremse und eher seltenaktivimvergleichzur Anzahl von Startvorgängen die Sitzverstellung, das Heckklappenschloss,die Tankdeckelverriegelung sowie die Fensterheber (FH). Der zeitliche Rahmen,inder diese Funktionen aktiviert sind, bewegt sich zwischen 200 msbis zu etwa 1min. Für die überwiegende Anzahl der genannten Anwendungen werden jeweils zwei Wechsler-Relais in typischer Umpolschaltung verwendet (Bild 1, Prinzipschaltbild). Das zweiterelais ist dann für die Umpolung bzw.für die Änderung der Drehrichtungzuständig. Beider Auswahl der Relais ist neben der geforderten Schaltspielzahl die Kenntnis der elektrischen Parameter der zu schaltenden Applikation notwendig. Hierzu gehören der maximale Einschalt- und Ausschaltstrom, sowie die Induktivitäten der zu schaltenden Stellmotoren. Die zur geforderten Schaltspielzahl zusätzlich erforderlichen Randbedingungen und Parameter sind im Folgenden kurz zusammengestellt. In Klammern dargestellt sind die Werteaus dem Automobilbereich: T Umax :Maximal zulässige Umgebungstemperatur (85 C; 105 C; 125 C) I max, ein :Maximaler Einschaltstrom (3 bis 85 A) T RSpule : Maximal erlaubte Temperatur der Relaisspulendrahtwicklung. Je nach verwendeter Isolationsdrahtklasse (155 C; 180 C oder 220 C) t an :Zeitliche Dauer der Strombelastung (200 ms bis 10 h.) L M :E-Motorinduktivität (0,2 bis 5mH) I max, aus :Maximaler Ausschaltstrom (3 bis 70 A) T Lmax :Maximal erlaubteleiterplattentemperatur (bisher 130 C) Die Strombelastung I max, ein undi max, aus In Tabelle 1 sind einige typische Wertefür Kurzzeitanwendungen zusammengestellt. 84

85 Bei der Auswahl der in Frage kommenden Relais nach der Stromklasse ist der Elektronikentwickler im ersten Moment verunsichert. Die am Markt verfügbaren Relais,nach Dauerstromtragfähigkeit ausgewählt, erscheinen viel zu groß und überdimensioniert für den zur Verfügung stehenden Platz auf der Leiterplatte. Erinnern wir uns an die Definition des Dauerstroms:Größter Wert der Stromstärke, die ein geschlossener Kontaktstromkreis oder ein durchgeschalteterausgangsstromkreis unter festgelegten Bedingungen dauerhaft führen kann. Diese sehr allgemeine Definition muss natürlich noch mit den zu erfüllenden Randparametern festgelegten Bedingungen ergänztwerden. Also der maximal zulässige Strom über einen geschlossenen Relaiskontakt,bei dem eine unzulässige Erwärmung noch nicht erwartet wird. Bei einem dauerhaften Überschreiten dieses Wertes muss im schlimmsten Fall mit der Zerstörung des Relais, aber in jedem Fall mit einer Einschränkung der Leistungswerte des Relais gerechnet werden. Einige Hersteller geben statt des Dauerstromes in ihren Datenblättern einen zeitlich begrenzten Maximalstrom (z.b. 1 h und 2 min) an. Hierbei wird als Ausfallkriterium die Zerstörung der Relaiswicklung (Windungsschluss) definiert. Die temperaturkritischen Materialien einesrelais Was sind nun die temperaturkritischen Materialien eines elektromechanischen Relais?Hier sind der Isolationslack des Spulendrahts und die Kunststoffteile wie Sockel, Gehäuse und Spulenkörper zu nennen. Durch den relativhohen Anteil vonedelund Halbedelmetallen, hauptsächlich Eisen und Kupfer (~ 60 bis 70% des Gesamtgewichts des Relais), ist die Wärmekapazität von elektromechanischen Relais wesentlich größer als die von anderen elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte. Anders RELAIS // KFZ-APPLIKATIONEN Bild 1: Motorumpolschaltung mit zwei Relais (H- Brückenschaltung) ausgedrückt,die Zeit zum Erreichen der maximalen Temperatur bei Strombelastungist wesentlichlänger. Sie liegt zwischen 3bis 4min. Die Leiterplatte, die hier als Temperatursenke oder Abwärme-Reservoir für das Relais dient, puffert bzw. verzögert das Erreichen des Gleichgewichtszustandes mit seiner Umgebung. Dadurch können elektromechanische Relais deutlich stärker überlastet werden als beispielsweise Halbleiter.Oft ist es möglich, kurzzeitig den zehnfachen Nennstrom zu führen. Auch das Anlegen der doppelten Nennspannung an die Relaisspule ist über einen längerenzeitraum möglich, ohne das Relais zu schädigen. Mit der Kenntnis dieser Eigenschaft sollte dem Grenzdauerstrom bei Kurzzeitanwendungen nicht so große Beachtung geschenkt werden. Zumal die von den Relaisherstellern angegebenen Dauerstrombelastungennicht immer vergleichbar sind. Das giltim Besonderen für Leiterplattenrelais. Zwar gibt es eine IEC Norm (IEC im Anhang A) nach der festgelegt ist,wie die Werte der Dauerstromtragfähigkeit zu bestimmen sind. Diese werden jedoch ohne eine Leiterplatte ermittelt. Daher geltendie nach dieser Norm ermittelten Werte nicht als sehr verlässlich für den DIGITAL-KOMPENDIUM Antriebstechnik & Antriebselektronik Grundlagenbeiträge Fachartikel Applikationsbeispiele Referenzdesigns Design-Tipps Jetztals epaper lesen! weiterführende Informationen als Online-Verlinkung Lesen Sie das gesammelte ELEKTRONIKPRAXIS-Wissen auf Ihrem PC, Laptop oder ipad und sichern Sie sich kostenlos Ihr gedrucktes Kompendium* unter ---> antriebstechnik-kompendium Tabelle1:Typische Relaiskurzzeitanwendungen im Kfz 85 *limitierte Auflage

86 elektromobilität PRAXIS RELAIS // KFZ-APPLIKATIONEN...von den Rahmenbedingungen zum technischen Fachwissen...vom Leistungshalbleiter zur Ladeinfrastruktur Bild 2: Typische Stromverläufe A: Spule, B: Motor; C und D: Fensterheber (Umpolschaltung); C: FH-Freilauf; D: FH-Blocklast. Die orange Kurve beschreibt den Motorstrom. Mit Themen aus Forschung Entwicklung Konstruktion Fertigung Markt Politik Gesellschaft Umwelt elektromobilität PRAXIS ist das Online-Portal für Ingenieure im Bereich Elektromobilität. Sie finden dort tiefgehendes Fachwissen zu den Herausforderungen bei der Entwicklung, Konstruktion und Fertigung von Elektrofahrzeugen sowie aktuelle News, Informationen und Fakten aus der Branche. ---> Anwender.Hinzu kommt,dass das jeweilige Design der Leiterplattedas thermische Verhalten der Relais beeinflusst und der tatsächliche Grenzdauerstrom nur durch CFD-Temperatursimulation und /oder Messung ermittelt werden kann. Bei den in Tabelle 1 genannten Kurzzeitapplikationen mit einer Aktivierungszeit zwischen 0,2bis 60 skönnen wir so den Parameter der Dauerstrombelastung außer Acht lassen. DerEinschaltstrom I max, ein der Motoren Der Verlauf der Stromanstiegskurve wird durch die zu schaltende Induktivität der Motoren oder Spulen bis zum Erreichen des Maximalstromes verzögert (Bild 2 A-D). Nachdem der Motorangelaufen ist,fällt der Strom auf den Nennwertzurück; bei Erreichen der Endposition steigt der Strom dann wieder an (Blockposition Bild 2 D). ZV- und FH-Motoren gehören in diese Gruppe. Durch zusätzliche elektronische Bauelemente im Lastkreis,welche die elektronische Schaltungauf der Leiterplatteschützen sollen, kann die Kurvenform jedochleicht verändertwerden. FürRelais sind die Einschaltströme im Allgemeinen gut beherrschbar. Die Induktivitäten L M der Motoren Generell führen abzuschaltende induktive Lasten zu einer verlängerten Lichtbogenbrenndauer zwischen den Relaiskontakten. Diese wird durch die in den Motoren bzw. Spulen gespeicherte Energie (E=1/2*L M *I ² max, aus )bestimmt und hat erheblichen Einfluss auf die Kontaktlebensdauer des Relais. Es macht einen großen Unterschied für die Relaislebensdauer ob z.b. ein Fensterheber- Motor eine Induktivität von 0,3 oder 1,8 mh hat.die Reduktion der Lebensdauer bei hohen Motor-Induktivitäten kann mit zusätzlichen elektronischen Bauelementen, die die Lichtbogenbrenndauer verkürzen, teilweise ausgeglichen werden. Derartige Funkenlöschglieder werden durch zwei Dioden vom Motor gegenmasse und einem RC-Glied parallel zum Motor realisiert. Dadurch reduzieren sich die Ausschaltlichtbogendauern und die Lebensdauer der Relais wirderhöht. Einzelne ZV-Motoren sind selten, meist werden zwei bis zu fünf ZV-Motoren parallel angesteuert. Die Induktivitäten verringern sichdementsprechend. DerAusschaltstrom I max, aus der Motoren Die Ausschaltströme liegen zwischen 3und 35 A. Der Wert hängt davonab, ob man einen oder fünf, in Ausnahmefällen bis zu sieben Motoren, zu schalten hat. ZV-Motoren werden generell im Block betrieben (Bild 2D, orangekurve). IhreStröme addieren sichjenachder Anzahl der Motoren. Andererseits wird durch die Reduzierungder Induktivität der parallel geschalteten elektrischen Schlösser auch der Kontaktabbrand der Relais verringert. Bei einem FH-Motor gibt es neben dem Fahren in den Block auchden Freilauf. Wie ausder Bild 2Cersichtlich, wird hierbei der induzierte Motorstrom nach der Unterbrechung des Schließers vom Öffner-Kontakt übernommen und zur Masse abgeleitet. Es kann festgehalten werden, dass bei Kurzzeitanwendungen(0,2bis 60 s) die Angabeder Dauerstrombelastungbei Relais um ein Vielfaches überschritten werden kann. Bei Motoren mit großen Induktivitäten in Umpolanwendungen kann die Lebensdauer durch Lichtbogenlöschglieder im Lastkreis wieder verlängert werden. Bei eventuell aufkommenden Unsicherheiten wenden Sie sich ambesten direkt an die Relaishersteller. // KR TE Connectivity +49(0) Literatur [1] [2] Lorenz, O.:Aufgedeckt: Relais im Automobil, ELEKTRONIKPRAXIS 12 (2014), S. 7 [3] Woinke, M.: TauglichkeitstestsfürRelais in Kfz-Applikationen, ELEKTRONIKPRAXIS 8(2013), S

87 AKTUELLE PRODUKTE // RELAIS ELEKTROFAHRZEUGE OmronstelltVorladerelais für Elektro-und Hybridfahrzeuge vor Omron G9EJ-1: speziell entworfen für den Einsatz in Vorladeschaltkreisen von Elektrofahrzeugen und anderen Batteriesystemen Bild:Omron Das Omron G9EJ-1 wurde für den Einsatz in Vorladeschaltkreisen von Elektrofahrzeugen und anderen Batteriesystemen entworfen, um die hohen Einschaltstromspitzen zu reduzieren. Vor dem Start des Fahrzeugs oder Systems wird kurz der Vorladeschaltkreis eingeschaltet, umdie Kondensatoren in Regler und Umrichter mittels eines Strombegrenzungswiderstands aufzuladen. Das G9EJ-1 ist speziell für diese Schaltkreise ausgelegt und kann Ströme bis 25 Abei einer Systemspannung von bis zu 400 V DC schalten. Das G9EJ hat ein proprietäres Kontaktsystem, das die Einschaltstromleistung verbessertund so für eine lange Produktlebensdauer sorgt. Das G9EJ verfügt außerdem über einen hoch effizienten Magnetkreis zur Unterdrückung von Lichtbögen, die sonst die Kontaktoberfläche beschädigen. Mit Abmessungen von nur 30mm x 27mm x 31mm gehört dieses etwa 50g leichte Relais zu den kleinsten seiner Art. Omron SICHERHEISRELAIS 8-poligeRelais im waschdichten Gehäuse DOLD erweitert seine Sicherheitsrelais OA 5621 und OA 5622 um die Relaisfamilie mit 4- und 6-poligen Ausführungen. Das neue 8-polige Sicherheitsrelais OA 5623 erfüllt die Forderung nachimmer mehr Kontakten bei gleichzeitig kompakter Bauform. Diese 8-polige Varianteist in einem nur 15,8 mm waschdichten Gehäuse untergebracht. Bei einer gleichzeitig kleinen Grundfläche lässt es sich problemlos in 22,5mmbreiteSicherheitsschaltgeräte einbauen. Somit ermöglicht das Relais die Miniaturisierung von kontaktreichen Sicherheitslösungen. Neben Kompaktheit und Schaltsicherheit stand bei der Konstruktion auch die Minimierung des Energieverbrauchs im Vordergrund. So kann der Leistungsbedarf von 1,2Wnachdem Einschaltenauf ca. ein Viertelder Ansprechleistungabgesenkt werden. Dadurch eignet sichdas Relais auch hervorragend für Anwendungen mit hoher Packungsdichte im thermischsensiblen Umfeld. DOLD Neu im Portfolio von DOLD: 8-polige Sicherheitsrelais, diesich ineinem waschdichtengehäusebefinden. Relais für Ihre Sicherheitslösungen Zuverlässig Individuell Zwangsgeführt Zwangsführung nach IEC Schaltströme ab 3mAbis 16 A Antriebsleistung ab 200 mw 2bis 10 Kontakte

88 Inserenten Impressum Arnold Elektronik GmbH batteryuniversity.eugmbh Beck GmbH &Co. Elektronik BauelementeKG Bergquist Co.Europe European Headquarters Beta LAYOUT GmbH...50 BickerElektronik GmbH...77 CodicoGmbH DataModulAG DELOIndustrie KlebstoffeGmbH &Co. KGaA Digi-Key Corp... 1.US, 2.US, 9 Dipl. Ing. Ernest Spirig...36 ebm-papst St.GeorgenGmbH &Co. KG EBVElektronik GmbH &Co. KG...5 Electronic Assembly GmbH...44 ELESTAGmbH...87 Emtron electronic GmbH...79 EOSPower IndiaPrivateLtd...63 EPCOS AG EplaxGmbH...69 EVERLIGHT ElectronicsEurope GmbH...49 ExpressLogic,Inc...29 FarnellGmbH FlowCAD EDA-SoftwareVertriebsGmbH...3 Fortec Elektronik AG...34 GL OPTIC Just Normlicht GmbH...46 GlobTek Inc... 1 HartingKGaA...51 HarwinPlc...60 Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbh ICP Deutschland GmbH...32 IntertekDeutschland GmbH...59 Layher AG...82 LinutronixGmbH...34,36 MENTOR GmbH &Co. Präzisions-Bauteile KG...48 MesseMünchen GmbH...39 Microchip LTD...37 MicroConsultMicroelectronics&TrainingGmbH Mira-Electronic K. +G.Sauerbeck...36 Mouser Electronics, Inc Multi Circuit Boards Ltd... 4.US Panasonic Electric WorksEurope AG...83 RenesasElectronicsEurope GmbH Rohde &Schwarz GmbH &Co. KG RS Components GmbH...33 Rutronik Elektronische BauelementeGmbH...73 Schukat Electronic Vertriebs GmbH SE Spezial-Electronic AG...78 SeoulSemiconductor Europe GmbH...43 Silica(an AVNET Company)...11,13 TDK-LambdaGermanyGmbH...67 TRACO ELECTRONIC GMBH...65 TURCK duotec GmbH...47 WECO Contact GmbH...45 WürthElektronik eisosgmbh &Co. KG Teilbeilage: A.EberleGmbH &Co. KG... REDAKTION Chefredakteur: Johann Wiesböck(jw), V.i.S.d.P. für die redaktionellen Inhalte, Ressorts: Zukunftstechnologien, Kongresse, Kooperationen, Tel. (0931) Chef vom Dienst: David Franz, Ressorts: Beruf, Karriere, Management, Tel Redaktion München: Tel. (0931) 418- SebastianGerstl(sg), ASIC, Entwicklungs-Tools, Mikrocontroller, Prozessoren, ProgrammierbareLogik, SOC, Tel ; Franz Graser (fg), Prozessor- und Softwarearchitekturen, Embedded Plattformen, Tel ; Martina Hafner (mh), Produktmanagerin Online, Tel ; Hendrik Härter(heh), Messtechnik, Testen, EMV, Medizintechnik, Laborarbeitsplätze, Displays, Optoelektronik, Embedded Software Engineering, Tel ; Gerd Kucera(ku), Automatisierung, Bildverarbeitung, Industrial Wireless, EDA, Leistungselektronik, Tel ; Thomas Kuther (tk), Kfz-Elektronik, E-Mobility,Stromversorgungen, Quarze & Oszillatoren, Passive Bauelemente, Tel ; Kristin Rinortner (kr), Analogtechnik, Mixed-Signal-ICs, Elektromechanik, Relais,Tel ; Margit Kuther (mk), Bauteilebeschaffung, Distribution, E-Mobility, Embedded Computing, Tel ; Freie Mitarbeiter: Prof. Dr. ChristianSiemers, FH Nordhausen undtu Clausthal; PeterSiwon, MicroConsult; Sanjay Sauldie, EIMIA; Hubertus Andreae, dreiplus Verantwortlichfür die FED-News: Jörg Meyer,FED e.v.,alte Jakobstr. 85/86, D Berlin, Tel. (0 30) , Fax(030) , Redaktionsassistenz: EilynDommel, Tel Redaktionsanschrift: München: Grafinger Str. 26, München, Tel. (09 31) , Fax (09 31) Würzburg: Max-Planck-Str. 7/9, 97082Würzburg, Tel. (09 31) , Fax(09 31) Layout: Agentur Print/Online ELEKTRONIKPRAXIS istorgan desfachverbandeselektronik-design e.v. (FED). FED-Mitglieder erhalten ELEKTRONIKPRAXIS im Rahmen ihrer Mitgliedschaft. VERLAG Vogel Business Media GmbH &Co. KG,Max-Planck-Straße 7/9, 97082Würzburg, Postanschrift: Vogel Business Media GmbH &Co. KG,97064 Würzburg Tel. (0931) 418-0, Fax(09 31) Beteiligungsverhältnisse: Vogel Business Media Verwaltungs GmbH, Kommanditistin: VogelMedien GmbH & Co. KG, Max-Planck-Straße 7/9, 97082Würzburg Geschäftsführung: Stefan Rühling(Vorsitz), Florian Fischer, Günter Schürger Publisher: Johann Wiesböck, Tel. (09 31) , Fax (09 31) Verkaufsleitung: Franziska Harfy, GrafingerStr. 26, München, Tel. (09 31) , Fax(09 31) , franziska.harfy@vogel.de Stellv.Verkaufsleitung: Hans-JürgenSchäffer,Tel.(09 31) , Fax(09 31) , hans.schaeffer@vogel.de Key Account Manager: Claudia Fick, Tel. (09 31) , Fax (09 31) , claudia.fick@vogel.de Crossmedia-Beratung: Susanne Müller, Tel. (09 31) , Fax(09 31) susanne.mueller@vogel.de AnnikaSchlosser,Tel.(09 31) , Fax(09 31) ,annika.schlosser@vogel.de Marketingleitung: Elisabeth Ziener,Tel.(09 31) Auftragsmanagement: Claudia Ackermann, Tel. (09 31) , Maria Dürr, Tel ; Anzeigenpreise: ZurZeitgiltAnzeigenpreisliste Nr.49vom Vertrieb, Leser-und Abonnenten-Service: DataM-ServicesGmbH, Franz-Horn-Straße 2, 97082Würzburg, Carsten Lurz, Tel. (09 31) , Fax-494, clurz@datam-services.de, Erscheinungsweise: 24 Hefte im Jahr (plussonderhefte). EDA VerbreiteteAuflage: Exemplare (II/2015). Angeschlossen der Informationsgemeinschaft zur Feststellung der Verbreitung von Werbeträgern Sicherung der Auflagenwahrheit. Bezugspreis: Einzelheft 12,00 EUR. Abonnement Inland: jährlich 230,00 EUR inkl. MwSt. Abonnement Ausland: jährlich 261,20 EUR (Luftpostzuschlag extra). Alle Abonnementpreise verstehen sich einschließlichversandkosten(eg-staaten ggf. +7% USt.). Bezugsmöglichkeiten: Bestellungen nehmen der Verlag und alle Buchhandlungen im In- und Ausland entgegen. Sollte die Fachzeitschrift aus Gründen, die nicht vom Verlag zu vertreten sind, nicht geliefert werden können, besteht kein Anspruch auf Nachlieferung oder Erstattung vorausbezahlter Bezugsgelder.Abbestellungen von Voll-Abonnements sind jederzeit möglich. Bankverbindungen: HypoVereinsbank, Würzburg (BLZ ) , S.W.I.F.T.-Code: HY VED EMM 455, IBAN: DE Herstellung: Andreas Hummel, Tel. (09 31) , Frank Schormüller(Leitung), Tel. (09 31) Druck: VogelDruckund Medienservice GmbH, Höchberg. Erfüllungsortund Gerichtsstand: Würzburg Manuskripte: Für unverlangteingesandte Manuskripte wird keine Haftung übernommen. Sie werden nur zurückgesandt, wenn Rückporto beiliegt. 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89 10816 SPONSOREN Elektronikkühlung + Wärmemanagement Oktober 2015, Vogel Convention Center VCC, Würzburg Kompaktere Applikationen und stetig steigende Leistung: die Auslegung des Wärmemangements ist kein leicht zu lösendes Problem. Auf dem Fachkongress Cooling Days erleben Sie aktuelle Lösungen und Best Practices aus der Industrie, dank derer Ihr Device und Sie cool bleiben. VERANSTALTER

90 ZUMSCHLUSS Energieoptimiertes Gebäudemanagement dank Cloud Die Energieoptimierung gehört zu den Top-Themen der Gebäudetechnik. Dabei steht die intelligente VernetzungimMittelpunkt. Intelligentvernetzt: Michael Dieterist bei Q-loud für das Business Developmentzuständig. Es hat sich mittlerweile herumgesprochen, dass Energiesparen die größte inländische Energiequelle ist.das giltfür das Autofahren, für Haushaltsgeräte oder Maschinen und insbesondere für die Gebäudetechnik, wo wärmedämmende Baumaterialien und effiziente Heizungstechnik ein erhebliches Einsparungspotenzial haben. Die Klimapolitik der Bundesregierungist ehrgeizig. So sollen die klimaschädlichen Emissionen gegenüber dem Basisjahr 1990 bis 2020 insgesamt um 40 Prozent,bis 2050 sogarum80bis 95 Prozent sinken. Wissenschaftliche Untersuchungen zeigen, dass bisherige Anstrengungen nicht ausreichen, um die Zielvorgaben für 2020 einzuhalten. Im Dezember 2014 sind im Nationalen Aktionsplan Energieeffizienz (NAPE) weiteremaßnahmen zur Steigerungder Energieeffizienz in allen Wirtschaftsbereichen beschlossen worden. Die Energieeffizienz vongebäuden muss vorangebrachtwerden. Vorallem private Haushalte sind in der Pflicht.Denn zehn Prozent der gesamten Emission von Treibhausgasen in Deutschland entfallen auf Verbrennungsprozesse in privaten Haushalten. Damit rangieren Häuser und Wohnungen auf dem vierten Platz der Quellen für klimaschädliche Gase in Deutschland. Je detaillierter und vollständiger man Verbrauchsdaten und Messwerte, zum Beispiel über die Außentemperatur,erfassen kann, destobesser lassen sichdie Anlagensteuern und an den tatsächlichen Bedarf anpassen. Benötigt wird dafür eine Infrastruktur zur Erhebung von Daten unterschiedlicher Energiekomponenten, eine intelligente Logik zur Verknüpfung und Steuerung der Gebäudekomponenten und schließlich sichere Verfahren zur Übertragung und Speicherung der Informationen. Die Datenübertragung auf Funkbasis erspart Hausbesitzern und Mietern heute zumindest die aufwendige Verkabelung, denn das Verlegen von Unterputzkabeln findet niemand lustig. Aber damit sind die Daten erst erfasst und noch nicht gesammelt und ausgewertet,denn Insellösungen, die immer nur einzelne Gebäude abdecken, sind nicht effizient.eine Hausverwaltung, die die Anlagen zahlreicher Gebäude steuern will, soll ja gerade nicht mehr mit Erfassungsgeräten von Haus zu Haus gehen müssen. Die Integration von Geräten wie Wärmemengenzählern, Stromzählern oder Auslesegerätenfür Gaszähler geschieht beispielsweise bei Lösungenvon QSC über Funkmodule. Diese werden an die gerätespezifischen Schnittstellen der jeweiligen Zähler wie M-Bus, RS 485 oder ModBus angebunden. Dort werden die Daten verschlüsselt und an ein Gateway geschickt, das diese via Internet in die Cloud schickt.der Bezug der erforderlichen IP-Adresse für den Internetzugang erfolgt per DHCP ausdem IP-Netz des Kunden, nachdem das Gateway mit Netzspannung versorgt wurde. Zusätzlich können auch analoge Zähler mit optischen Leseeinheiten ausgestattet und ausgelesen werden. Und die Cloud-Plattform? Sie ist überall erreichbar und immer in Betrieb, weil Cloud-Provider eine Verfügbarkeit rund um die Uhr garantieren können. Bei QSC etwa wird die selbstentwickelte Cloudplattformnamens Solucon als Zero-Downtime-Architektur an verschiedenen deutschen Rechenzentren gleichzeitigbetrieben. Somit wird ein Ausfall des Systems praktisch ausgeschlossen. Die Daten einer Cloud-basierten Metering-Plattform können weltweit abgerufen werden. Über entsprechende Schnittstellen lassen sich die gesammelten Daten direkt in einer in der Cloud betriebenen Analyse-Anwendungnutzen. Neben dieser Basisanalyse können außerdem Fehlfunktionen oder Energielecks raschidentifiziert werden. Sicheres Benutzer- und Datenmanagement bringt Cloud-basiertes Energie-Management gleich mit. Die Daten gehen 128 Bit AES-verschlüsselt von den Geräten und Sensoren in das Rechenzentrum. Und schließlichkann eine Cloud-Lösungeffizienter skalieren; auch ohne zusätzliche dedizierte Hardware. Es lassen sich so tausende Wohnungen inkurzer Zeit anschließen. // HEH 90

91 10737 Bild: VDI Industrie 4.0 DAS SEMINAR Konzepte und Entwicklung intelligenter, adaptiver Produktionssysteme incl. Data-Mining-Techniken Würzburg: München: Themen-Highlights: Überblick und Stand der Technik zu Industrie 4.0 Vergleich und Bewertung aktueller Technologien und Methoden Entscheidungshilfe für Führungskräfte zustrategie und Roadmap 1- oder2-tages- Seminar! Hands-On-Praxis im Forschungslabor der TU München: Einblicke in die Programmierung von adaptiven, intelligenten Produktionsanlagen Arbeiten mit verschiedenen Datenaustauschformaten und Programmieren einer Schnittstelle Anwendung von Big-Data-Verfahren auf echte Prozessdaten Prof. Dr.-Ing. Birgit Vogel-Heuser Ihre Referentin und Industrie-4.0-Experten ist Inhaberin des Lehrstuhls für Automatisierung und Informationssysteme an der Exzellenzuniversität TU München VERANSTALTER:

92 LEITERPLATTEN NEUER HIGHTECH-STANDARD FÜR PROTOTYPEN UND SERIEN! 0.2mm Bohren Online-Kalkulator Ihr persönlicher Auftrags-Assistent für -Angebot online -Bestellung online -Auftragsverfolgung online >> ohne Aufpreis 125µm Leiterbahnbreite >> ohne Aufpreis 125µm Leiterbahnabstand >> ohne Aufpreis 125µm Restring >> ohne Aufpreis NEU: 125µm 125µm 200µm 450µm ALT: 150µm 150µm 300µm 600µm 5AT Standardproduktionszeit für 2&4Lagen bis 0,15 m 2 (z.b. 15 Stück á100 mm x100 mm) 6AT Standardproduktionszeit für 2&4Lagen bis 0,5 m 2 (z.b. 50 Stück á100 mm x100 mm) Preisbeispiele Stückpreis bei 10 Stück: NEU: 2,54 mm 125µm 125µm 125µm Lage 2Lagen 4Lagen 6Lagen 8Lagen 12,38 14,92 26,80 42,60 57,60 ( 10,40 netto) ( 12,54 netto) ( 22,52 netto) ( 35,80 netto) ( 48,40 netto) 5AT 5AT 5AT 6AT 6AT Alle Preise zzgl. Versandkosten 8,03 brutto / 6,95 netto - Verkauf nur an Unternehmer und öffentliche Einrichtungen. Preise je Stück Leiterplatte mit 100mm x 100mm, FR4 1.55mm 35µm Cu, Oberfläche: HAL bleifrei (ENIG für 6, 8 und 10 Lagen), 125µm Leiterbahnbreite/-abstand, 0.2mm Bohren, 2 x Lötstopp grün, 1 x Positionsdruck weiß, E-Test (ab 2Lagen), A.O.I. &X-Ray für Multilayer 800µm HIGHTECH-OPTIONEN ZU LOWCOST-PREISEN 1-48 Lagen ab48h Express Ultra-Feinstleiter Filmlose Laser Direktbelichtung (LDI) Microvias Laser Vias Blind &Buried Vias Via Plugging /Via in Pad metallisiert Via Stacking (gestufte Microvias) HDI-Boards Durchkontaktierte Schlitze Ritzen Senkbohrung Tiefenfräsen (Z-Achse) Halbe Bohrungen metallisiert (Halfholes) Kantenmetallisierung (Sideplating) Kundenspezifischer Lagenaufbau Dünnlaminate für kleinen Lagenabstand Leiterplattendicke bis 6mm Backplanes PCI-Karten Dickkupfer Nutzenfertigung Produktion nach IPC-A-600G ULzertifiziert (E198312) Impedanzkontrolle SMD Laserschablonen Flex (8 Lagen) Starrflex (14 Lagen) Sonderfarben &-lacke Abziehbarer Lötstopp Oberflächen: Hal bleifrei, Hal verbleit chem. Gold (ENIG) chem. Nickel-Palladium-Gold (ENEPIG) chem. Silber chem. Zinn Goldkontakte (Stecker) Bondgold Materialien: FR4, FR4 HTG FR4 Halogenfrei Rogers RCC HTG Materialien Alukern Teflon /Taconic TLX Polyimid Immer inklusive: GRATIS DESIGN RULE CHECK: Prüfung der Produktionsdaten um mögliche Schäden für den Kundenzuvermeiden. Kontakt: Multi Printed Circuit Boards Ltd. Brunnthaler Str. 2, Brunnthal Tel: 0049 (0) , info@multi-cb.eu Direkt von Ihren Daten: