logotypen
 
 

IN FOCUS

Suojaa datasi kunnolla

SSD-levyt tarjoavat luontaisesti korkean luotettavuuden kaikentyyppisiin sovelluksiin, aina aloitustason kuluttajalaitteista kriittisiin järjestelmiin. Asianmukaiset tietosuojamekanismit voivat maksimoida levyn käyttöiän toteuttamalla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarpeen mukaan, kertoo Silicon Motion artikkelissaan.

Lue lisää...

Esineiden internet eli IoT avaa laitteille mahdollisuuden tehdä älykkäitä ratkaisuja, jotka helpottavat ihmisten elämää. Arkimaailmamme ei ole kuitenkaan digitaalinen. Nykyaikaiset järjestelmät nojaavat siihen, että anturit syöttävät takaisin informaatiota ympäristöstä ja sen avulla laitteet voivat tehdä päätöksiä. Kun suunnitellaan ”älykkäitä” laitteita, anturin valinta on keskeisessä osassa.

Artikkelin kirjoittaja Cliff Ortmeyer vastaa Premier Farnellin ratkaisujen kehittämisestä. Ortmeyer tuli Farnellin palvelukseen vuonna 2011. Sitä ennen hän työskenteli STMicroelectronicsilla liiketoiminnan kehityksessä yli 13 vuotta. Ortmeyerillä on elektroniikkainsinöörin tutkinto Iowa State Universitystä.

Kun katsotaan komponenttijakelijoiden kuten Farnell element 14:n tarjontaa, näkee heti, että tarjolla on valtava valikoima erilaisia antureita. Itse asiassa antureissa voidaan määritellä 19 pääkategoriaa sekä lisäkategorioita, joihin kuuluvat esimerkiksi ultraäänianturit ja enkooderit.

Laajasti ottaen anturit voidaan jakaa seuraaviin ryhmiin, joista jokainen aistii tai mittaa erilaisia fyysisiä parametreja ja joista jokainen sopii erilaisille markkinoille ja erilaisiin sovelluksiin:

Fyysisen sijainnin ja liikkeen anturit, mukaan lukien läheisyyttä mittaavat, lineaariset ja kulma-anturit, kiihtyvyysanturit liikkeen ja suunnan aistimiseen (esimerkiksi älypuhelimissa) sekä moottorinohjauksessa ja robotiikan sovelluksissa käytettävät sijaintianturit.

Valosensorit ja -skannerit, mikä kattaa laajan valikoiman sovelluksia valon päälläolon yksinkertaisesta aistimisesta rakennuksessa tai ajoneuvossa aina hienostuneisiin konenäköjärjestelmiin tehdasautomaatiossa.

Neste- ja kaasuanturit, kuten tason, paineen ja virtauksen kaltaisten parametrien mittaamiseen sekä mahdollisten vikatilanteiden havaitsemiseen tarkoitetut anturit teollisuuden prosessinohjausjärjestelmissä.

Lämpötila-anturit, joilla voidaan monitoroida ja ohjata prosesseja teollisuudessa, sekä lämmitys- ja ilmastointijärjestelmiä taloissa, ajoneuvoissa ja rakennusautomaatiojärjestelmissä.

Voimaa, iskuja ja tärinää mittaavat anturit – valikoima käyttökohteita teollisuuden monitorointi- ja ohjausjärjestelmissä, mutta myös autoteollisuuden ajoneuvotestauksessa, sekä kuljetus- ja avaruussovelluksissa.

Ultraäänianturit, joita usein käytetään etäisyyden mittaamiseen – robotiikan ollessa ilmainen sovellusalue.

Virta-anturit: näillä optimoidaan teholähdeyksiköiden tai moottorinohjausjärjestelmän hyötysuhde sekä havaitaan ongelmia moottoreissa ja moottorikäytöissä.

Magneettianturit: Hall-vaikutusta mittaavien antureiden kaltaisia laitteita, joilla saadaan tietää asema ja pyörimisliike autoteollisuuden ankarissa olosuhteissa.

Anturien valinta

Kun miettii anturin valintaa, pohdittavat tekijät vaihtelevat suuresti sovellusalueen mukaan. Monissa anturisovelluksissa avainparametrit voidaan koota yhteen näin:

Herkkyys: määriteltynä lähtökäyrän kaltevuutena, tai yleisemmin fyysisen parametrin minimisyötteenä, joka tuottaa havaittavan muutoksen lähtösignaalissa.

Herkkyysvirhe: luonteenomaisen käyrän ideaalisesta kaltevuudesta poikkeama.

Ala: käytetyn parametrin mitattavissa olevat maksimi- ja miniarvot.

Dynaaminen alue: anturin mittausalueen kokonaisuus.

Tarkkuus: mittauksen toistettavuuden aste.

Resoluutio: pienin havaittava muutos syöttöparametrissa, joka voidaan havaita lähtösignaalissa.

Täsmällisyys: todellisen (ensisijaisen tai hyvän toissijaisen standardin mukaan mitatun (arvon ja anturin lähtöarvon välinen maksimiero.

Poikkeama (Offset): olemassaoleva lähtöarvo, vaikka sen pitäisi pöa nolla, tai vaihtoehtoisesti todellisen lähtöarvon ja spesifioidun lähtöarvon ero tietyissä olosuhteissa.

Lineaarisuus: kuvaa sitä, miten todellinen anturin mitattu käyrä eroaa ideaalisesta käyrästä.

Hystereesi: kuvaa sitä, miten hyvin ultraäänianturi pystyy seuraamaan syöttöparametrin muutoksia riippumatta siitä, mihin suuntaan muutos tapahtuu.

Vasteaika: kuinka kauan anturin lähtösignaalilta vie aikaa siirtyä edellisestä tilasta lopulliseen asettuneeseen arvoon oikean uuden arvon toleranssialueen sisällä.

Dynaaminen lineaarisuus: mittaa anturin kykyä seurata nopeita muutoksia syöttöparametrissa.

Liittäminen

Muut keskeiset ominaisuudet anturinvalinnassa ovat kustannukset ja anturilähdön helppo liittäminen mittaus- ja ohjauselektroniikkaan – yleensä mikro-ohjaimeen. Anturin liittäminen IoT-sovelluksiin on suhteellisen suoraviivaista, koska on vain kolmentyyppisiä lähtösignaaleja: analogisia, moduloituja (käyttäen tekniikoita kuten pulssinleveysmodulaatio PWM) ja digitaalisia, joissa käytetään standardeja digitaalisia liitäntöjä kuten SPI tai I2C.

Analog Devicesin Blackfin-prosessori on suunniteltu vastaamaan nykyaikaisten teollisuuden sovellusten ankarimpiin vaatimuksiin. Se perustuu tehokkaaseen, skaalautuvaan, ohjelmoitavaan 16/32-bittiseen sulautettuun arkkitehtuuriin, joka on yhdistelmä mikro-ohjainta (MCU) ja digitaalista signaalinprosessointia (DSP) yhdellä ja samalla sirulla. Blackfin-prosessorit ovat ihanteellinen yhden prosessorin ratkaisu sovelluksiin, joissa kyvykkyyksien lähentyminen on välttämätöntä, kuten anturipohjaisissa mittaus- ja ohjaussovelluksissa.

Sovellusesimerkkejä

Alla on esitelty joitakin tyypillisiä sovellusskenaarioita, jotka kuvaavat miten yleisiä anturityyppejä voidaan käyttää reaalimaailman teollisuussovelluksissa.

Ultraäänivirtausmittarit

Ultraääneen perustuvia virtausmittareita käytetään mittaamaan nesteiden, kaasujen tai höyryjen virtausta. Niitä löytyy yleisesti öljy-, kaasu-, lääke- sekä elintarvike- ja juomateollisuudesta. Virtausmittarit käyttävät lentoajan mittaukseen tai Doppler-ilmiöön pohjaavia tekniikoita mitatakseen virtauksen määrää. ToF-mittauksessa (time-of-flight) käytetään anturipareja tai useita anturipareja. Ultraääniaaltojen kulkuaika mitataan molempiin suuntiin ja tästä informaatiosta voidaan laskea virtausarvo. Tämä menetelmä edellyttää tyypillisesti suhteellisen puhdasta ainetta ja alle 5 prosentin partikkelipitoisuutta. Menetelmällä voidaan kuitenkin päästä yhden prosentin mittaustarkkuuteen.

Doppler-mittauksessa ultraäänipaineaallot heijastuvat virtauksessa liikkuvista partikkeleista. Näiden partikkelien liikkumisnopeus luo Doppler-siirtymän kaikusignaalissa, mitä käytetään määrittelemään virtauksen voimakkuus. Tämän mittaustavan tarkkuus on tyypillisesti rajoitettu kolmeen prosenttiin reaalimaailman toteutuksissa.

Kuva 1. Ultraääneen perustuva virtausmittausprosessi.

Honeywell ja OMRON ovat kaksi johtavaa valmistajaa, jotka tarjoavat valikoimaa virtausantureita (https://uk.farnell.com/c/sensors-transducers/sensors/flow-sensors), joilla voidaan toteuttaa monenlaisten virtausmittarien anturiosa.

MEMS-pohjaiset liikeanturit

MEMS-tekniikkaa (Micro-Electro-Mechanical Systems) on käytetty autoteollisuudessa noin 20 vuoden ajan esimerkiksi ilmatyynyissä ja ajoneuvojen paineantureissa, mutta tarvittiin Nintendo Wiin ja Applen iPhonen kaltaiset liikkeen aistimiseen perustuvat käyttöliittymät, jotta liikeanturien kyvykkyydet tulivat laajempaan tietoisuuteen.

Kun katsotaan, mikä on tulossa mahdolliseksi viidessä liikkeentunnistuksen luokassa - kiihdytys (mukaan lukien sijainti ja asento), tärinä, isku, kääntyminen ja pyöriminen – tämän päivän MEMS-sovellusten mahdollisuudet laajenevat suuresti.

Esimerkiksi monimutkaiset ohjaimet ja fyysiset napit korvataan elekäyttöliittymillä, joita ohjataan sormen napautuksin. Joissakin tapauksissa lopputuotteiden toiminta tarkentuu, kuten esimerkiksi kompassissa, jossa toimintaa voidaan kompensoida käyttäjän käden asennon perusteella.

On olemassa joukko anturikehityspaketteja (https://uk.farnell.com/c/development-boards-evaluation-tools/sensing-development-kits), jotka auttavat liikkeentunnistukseen perustuvien sovellusten suunnittelua.

Lopuksi

Antureita on joka lähtöön ja ne vaikuttavat elektroniikan sovellusten koko kirjoon raskasteollisuudesta uusimpiin kulutus- ja tietoliikennelaitteisiin. Esineiden internetin evoluution myötä anturit vaikuttavat ihmisten elämään monin eri tavoin. Kun yhä useammilla antureilla on nyt digitaalinen liitäntä, niiden suunnittelu on helpompaa kuin koskaan aikaisemmin. Sen myötä voimme kehittää yhä enemmän uusia sovelluksia.

 

MORE NEWS

Kiinalaistutkijat kehittivät piilolinssin, jolla näkee pimeässä

Kiinalaiset tutkijat ovat onnistuneet kehittämään maailman ensimmäisen piilolinssin, jonka avulla ihminen voi nähdä pimeässä – ainakin tietyissä olosuhteissa. Innovaatio perustuu infrapunavaloon ja sen muuntamiseen näkyväksi valoksi silmälle.

ST:ltä kova saavutus: kaksi kiihtyvyysanturia samaan koteloon

STMicroelectronics on tehnyt merkittävän teknologisen läpimurron julkaisemalla uuden sukupolven älyanturin, joka yhdistää kaksi erillistä kiihtyvyysanturia samaan poikkeuksellisen pieneen (3 x 2,5 mm) koteloon. Tämä on ensimmäinen kerta, kun samassa moduulissa yhdistyy laajalle G-voima-alueelle skaalautuva mittauskyky, sulautettu tekoäly ja erittäin tarkka liikkeentunnistus.

Näin QR-huijaus toimii

QR-koodit ovat tulleet osaksi arkea: niitä käytetään ravintolamenuihin tutustumiseen, maksamiseen ja nopeaan kirjautumiseen eri palveluihin. Mutta juuri tämä tuttuus tekee niistä vaarallisia. Rikolliset ovat alkaneet hyödyntää QR-koodeja huijauksiin, joissa ihmiset johdatellaan huomaamatta väärennetyille sivustoille. Näillä sivuilla uhrilta kalastellaan henkilökohtaisia tietoja – kuten pankkitunnuksia – tai pyritään asentamaan haittaohjelmia hänen laitteelleen.

Halvoissa Android-televisiobokseissa vakavia tietoturvariskejä

Liikenne- ja viestintävirasto Traficom kehottaa kuluttajia olemaan tarkkana Android TV -medialaitteiden hankinnassa. Markkinoilla liikkuu erityisesti tuntemattomien valmistajien edullisia laitteita, joissa on havaittu vakavia tietoturvaongelmia – osa laitteista on jopa sisältänyt haittaohjelmia suoraan pakkauksesta.

3D-tulostus on tie kestävään elektroniikkavalmistukseen

ETN - Technical articlePerinteinen elektroniikan valmistus perustuu prosesseihin, jotka johtavat usein materiaalihävikkiin, korkeisiin työkalukustannuksiin ja merkittäviin varastointikuluihin. Viime vuosina lisäävä valmistus (additive), erityisesti 3D-tulostus, on kuitenkin alkanut nousta varteenotettavaksi vaihtoehdoksi elektroniikan valmistuksessa, sillä se tarjoaa lisää suunnittelun joustavuutta sekä mahdollisia ympäristö- ja taloudellisia etuja.

Xiaomi yllättää tehokkaalla kännykkäprosessorillaan

Xiaomi on julkistanut uuden huipputehokkaan älypuhelinprosessorinsa, XRING O1:n, joka merkitsee yhtiön suurta askelta kohti siruomavaraisuutta ja teknologista johtajuutta. Uutuus esiteltiin yhtiön "A New Beginning" -lanseeraustapahtumassa Pekingissä, jossa esillä olivat myös Xiaomi 15S Pro -älypuhelin, Pad 7 Ultra -tabletti sekä useita AIoT-laitteita.

Nyt se tapahtui: BYD ohitti Teslan

BYD on ohittanut Teslan Euroopan myydyimpänä täyssähköautojen valmistajana ensimmäistä kertaa historiassa, kertoo tuore JATO Dynamicsin raportti. Huhtikuussa 2025 Euroopassa rekisteröitiin 7231 täyssähköistä BYD-mallia, kun Tesloja myytiin 7165 kappaletta.

Yksi piiri pidentää langattoman laitteen käyttöaikaa

Elektroniikan komponenttien jakelija Rutronik on lisännyt tuotevalikoimaansa Nordic Semiconductorin uuden nPM2100-virranhallintapiirin, joka on suunniteltu erityisesti ensisijaisilla paristoilla toimivien laitteiden energiatehokkaaseen virranhallintaan.

Autoon tulee tekoäly ja suoja kvanttihyökkäyksiä vastaan

Autojen ohjelmistoistuminen ja jatkuva verkkoyhteys tekevät niistä alttiita yhä kehittyneemmille kyberuhille. NXP:n uusi OrangeBox 2.0 -kehitysalusta vastaa tähän haasteeseen yhdistämällä tekoälypohjaisen kyberturvan, kvanttikestävän salauksen ja ohjelmisto-ohjatun verkkoinfrastruktuurin yhteen järjestelmään.

Näin otat tekoälyn käyttöön teollisuudessa

Vaikka monet organisaatiot ovat jo ottaneet käyttöön perinteisiä tekoälyagentteja, tie täysin autonomisiin tekoälyagentteihin voi sisältää haasteita. Tekemällä strategisia investointeja ja omaksumalla metodisen lähestymistavan agenttien skaalaamiseen, sekä niiden erityisten roolien määrittelyyn, teollisuusyritykset voivat päästä loputtomalta tuntuvien kokeilujen yli ja alkaa nauttia tekoälyagenttien hyödyistä todellisessa elämässä, kirjoittaa teollisuuden ohjelmistoja kehittävän IFS:n tekoälyjohtaja Bob De Cuax.

Kaikista Intelin prosessoreista löytyi täysin uusi haavoittuvuus

Tietoturvatutkijat Sveitsin ETH Zürichin yliopistosta ovat löytäneet uuden, vakavan haavoittuvuuden Intelin prosessoreista. Kyseessä on täysin uusi haavoittuvuusluokka, jota kutsutaan nimellä Branch Privilege Injection. Se perustuu tapaan, jolla prosessorit ennakoivat tulevia laskentatehtäviä suorituskyvyn parantamiseksi.

Suomesta halutaan kvanttiturvallinen

Suomi ottaa merkittävän askeleen kohti kvanttiturvallista digitaalista tulevaisuutta. Uusi laaja tutkimushanke, Beyond the Limits of Post-Quantum Cryptography (BLimPQC), pyrkii varmistamaan, että suomalainen yhteiskunta ja teollisuus kykenevät puolustautumaan kvanttitietokoneiden aiheuttamia tietoturvauhkia vastaan.

Suosittu kehittäjäkortti sai neljä ydintä ja grafiikkaprosessorin

BeagleBoard.orgin tunnettu PocketBeagle-kehittäjäkortti on saanut merkittävän päivityksen uudessa PocketBeagle 2 -versiossa. Uudistuksessa laitteeseen on lisätty neliytiminen suoritin ja ensimmäistä kertaa myös grafiikkaprosessori, mikä avaa entistä laajempia mahdollisuuksia sulautettujen järjestelmien kehittämiseen.

Tehoa ja tarkkuutta teolliseen skannaukseen

Saksalainen piirivalmistaja iC-Haus tuo markkinoille uuden iC-LFMB-lineaarikuvakennon, joka vastaa teollisuuden kasvaviin vaatimuksiin tarkkuuden, suorituskyvyn ja helpon integroitavuuden osalta. Uutuustuote esitellään Laser World of Photonics 2025 -messuilla Münchenissä.

Lidarin moottori yhdelle sirulle

Analogiatekniikan edelläkävijä Silanna Semiconductor on lanseerannut uuden FirePower-sarjan laserajuripiirit, jotka yhdistävät ensi kertaa korkean jännitteen latauksen ja laserin laukaisun yhdelle sirulle. Uutuus mahdollistaa merkittävän tilansäästön ja tehohäviöiden pienentämisen esimerkiksi autojen ADAS-järjestelmien lidareissa.

Virve 2 saa suojatut ryhmävideopuhelut

Erillisverkkojen operoima viranomaisverkko Virve 2 saa merkittävän lisäpalvelun, kun Modirumin kehittämä NSC3 Group Video Service otetaan käyttöön. Kyseessä on reaaliaikainen, tietoturvallinen ryhmävideopalvelu, joka on suunniteltu erityisesti viranomaisten ja muiden turvallisuustoimijoiden tarpeisiin.

Kenttälaitteita helposti teollisuusverkkoon

STMicroelectronics on julkaissut uuden modulaarisen IO-Link-kehityspaketin, jonka tavoitteena on tehdä älykkäiden kenttälaitteiden liittäminen teollisuusverkkoon helpommaksi kuin koskaan. Uusi P-NUCLEO-IOD5A1-paketti tarjoaa kaiken tarvittavan IO-Link-yhteensopivan sensorin tai toimilaitteen (aktuaattorin) kehittämiseen – sekä laitteiston että ohjelmiston.

Silmää seuraavat lasit teollisuuteen

Tukholmalainen teknologiayritys Tobii on lanseerannut uuden Glasses X -silmänseurantatuotteen, joka on suunnattu erityisesti teollisuuden ja muiden vaativien alojen tarpeisiin. Uutuuslaseilla voidaan seurata käyttäjän katsetta reaaliajassa, mikä tarjoaa yrityksille arvokasta tietoa esimerkiksi koulutuksen, laadunvalvonnan ja turvallisuuden kehittämiseen.

Kovien olojen läppäri laitetaan kovaan testiin

Panasonicin kenttäkäyttöön suunniteltu Toughbook G2 altistetaan äärimmäiselle rasitukselle, kun seikkailujuoksija Jukka Viljanen juoksee halki Islannin suurimman jäätikön, Vatnajökullin, ilman tukitiimiä. Hänellä on ainoana henkilökohtaisena varusteenaan mukana kyseinen kannettava tietokone.

Kvanttitason salaus laitetasolla

Tietoturvassa valmistaudutaan kvanttikauteen. Microchip Technology on julkaissut uuden MEC175xB-sarjan sulautetut ohjaimet, jotka sisältävät laitetasolla toteutettua kvanttiturvallista salausta. Uutuustuote vastaa nopeasti kehittyvän kyberturvallisuusympäristön tarpeisiin, kun kvanttitietokoneiden mahdollinen uhka nykyisille salausmenetelmille kasvaa.

3D-tulostus on tie kestävään elektroniikkavalmistukseen

ETN - Technical articlePerinteinen elektroniikan valmistus perustuu prosesseihin, jotka johtavat usein materiaalihävikkiin, korkeisiin työkalukustannuksiin ja merkittäviin varastointikuluihin. Viime vuosina lisäävä valmistus (additive), erityisesti 3D-tulostus, on kuitenkin alkanut nousta varteenotettavaksi vaihtoehdoksi elektroniikan valmistuksessa, sillä se tarjoaa lisää suunnittelun joustavuutta sekä mahdollisia ympäristö- ja taloudellisia etuja.

Lue lisää...

Näin otat tekoälyn käyttöön teollisuudessa

Vaikka monet organisaatiot ovat jo ottaneet käyttöön perinteisiä tekoälyagentteja, tie täysin autonomisiin tekoälyagentteihin voi sisältää haasteita. Tekemällä strategisia investointeja ja omaksumalla metodisen lähestymistavan agenttien skaalaamiseen, sekä niiden erityisten roolien määrittelyyn, teollisuusyritykset voivat päästä loputtomalta tuntuvien kokeilujen yli ja alkaa nauttia tekoälyagenttien hyödyistä todellisessa elämässä, kirjoittaa teollisuuden ohjelmistoja kehittävän IFS:n tekoälyjohtaja Bob De Cuax.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
R&S -seminaari: Calibration
Tampereella 22.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Aerospace & Defence Testing
Tampereella 5.6.2025. Tiedustelut asiakaspalvelu@rohde-schwarz.com
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 
 
article