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...

Ympäristön kolmiulotteinen havainnointi yleistyy monilla käyttöalueilla älykännyköistä ja autoista teollisuuden sovelluksiin. Yksi havainnointiin soveltuva menetelmä on lidar-järjestelmiä hyödyntävä ToF-menetelmä (Time-of-Flight). Se mahdollistaa ihmisten ja esineiden sijainnin, muodon ja liikkeen havainnoinnin.

Artikkelin kirjoittaja Alain Bruno Kamwa toimii Rutronikilla optotuotteiden myyntipäällikkönä.

Lidarin perusperiaate on yksinkertainen: valolähde lähettää valonsäteitä, jotka heijastuvat ympäristöstä. Vastaava TOF-kamera kuvaa heijastuneen valon ja etäisyys lasketaan tunnetun valonnopeuden ja mitatun valon matka-ajan perusteella. Valittavissa on kaksi erilaista lähestymistapaa: epäsuora ja suora. Epäsuorassa iToF (indirect ToF) -menetelmässä valolähde moduloidaan ja heijastuneen valon vaihe-ero mitataan. Koska tämä menetelmä kestää suhteellisen hyvin ryömintää sisäisessä aikamittauksessa, soveltuu se pääasiassa lyhyille etäisyyksille.

Suorassa dToF (direct ToF) -menetelmässä anturi mittaa ajan suoraan edellä kuvatun mukaisesti. Lidar on avainasemassa dToF-menetelmässä. Tutkan tapaan se on havainnointiin ja etäisyydenmääritykseen (DAR, Detection and Ranging) perustuva menetelmä, jossa lidar käyttää ilmaisussa valoaaltoja, kun tutkassa käytetään radioaaltoja. Lidar-antureissa oleva pulssilaserdiodi lähettää valopulssin, johon perustuen määritetään anturin ja valon tiellä olevan esteen välinen etäisyys. Tässä käytetään erittäin tarkkaa ajastusta. Pienilläkin muutoksilla voi olla merkittävä vaikutus lyhyillä etäisyyksillä, mistä syystä lidar soveltuu parhaiten keskipitkille ja pitkille yli sadan metrin etäisyyksille.

Valon ilmaisuun ja etäisyysmittaukseen on tarjolla erilaisia mittaustekniikoita.

Suuri näköalue ja resoluutio

Laserdiodia käytetään lidar-anturissa valolähteenä. Koska sen tuottaa hyvin kapean ja erittäin tarkasti kohdistettavan valonsäteen, vain samaa kokoluokkaa olevien pienten pisteiden etäisyys voidaan mitata. Tämä ei riitä 3D-ilmaisussa, jossa edellytetään kasvojen tunnistamista, kuljettajan avustamista tai autonomista ajamista. On olemassa monia ratkaisuja, joilla voidaan laajentaa havainnointialuetta eli näkökenttää (FOV, Field of View).

Flash-lidaria käyttämällä valonsäde hajotetaan optiikan avulla, jolloin lähetyskulma laajenee. Tästä seuraa kuitenkin diffuusiota ja huomattavasti heikompaa valoa. Skannaavalla lidar-tekniikalla nämä ongelmat poistuvat. Siinä liikuteltavilla mikropeileillä valonsädettä ohjataan havainnoitavalla FOV-alueella skannausta muistuttavaa prosessia käyttäen. Skannaavia lidar-antureita ei voida kuitenkaan käyttää ajoneuvoissa. Ne ovat kooltaan suuria mittojen ollessa luokkaa 10,5 x 6 x 10 senttimetriä eivätkä liikuteltavat peilit välttämättä kestä kulkuneuvoissa vaikuttavia värähtelyjä, iskuja, kosteutta ja äärimmäisiä lämpötiloja.

Puolijohdekomponentteina toteutettavat lidar-anturit ovat kooltaan pienempiä ja kestävämpiä. Niissä puolijohteita käytetään mekaanisten komponenttien sijaan ohjaamaan valonsädettä. Käytettäessä lidar-antureissa MEMS-pohjaisia peilejä mikropeilien muodostamat matriisit saadaan liikkumaan edestakaisin kahden asennon välillä useita tuhansia kertoja sekunnissa sähköstaattisen kentän vaikutuksesta.

Valolähteeksi IRED, EEL tai VCSEL

Itse valolähde koostuu jostain seuraavista: infrapunaledeistä (IRED), reunasäteilevistä lasereista (EEL) tai pystysuoraan pintasäteilevistä lasereista (VCSEL).

IRED- ja EEL-diodeja käytetään monissa sovelluksissa. IRED:n suurimmat edut ovat tasainen valontuotto ja suuri tehotiheys. Lisäksi ne ovat suhteellisen edullisia hinnaltaan ja helposti asennettavia. Sen sijaan EEL:t puolestaan tuottavat suuren valovoiman, tehon ja hyötysuhteen, jolloin pidemmät etäisyydet ovat hyödynnettävissä.

VCSEL-diodien etuina on IRED:ien tavoin helppo asennettavuus ja EEL:ille ominaiset spektrin leveys ja nopeus. Niiden tehotiheys on tällä hetkellä IRED:n ja EEL:n välillä. Vaikka VCSEL-laserit vaativat hieman isomman tilan kuin EEL-laserit, sitä kompensoivat niiden tarjoamat edut tietyissä sovelluskohteissa. Säteilyominaisuuksien ansiosta VCSEL-laserit ovat riittävän laadukkaita flash lidar -järjestelmiin ja myös niiden aallonpituus pysyy hyvin vakaana lämpötilan vaihteluista huolimatta.

VCSEL:n lasersäteen muodostava resonaattori koostuu kahdesta kiekkotasoon rinnakkain asennetusta Bragg-peilistä. Itse peilit käsittävät useita kerroksia saavuttaen yli 99-prosenttisen heijastuksen ja yhdessä peilien planaaritekniikan kanssa laadultaan erinomaisen kehämäisen säteen, jolloin sädekimpun divergenssi ja kynnysvirta ovat pieniä. Tämän seurauksena ei tarvita lisä- eikä ulkoista optiikkaa kuten perinteisten reunasäteilevien komponenttien yhteydessä tarvitaan. Edellä mainitun rakenteen ansiosta VCSEL:t kestävät hyvin myös mekaanista tärinää. Siitä huolimatta niiden fokusointiominaisuudet ovat hyvät, ne ovat helposti liitettävissä kuituyhteyksiin ja ne kuluttavat vähän tehoa.

EEL-laser on yleensä valinta dTOF-sovelluksiin, jotka edellyttävät suurta tehotiheyttä yli 200 metrin etäisyyksiä mitattaessa. Esimerkiksi AMS Osram tarjoaa runsaasti eri kotelovaihtoehtoja (TO, muovi, SMT) ja useita teholuokkia EEL-valikoimassaan. Yhtiön mukaan tarjolla on keskimääräiseltä teholtaan markkinoilla hyvin kilpailukykyiset EEL-laserit, jotka soveltuvat hyvin ladontakone- ja sulatusjuotosasennuksiin.

Tehokkaan infrapunaledlaserin, VCSEL-laserin ja reunasäteilevän EEL-laserin piiriteknologioiden ja kotelointien vertailu.

Lyhyempien etäisyyksien 3D-anturisovelluksiin AMS Osram on kehittänyt infrapunalasereista koostuvan Bidos-tuoteperheen. Siihen kuuluu VCSEL-komponentteja, joiden teho voi olla jopa sata wattia ja aallonpituus 850 tai 940 nanometriä.

940 nanometrin VCSEL-tehomatriisi tuottaa kolmen watin optisen lähtötehon, jonka nousu- ja laskuajat ovat 0,5 nanosekuntia. Integroitu ilmaisinvalodiodi on kalibroitavissa sekä optisen lähtötehon että automaattisen tehonohjauksen mukaan ja siinä on ilmaisu laserin turvallisuuteen liittyvien ongelmien kuten linssin putoamisen tai ihokontaktin osalta, joita tulee aina välttää lasersovelluksissa.

Autonomisen ajamisen tehokkaat laserit

Autonomisissa ajoneuvoissa turvallisuus on tärkein tekijä. Tarvitaan suurella toimintasäteellä ja nopeudella toimivia lidar-järjestelmiä, jotka edellyttävät erittäin suorituskykyisiä lasereita. AMS Osramin tarjonnassa on kaksi uutta EEL-laseria 3D-järjestelmiin, joissa vaaditaan suurta resoluutiota ja sen edellyttämiä kehittyneitä mittaussignaaleja, jotka ovat kriittisen tärkeitä autonomisissa ajoneuvoissa.

Uudet laserit ovat SPL S4L90A_3 A01 ja SPL S1L90A_3 A01, joiden teho on 125 wattia 40 ampeerilla kanavaa kohti. Koska yksikanavaisen version (SPL S1L90A_3 A01) lämpöresistanssi on vain 30 K/W ja nelikanavaisen version (SPL S4L90A_3 A01) 17 K/W, ne ovat helposti jäähdytettävissä jopa suurilla virta-arvoilla. Nelikanavaisessa versiossa (SPL S4L90A_3 A01) piirillä on neljä säteilyetäisyyttä tuottaen 480 watin optisen tehon. Vaikka nelikanavaisen komponentin mitat ovat ainoastaan 3,35 mm x 2,45 mm x 0,65 mm sen ollessa vain hieman suurempi kuin yksikanavainen versio (2,0 mm x 2,3 mm x 0,65 mm), sen kattama ilmaisualue on kuitenkin laaja. Yhteistyössä Efficient Power Conversionin (EPC) ja GaN Systemsin kanssa ASM Osram on kehittämässä arviointityökalupaketteja kummallekin laserversiolle.

ToF-sovelluksia

ASM Osramin infrapuna-VCSEL-teknologiaan ja Chronopticsin patentoituihin syväprosessoinnin algoritmeihin perustuen yhtiöt ovat yhteistyössä kehittäneet 3D-TOF-kamerajärjestelmän, joka päihittää suorituskyvyltään uusimmat iTOF-kamerat. Chronopticsin KEA 3D TOF -kamerajärjestelmä soveltuu erityisen hyvin autonomisen ajamisen, biometrisen tunnistamisen ja mobiililaitteiden lukituksen poiston sovelluksiin.

 

ASM Osram ja Chronoptics ovat kehittäneet 3D TOF -kamerajärjestelmän, joka päihittää suorituskyvyltään uusimmat iTOF-kamerat.

Mitoiltaan vain 100 x 40 x 35 millimetriä oleva kompakti kamera on suunniteltu toimimaan 0,2 – 15 metrin etäisyyksillä ja sen ulkoinen valovoima on enimmillään 120 000 luxia. Kamerajärjestelmä on varustettu AMS Osramin Bidos P2433Q VCSEL -komponentilla. Se on muodoltaan kompakti, lähtöteholtaan kilpailukykyinen ja moduulin omaavan 38 prosentin hyötysuhteen, jonka odotetaan saavuttavan tulevissa moduuleissa jopa 50 prosentin arvon. Sen kotelointi soveltuu suurten sarjojen tuotantoon.

Vishay toimittaa tehokkailla VCSEL-piireillä varustettuja lähestymisantureita. VCNL36687S:n ilmaisualue on enimmillään 20 senttimetriä ja siihen on integroitu valodiodi, signaaliprosessoripiiri ja 12-bittinen AD-muunnin nastattomaan LLP SMD -koteloon. Koska ilmaisualue on suhteellinen pieni, mekaanisia suojuksia ei tarvita erottamaan optisesti ilmaisinta ja lähetintä toisistaan. Tämä mahdollistaa lähestymisen havaitsemisen helpon toteuttamisen ja käytön.

 

Lidar-arkkitehtuuri vaikuttaa reunasäteilevän EEL-laserin tai pintasäteilevän VCSEL-laserin valintaan (mitä täydempi ympyrä, sitä sopivampi kyseinen laser on kyseessä olevaan sovellukseen). Erityisesti soveltuvuus riippuu kuitenkin suuressa määrin järjestelmän suunnittelusta.

VCSEL:n erittäin kapean (+/- 3 astetta) suunnatun keilan ansiosta anturi soveltuu kapealle ilmaisualueelle eikä se tarvitse minkäänlaisia linssejä. VCNL36687S on tarkoitettu teollisuuden ja kulutuselektroniikan sovelluksiin älypuhelimiin, tabletteihin, virtuaalitodellisuuden (VR) tai lisätyn todellisuuden (AR) kuulokemikrofoneihin ja muihin akkukäyttöisiin laitteisiin esimerkiksi vähentämään tahattomien kosketusten aiheuttamia syötteitä tai ilmaisemaan onko käyttäjällä päällään VR/AR-nappikuulokkeet vai eikö ole.

MORE NEWS

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.

Useimmista VPN-protokollista löytyy lopulta haavoittuvuuksia

Nykyiset VPN-protokollat, vaikka ne tarjoavat vahvaa salausta tämän päivän standardien mukaan, eivät välttämättä kestä tulevaisuuden kvanttitietokoneiden laskentatehoa. Asiantuntijoiden mukaan kvanttilaskennan kehittyessä suurin osa perinteisistä salausmenetelmistä altistuu ennen pitkää murtamiselle. Tämä on johtanut siihen, että VPN-palveluntarjoajat ryhtyvät toimiin uuden sukupolven uhkia vastaan.

Uuden sukupolven eSIM tuo helpon mobiiliyhteyden

STMicroelectronics on saanut GSMA-sertifioinnin uudelle ST4SIM-300 eSIM-piirilleen, joka hyödyntää tuoretta SGP.32-standardia. Sertifiointi takaa sujuvan ja turvallisen mobiiliyhteyden erityisesti IoT-laitteille, joissa on rajoitettu käyttöliittymä tai yhteystekniikka, kuten NB-IoT.

IQM kasvattaa 300 kubittiin jo vuoden 2027 lopulla

Suomalainen kvanttiteknologiayritys IQM Quantum Computers toimittaa VTT:lle 300-kubittisen suprajohtavan kvanttitietokoneen vuoteen 2027 mennessä. Tulevaa konetta kehutaan maailman suorituskykyisimmäksi.

Microsoft muuttaa tekoälyn koodaajan assistentista kumppaniksi

Microsoftin Build 2025 -kehittäjätapahtumassa yhtiö esitteli merkittäviä uudistuksia GitHub Copilotiin ja Azure AI Foundryyn, joiden myötä tekoäly siirtyy ohjelmistokehittäjän yksinkertaisesta avustajasta täysimittaiseksi kehitystyön kumppaniksi.

Nokialle pitkästä aikaa hyviä uutisia – RAN-markkina yllätti kasvulla

Mobiiliverkkojen markkinoilta kantautuu vihdoin positiivisia uutisia myös Nokialle. Dell’Oro Groupin tuoreen raportin mukaan radioverkkojen (RAN) globaali liikevaihto kääntyi kasvuun vuoden 2025 ensimmäisellä neljänneksellä – ensimmäistä kertaa kahteen vuoteen.

Unikie haluaa Pohjoismaiden johtavaksi AI-laboratorioksi

Teknologia- ja innovaatioyhtiö Unikie ilmoittaa merkittävästä panostuksesta tekoälyyn perustamalla uuden AI-laboratorion, jonka tavoitteena on nostaa yhtiö Pohjoismaiden johtavien tekoälytoimijoiden joukkoon. Laboratoriota johtaa yhtiön teknologiajohtaja Niko Haatainen, ja mukaan yhtiön kehitykseen sijoittaa tunnettu tekoälyvaikuttaja, Silo AI:n perustaja Peter Sarlin.

Virran mittaus onnistuu piirilevyjohtimien avulla

ETN - Technical articleKun suunniteltavassa elektroniikkapiirissä tarvitaan virran mittaamista, siihen käytetään yleensä erillistä mittausvastusta. Joskus houkutteleva vaihtoehto on käyttää virtamittaukseen piirilevyn omia johtimia eli kupariliuskoja. Se onnistuu, mutta hyödyntämiseen liittyy joitakin kompromisseja.

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