ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT

IN FOCUS

IoT-piireillä päästöt kuriin

IoT-teknologia on nousemassa keskeiseksi työkaluksi kestävän kehityksen ratkaisuissa. Vaikka laitteiden valmistus ja käyttöönotto vaativat energiaa, pitkän aikavälin säästöt ylittävät kulut moninkertaisesti. Tuoreiden analyysien mukaan IoT voi säästää jopa kahdeksankertaisesti sen energiamäärän, jonka se itse kuluttaa elinkaarensa aikana.

Lue lisää...

ETNtv

 
ECF25 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan
  • Aku Wilenius, CN Rood
  • Tiitus Aho, Tria Technologies
  • Joe Hill, Digi International
  • Timo Poikonen, congatec
  • ECF25 panel
ECF24 videos
  • Timo Poikonen, congatec
  • Petri Sutela, Testhouse Nordic
  • Tomi Engdahl, CVG Convergens
  • Henrik Petersen, Adlink Technology
  • Dan Still , CSC
  • Aleksi Kallio, CSC
  • Antti Tolvanen, Etteplan
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

logotypen

TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn

TECHNICAL ARTICLES

Vaihtelevat automaatiotarpeet vaativat joustoa antureilta

Tietoja
Kirjoittanut Veijo Ojanperä
Julkaistu: 30.01.2019
  • Automation

Automaatiojärjestelmien suunnittelijat etsivät jatkuvasti tunnistusratkaisuja. Jo markkinoilla olevien anturien suuri määrä kertoo siitä, miten suunnattoman monenlaisia esineitä, materiaaleja ja nesteitä on havaittava. Tämän lisäksi on tehtävä valintoja, jotka koskevat liitäntää muihin järjestelmiin sekä sitä, miten anturin käyttöympäristö vaikuttaa kotelon valintaan.

Monissa tilanteissa tarvitaan yksinkertaisesti jonkin esineen havaitseminen, esimerkiksi liukuhihnalla, pöydällä tai kuljetusvaunussa. Välttämättä ei kuitenkaan ole mahdollista kiinnittää heijastinta retroheijastusanturin tai läpäisevän säteen anturin vastaanottavan pään yhteyteen. Jos havaittava esine on häiritsevän taustan edessä, vastaus voisi olla diffuusianturi, jossa on taustan vaimennus.

Nämä anturit hyödyntävät kolmiointia halutun kohteen heijastaman valon tehon sekä sen etäisyyden mittaamiseen. Tämän jälkeen ne määrittävät esineen vähimmäiskoon käytössä olevan valokeilan mittojen mukaan. Etäisyys esineeseen määritetään asetusruuvin avulla, mutta joissain edistyksellisissä ratkaisuissa on käytettävissä opetusmenetelmä.

Kuva 1: Tilanteissa, joissa läpäisevän säteen anturi ei ole käytännöllinen (vasemmalla), taustan vaimennustoiminnolla varustettu diffuusianturi (oikealla) voisi olla sopiva vaihtoehto.

Tämä punaista valoa lähettävä valonlähde tekee säätämisestä helppoa myös silloin, kun käsiteltävänä on pieniä esineitä. Laserpohjaiset anturit pystyvät havaitsemaan esineitä, joiden koko on vain 0,1 mm, kun taas kohdistusdiodeihin perustuvien anturien keskipisteessä on läpimitaltaan 2 mm:n valopiste. Niiden suunnittelu mahdollistaa sen, että havaittavan esineen väri ja materiaali voivat vaihdella havaitsemiskyvyn kärsimättä, eivätkä taustalla liikkuvat esineet aiheuta tahattomia havaintoja.

Erinomainen esimerkki lujasta IP67-kotelointiluokan ratkaisusta on Baumerin valosähköisten anturien FHDK 14P5104 -sarja. Ne on pakattu 14,8 mm × 43 millimetrin kokoisen kotelon sisään, ja niitä on saatavana langallisella liittymällä, 4-nastaisella M8-tai M12-liittimellä varustettuna, ja niiden tunnistusetäisyys Tw on 30–500 mm. Lisäksi ne ovat sähköisesti kestäviä, sillä niissä on sekä oikosulku- että käänteispolariteettisuojaus ja PNP-lähtö, joka mahdollistaa jopa 100 mA:n lähtövirran sekä valo- että pimeätoimintaa varten. Etuosan optiikka on valmistettu PMMA:sta, ja integroitu elektroniikka hyödyntää vilkkuvaa keltaista LED-valoa, joka ilmoittaa sekä kohdistukseen liittyvistä ongelmista että likaantuneesta linssistä.

Jotkin visuaalisen havainnoinnin ratkaisut edellyttävät havaittavan kohteen tarkempaa arviointia. Tavoitteena voi olla määrittää, onko etiketti kiinnitetty oikein tai onko tuote säilynyt ehjänä. IP-pohjaiseen verkkokameraan ja teollisuustietokoneeseen perustuvat teollisuuskäyttöiset hahmontunnistusjärjestelmät ovat yksi lähestymistapa. Tehtävään erityisesti tarkoitettu ratkaisu voi kuitenkin olla sopivampi. Prosessointitehon ja muistin jatkuvasti kasvaessa saatavana on hahmontunnistusjärjestelmiä, joissa tehokas hahmontunnistus on pakattuna normaalin videokameran koteloon.

Kuva 2: Baumerin FHDK 14P5104 hyödyntää punaista LED-pulssivaloa diffuusianturissaan.

Yksi tällainen ratkaisu on Omronin ZFV-konenäköjärjestelmät. Nämä erittäin nopeat CCD-kamerat voidaan asentaa kiinteään asentoon tai integroida robottivarsijärjestelmään. Käyttökohteen mukaisesti kameran säätö tukee tunnistusaluetta 5 × 4,6 mm:stä 50 × 46 mm:iin. Kussakin kamerassa on omana valonlähteenä kahdeksan punaista LED-valoa, jotka tuottavat pulssivaloa, ja kotelolla on IP65-luokitus.

Kuva 3: Omronin ZFV on täydellinen hahmontunnistusjärjestelmä, joka pystyy havaitsemaan esineiden oikean asennon ja sijainnin.

Kameroita käytetään vahvistinyksikön yhteydessä. Kun järjestelmä on koulutettu, se pystyy antamaan positiivisen tunnistusvasteen 4–15 millisekunnissa tunnistettavan kuvan tyypin mukaisesti. Vahvistinyksikköjä voidaan myös asentaa ryhminä. Tällöin voidaan käyttää kahta tai useampaa kameraa analysoimaan vierekkäisiä esineitä, kuten integroitua piiriä, ja varmistaa tuotteen suuntaus tai pullojen ja niiden viivakoodien oikea sijainti. Koska vahvistinyksikön luokitus on vain IP20, se täytyy asentaa asianmukaisesti. Onnistunut tunnistus voi laukaista NPN- tai PNP-lähdön, ja kuvia voidaan lisäksi kirjata muistikorttiin.

Säiliöissä ja putkissa olevien nesteiden tunnistus tuo mukanaan omat haasteensa. Jotkin nesteet vaahtoavat, kun taas toiset, viskositeetiltaan alhaisemmat pyrkivät kiinnittymään pintoihin. Tästä voi aiheutua ongelmia tunnistuksen laadussa. Baumerin CleverLevel LBFH -sarja sisältää pienikokoisia tasokytkimiä, joissa on anturin tilan ilmaiseva kirkas ympärisäteilevä LED-valo. Nämä IP69K-kotelossa toimitettavat kytkimet sopivat elintarvike- ja lääkealan käyttöön sekä kemiallisiin käyttökohteisiin. Kapasitiivisen resonanssipiirin mittaustekniikan avulla ne hyödyntävät taajuusmuutoksia, joita ilmenee havaittavan materiaalin läsnä ollessa.

Kuva 4: Baumerin tasoanturien LBFH-sarja toimii hyödyntämällä kapasitiivisen resonanssipiirin periaatetta.

Anturit voidaan määrittää myös erilaisia kytkentäikkunoita varten öljyn, veden, vaahdon ja nesteen erottamiseksi. Lisäksi ne pystyvät suojaamaan putkien ja säiliöiden tyhjenemiseltä ja havaitsemaan tahnamaisen aineen ja kiinteät materiaalit, kuten jauhon tai muovigranulaatin. Vaativimpia vaahtoavia tai kiinnittyviä materiaaleja varten Baumerilla on myös FlexProgrammer 9701. Tämä ohjelmointityökalu voidaan yhdistää tietokoneeseen sen USB-liitännän kautta. Helppokäyttöisen ohjelmiston kautta voidaan käyttää erilaisia apuvalikkoja ja määrittää anturi täyttämään käyttökohteen vaatimukset. Mitatut tiedot voidaan lisäksi visualisoida, mikä mahdollistaa muita parametrien säätöjä, kuten aikavakiot vaimennustoiminnoissa ja kytkentälähdön logiikan invertoinnin.

Kuva 5: Hajautetun tilan ultraäänianturi voidaan määrittää havaitsemaan tietyllä etäisyydellä oleva esine.

Joissain ympäristöissä havaittavan esineen havaitseminen luotettavasti ei ole mahdollista esineen värivaihtelujen tai valmistusmateriaalin takia. Myös muovikalvojen, lasipullojen ja muiden läpinäkyvien materiaalien havaitsemisessa on haasteita. Näissä tilanteissa joko läpäisevän säteen muotoa tai heijastusmuotoa käyttävät ultraäänianturit ovat ihanteellinen vaihtoehto. Yksi vaihtoehto on Pepperl+Fuchsin UB800-sarja, joka on lyhyessä 40 mm:n mallissa oleva yksittäisen pään järjestelmä.

Anturit pystyvät havaitsemaan kohteita 50–800 mm:n alueella, ja kuollut alue on 0–50 mm. Ne antavat välittömästi ilmoituksen tilastaan: vihreä ilmaisin osoittaa, että anturi saa virtaa, ja keltainen ilmaisin osoittaa, että arviointialueella on esine. Opetussyöte on yksinkertainen menetelmä määrittää arviointialueen ylä- ja alarajat. Anturi antaa 20 mA:n tehon havaitulle esineelle, 4 mA:n tehon, kun esineitä ei ole sekä edestakaisen muutoksen, kun esineet liikkuvat rajojen välillä. Anturi on rakennettu IP67-luokiteltuun koteloon.

Kun Industry 4.0 ja lisääntyvä digitalisaatio tuovat mukanaan lisää verkkoon liitettyjä automatisoituja valmistusjärjestelmiä, yhä useampia antureita tarvitaan näiden alustojen kehittämiseen. Koska tarkkailtavat materiaalit, nesteet ja esineet ovat äärimmäisen moninaisia, on vaikeaa määrittää tarkasti, mikä anturi täyttää käyttökohteen tarpeet parhaiten. Toimittajat tarjoavat laajan valikoiman ratkaisuja, joihin on sisällytetty enemmän ominaisuuksia. Erittäin näkyvät ilmaisimet antavat visuaalisen palautteen siitä, onko virta kytkettynä ja onko anturi havainnut esineen. Ne ovat myös yhä enemmän määritettävissä huippuluokan kamerapohjaisista hahmontunnistusjärjestelmistä melko yksinkertaisiin etäisyyden ja nesteen tunnistaviin antureihin. Riippumatta siitä, mitä on tarkoitus havaita, on erittäin todennäköistä, että tarjolla on tehtävän tarpeisiin sopiva tunnistusratkaisu.

Artikkeli on Distrelec Ltd:n tuottama.

MORE NEWS

Kiinalaisryhmä hyökkää Windows-palveluilla ja Google Drivella

Tietoturvayritys Check Point Research on paljastanut Silver Dragon -nimisen kybervakoiluryhmän, joka kohdistaa hyökkäyksiä hallituksiin Kaakkois-Aasiassa ja Euroopassa. Tutkijoiden mukaan ryhmä on suurella varmuudella Kiinaan kytkeytyvä ja todennäköisesti osa APT41 -kokonaisuutta.

Botit generoivat jo kolmasosan verkkoliikenteestä – myös tekoälybotteja aletaan estää

Lähes kolmasosa globaalista verkkoliikenteestä on jo bottien tuottamaa. Tämä käy ilmi Fastlyn Threat Insights -raportista, jossa analysoitiin heinä–syyskuun 2025 aikana triljoonia sovellus- ja API-pyyntöjä yhtiön verkossa.

Nokia ja Ericsson tiivistävät yhteistyötä autonomisissa verkoissa

Nokia ja Ericsson syventävät yhteistyötään älykkäässä verkkoautomaatiossa. Yhtiöt avaavat rApp-sovellusekosysteeminsä toisilleen ja sitoutuvat vahvistamaan avoimia standardeja, erityisesti R1-rajapintaa, jonka kautta rAppit keskustelevat SMO-järjestelmän kanssa.

Kännykän massamuisti on pian yhtä nopea kuin työmuisti

Kioxia on aloittanut UFS 5.0 -yhteensopivien sulautettujen flash-muistien arviointinäytteiden toimitukset. Taustalla on yksi selkeä ajuri: päätelaitteissa ajettavat suuret kielimallit ja muu generatiivinen tekoäly nostavat tallennuksen suorituskykyvaatimukset täysin uudelle tasolle.

Tutkimusdata haastaa sähköauton lataamisen ohjeet

Sähköautojen akkujen kestävyydestä on keskusteltu pitkään, ja erityisesti arkilataamisen ohje “pidä varaustaso 20–80 prosentissa” on vakiintunut lähes itsestäänselvyydeksi. Tuore laajaan reaalimaailman dataan perustuva analyysi kuitenkin osoittaa, että kuva on aiempaa monisyisempi.

Qualcomm tuo tekoälyn älykelloihin

Qualcomm Technologies on julkistanut uuden Snapdragon Wear Elite -alustan, jonka tavoitteena on tuoda varsinainen reunatekoäly älykelloihin ja muihin puettaviin laitteisiin. Yhtiö puhuu Personal AI -laitteista, jotka eivät enää ole pelkkiä älypuhelimen jatkeita vaan itsenäisiä, kontekstia ymmärtäviä laitteita.

Donut Labin kenno kesti 100 asteen kuumuuden

VTT on julkaissut toisen riippumattoman testiraportin Donut Labin Solid-State Battery V1 -kennolle. Tällä kertaa tarkasteltiin purkukäyttäytymistä korkeissa lämpötiloissa, +80 ja +100 asteessa. Tulokset ovat kaksijakoiset. Sähköisesti kenno selvisi testeistä hyvin. Rakenteellisesti 100 asteen koe jätti jälkensä.

Nokian Hotard: mobiililiikenne ei ole enää lineaarista

Mobiiliverkkojen liikenne ei Nokian toimitusjohtajan Justin Hotardin mukaan enää kasva lineaarisesti, kun tekoälystä tulee verkon uusi pääasiallinen kuormittaja. Pelkkä “putken kasvattaminen” ei hänen mukaansa enää riitä.

Rohde ja Qualcomm venyttävät radiolinkin 6G-taajuuksille

Rohde & Schwarz ja Qualcomm Technologies ovat demonstroineet MWC Barcelonassa carrier aggregation -yhteyden, jossa yhdistetään perinteinen FR1-taajuusalue ja niin sanottu FR3-alue. FR3 ei kuulu nykyisiin kaupallisiin 5G-verkkoihin, vaan sitä valmistellaan osaksi tulevaa 6G-taajuusarkkitehtuuria.

Uusi eRedCap vie älymittarit 5G-aikaan

Nordic Semiconductor esittelee Barcelonan MWC-messuilla joukon uusia ratkaisuja, joista strategisesti merkittävin liittyy 5G eRedCapiin. Yhtiö tekee yhteistyötä avainasiakkaiden kanssa seuraavan sukupolven eRedCap-teknologioiden kehittämiseksi. Tavoitteena on laajentaa 5G:n käyttö ultra-matalatehoisiin IoT-laitteisiin.

Xiaomi nousi fitness-rannekkeiden ykköseksi

Omdian mukaan globaalit puettavien laitteiden toimitukset ylittivät 200 miljoonaa kappaletta vuonna 2025. Kasvua kertyi kuusi prosenttia edellisvuoteen verrattuna. Fitness-rannekkeissa markkinajohtoon nousi Xiaomi 18 prosentin osuudella. Apple oli toisena 17 prosentilla ja Huawei kolmantena 16 prosentilla. Samsung Electronics ja Garmin täydensivät kärkiviisikon.

Ericsson ja Intel haluavat tekoälyn 6G-radioverkkoon

Ericsson ja Intel kertovat laajentavansa yhteistyötään, jonka tavoitteena on vauhdittaa siirtymää kohti kaupallista, tekoälyyn natiivisti perustuvaa 6G-verkkoa. Yhtiöiden mukaan 6G ei ole pelkkä seuraava mobiiliversio, vaan infrastruktuuri, jossa tekoäly on sisäänrakennettuna radioverkkoon, ytimeen ja reunalaskentaan.

IoT-laitteiden siirto toiselle operaattorille helpottuu

IoT-laitteiden elinkaaren aikainen operaattorin vaihto helpottuu, kun Telenor IoT tuo markkinoille uuden SGP.32-standardin mukaiset eSIM-kortit. Yhtiö ilmoittaa aloittavansa kaupalliset toimitukset 17. huhtikuuta 2026.

Aliro 1.0 julkaistiin: Älypuhelimesta tulee universaali avain

Connectivity Standards Alliance (CSA) on julkistanut Aliro 1.0 -spesifikaation, joka määrittelee ensimmäistä kertaa yhteisen protokollan älypuhelimessa olevalle digitaaliselle avaimelle. Standardin tavoitteena on mahdollistaa, että sama mobiilissa oleva kulkuoikeus toimii eri valmistajien lukijoissa NFC:n, Bluetooth LE:n ja UWB:n kautta. Aliroa tukevat muun muassa Apple, Google ja Samsung.

Voisiko kalsium korvata litiumin?

Hong Kong University of Science and Technologyn tutkijat kertovat kehittäneensä uudenlaisen kalsiumioniakun, joka voisi tarjota vaihtoehdon litiumioniakuille. Tutkimus on julkaistu Advanced Science -lehdessä, ja se perustuu puolikiinteään elektrolyyttiin sekä redoks-aktiivisiin orgaanisiin runkorakenteisiin.

Muuttaako AMD-sopimus Metan AI-yhtiöksi?

Meta ilmoitti tällä viikolla jopa 6 gigawatin GPU-kapasiteettiin tähtäävästä, monivuotisesta sopimuksesta AMD:n kanssa. Kyse ei ole yksittäisestä laite-erästä, vaan usean sukupolven mittaisesta infrastruktuurikumppanuudesta, jossa sovitetaan yhteen GPU-, CPU- ja järjestelmätason roadmapit.

AMD haluaa kantataajuuslaskennan x86-prosessorille

AMD on esitellyt 5. sukupolven EPYC 8005 -palvelinprosessorit, ja sen viesti teleoperaattoreille selvä: kantataajuuslaskenta kuuluu yleiskäyttöiselle x86-prosessorille, ei erillisille baseband-ASICeille tai FPGA-kiihdyttimille.

Perus-PC katoaa markkinoilta ensi vuonna

Gartner arvioi, että muistien raju hinnannousu romahduttaa laitemyyntiä vuonna 2026 ja tekee alle 500 dollarin peruskannettavista taloudellisesti kannattamattomia. Tutkimusyhtiön mukaan tämä ns. entry level -PC-segmentti katoaa markkinoilta vuoteen 2028 mennessä.

Pieniä 5G-tukiasemia nopeammin läpi tuotantolinjasta

Rohde & Schwarz ja LITEON esittelevät Barcelonassa Mobile World COngressissa tuotantotestausratkaisun, jolla 5G-femtosoluja voidaan testata aiempaa selvästi nopeammin. Yhdellä testerillä voidaan karakterisoida neljä laitetta rinnakkain, mikä kasvattaa valmistuksen läpimenoa 50 prosenttia.

Lisää bassoa heti – tai ainakin parannus äänenlaatuun

Samsung hioo täyslangattomia kuulokkeitaan maltillisesti mutta teknisesti kiinnostavasti. Uusi Buds4-sarja ei mullista markkinaa, mutta erityisesti Pro-mallissa äänenlaatuun on tehty konkreettisia laitepuolen muutoksia.

TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Lääkintälaitteet siirtyvät verkkoon, hoito potilaan kotiin

ETN - Technical articleLääkintälaitteiden internet (IoMT) yhdistää diagnostiikan, puettavat anturit ja sairaalalaitteet pilvipohjaisiin järjestelmiin. Etävalvonta, reaaliaikainen data ja koneoppiminen lupaavat parempaa hoidon laatua ja kustannussäästöjä, mutta samalla ratkaistavaksi jäävät yhteentoimivuus, sääntely ja tietoturva.

Lue lisää...

OPINION

Teslalla ei vieläkään ole itseajavaa autoa

Tesla ei muutu itseajavaksi sillä, että siitä poistetaan ratti. Yhtiö on aloittanut ratittoman Cybercabin sarjatuotannon, mutta ratkaiseva komponentti puuttuu edelleen: toimiva itseajaminen, jota ei tarvitse valvoa, kirjoittaa Elektroniktidningenin Jan Tångring.

Lue lisää...

LATEST NEWS

  • Kiinalaisryhmä hyökkää Windows-palveluilla ja Google Drivella
  • Botit generoivat jo kolmasosan verkkoliikenteestä – myös tekoälybotteja aletaan estää
  • Nokia ja Ericsson tiivistävät yhteistyötä autonomisissa verkoissa
  • Kännykän massamuisti on pian yhtä nopea kuin työmuisti
  • Tutkimusdata haastaa sähköauton lataamisen ohjeet

NEW PRODUCTS

  • Suosittu vähävirtainen IoT-yhteys helposti lisäkortilla
  • Tämä ajuri auttaa pitämään auton hengissä pakkasaamuna
  • 40 TOPSia verkon reunalle
  • Erittäin tarkka anturi virranmittaukseen
  • Eikö 8 bittiä enää riitä? Tässä vastaus
 
 

Section Tapet