Зміст 8-го номера журналу CHIP NEWS за 2022 рік

Цифровізація і промисловий Інтернет речей (IIoT) швидко розвиваються у всіх галузях. Як наслідок, зростає кількість учасників комунікації та відповідний попит на все швидшу та стабільнішу мережу. Ethernet вже давно зарекомендував себе в інтелектуальних мережах пристроїв у різних сферах застосування. У майбутньому однопарний Ethernet (Single Pair Ethernet, SPE) не просто розширить, наприклад, протоколи зв’язку через послідовну польову шину, але й повністю замінить їх. Характеристики SPE роб­лять цю технологію інноваційною в широкому діапазоні застосувань і, таким чином, представляють справжню додаткову цінність для найсучасніших комунікаційних інфраструктур. Phoenix Contact володіє міжгалузевим досвідом і має ідеальне портфоліо продуктів для реалізації SPE у різноманітних галузях.

У системах автоматизації процесів необхідно контролювати і вимірювати важливі параметри, такі як температура, тиск, витрата рідин і матеріалів, вологість і багато інших. В епоху «Індустрії 4.0» для реалізації цієї потреби найбільш популярним стандартом зв’язку стає технологія організації локальних мереж Ethernet. Оскільки Ethernet є дротовим, а передавачам і датчикам зазвичай потрібне джерело живлення, постає питання: чому б не використати кабель Ethernet як для передачі даних, так і для живлення?

Однопарний Ethernet (Single Pair Ethernet, SPE) було розроблено з єдиною метою — закрити прогалину в галузі TCP/IP-­орієнтованих мереж, яка утворилася в результаті переходу від традиційної ІТ­-інфраструктури до мереж датчиків і виконавчих пристроїв. Зараз він стає рушійною силою IoT і IIoT. У статті буде розглянуто, у яких сферах ця технологія з’єднання найбільш затребувана, і доведена неспроможність кількох хибних домислів, що стосуються SPE, — зокрема буде надано відповідь на запитання, чи повинен з’єднувач SPE бути зворотно-­сумісним з RJ45.

Про Ethernet і особливо промисловий Ethernet стали все частіше говорити в різних галузях виробництва. Хоча їхні назви схожі, вони мають різні характеристики та переваги. У цій статті ми розглянемо, що являє собою Ethernet і промисловий Ethernet і чим вони відрізняються.

Після багаторівневого відбору з’єднувача SPE (англ. Single Pair Ethernet — однопарний Ethernet) міжнародні комітети зі стандартизації віддали перевагу виробу від HARTING Technology Group. Цей крок дасть змогу розробникам упевненіше створювати нове обладнання та технології для датчиків або виконавчих пристроїв, а також негайно приступити до реалізації SPE у відповідному апаратному забезпеченні. Таким чином, тепер стала можлива комплексна інтеграція на базі IP: від датчика до хмари.

У системах автоматизації технологічних і виробничих процесів необхідно, як відомо, контролювати найрізноманітніші параметри і характеристики. Нині для цієї мети найбільш популярним стандартом зв’язку є Ethernet. Оскільки локальні мережі Ethernet дротові, а датчикам і їхнім трансиверам потрібні джерела живлення, то виникає два закономірних запитання: чому б не використовувати кабель Ethernet як для передавання даних, так і для живлення, і як, зменшивши кількість дротів у кабелі, передати достатню потужність? Такі системи вже зараз використовуються в промисловості і, безсумнівно, відіграватимуть важливу роль і надалі. У пропонованій статті описується, як пристрої Ethernet з гібридним роз’ємом компанії TE Connectivity можуть реалізувати ці вимоги. Стаття підготовлена на основі документа [1] і супроводжується доповненнями та поясненнями.

У статті представлено переклад документа компанії Wurth Elektronik eiSos з питань реалізації однопарного автомобільного та промислового Ethernet [1]. Публікація супроводжується деякими доповненнями та правками. Описано необхідні для однопарного Ethernet компоненти — від кабелю до входу мікросхеми фізичного рівня PHY. Основну увагу приділено проєктуванню фільтра електромагнітних завад для протоколів 10BASE­-T1L і 100BASE­-T1, а також проблемам виконання вимог безпеки згідно зі стандартом IEC 62368­-1.

Жодна апаратна архітектура не може задовольнити весь спектр потреб ринку GNSS-­трекінгу в ІоТ. Ця стаття пропонує рекомендації щодо вибору технологічного рішення, яке найкраще буде відповідати  вимогам вашого власного варіанту використання.

В епоху глобального Інтернету, позиціонування стало невід’ємною складовою багатьох проєктів Інтернету речей (IoT) та інноваційних бізнес­-моделей.
GNSS (Глобальна навігаційна супутникова система) має можливість надавати точну інформацію щодо місцезнаходження в режимі реального часу з глобальним покриттям, що робить її ідеальним рішенням для позиціонування у зовнішньому середовищі.
За даними EUSPA, розмір ринку GNSS зросте до 492 мільярдів євро в 2031 році при середньорічному темпі приросту на 9.2 %.

Немає єдиного рішення щодо забезпечення безпеки Інтернету речей (IoT) — кожній його реалізації потрібна власна багаторівнева стратегія захисту. Підключення до Інтернету вбудованої IoT-­системи вимагає іншого підходу, а не розробки класичних рішень. У той же час очікується, що навіть невеликий вбудований пристрій буде повною мірою відповідати вимогам ринку інформаційних технологій і безпеки, що швидко змінюється, легко оновлюватися і мати захист на рівні постійно контрольованих центрів обробки даних. Це, звісно, важке завдання, але воно вирішується з допомогою правильних методів проєктування.

Одним з основних аспектів будь-­якої електричної схеми є шлях зворотного струму. Якщо на схемі шлях, яким тече струм, щоб повернутися до полюса низького потенціалу джерела живлення, має бути очевидним, то він може бути не настільки очевидним на платі. За словами відомого Еріка Богатіна (Eric Bogatin) на доповіді PCB West 2019, відмінності між електричною схемою і тополо­гією плати мешкають у порожньому просторі схеми. Іншими словами, для глибшого розуміння того, як струм рухається в пристрої, необхідно розглядати топологію плати.
Геометрія трас і внутрішніх шарів є лише одним з аспектів, який визначає шлях зворотних струмів у платі. Сам сигнал, у певному сенсі, вибирає власний зворотний шлях. Якщо конструктор розуміє, як геометрія і характеристики сигналу впливають на зворотний шлях, стає простіше визначити зворотний шлях для сигналів, не вдаючись до використання 2D-­ і 3D­-аналізаторів полів.
 

Проводити попередні випробування важливо не тільки для гарантії того, що ваш пристрій успішно пройде сертифікаційні дослідження у випробувальній лабораторії, а й для того, щоб цикл розроблення відбувався в рамках встановленого графіка.

Існує небагато випадків, які хоч якось наближаються до суворих умов поля бою під час війни. Військове обладнання повинно бути здатним витримувати екстремальні температури, погодні умови, вібрацію і удари, які рідко зустрічаються в комерційному застосуванні. Ключовими елементами цього обладнання є кабелі, які з'єднують різні пристрої, встановлені на військових транспортних засобах і на самих солдатах, разом виконуючи такі завдання, як зв'язок на короткі і довгі дистанції, наведення і управління безпілотними пристроями, транспортними засобами, злагоджене управління озброєнням і виявлення цілей та загроз. Вихід з ладу будь-­якого компонента цих систем може призвести до викриття ворогом і, як наслідок, до загибелі солдатів.
Для того, щоб кабелі та роз'єми не були потенційними місцями виходу з ладу («вузькими місцями»), компанія ODU розробила роз'єми ODU AMC® Series T як спеціалізовані роз’єми для військових та жорстких умов експлуатації.

Світовий розвиток глобальної мережі (Internet+) та зростаючі потреби в обробці та зберіганні великих об’ємів даних (big­-data) призвели до значного зростання потреб у хмарних сховищах. Для задоволення цих потреб створюється велика кількість дата­центрів, що в свою чергу призводить до швидкого збільшення використання джерел безперебійного живлення (ДБЖ). У відповідь на таке збільшення ринкового попиту компанія WeEn Semiconductors пропонує свої дискретні силові напівпровідникові прилади для застосування в ДБЖ — передові силові діоди та тиристори.

Загальновідомо, що вода в рідкій формі може негативно впливати на роботу електричних ланцюгів через наявність електропровідності та корозійної активності. Менш відомі, але не менш важливі ефекти, створювані водою в газоподібному стані. Тут ми більш детально розглянемо питання про те, як вологість і утворення конденсату впливає на роботу силових електронних систем, а також надамо рекомендації, що дають змогу мінімізувати цей вплив. У статті триває обговорення теми, розпочатої в нашому журналі в № 9, 2016 та № 1, 2017 [1].

Розвиток технологій в галузі SiC швидко просувається — завершується розробка кристалів на 6.5 кВ. У цій статті представлено огляд останніх досягнень компанії Mitsubishi Electric у сфері дослідження, розробок і застосування SiC-­модулів. Особлива увага приділяється високовольтним SiC-­модулям.

У статті представлено джерела живлення MPM від MEAN WELL, а також описано вимоги, яким мають відповідати джерела живлення для медичного обладнання.

Галузь медичного обладнання в розвинених країнах і так уже показувала стабільне зростання всі попередні десятиліття. Однак з огляду на події останнього часу медичне приладобудування приречене стати критично важливою галуззю промисловості по всій земній кулі. Виробництво апаратури КТ, МРТ, уніфікованих приладів дозування хімічних і медикаментозних агентів, ШВЛ, кардіологічного та діагностичного обладнання і навіть банальних моніторів медичного застосування стає невід’ємним елементом безпеки національної системи охорони здоров'я, зокрема і в нашій країні.

Параметри джерел живлення для медичної техніки повинні відповідати вимогам безпечних і економічних стандартів. У статті розглядаються деякі характеристики джерел живлення відповідно до загальноприйнятих стандартів.

Робочі групи з розроблення стандартів визначили всі характеристики зарядних пристроїв великої потужності (HPC), починаючи з області робочих режимів, послідовності заряджання і закінчуючи роз’ємами. У Європі та США зацікавлені учасники ринку створили консорціум CharIN на основі комбінованої системи заряджання (CCS). В Японії та Китаї з’явилися альтернативні асоціації CHAdeMO і GB/T, відповідно. Деякі автовиробники також зайнялися розробкою фірмових зарядних пристроїв. У цьому сегменті ринку чітко простежується попит на модульні рішення, які і розглядаються в статті.