lipiec Wywiad miesiąca: rozmowa z Wiesławem Wilkiem, 7/2014 10,00z (w tym 5%VAT) prezesem fi rmy Wilk Elektronik – str. 18
ISSN -1248-4030 INDEKS 340 731
www.elektronikaB2B.pl Elektronik MAGAZYN ELEKTRONIKI PROFESJONALNEJ
Jako obwodów drukowanych oraz podstawowe metody jej oceny Obecne wymagania i oczekiwania klientów branżowych co do niezawodności oraz bez- awaryjnego działania zakupionych urządzeń są zdecydowanie wyższe niż kilka lat temu. Niewątpliwą przyczyną tego stanu jest dyna- miczny rozwój technologiczny i towarzyszący mu postęp jakościowy. Nawet od najprostszych Energy harvesting urządzeń elektronicznych oczekuje się stabil- w zasilaniu nej i bezawaryjnej pracy, przy ich maksymalnie długiej żywotności. Na bazie normy IPC-600 urz dze w artykule przedstawiamy najistotniejsze kry- elektronicznych teria ich niezawodności, które mogą być oce- Terminem energy harvesting niane wzrokowo przez odbiorcę płytek i świad- wpływa w znaczny sposób na bezproblemowy określa się zbiór metod wy- czą o fi nalnym poziomie ich jakości. Uwypu- przebieg procesu montażu oraz bezawaryjną twarzania prądu elektrycz- klone zostaną te aspekty, których spełnienie pracę urządzenia. Patrz str. 57 nego z energii, której źródła występują w otoczeniu od- biornika – na przykład me- Systemy zasilania awaryjnego chanicznej, cieplnej, pro- i bezprzerwowego zyskuj na znaczeniu mieniowania lub chemicznej (są to źródła wolnodostępne). Zasilanie urządzeń o wysokiej jakości to jedno W artykule przedstawiamy z podstawowych zagadnień w przemyśle i wie- te metody, które są najczę- lu pokrewnych branżach. Składa się na nie do- ściej wykorzystywane. starczanie energii elektrycznej o odpowiednich Patrz str. 16 parametrach jakościowych i gwarantowanie jej bezprzerwowej dostępności. Za wszystko to od- powiadają zasilacze oraz systemy zasilania gwa- W numerze: rantowanego, czyli zasilacze buforowe, falowni- Konstrukcje i parametry ki, UPS-y, akumulatory, fi ltry sieciowe, agregaty róde napi cia odniesienia ...... 64 prądotwórcze i inne urządzenia. Z uwagi na co- raz większe nasycenie otoczenia sprzętem elek- Po 10 latach zasilanie przez Ethernet sta o si tronicznym, systemy zasilania gwarantowane- ce się z zasilaniem bezprzerwowym, dostawców standardem ...... 68 go stają się dziś obowiązkowe. Przedstawiamy krajowych takich urządzeń, omawiamy ofertę wszystkie ważne zagadnienia techniczne wiążą- tych fi rm i trendy kształtujące rynek. Patrz str. 22
Zasilacze bezprzerwowe – kon guracje i w a ciwo ci – str. 60 Nak ad 10600 egz. 6/25/14 5:10 PM Process Black Process Yellow Process Magenta Process Cyan 001_okl_07_rozkladowka.indd 1 Elektronik ● www.elektronikaB2B.pl ● numer 206 lipiec 2014 r. ● Systemy zasilania bezprzerwowego, buforowego i awaryjnego 6/25/14 5:10 PM Process Black Process Yellow Process Magenta Process Cyan 001_okl_07_rozkladowka.indd 1 Elektronik ● www.elektronikaB2B.pl ● numer 206 lipiec 2014 r. ● Systemy zasilania bezprzerwowego, buforowego i awaryjnego
Od redakcji
Dostawa tego samego dnia? Czemu nie!
Kilka tygodni temu Amazon – kiedyś internetowy sklep z książkami, a teraz już praktycznie portal handlowy ze wszystkim – zapowiedział, że w niedalekiej przyszło- ści planuje wykorzystanie dronów do dostarczania klientom przesyłek błyskawicz- nie po złożeniu zamówienia z gwarancją dostawy tego samego dnia. Pomysł wyda- je się oczywiście abstrakcyjny i w dzisiejszych warunkach rynkowych mało realny, ale z pewnością jest on odzwierciedleniem oczekiwań i potrzeb klientów oraz wska- zaniem kierunku zmian. Krótki czas dostawy stał się w ostatnich latach atutem i wyróżnikiem wielu dużych dystrybutorów katalogowych, którzy mają na tyle sprawny system logistyczny, że są w stanie wysłać zamówione części jeszcze tego samego dnia i dostarczać je w dniu następnym. Mniejsze fi rmy, dystrybutorzy tradycyjni obsługujący większe zamówie- nia i producentów OEM realizują dostawy w ciągu kilku dni, o ile oczywiście mają towar na stanie. To samo dotyczy dostawców, którzy mają magazyny poza Europą. Z pewnością dostawa na drugi dzień zapada klientom w pamięć, przez co kojarzą oni szybką logistykę z usługami wysokiej jakości, a na dodatek łatwo przyzwyczajają się do właśnie takiej obsługi. Wiele osób handel elektroniczny traktuje jako całość, stąd rozwiązania, które proponują duże fi rmy, nawet te niezwiązane z rynkiem dys- trybucji komponentów elektronicznych, przenoszą się na inne branże. Skoro klienci są ci sami, dostawcy nierzadko też podobni, takie same oprogramowanie i inne funk- cje też są podobne, to naturalnie oczekuje się też jednakowego traktowania. W najbliższych latach oczekiwania w stosunku do mniejszych dostawców kompo- nentów w zakresie szybkości reakcji będą rosły, ale nie należy oczekiwać, że żądania kierowane będą tylko i wyłącznie w kierunku dystrybutorów. Producenci elektroni- ki specjalistycznej i mniejsi wytwórcy ograniczają dzisiaj stany magazynowe i znacz- nie częściej kupują komponenty dopiero wtedy, gdy są im potrzebne, bez tworzenia zapasów. Z ich punktu widzenia szybka dostawa to praktycznie same korzyści, ale w tym przypadku także i oni będą musieli zapewnić sprawny serwis. Duża powierzchnia magazynowa i wydajna logistyka czołowych dystrybutorów pozwalają rozszerzyć biznes o usługi magazynowe dla mniejszych specjalistycznych dostawców i producentów urządzeń. Zamiast utrzymywać w fi rmie magazyn, zatrud- niać pracowników do zarządzania zamówieniami i realizacji wysyłek, zamiast inwe- stować w transport i umowy z fi rmami kurierskimi, można wynająć półki u dużego sprzedawcy i po połączeniu oprogramowania systemów po obu stronach lub przez specjalizowaną aplikację zyskać możliwość logistyki tak samo sprawnej, jaką mają wielkie fi rmy i per saldo tańszej. Amazon już tak robi. Połączenie usług produkcyjnych typu EMS z prowadzeniem magazynu gotowych wyrobów dla klientów nie wydaje się wielkim problemem. Dodanie do tego wydaj- nych usług logistycznych też jest możliwe, ale jeszcze mało popularne, bo nieste- ty w małej skali jest nieefektywne w działaniu, a w dużej kosztowną inwestycją. Ale przykład Amazona dowodzi, że magazyn i wysyłka to kolejne działy, które w przy- Prenumerata? szłości staną się kupowaną usługą. Naprawd warto! Robert Magdziak
4 Lipiec 2014 Elektronik TAK Dostarczamy o h u CZY UMO LIWIA o h w za e no ci o oka izacji rmy k ienta ŁATWE WYSZUKIWANIE NIE Nie ryzykuj CZY OFERUJE PRODUKTÓW? SZYBKĄ Intuicyjna strona TAK NIE internetowa z wie oma DOSTAWĘ? o cjami trowania
O erujemy ro uktów Le iej szuka a ej CZY ZAPEWNIA ona wio cych marek TAK NIE FACHOWĄ OBSŁUGĘ KLIENTA? CZY POSIADA BOGATĄ OFERTĘ NIE O erujemy szy k o s u PRODUKTÓW OD TAK Oj, nie o rze i ws arcie techniczne WIODĄCYCH PRODUCENTÓW?
CZY OFERUJE Nie warto ryzykowa DOBRĄ RELACJĘ NIE JAKOŚCI DO CENY?
Ra aty i o ciowe, in ywi ua ne ne ocjacje JAK ZNALE cen, zamówienia TAK terminowe i wie e wi cej z nami oszcz zasz czas ZAUFANEGO i ieni ze DOSTAWCĘ ELEKTRONIKI I AUTOMATYKI? RS Components Na nas można liczyć.
Dystry utor ro uktów z zakresu e ektroniki, automatyki i utrzymania ruchu z wie o etnim o wia czeniem RS w a ciwy wy ór
pl.rs-online.com W numerze
Raport techniczno-rynkowy
22 57
Systemy zasilania bezprzerwowego, Jako obwodów drukowanych buforowego i awaryjnego odgrywaj oraz podstawowe metody jej oceny coraz wi ksz rol w technice Obecne wymagania i oczekiwania klientów branżowych co do nie- Uzyskanie zasilania urządzeń o wysokiej jakości to jedno z podstawo- zawodności oraz bezawaryjnego działania zakupionych urządzeń wych zagadnień w przemyśle i w wielu pokrewnych branżach. Składa są zdecydowanie wyższe niż kilka lat temu. Niewątpliwą przyczy- się na nie dostarczanie energii elektrycznej o odpowiednich parame- ną tego stanu jest dynamiczny rozwój technologiczny i towarzy- trach jakościowych i gwarantowanie jej bezprzerwowej dostępności. szący mu postęp jakościowy.
OD REDAKCJI: 4 Dostawa tego samego dnia? Czemu nie!
GOSPODARKA 8 Aktualno ci 9 Dostawcy pó przewodników typu fabless najsilniej rozwin li 16 dzia alno w USA 13 Rynek dystrybucji szybko si zmienia, Energy harvesting w zasilaniu urz dze mówi Mike Buffham, dyrektor elektronicznych ds. zakupów i cen w firmie Premier Farnell Terminem energy harvesting określa się zbiór metod wytwarzania prądu elektrycznego z energii innego typu, np. mechanicznej, cieplnej, 14 Sieci w automatyce budynkowej: promieniowania lub chemicznej, której źródła występują w otoczeniu ZigBee vs. Z-Wave vs. Insteon odbiornika. W artykule przedstawiamy najczęściej wykorzystywane. 16 Energy harvesting w zasilaniu urz dze elektronicznych
WYWIAD MIESI CA 18 Moim celem jest osi gni cie pozycji najwi kszego dostawcy pami ci i d ysków SSD dla przemys u w Europie – rozmowa z Wies awem Wilkiem, prezesem firmy Wilk Elektronik
14 RAPORT 22 Systemy zasilania bezprzerwowego, Sieci w automatyce budynkowej: buforowego i awaryjnego odgrywaj ZigBee vs. Z-Wave vs. Insteon coraz wi ksz rol w technice Sieci automatyki budynkowej łączą sensory, na przykład temperatu- ry i ruchu, z systemami sterowania oświetleniem, roletami, ogrzewa- niem oraz sprzętami kuchennymi i audio-wideo. Dzięki ich współpra- DODAJ DO ULUBIONYCH cy poprawia się komfort i bezpieczeństwo użytkowników inteligent- nych budynków, przez co te ostatnie stają się coraz popularniejsze. 44 Kalkulatory MTTF uk adów RF LDMOS
6 Lipiec 2014 Elektronik 60
Zasilacze bezprzerwowe – konfiguracje i w a ciwo ci Niewiele osób myśli o ochronie zasilania, zanim nie dotkną go skut- ki awarii, w wyniku której utraci cenne dane lub nawet popsuje mu się sprzęt. Wybór sposobu zabezpieczenia się przed powtórną awarią może okazać się bardzo frustrujący, gdy brakuje dostatecz- nej wiedzy, potrzebnej do podjęcia właściwej decyzji.
TECHNIKA 46 Technologia VA w wy wietlaczach LCD o wysokim kontra cie 48 Nowe ze stawy startowe w ofercie STMicroelectronics 50 Interfejs u ytkownika – sterowanie za pomoc gestów 53 Technologia LDS dla producentów o wietlenia diodowego 54 Bezprzewodowe adowanie urz dze przeno nych i pojazdów elektrycznych 57 Jako obwodów drukowanych oraz podstawowe metody jej oceny 60 Zasilacze bezprzerwowe – konfiguracje i w a ciwo ci 64 Konstrukcje i parametry róde napi cia odniesienia 66 Pojemno ciowy detektor wilgotno ci powietrza 68 Po 10 latach zasilanie przez Ethernet sta o si standardem
NOWE PODZESPO Y 72 Komunikacja, 76 – Elementy pasywne 77 – Modu y i komputery 80 – Mikrokontrolery, 81 – Uk ady cyfrowe, 82 – Optoelektronika 84 – Sprz t i narz dzia, 85 – Aparatura pomiarowa, 89 – Podzespo y czynne 95 – Elementy elektromechaniczne 96 – Przetworniki i sensory 100 – Uk ady zasilania Aktualno ci
Gratulujemy nagrody za polski grafen! KKRRiT 2014 Twórca polskiej technologii gra- Tegoroczna KKRRiT 2014, czyli czternasta Krajowa fenu, prof. Włodzimierz Strupiń- Konferencja Radiokomunikacji, Radiofonii i Telewizji, to co- ski, kierownik Zakładu Epitaksji roczne wydarzenie organizowane przez uczelnie techniczne Związków Półprzewodnikowych z Gdańska, Krakowa, Poznania, Warszawy i Wrocławia. W tym w Instytucie Technologii Mate- roku KKRRiT odby- riałów Elektronicznych, został wała się w Warszawie laureatem prestiżowej nagrody w dniach od 11 do 13 Polskiej Rady Biznesu im. Jana czerwca w Gmachu Wejcherta tzw. biznesowego Oscara. Nagroda jest przyznawa- Głównym PW. W cza- na w trzech kategoriach: Sukces, Działalność Społeczna oraz sie trwania konfe- Wizja i Innowacja. Mogą być nią uhonorowane osoby, które rencji w Dużej Auli wykazały się szczególną przedsiębiorczością i wyjątkowymi funkcjonowała tak- osiągnięciami biznesowymi. Włodzimierz Strupiński otrzy- że wystawa technicz- mał nagrodę w kategorii Wizja i Innowacja. na. Wydarzenie to ma głównie charakter naukowy, ale wspierają je dostawcy apara- tury pomiarowej, m.in. Meratronik, Tespol, Rohde & Schwarz, SiMS ma certyfikat kolejowy IRIS Frankonia, UEI, AMT, EM Test, Astat i inni. Zakład Elektroniczny SiMS – bydgoski producent elektro- nicznych systemów informacyjnych i monitoringu oraz do- stawca usług EMS/CEM – otrzymał certyfi kat potwier- dzający spełnianie przez fi rmę norm kolejowych IRIS. IRIS (International Railway Industry Standard) jest międzynarodo- wym standardem przeznaczonym dla przemysłu kolejowego, potwierdzają- cym jakość, niezawodność i bezpie- czeństwo techniczne szeroko pojętego sprzętu kolejowego.
JM elektronik promuje us ugi EMS JM elektronik uruchomił nową stronę internetową całko- wicie poświęconą oferowanym przez fi rmę usługom montażu Targi IT FutureExpo – dwóch wystawców kontraktowego (EMS/CEM) – www.jm-ems.pl. Nowa strona, bran owych oddzielona wy- Targi IT FutureExpo 2014 to impreza B2B dla branży IT, raźnie od części która odbywała się w dniach 10–11 czerwca na Stadionie dystrybucyjnej, Narodowym w Warszawie. Targi zgromadziły ponad 100 fi rm to wyraźny krok z Polski i Europy, które prezentowały innowacyjne technolo- w kierunku roz- gie informatyczne, zarówno jeśli chodzi o sprzęt jak, i oprogra- woju tej części mowanie. IT Future Expo nie kojarzy się wprawdzie z elektro- biznesu. JM elek- niką ani też nie aspiruje do takiego wydarzenia, niemniej po- tronik zajmu- jawiły się tam dwie fi rmy branżowe zajmujące się technologia- je się montażem mi M2M: Acte i Elproma. Z pewnością jest to dobry dowód, kontraktowym jak wiele wspólnego ma komunikacja M2M z rynkiem IT i po- już od 12 lat. średnio też wskazówką, że wzrostów sprzedaży w zakresie pro- duktów M2M można szukać nie tylko przez tańszych dostaw- ców modułów GSM, ale także dzięki usługom integracji, opro- Nowe dystrybucje gramowaniu i systemowym podejściu do takiej komunikacji. Dacpol został wyłącznym dystrybutorem fi rmy MEN, pro- ducenta komputerów, switchy dla przemysłu kolejowego, lot- niczego i transportowego. Urządzenia te przeznaczone są do Rosn ce ceny metali powodem podwy ek pracy w warunkach ekstremalnych. JM elektronik nawiązał cen przewodów współpracę z tajwańską fi rmą MechaTronix Kaohsiung (MTX) W ostatnich miesiącach producenci kabli, elementów elek- spółką utworzoną w 2007 roku przez pięciu niezależnych pro- tromechanicznych i przekaźników zostali zmuszeni do pod- ducentów radiatorów i zespołów chłodzących dla oświetle- wyżek cen na skutek rosnących kursów metali na giełdzie nia diodowego. W ofercie MTX są zarówno produkty stan- LME w Londynie. Wzrosty o ok. 3% dotknęły m.in. fi rmę dardowe, jak i specjalne dla czołowych producentów LED. Technokabel. Ceny miedzi na giełdzie metali w Londynie są Maritex pogłębia współpracę dystrybucyjną z koncernem blisko najwyższych poziomów od 11 tygodni z powodu opty- Mean Well. Firma powiększy stany magazynowe dla większo- mizmu dotyczącego gospodarek USA i Chin. Miedź w do- ści popularnych jednostek po to, aby były one dostępne od ręki stawach trzymiesięcznych na LME kosztuje obecnie ok. i będzie świadczyła usługi serwisowe dla zasilaczy. 6,9 tys. dol. za tonę.
8 Lipiec 2014 Elektronik Gospodarka Dostawcy pó przewodników typu fabless najsilniej rozwin li dzia alno w Stanach Zjednoczonych
Spo ród 25 najwi kszych na wiecie dostawców pó przewodników typu fabless w 2013 r. 14 firm ma siedzib w Stanach Zjednoczonych, pi na Tajwanie, po dwie w Europie i Chinach oraz po jednej w Japonii i Singapurze, poinformowa a firma analityczna IC Insights. Dochody 14 dostawców fabless z czo ówki rankingu z roku ubieg ego, tylu samo co w 2012 r., przekroczy y próg miliarda dol. Tych 14 dostaw- ców osi gn o czn sprzeda w wysoko ci 55,5 mld dol. na rynku fabless, które- go ca kowit warto za rok ubieg y IC Insights ustali na 77,9 mld dol.
nalitycy spodziewają się, że stopniowo więcej fi rm ku z trudnymi warunkami do wejścia na rynek przez nowe fi r- z Tajwanu i Chin będzie się piąć w górę listy naj- my, tj. wysokimi kosztami projektowania, coraz trudniejszym większych dostawców fabless w związku z dyna- dostępem do kapitału wysokiego ryzyka, na rynku pojawia się A micznym rozwojem rynków układów elektronicz- niewiele nowych fablesów. Dlatego też ranking 25 największych nych w tych krajach. W 2014 r. dwóch dostawców z listy znik- dostawców w przyszłości będą zaczynać rosnący w siłę giganci. nie wskutek przejęć – chodzi o fi rmy LSI, w rankingu w 2013 r. W ostatnich latach w branży fabless doszło do szeregu na siódmej pozycji, obecnie w trakcie przejęcia przez Avago, transakcji. Pod koniec 2013 r. Maxim przejął za 605 mln dol. oraz tajwański MStar, miejsce trzynaste, który w I kw. br. zo- Volterrę, dzięki czemu rozszerzył swój asortyment układów stał wchłonięty przez MediaTeka. W kwietniu br. udziałowcy zasilania. Volterra projektowała układy przeznaczone na wiele LSI zaaprobowali przejęcie fi rmy przez Avago za 6,6 mld dol., rynków, w tym przetwarzania w chmurze, komunikacji i sie- pierwotnie ogłoszone w grudniu 2013 r., dzięki czemu ta ostat- ci. Na rynek w 2013 r. wpływ miały także transakcje, do jakich nia fi rma uzyska bardziej zróżnicowany wachlarz produktów. doszło rok wcześniej. Zalicza się do nich m.in. przejęcie przez Dwie fi rmy, które prawdopodobnie pojawią się w zamian na li- Microchipa za 939 mln dol. SMSC, projektanta rozwiązań sie- ście 25 dostawców, to Lantiq, wywodzący się z Infi neona fable- ciowych, w szczególności inteligentnych układów mixed-si- sowy dostawca układów do komunikacji i mikrokontrolerów, gnal, trafi ających m.in. na rynki konsumenckie, przemysłowe o ubiegłorocznych przychodach 400 mln dol., oraz tajwański i motoryzacyjne. Także w 2012 r. Megachips z biurami m.in. Phison, o sprzedaży wynoszącej w ubiegłym roku 428 mln dol. w Osace i Tokio przejął fi rmę Kawasaki. Siedem z rankingu 25 fi rm uzyskało w 2013 r. dwucyfrowy Marcin Tronowicz wzrost obrotów, a tylko jedna z nich, tajwański MStar, miał dwu- cyfrowy spadek. 11 dostawców odnotowało tempo wzrostu wyż- Tabela 1. Najwi kszych pi tnastu dostawców pó przewodników typu fabless sze od wzrostu dla całego rynku półprzewodników, który w roku w 2013 r. wed ug wielko ci obrotów (w mln dol., ród o: IC Insights) Pozycja Firma Siedziba Obroty w 2013 r. Zmiana roczna ubiegłym zwiększył się o 5%. Najszybszy wzrost osiągnął 14. na li- 1 Qualcomm USA 17 211 31% ście chiński Spreadtrum, notując przychody 1,07 mld dol., o 48% 2 Broadcom USA 8 219 5% wyższe w skali roku. W dalszej kolejności o 36%, do 3,37 mld dol., 3 AMD USA 5 299 –2% wzrosły obroty MediaTeka, oraz o 31%, tj. aż o 4 mld dol., lidera li- 4 MediaTek Tajwan 4 587 36% 5 Nvidia USA 3 898 –2% sty, Qualcomma. W sumie obroty tych trzech dostawców zwięk- 6 Marvell USA 3 352 7% szyły się w 2013 r. w skali roku o 5,6 mld dol., podczas gdy obro- 7 LSI USA 2 370 –5% ty wszystkich fablesowych dostawców półprzewodników w roku 8 Xilinx USA 2 297 5% 9 Altera USA 1 732 –3% ubiegłym wzrosły o 5,8 mld dol., podsumował IC Insights. 10 Avago Singapur 1 619 9% W opinii fi rmy analitycznej w nadchodzących latach więk- 11 Novatek Tajwan 1 398 11% szość dużych dostawców półprzewodników typu fabless będzie 12 HiSilicon Chiny 1 355 15% 13 MStar Tajwan 1 136 –11% prosperować, przyczyniając się również do wzrostów sprzedaży 14 Spreadtrum Chiny 1 070 48% układów przez ich dostawców typu pure play, a konkretnie fi rm 15 CSR Europa 961 –6% TSMC, GlobalFoundries, Samsunga i UMC. Ponadto, w związ- Sektor fabless cznie — 77 911 8%
Elektronik Lipiec 2014 9 Aktualno ci
Altium przenosi oddzia projektowania PCB Centrum robotyki przemys owej szans i siedzib zarz du do Kalifornii dla rozwoju przedsi biorców W celu lepszej obsługi głównych segmentów rynku Altium, W Słupskim Inkubatorze Technologicznym, zarządzanym dostawca oprogramowania do projektowania inteligentnych przez Pomorską Agencję Rozwoju Regionalnego, powsta- systemów, projektów płytek PCB 3D ła unikatowa i pierwsza na Pomorzu Pracownia Automatyki, i rozwoju oprogramowania embed- Robotyki i Systemów Wizyjnych. Miejsce to jest przeznaczone ded, ogłosił początek reorganizacji fi r- dla przedsiębiorców my, w tym przenosiny oddziału PCB i kadry inżynier- CAD wraz z zespołem badawczo-ro- skiej, a także szkół zwojowym, a także biura prezesa i za- i studentów, które rządu fi rmy z Sydney do San Diego będą mogły na bazie w Kalifornii, USA. Altium od wielu pracowni pozyskać lat ma w San Diego biura i przedstawi- praktyczną wiedzę cielstwo. Australijska fi rma chce w ten i skorzystać z nowo- sposób sprawić, aby oddział projekto- Przenosiny spowodu- czesnych usług inży- wania CAD był bardziej dostępny dla j , e b dziemy bli ej nierskich. Pracownia klientów i partnerów zainteresowa- naszych kluczowych prowadzi szkolenia z projektowania systemów zrobotyzowa- nych narzędziami do projektowania klientów i najwa niej- nych, skanowania i analizowania wyrobów za pomocą skane- płytek PCB. Parę lat temu Altium prze- szych rynków, powie- ra 3D i specjalistycznego oprogramowania. Pracownia o po- niósł oddział IoT do Szanghaju i dzię- dzia Martin Harris, wierzchni 230 m2 została wyposażona w roboty, systemy wi- ki temu udało mu się zacieśnić relacje Chief Sales Of cer zyjne, skaner 3D i oprogramowanie CAD dostarczone przez z partnerami technologicznymi na du- w Altium Omron Electronics. Sprzęt ten w ramach tzw. inkubatora tech- żym chińskim rynku. Z kolei oddział nologicznego będzie wypożyczany zainteresowanym fi rmom fi rmy o nazwie Tasking, odpowiedzialny za narzędzia do roz- i zespołom naukowym. woju oprogramowania embedded, z którego korzysta bardzo wiele fi rm choćby z branży motoryzacji, mieści się w Holandii. Przeniesienie oddziału projektowania PCB do Kalifornii jest Farnell element14 nagrodzony planowane na IV kw. 2014 r. przez Panasonica Panasonic nagrodził Farnella tytułem dystrybutora roku, doceniając wzrost sprzedaży w zakresie podzespołów pasyw- Mentor i Digi-Key oferuj narz dzie EDA nych a także modułów Bluetooth. Takie nagrody często poja- dla projektów badawczo-rozwojowych wiają się branży, stanowiąc stały element współpracy i budo- Mentor Graphics, światowy lider w tworzeniu oprogramo- wania wzajemnych relacji pomiędzy fi rmami dystrybucyjny- wania do płytek PCB, oraz dystrybutor podzespołów Digi-Key mi a producentami. Nie sposób wymieniać tych wszystkich ty- nawiązały współpracę, aby dostarczyć klientom narzędzie pro- tułów i honorów w aktualnościach, gdyż po pierwsze jest ich jektowe przeznaczone do wspomagania układów laborato- dużo, a po drugie często ich wartość i znaczenie trudno oce- ryjnych i prototypów przed kierowaniem ich do produkcji. nić pod kątem tego, jak wielkiego wysiłku wymagało ich uzy- Uwzględniany w ofercie Digi-Key produkt Designer Schematic skanie. W przypadku fi rmy Farnell element14 tytuł jest ukoro- nowaniem pięcioletniej współpracy obu fi rm, co z pewnością wskazuje, że nie było to zadanie łatwe. Drugi znaczący fakt to taki, że tytuł ten Farnell odebrał swojemu silnemu konkuren- towi – fi rmie Digi-Key. Jak widać, walka fi rm katalogowych stale się zaostrza i nie tylko dotyczy ofert, wielkości sprzedaży, liczby pozycji w magazynie, ale także wielu innych mniej do- strzegalnych dla postronnych obserwatorów kryteriów.
Toshiba i SanDisk zast pi fabryk pami ci NAND 2D fabryk NAND 3D Toshiba ogłosiła plany wyburzenia fabryki pamięci NAND Flash Fab 2 w Yokkaichi, aby zastąpić ją fabryką układów Mentora zbudowano więc z myślą o inżynierach stosujących NAND Flash 3D. Firma podpisała także memorandum zro- oprogramowanie EDA przy nowych projektach badawczo-ro- zumienia z SanDiskiem, wyrażające obustronną wolę inwesty- zwojowych. Aplikacja Designer Schematic zapewnia inżynie- cji w nową fabrykę układów pamięci 3D. Produkcja pamięci rom dostęp przez Internet do najnowszych komponentów przy- w zakładzie Fab 2 dobiegła końca w 2010 r., wyburzanie mia- datnych w trakcie wykonania układów elektronicznych, jak ło rozpocząć się w maju br., a budowa nowej fabryki ma ruszyć również do usług fabrycznego wytworzenia płytki. Nowe na- we wrześniu i potrwać, wraz z wykończeniem clean roomów, rzędzie ułatwi projektowanie obwodów drukowanych zarówno około roku. Toshiba spodziewa się rozpoczęcia masowej pro- hobbystom, jak i profesjonalistom, ponieważ oferta Designera dukcji pamięci 3D w drugiej połowie 2015 r. w sąsiednich za- jest zróżnicowana także na poziomie cenowym. Narzędzie ma kładach Fab3 i Fab 4 w Yokkaichi. Następnie jej produkcja ma być dostępne dla klientów już na początku lata br. być podjęta w Fab 2.
10 Lipiec 2014 Elektronik
Aktualno ci | Wydarzenia
Kalendarium RS Components rozszerza ofert o specjalistyczne z cza RS Components – katalogowy dystrybutor komponentów automatyki i elektro- Wydarzenia krajowe niki oraz utrzymania ruchu, poszerzył znacznie ofertę o dwie serie złącz wytwa- 1–4.09. Kielce – MSPO – Salon Przemys u Obronnego rzanych przez Delphi Automotive, wiodącego globalnego dostawcy technologii na rynek motoryzacyjny i pojazdów użytkowych: Weather Pack – szczelne złącza za- 16–18.09. Bielsko-Bia a – Energetab – Energetyczne Targi Bielskie bezpieczone przed czynnikami środowiska, przeznaczone do stosowania w trud- nych warunkach, takich jak ekstremalne temperatury, substancje chemiczne i pły- 16–18.09. Kielce – Control-Tech – Targi Techniki Pomiarowej ny, typowych dla motoryzacji. Drugą grupą są złącza Metri-Pack, dostępne w wer- oraz Bada Nieniszcz cych sji z obudową uszczelnianą lub nieuszczelnianą, odpowiednie do zautomatyzowa- 22.09. Cedzyna nych procesów montażu zatrzaskowego (pull-to-seat) i wciskanego (push-to-seat). – X Konferencja Techniki Pró ni Dzięki standaryzacji wymiarów występów w zakresie od 1,5 do 8 mm, zgodnie 23–25.09. Warszawa z międzynarodowymi normami, złącza można stosować w różnorodnych układach – Renexpo Poland – Targi Energii o prądzie znamionowym od 14 do 60 A. Takie specjalizowane wersje trudno było do Odnawialnej i Efektywno ci Energetycznej niedawna kupić w niewielkich ilościach i bez długiego oczekiwania, stąd inicjatywę 30.09. Sosnowiec RS, aby były one stale w magazynach, należy ocenić pozytywnie. – Targi Techniki Laserowej LASERexpo
Imprezy zagraniczne TEC, czyli wystawa i konferencja bran y elektronicznej 3–6.06. Monachium, Niemcy TEC to wystawa i konferencja, którą po raz pierwszy w Polsce zorganizował – Automatica – Targi Automatyki 22 maja w Warszawie portal Evertiq.pl. Impreza ta była połączeniem wystawy i cy- i Mechatroniki klu wykładów seminaryjnych i pojawiło się na niej ok. 80 fi rm, w większości przed- 3–5.06. Norymberga, Niemcy siębiorstw krajowych, ale pojawiło się też kilku wystawców zagranicznych, najwię- – Sensor+Test – Targi Technologii Pomiarowych, Sensoryki i Testowania cej ze Szwecji. Wystawcy reprezentowali głównie sektor rynku związany z produk- cją elektroniki: montażem kontraktowym, wytwa- Warsztaty, szkolenia, seminaria rzaniem płytek drukowa- 2.07. Bielsko-Bia a – Szkolenie Altium Designer – nych, sprzedażą urządzeń Projektowanie PCB – kurs podstawowy, do produkcji, dostawami Computer Controls materiałów. Byli też dys- 23.07. Bielsko-Bia a trybutorzy aparatury po- – Szkolenie Altium Designer – miarowej, dostawcy kom- Projektowanie PCB – kurs kompleksowy, Computer Controls ponentów, złączy i obu- dów itp. Część wystawien- 27.08. Bielsko-Bia a – Szkolenie Altium Designer – nicza składała się z nie- Projektowanie PCB – kurs podstawowy, wielkich prezentacji stoli- Computer Controls kowych, na których poka- 05.09. Pozna zywano przykładowe pro- – Przetworniki pomiarowe obrotu, Astat dukty, wybrane nowości, próbki lub literaturę, dość ciasno rozlokowanych, co sprzyjało kontaktom osobistym. Bezsprzecznie TEC był wydarzeniem sprzyjającym rozmowom, pozwalał na wymia- Wi cej na www.elektronikab2b.pl/kalendarium nę opinii i dawał szansę na zacieśnienie więzi branżowych z konkurencją. Było wi- Redakcja nie ponosi odpowiedzialno ci dać, że goście i wystawcy mieli o czym rozmawiać. Patrząc przekrojowo na wszystkie za zmian ww. terminów. Zg aszanie wydarze : [email protected] imprezy wystawiennicze w Polsce, z pewnością TEC zasługuje na miano wydarzenia najbardziej wyspecjalizowanego pod kątem branży elektronicznej, niemniej to wąskie spojrzenie na rynek ma też przełożenie na ograniczoną liczbę gości na tej imprezie.
Zuken powi kszy zaplecze sprzeda owo-szkoleniowe zwi zane z oprogramowaniem projektowym E3.series Zuken rozwinął Centrum Sprzedaży i Szkoleń w Ulm na południu Niemiec, wy- chodząc naprzeciw rosnącemu popytowi na oprogramowanie do projektowania wią-
Oferuje: zek i zespołów przewodów – E3.series. Za pomocą E3.series tworzy się projekty ukła- Buzery piezo dów połączeń elektrycznych, rozwiązania hydrauliczne i pneumatyczne oraz mie- Buzery szane, w szczególności projekty przewodów elektrycznych, wiązek kabli i paneli ste- elektromagnetyczne rowania. Oprogramowanie znajduje zastosowanie m.in. w inżynierii przemysłowej, Diody led Cob technologii kolei, lotnictwie, kosmonautyce i motoryzacji. od 10 do 100 wat Nowo otwarty w centrum Ulm ośrodek, o dobrej lokalizacji i z przydatnym zaple- czem noclegowo-wypoczynkowym, stanie się centrum szkoleniowym fi rmy na całe tel. 22 648 13 32, kom. 602 231 586 Niemcy. Nowa placówka sprzedaży i szkoleń zwiększa potencjał operacyjny fi rmy, faks 22 648 13 32, www.buzer.com.pl a zarazem jest krokiem w kierunku powiększenia zespołu specjalistów w fi rmowym [email protected] centrum badawczo-rozwojowym w Ulm.
12 Lipiec 2014 Elektronik Wywiad Rynek dystrybucji szybko si zmienia, mówi Mike Buffham, dyrektor ds. zakupów i cen w rmie Premier Farnell
W ostatnich miesiącach można za- większym stopniu obsługują sektor pro- obserwować dużą aktywność dystry- dukcji, w tym sprzedają całe opakowa- butorów katalogowych, którzy nawią- nia zbiorcze, nie tylko zajmują się ma- zują bliską współpracę z producenta- łymi zamówieniami, jak było dawniej. mi chipów w zakresie promocji i sprze- Wraz z ofertami hurtowymi muszą też daży zestawów ewaluacyjnych. Z czego iść produkty wspierające uruchomienie to wynika? produkcji, a więc próbki nowości, kity Takich zmian faktycznie jest wiele i programy. i w największym stopniu wynikają one z rosnących potrzeb naszych klientów, Z jakich powodów inwestujecie którzy oczekują coraz więcej informacji, w przejęcia fi rm projektowych? szerszej gamy produktów i większej szyb- Przejęcia lub kupno udziałów w fi r- kości działania. Zacierają się też granice mach takich jak CadSoft , który zapew- pomiędzy dystrybucją katalogową a tra- nił nam dostęp do oprogramowania do dycyjnymi dystrybutorami komponen- projektowania płytek drukowanych, tów i coraz częściej obie te grupy dostaw- fi rm Embest i CooCox, które zajmu- ców obsługują tych samych producentów. ją się narzędziami deweloperskimi dla Czynimy wiele wysiłków, aby propo- mikrokontrolerów AR, a także AVID nować klientom najnowsze zestawy pro- Technologies – fi rmy projektowej zaj- jektowe i wspieramy je, bo w ten sposób mującej się projektowaniem elektroni- pomagamy w realizacji nowych urzą- ki, to z jednej strony krok w kierunku dzeń. Jest to też element promocji no- budowania kompetencji inżynierskich, wości pojawiających się u producentów a z drugiej strony możliwość realizacji i wreszcie, co warto zauważyć, ewaluacja potrzeb zgłaszanych przez środowisko wielu nowych układów scalonych, które skupione w naszym portalu element14. są zamykane w maleńkich obudowach, Zawsze podkreślaliśmy, jak wiele wagi bez gotowego kitu byłaby obecnie bar- przywiązujemy do budowania społecz- dzo trudna. ności osób związanych z elektroniką Te działania przyniosły już efekty i to są właśnie dowody, że to wsparcie putera Raspberry Pi. Obecnie kieruje- i w ofercie mamy szerokie spektrum plat- ma konkretny wymiar. Innym przykła- my wysiłek w stronę promocji rozwią- form projektowych dla mikrokontrole- dem w tym obszarze jest nasza bliska zań Internet of Th ings, starając się za- rów, układów komunikacji bezprzewo- współpraca z Freescale, w ramach któ- pewnić ciekawe zestawy projektowe dowej i wielu innych. Zestawy te uzupeł- rej tylko w 2013 roku powstało 15 plat- w niewielkich cenach. Taki pomysł za- niamy oprogramowaniem, proponując form i zestawów ewaluacyjnych, między działał wcześniej i jestem przekonany, klientom także kompilatory, symulatory, innymi o funkcjach, które proponowa- że w przypadku IoT będzie podobnie. systemy RTOS. Tu także zmiany wywo- ła społeczność. Rynek dystrybucji się szybko zmienia, łane są tym, że dzisiaj dzielenie urządze- czas, kiedy dystrybutorzy zajmowali nia na sprzęt i oprogramowanie także tra- Aktualnie widać, że wiele się dzieje się tylko sprzedażą, to już zamierzchła ci sens. Skoro obie te części są praktycz- w temacie IoT. Dlaczego? przeszłość, bo klienci nauczeni przez nie nierozdzielne, to musi przekładać się Staramy się wspierać wszystkie istot- najlepsze fi rmy, jak dobra i wielowątko- na działania łańcucha dystrybucji. ne trendy technologiczne. Doskonałym wa może być współpraca, traktują takie Trzecim powodem takich zmian jest przykładem było nasze zaangażowa- usługi jak obowiązujący standard. to, że dystrybutorzy katalogowi w coraz nie w dystrybucję i popularyzację kom- Rozmawiał Robert Magdziak
Elektronik Lipiec 2014 13 Gospodarka
Sieci w automatyce budynkowej ZigBee vs. Z-Wave vs. Insteon
Sieci automatyki budynkowej cz sensory, na przyk ad temperatury i ruchu, z systemami sterowania o wietleniem, roletami, ogrzewaniem oraz sprz tami kuchennymi i audio-wideo. Dzi ki ich wspó pracy poprawia si komfort i bezpie- cze stwo u ytkowników inteligentnych budynków, przez co te ostatnie staj si coraz popularniejsze.
dominację w zakresie łączności w sieciach au- dycynie. Udało się je uzyskać przez połączenie założeń stan- tomatyki budynkowej rywalizuje kilka stan- dardu IEEE 802.15.4 w warstwie fi zycznej i MAC z wytycz- dardów. W artykule przedstawiamy trzy z nich: nymi przygotowanymi przez stowarzyszenie ZigBee Alliance O oparte na transmisji bezprzewodowej specyfi ka- w warstwie sieci i aplikacji. cje ZigBee oraz Z-Wave i dopuszczającą komunikację miesza- Węzły sieci ZigBee mogą się komunikować w pasmach czę- ną, bezprzewodowo-przewodową specyfi kację Insteon. stotliwości: 2,4 GHz (globalnie), 915 MHz (w USA) oraz 868 MHz (w Europie), z przepływnością, odpowiednio, 250 Kb/s, Warstwa fizyczna sieci ZigBee 40 Kb/s i 20 Kb/s, na, odpowiednio, 16, 10 i 1 kanale. Stosowane Najważniejsze cele, do spełnienia których dążyli projektan- modulacje to: O-QPSK (w paśmie 2,4 GHz), BPSK (w paśmie ci specyfi kacji ZigBee, to: ograniczenie poboru mocy, dzię- 915 MHz i 868 MHz) oraz DSSS, natomiast metoda dostępu do ki czemu czas pracy węzłów na zasilaniu bateryjnym będzie kanału – CSMA/CA. Zasięg transmisji, zależnie od środowiska maksymalnie długi, mała przepływność, niski koszt, obsłu- pracy, wynosi od 10 do 75 metrów. ga dużej liczby węzłów (do 65 tys.) i elastyczność protoko- W warstwie sieci specyfi kacji ZigBee zdefi niowano trzy typy łu odpowiednia do wymagań różnych aplikacji w automaty- urządzeń: koordynatora (ZC, ZigBee coordinator), router (ZR, ce budynkowej, ale również w przemyśle, w rolnictwie i me- ZigBee router) oraz urządzenie końcowe (ZED, ZigBee end device).
14 Lipiec 2014 Elektronik Gospodarka
Typy urz dze ZigBee, topologie, profile W ze korzysta tylko W sieci może być tylko jeden koordynator, którego za- z sieci radiowej daniem jest jej konfi guracja. ZR to natomiast węzeł opcjo- nalny, który odpowiada za routing wiadomości. Poza tą Sie radiowa logiczną klasyfi kacją, stosuje się również podział na dwa rodzaje fi zycznych urządzeń. Są to węzły w pełni funk- Sie radiowa cjonalne (FDD, full-functional device) oraz o ograni- Ethernet czonej funkcjonalności (RFD, reduced-function device). USB\RS232\ FDD są zazwyczaj zasilane z sieci energetycznej i mogą łą- Sie radiowa Sie radiowa czyć się ze wszystkimi węzłami typu FDD i RFD. Węzły Hub te mogą pełnić funkcję koordynatora sieci i działać jako W ze mo e korzysta z sieci W ze mo e korzysta z sieci ZED. RFD to z kolei zwykle urządzenia zasilane bateryj- radiowej i linii energetycznej radiowej i linii energetycznej nie (mogą przechodzić w tryb uśpienia). Mogą pracować wyłącznie w topologii gwiazdy, ponieważ są w stanie ko- munikować się tylko z koordynatorem sieci. Sieci ZigBee pracują w topologii drzewa, gwiazdy albo mesh. W tej drugiej funkcję centralnego węzła pełni ko- Linia energetyczna Linia energetyczna Linia energetyczna Sie energetyczna Sie energetyczna ordynator. W pozostałych dwóch konfi guracjach używa- ne są routery. Specyfi kacja ZigBee obejmuje kilka profi li. Są to: ZigBee Building Automation (automatyka bu- dynkowa), ZigBee Remote Control (zdalne sterowanie urządzeniami multimedialnymi), ZigBee Smart Energy (smart grid), ZigBee Health Care (medycyna), ZigBee W ze korzysta z linii energetycznej W ze korzysta z linii energetycznej Home Automation (automatyka domowa), ZigBee Input Device (klawiatury, myszki), ZigBee Light Link (stero- Rys. 1. W z y sieci Insteon komunikuj si za po rednictwem sieci radio- wanie oświetleniem), ZigBee Retail Services (handel) wej, jak i linii sieci energetycznej i ZigBee Telecom Services (telekomunikacja). ciach funkcjonalność kontrolerów statycznych jest rozszerzona Krótko o Z-Wave o przechowywanie aktualnej konfi guracji sieci, a nawet mogą Węzły sieci Z-Wave komunikują się w pasmach częstotliwo- one pełnić funkcję głównego kontrolera lub mostu. Ten ostat- ści 908 MHz (USA) oraz 868 MHz (Europa), z przepływnością ni łączy sieć Z-Wave z innymi. najwyżej 40 kb/s. Stosowana jest modulacja FSK. Maksymalna liczba węzłów to 232, a typowo między 30 a 50. Insteon alternatyw dla ZigBee i Z-Wave Specyfi kacja Z-Wave wyróżnia dwa rodzaje urządzeń: kon- Węzły sieci Insteon komunikują się pomiędzy sobą za pośred- trolery i typu slave. Te pierwsze inicjują transmisję i odpowia- nictwem zarówno sieci radiowej (te zasilane tylko bateryjnie), dają za routing wiadomości, drugie natomiast tylko wykonują jak i linii sieci energetycznej (te podłączone do zasilania). W sie- polecenia kontrolerów, na przykład odnośnie do tego, czy dana ciach zgodnych z tą specyfi kacją wybrano również inny schemat wiadomość ma być dalej retransmitowana. wymiany wiadomości (simulcasting) niż ten w ZigBee i Z-Wave. Kontrolery dzieli się ze względu na ich rolę w sieci na prze- Dzięki temu nie ma potrzeby korzystania z tablicy routingu. nośne i statyczne. Te pierwsze mogą swobodnie zmieniać swo- Węzły sieci powtarzają każdą wiadomość w szczelinach cza- ją pozycję w sieci, odpytując otaczające je węzły. Kontrolery sowych zsynchronizowanych z chwilą przejścia sygnału sie- przenośne zwykle są zasilane bateryjnie, a użytkownicy uży- ci energetycznej przez zero. W wiadomości zapisana jest mak- wają ich do przesyłania komend sterujących. symalna liczba powtórzeń, która po kolejnej powtórce jest zmniejszana o jeden. Wszystkie węzły w sieci Insteon mogą Tabela 1. Porównanie warstwy zycznej ZigBee i Z-Wave zatem pełnić funkcję repeatera. W praktyce zadania tego nie Z-Wave ZigBee wykonują, aby oszczędzić energię, te zasilane bateryjnie. USA Europa USA Europa wiat Aby urządzenie pracowało jako repeater, nie są wymaga- Cz stotliwo pracy 908 MHz 868 MHz 915 868 2400 Liczba kana ów 1 10 1 16 ne żadne dodatkowe działania – domyślnie po włączeniu za- Przep ywno 40 Kb/s 40 20 250 silania węzły w sieci Insteon są w ten sposób skonfi gurowane. Modulacja FSK BPSK O-QPSK Z im większej liczby węzłów składa się sieć, tym silniejszy jest sygnał oraz tym większą liczbą dróg wiadomość może dotrzeć Ponadto kontrolery tego rodzaju odpowiadają za przyłącza- do odbiorcy. Ponadto w sieci Insteon każde urządzenie może nie i odłączanie urządzeń w sieci. W każdej sieci Z-Wave musi pełnić funkcję kontrolera, który rozsyła wiadomości i respon- być jeden główny kontroler, który wykonuje to zadanie i prze- dera, który je odbiera. chowuje informację o jej aktualnej konfi guracji. Pozostałe kon- Korzystając z łączności radiowej węzły sieci Insteon komu- trolery kopiują te dane od niego. nikują się w paśmie częstotliwości 915 MHz, a stosowana mo- Kontrolery statyczne mają stałą pozycję w sieci i są z regu- dulacja to FSK. Gdy medium transmisyjnym są linie sieci ener- ły zasilane z sieci energetycznej. Znajdują się one stale w trybie getycznej, częstotliwość wynosi 131 kHz, a modulacja to BPSK. nasłuchiwania, dzięki czemu inne urządzenia mogą się z nimi Maksymalna przepływność to 13 kb/s. komunikować w dowolnym momencie. W rozbudowanych sie- Monika Jaworowska
Elektronik Lipiec 2014 15 Gospodarka Energy harvesting w zasilaniu urz dze elektronicznych
Terminem energy harvesting okre la si zbiór metod wytwarzania pr du elektrycznego z energii, której ród a wyst puj w otoczeniu odbiornika – na przyk ad mecha- nicznej, cieplnej, promieniowania lub chemicznej (s to ród a wolnodost pne). W artykule przedstawiamy te metody, które s najcz ciej wykorzystywane.
ajwięcej energii wolnodostęp- Oznacza to równocześnie większy roz- wnętrzna zmienia się pod wpływem naci- nej pozyskać można z wibra- miar przetwornika i zwiększa jego koszt sku. Na powierzchni kryształu indukują cji, różnicy temperatur oraz początkowy. Z drugiej strony ogni- się wówczas ładunki elektryczne, a mię- Nświatła. Ze względu na po- wa z materiałów o większej sprawności dzy jego brzegami występuje różnica po- wszechność dużym zainteresowaniem są również odpowiednio droższe. Poza tencjałów. Napięcie to może mieć znacz- w tym kontekście cieszą się również fale sprawnością i ceną ważne są też cechy ną wartość, nawet kilkuset woltów, nato- radiowe, ale niestety szanse na rozpo- użytkowe. Na przykład ogniwa cienko- miast moc wyjściowa jest niestety mała. wszechnienie się tej metody energy ha- warstwowe z krzemu amorfi cznego moż- Jej wartość zależy od amplitudy od- rvesting są raczej niewielkie. Ilość energii na nanosić na elastyczne podłoża, nato- kształcenia oraz częstotliwości wibracji. odzyskiwanej z tego źródła jest bowiem miast te z krzemu monokrystalicznego Maksymalną uzyskuje się, gdy częstot- dużo mniejsza niż z pozostałych (tabela 1). i polikrystalicznego zwykle budowane są liwość rezonansowa kryształu jest taka na sztywnym podłożu ze szkła. sama, jak częstotliwość drgań źródła. Pozyskiwanie energii ze wiat a Przetworniki energii cieplnej Przetwornik to nie Przetwornikiem energii świetlnej są i mechanicznej wszystko ogniwa fotowoltaiczne. Są to najczęściej W procesie przetwarzania energii Pozyskiwanie energii elektrycznej używane przetworniki typu energy har- cieplnej wykorzystywany jest efekt ter- z otoczenia ze względu na specyfi kę źró- vesting, przed wszystkim dlatego, że pro- moelektryczny (zjawisko Seebecka), któ- deł nie jest procesem ciągłym. W związ- dukuje się je w dużych ilościach i są one ry polega na powstaniu siły elektromo- ku z tym niezbędny jest zasobnik ener- tańsze niż pozostałe. Ilość energii elek- torycznej w obwodzie zbudowanym gii, na przykład cienkowarstwowa bate- trycznej pozyskanej ze światła zależy od z dwóch metali lub półprzewodników, ria albo superkondensator. Oprócz tego kilku czynników, w tym temperatury jeżeli ich złącza znajdują się w różnych wymagany jest obwód ładowania oraz pracy ogniwa (ta pierwsza jest tym mniej- temperaturach. Napięcie to rośnie linio- mikrokontroler, a w wypadku urządzeń sza, im jest cieplej), czasu jego użytkowa- wo wraz ze zmianą różnicy temperatur. z możliwością łączności ze światem ze- nia, bo im dłużej ogniwo pracuje, tym Przetwornik termoelektryczny to zwy- wnętrznym, również układ nadawczo- bardziej się zużywa i mniej światła prze- kle wiele złączy półprzewodnikowych odbiorczy, najczęściej do komunikacji twarza na elektryczność, i sprawności p-n połączonych elektrycznie szerego- bezprzewodowej (rys. 1). materiału, z którego je wykonano. wo oraz równolegle względem kierunku Ze względu na ilość energii, którą Obecnie większość ogniw fotowolta- przepływu ciepła. Im większa jest różni- można pozyskać z otoczenia, wskaza- icznych produkowana jest z krzemu mo- ca temperatur, tym lepiej. Sprawność tej ne jest, aby te wszystkie dodatkowe (ale nokrystalicznego, polikrystalicznego lub metody energy harvesting zależy rów- potrzebne!) komponenty same zużywa- amorfi cznego. Te ostatnie charakteryzu- nież od liczby i rozmiarów złączy oraz ły jak najmniej energii. Dlatego w tym je sprawność rzędu zaledwie kilku pro- stałej Seebecka materiału przetwornika. zastosowaniu używane są mikrokontro- cent, natomiast w mono- oraz polikry- W przetwarzaniu energii mechanicz- lery typu ultra low power, tzn. zaprojek- stalicznych jest to odpowiednio od kil- nej wykorzystuje się natomiast na zja- towane pod kątem maksymalnego ogra- kunastu do 20%. Im mniejsza jest war- wisko piezoelektryczne. Występuje ono niczenia poboru prądu w stanie aktyw- tość tego parametru, tym większa musi w pewnych materiałach (w kryształach nym. Sterowniki takie mogą również być powierzchnia ogniwa, aby można piezoelektrycznych, kwarcowych albo pracować w kilku trybach różniących się było uzyskać określoną moc wyjściową. ceramicznych), których struktura we- tym ostatnim, od standby, w którym po-
16 Lipiec 2014 Elektronik Gospodarka bór prądu jest rzędu mikroamperów do czas pracy liczony jest w dziesiątkach lat. szeni. Aby z kolei przetworzyć ener- deep sleep, gdy są to wielkości rzędu na- Mimo tych licznych zalet, nie wolno za- gię wibracji, właściciel telefonu musiał- wet nanoamperów. pominać o ograniczeniach technik pozy- by być przez cały czas w ruchu. Ponadto Pod względem ograniczenia zuży- skiwania energii z otoczenia. przetworniki drgań mechanicznych jak cia energii optymalizowane są również na razie są zbyt duże, aby dało się je zin- protokoły komunikacji bezprzewodo- Ograniczenia zasilania tegrować z telefonem i wieloma innymi wej. Przykładem jest najnowsza wersja energi wolnodost pn urządzeniami. standardu Bluetooth, tzn. Bluetooth Low Energy harvesting bywa postrzega- Energy (BLE). W BLE postawiono na na jako forma energetyki odnawialnej. Gdzie zatem energy uproszczenie łączności. M.in. zmniejszo- W rzeczywistości obie technologie wie- harvesting si sprawdza? no liczbę kanałów, na których węzły sie- le różni. Przede wszystkim chodzi o ska- Pozyskiwanie energii elektrycznej ci nasłuchują z 32 do 3, skrócono pakie- lę. Moc generowana w tej pierwszej jest z energii otoczenia praktykuje się wte- ty oraz zastosowano rozwiązania, któ- rzędu mikrowatów do watów, natomiast dy, jeżeli warto (głównie ze względów fi - re zwiększają niezawodność transmisji. w energetyce odnawialnej kilowatów do nansowych) tą metodą zastąpić zasilanie megawatów. W wypadku energy harve- sieciowe albo baterie, gdy źródło jest „na Rola konstruktora i zalety sting energia jest pobierana przez to samo miejscu” i jest dostępne, z taką częstot- energy harvesting urządzenie, które ją wytwarza. W ener- liwością, z jaką energii potrzebuje odbior- Wiele leży także w gestii projektanta getyce odnawialnej z kolei zasila ona, za nik oraz wtedy, gdy zapotrzebowanie tego systemu, którego częścią są urządzenia pośrednictwem sieci energetycznej, do ostatniego odpowiada wydajności źródła. zasilane z energii otoczenia. Stosując się której jest oddawana, wiele innych urzą- Na przykład przyłączenie do sieci do kilku zasad, może on znacznie ogra- dzeń. Ponadto celem energy harvesting energetycznej albo regularna wymia- niczyć straty. Przykładowo dane powin- jest głównie ograniczenie kosztów zasila- na baterii w wielu czujnikach monito- no się przesyłać możliwie najrzadziej nia i zapewnienie odbiornikowi autono- rujących stan rozległej instalacji wydo- i nie większe ich ilości, niż jest to wyma- mii. W wypadku energetyki odnawial- bycia i przesyłu surowca (przykładowo gane. W wypadku sieci czujników ozna- nej chodzi natomiast przede wszystkim gazu) nie jest ekonomicznie uzasadnio- cza to, że przez większość czasu powinny o zmniejszenie emisji do atmosfery szko- ne. Ponieważ w takim miejscu używa- one pracować przy ograniczonym pobo- dliwych substancji emitowanych w pro- ny jest ciężki sprzęt, który w czasie pra- rze prądu, a w stan aktywności, w którym cesie spalania paliw kopalnych i unieza- cy silnie drga, do pomiaru jego stanu le- komunikują się z centralnym punktem leżnienie się od tych ostatnich. piej zastosować czujniki bezprzewodowe sieci, przechodzić tylko wówczas, kiedy To właśnie różnica w skali sprawia, że zasilane energią tych wibracji. przekroczona zostanie graniczna wartość energy harvesting nie zawsze jest meto- Inny przykład to przystanki autobuso- wielkości mierzonej. Dobrze też, jeżeli dą opłacalną. Na przykład można próbo- we. Na tych mieszczących się w dużych wykorzystywana jest możliwość regulo- wać wykorzystać energię kroków ludzi, odległościach od centrum miasta, gdzie wania mocy nadawanego sygnału i czu- którzy tysiącami przemierzają codzien- przyłączenie do sieci energetycznej nie łości odbiornika w zależności od jakości nie korytarze przejść podziemnych, do jest opłacalne, a baterie są mało wydajne, transmisji w danym kanale komunika- zasilania maszyn z biletami. Nie prakty- do zasilania elektronicznych tablic infor- cyjnym. Warto ponadto zastosować me- kuje się jednak tego, bo koszt realizacji macyjnych warto użyć niewielkiego pa- chanizm, który wykryje błędne pakiety, takiego systemu zasilania byłby znacz- nelu słonecznego. a mikrokontroler „wybudzi” tylko wte- nie większy, niż uzyskane dzięki temu Kolejny przykład wykorzystania ener- dy, gdy odebrane zostaną poprawne dane. oszczędności. Nie należy też oczeki- gii wibracji to zasilanie czujników mie- Energy harvesting ma wiele zalet. wać, przynajmniej w najbliższym cza- rzących ciśnienie w oponach. Energy Przede wszystkim w ten sposób zasilany sie, że uda się wykorzystać energy har- harvesting to również opłacalna meto- odbiornik nie jest zależny od dostępności vesting do ładowania telefonów komór- da zasilania sensorów m.in. przepływu, tradycyjnych źródeł energii elektrycznej, kowych lub innych urządzeń przeno- temperatury, wilgotności i ciśnienia uży- czyli sieci energetycznej, która wciąż prze- śnych. Korzystając z istniejących kie- wanych na przykład w automatyce bu- cież nie wszędzie jest doprowadzona i jest szonkowych ładowarek słonecznych, dynkowej, które pomiary przeprowadza- awaryjna oraz baterii, które trzeba co ja- trzeba by czekać cały dzień, a poza tym ją okresowo i aktywują się tylko w mo- kiś czas wymieniać. Łatwiejsza, szybsza nie można by schować telefonu do kie- mencie ich transmisji. oraz tańsza jest też instalacja urządzeń Rurociągi, którymi przesyłana jest na zasilanych z energii otoczenia, nie wy- Tabela 1. Porównanie ilo ci energii uzyskiwanej przykład para wodna, stanowią nato- magają one bowiem doprowadzenia kabli, z ró nych róde ( ród o: Texas Instruments) miast źródło energii cieplnej. Można ją ród o energii Moc montowania wtyczek, podłączania zasila- Wibracje/Ruch wykorzystać do zasilania zaworów steru- czy i innego osprzętu. Dzięki temu mniej- Cz owiek 4 W/cm² jących przepływem tego medium ener- sze są: wysiłek i koszty konserwacji, nie Wibracje w przemy le 100 W/cm² getycznego. Inny przykład to podświet- Ró nica temperatur trzeba również sprawdzać stanu, ładować Cz owiek 25 W/cm² lanie znaków drogowych z energii pro- i wymieniać baterii. Bezobsługowość uła- Wibracje w przemy le 1–10 mW/cm² mieniowania słonecznego. Energy har- twia montaż urządzeń zasilanych z ener- wiat o vesting to również przyszłość zasilania gii otoczenia w miejscach trudno dostęp- Wewn trz 10 W/cm² urządzeń medycznych o minimalnym Na zewn trz 10 mW/cm² nych albo w niebezpiecznych warunkach. Fale radiowe poborze prądu, takich jak rozruszniki Energy harvesting jest też preferowanym GSM 0,1 W/cm² serca i aparaty słuchowe. sposobem zasilania urządzeń, których Wi-Fi 0,001 W/cm² Monika Jaworowska
Elektronik Lipiec 2014 17 Wywiad Moim celem jest osi g- ni cie pozycji najwi kszego dostawcy pami ci i dysków SSD dla przemys u w Europie – rozmowa z Wies awem Wilkiem, prezesem rmy Wilk Elektronik
Wilk Elektronik to fi rma, która przez związane z ofensywą tabletów i smartfo- i wielu innym. Obecnie Wilk Elektronik długie lata koncentrowała się na rynku nów, które ograniczają popyt na klasycz- jest znaczącym producentem i dostawcą konsumenckim. Teraz zaczęła się inte- ne moduły pamięci DRAM. rozwiązań OEM dla branży przemysło- resować rynkiem przemysłowym, stąd Ponieważ branża przemysłowa prze- wej. Jako, że rynek przemysłowy to jeden jej obecność na targach Automaticon. nika się w pewnym stopniu z konsu- z najbardziej dynamicznie rozwijających Skąd wynika zainteresowanie fi rmy mencką, poznaliśmy kilku jej odbiorców się rynków, naszym kolejnym krokiem tym sektorem? i ich wymagania. Okazało się, że rynek było wprowadzenie pamięci przemysło- Nasze zainteresowanie branżą prze- przemysłowy wcale nie jest hermetycz- wych sygnowanych naszą własną mar- mysłową trwa już od kilku lat, od mo- ny. Zaoferowanie dobrej jakości pro- ką – GOODRAM Industrial. mentu, gdy zaczęliśmy produkować mo- duktu i spełnienie wymagań klientów duły pamięci przeznaczone do kom- umożliwia rozpoczęcie trwałej, nawet W czym produkty przemysłowe róż- puterów przemysłowych. Produkcja ta długoletniej współpracy. Koszty wejścia nią się od konsumenckich? Na ile ich była realizowana na zlecenie kilku naj- są tutaj niewątpliwie większe, ale re- produkcja jest bardziej złożona? większych, czołowych światowych ma- kompensowane jest to też korzystniej- Przygotowania do wprowadzenia na rek z branży IPC, dla których Wilk szymi marżami. Specyfi ka ta wynika rynek produktów sygnowanych naszą Elektronik jest dostawcą pamięci OEM. z relatywnie długiego czasu kwalifi kacji własną marką trwały około dwóch lat. Dzięki tym pierwszym kontraktom na- produktów przez klientów przemysło- Widać zatem wyraźnie, jak długi i zło- braliśmy doświadczenia i zaczęliśmy po- wych, konieczności dopasowania pro- żony jest to proces. Podstawą są kompo- znawać specyfi kę rynku przemysłowego. cesu produkcji do realizowanych przez nenty o gwarantowanych parametrach Wejście w sektor profesjonalny to fak- nich projektów, badań i testowania oraz i szerokim zakresie temperatur, w prze- tycznie dla nas spora zmiana, ponieważ innych znaczących aspektów ciwieństwie do standardowych, pra- w zakresie pamięci konsumenckich Wilk Zaczynaliśmy skromnie, jako podwy- cujących w temperaturze otoczenia do Elektronik osiągnął już znaczącą pozy- konawca dużej światowej fi rmy. Jednak +40°C. Nie mamy z tym problemu, bo od cję – mamy około 40% rynku krajowe- dzięki temu doświadczeniu, dziś na- lat współpracujemy z czterema najwięk- go a w zakresie pamięci Flash nasz udział sze pamięci pracują w wielu wymagają- szymi producentami chipów na świecie. sięga 25%. Dalszy rozwój fi rmy bazujący cych aplikacjach, np. systemach kolejo- Produkcja dla przemysłu wymaga wyłącznie na rynku konsumenckim był- wych oraz samolotach. Sprzedajemy na- też zmiany struktury fi rmy. W prakty- by coraz trudniejszy, bo branża ICT nie sze wyroby do fi rm produkujących au- ce trzeba zmienić strukturę wewnętrz- rośnie tak szybko jak dawniej, a w wielu tomaty do gier, producentom wyświe- ną i świadomość pracowników odnośnie segmentach nawet się kurczy. Dodatkowo tlaczy wielkoformatowych montowa- znaczenia i pierwszeństwa jakości pro- zachodzą na niej zmiany technologiczne, nych w pojazdach komunikacji miejskiej duktu nad innymi aspektami. Pamięć
18 Lipiec 2014 Elektronik Wywiad instalowania na statku lub w samolocie po prostu nie może się popsuć! Aby spełnić takie wymagania, mamy oddzielne zespoły pracowników dla produktów konsu- menckich i przemysłowych, specjalizujących się w po- szczególnych sektorach. Produkcja dla przemysłu wyma- ga też rozbudowy parku maszynowego – konieczna staje się komora klimatyczna do badań w niskich temperatu- rach i piece do prowadzenia testów w wysokiej tempera- turze, po to aby móc wiarygodnie badać wyroby i okre- ślać ich trwałość przez symulację zużycia. Skoro cykl ży- cia samolotu lub statku jest defi niowany na np. 30 lat, to pamięci też muszą tyle czasu pracować bezawaryjnie. W kolejnym kroku konieczne jest zapewnienie, żeby cały moduł lub dysk pracował w szerokim zakresie tem- peratur, co zmusza do wyboru odpowiednich lamina- tów, pokryć i zapewnienia optymalnego procesu monta- żu. Całość musi zostać tak zgrana aby cała konstrukcja pozbawiona była jakichkolwiek słabych punktów. Inaczej okaże się, że jakość mierzona oczywiście długotermino- wo jest niezadowalająca. Różnica w cenie między produktami przemysłowymi i konsumenckimi wynika też z kosztów testowania tych pierwszych. Pamięci można testować godzinę, dzień, miesiąc, a nawet rok. Im dłużej, tym lepiej daje się okre- ślić ich trwałość jednakże długie testy są kosztowne. Aby produkować pamięci przemysłowe, trzeba zatem mieć kadrę inżynierską, która napisze efektywne procedury testów, działające szybko i wiarygodnie. Jest to niewiary- godnie trudne zadanie ponieważ w ciągu kilkunastu mi- nut trzeba zasymulować kilka lat pracy w rzeczywistości.
Jak w Polsce podchodzi się do zagadnień jakościo- wych? Czy jest z tym problem? Wiele mniejszych fi rm produkcyjnych ma problem z przekonaniem kadry do tego, że o jakość walczy się na każdym etapie tworzenia produktu i decyduje o niej każdy komponent składowy. Jednak im większa fi rma, tym wię- cej uwagi przykłada to tego zagadnienia i problem z od- powiednim doborem komponentów składowych prak- tycznie nie istnieje. Niemniej jednak wielokrotnie by- łem świadkiem, kiedy w niektórych fi rmach próbuje się aplikować do drogich i złożonych systemów tanie pro- dukty konsumenckie, próbując oszczędzać ułamki kosz- tów. Bardzo często te fi rmy nie mają świadomości, na ja- kie koszty narażają odbiorcę w przypadku awarii bądź po prostu liczą na łut szczęścia. Dlatego też naszym atutem jest rzetelne testowanie produktu. A klient z Niemczech czy ze Skandynawii może do nas przyjechać i zobaczyć jak pracujemy i prześledzić na cały cykl produkcji. Dostawcy azjatyckiemu z reguły trzeba udzielić kredytu zaufania.
Jak wygląda Wasza pozycja na rynku i relacje z kon- kurencją? Skutkiem wielu przemian, jakie zaszły w ostatniej de- kadzie, jest to, że w Europie poza nami nie ma już in- nych producentów pamięci. Rynek jest zdominowanych przez producentów azjatyckich. Tymczasem wielu klien- tów z branży przemysłowej nie kupuje pamięci liczonych w setkach i dziesiątkach tysięcy modułów, ale zaopatru- je się w mniejsze i bardziej zróżnicowane partie produk- tów. Tacy odbiorcy mają problem we współpracy z pro-
Elektronik Lipiec 2014 19 Wywiad ducentami azjatyckimi, bo są dla nich Czy konkurujecie na rynku ceną? aktualnie jest na rynku. Na rynku konsu- drobnym odbiorcą, dodatkowo docho- Cena zawsze pojawia się na którymś menckim mamy od 5 lat pamięci DDR3 dzą oczywiście problemy z transportem z etapów selekcji dostawców, natomiast i dopiero teraz zaczynają one wchodzić i komunikacją. W efekcie mają oni trud- staramy się przekonać, że współpraca do rozwiązań przemysłowych. Podobnie ności z kwalifi kacją produktów i utrzy- z nami to wiele korzyści wynikających jak moduły serwerowe DDR4 , które już maniem powtarzalności. Takich fi rm z bliskości producenta, czyli elastyczność w tym roku wejdą na rynek konsumenc- w Europie jest wiele, więc dla nich lokal- i szybkość działania. Współpraca bezpo- ki. Widać wyraźnie, że przemysł potrze- ny producent jest dobrym wyborem, na- średnio z producentem, a nie z dystry- buje stabilności, co ułatwia selekcję do- wet w przypadku, gdy jest troszkę droż- butorem, też jest ceniona przez klientów, stawcy, wersji kontrolera i komponentów. szy od źródeł azjatyckich. bo daje dostęp do wiedzy, dokumenta- Koszty pracy w Polsce są dzisiaj mniej cji, lepszych cen i obsługi posprzedażnej. Na ile w branży przemysłowej liczą więcej takie same jak na Tajwanie, ale Wiodącym produktem Wilk Elektro- się certyfi katy i potwierdzenia jakości? wyższe niż w Chinach. Szczęśliwie w za- nik są przede wszystkim moduły pamię- Wspólną cechą certyfi katów jest to, kresie produkcji pamięci Tajwan wy- ci. One były i będą a wszystkie progno- że są one drogie, na tyle że jeden z na- specjalizował się w tych dla przemy- zy opisujące rynek komputerów prze- szych klientów związanych z transpor- słu, a Chiny w wersjach konsumenckich, mysłowych mówią, że będzie on w przy- tem morskim sam wykonuje certyfi ka- dzięki czemu nasze ceny są przystępne szłości także rósł. Spadki mają być wi- cję i konieczne badania. Przesyła nam li- a my jesteśmy konkurencyjni na rynku doczne w komputerach konsumenckich. stę wymaganych parametrów, my produ- przemysłowym. Drugim fl agowym produktem są prze- kujemy pod te wymagania pamięci i da- mysłowe dyski SSD, które także produ- lej on je certyfi kuje. Na razie nie mamy Jaki ma Pan plan, jeśli chodzi o roz- kujemy samodzielnie. Natomiast jeśli takiej skali produkcji, aby certyfi kować wój biznesu przemysłowego? chodzi o karty pamięci Flash, to nieste- całą produkcję na wodę morską i podob- Jeśli chodzi o produkty przemysło- ty nie jesteśmy w stanie ich wyproduko- ne narażenia. Stąd producenci pamię- we, to jesteśmy na początku drogi ryn- wać a ich dostawcą jest dla nas Toshiba ci skupiają się na tym, aby zapewnić wy- kowej nad tworzeniem marki Goodram magane parametry, a nie zdobyć certyfi - Industrial. Zatrudniamy ludzi znających Jakie problemy i wyzwania kryją się kat. Aktualnie pracujemy nad tym, aby specyfi kę tej branży i cały czas uczy- w produkcji dysków SSD? rozszerzyć testy i zaproponować klientom my się jej specyfi ki, dostosowując swo- W dyskach SSD najbardziej istotne są moduły badane w temperaturze 105°C. ją strukturę i procedury. dwa elementy: kontroler, który zarządza Podczas produkcji zawsze pojawiają Głównym celem jest sprzedaż pod wła- zapisem danych po to, aby równomier- się jakieś błędy związane z montażem. sną marką, ale jeśli zamówienie jest atrak- nie obciążać i zużywać wszystkie ko- W przypadku produktów konsumenc- cyjne biznesowo, podejmujemy się pro- mórki pamięci Flash oraz wysokiej jako- kich takie błędy są korygowane, modu- dukowania pamięci jako dostawca OEM. ści chipy. Na rynku światowym można ły są profesjonalnie naprawiane i po- Jeśli chodzi o sprzedaż, to mamy przed- wyróżnić około pięciu wiodących produ- nownie testowane. W przypadku wersji stawicieli handlowych na Niemcy, Austrię centów kontrolerów pamięci używanych przemysłowych większość klientów wy- i Szwajcarię – czyli największe rynki w dyskach SSD, jak SandForce, Marvell, maga, aby moduły nie były naprawiane w Europie. W Polsce i krajach ościennych Phison, SMI, JMicron. Nie można po- w czasie produkcji, co zmusza do znacz- sprzedaż prowadzimy samodzielnie, ale wiedzieć, który jest lepszy, a który gor- nie większej dbałości o technologię i sto- może w przyszłości nawiążemy kontakt szy, bo między tymi fi rmami trwa nie- sowania systemów inspekcji rentgenow- z dystrybutorami z tego obszaru. ustanna walka na technologie i udziały skiej w trzech wymiarach. Chcielibyśmy aby Wilk Elektronik w rynku. Dzisiaj najlepszy kontroler ma został największym w Europie dostaw- jedna fi rma, ale jutro już inna, bo właś- Czy to znaczy, że każda pamięć prze- cą pamięci i dysków SSD dla przemy- nie weszła na rynek nowa wersja, która mysłowa jest testowana w komorze słu. Mamy potrzebny do tego kapitał, starsze produkty zostawia w tyle. klimatycznej i badana rentgenem 3D? potencjał produkcyjny i wiedzę. W od- Postęp w pamięciach Flash też jest To zależy od oczekiwań klienta. Jeśli różnieniu od wielu innych fi rm, które imponujący i szybki, a kolejne genera- ma takie wymagania i chce ponieść są obecne w Polsce na rynku elektro- cje zmieniają się co mniej więcej dwa związane z tym koszty, to testujemy niki, które udają, że produkują table- lata. Kontrolery trzeba dopasowywać każdy moduł. Zwykle jednak prowa- ty lub telefony komórkowe, a faktycz- do funkcji i wydajności nowych chi- dzi się wieloetapowe badania elektrycz- nie importują je z Chin, my mamy rze- pów, optymalizować ich funkcje po to, ne wszystkich pamięci, a te klimatycz- czywisty i wydajny zakład produkcyjny aby wycisnąć jak najwięcej wydajności ne i rentgenowskie tylko dla wybranych. w Łaziskach Górnych. i trwałości z pamięci. W zeszłym roku wyprodukowaliśmy Zatrudniamy około 140 osób, z czego W produkowanych dyskach SSD sto- ok. miliona sztuk modułów pamięci, co 80–90 w produkcji. Sprzedaż w ubiegłym sujemy kontrolery fi rmy Phison, ale nie oznacza, że bez efektywnego i dobrego roku sięgnęła 130 mln dolarów a nasz znaczy to, że tak będzie zawsze. Niemniej testowania nie moglibyśmy funkcjono- eksport sięga obecnie około 70% sprze- w zakresie rozwiązań przemysłowych nie wać, a reklamacje sparaliżowałyby naszą daży. Daje nam to dość duży potencjał za- ma takiej pogoni za nowymi technologia- działalność. Zwłaszcza że dużą część wo- kupowy w zakresie chipów. Jesteśmy naj- mi, jaką widać w sektorze konsumenc- lumenu sprzedajemy za granicę, często większym klientem Toshiby w Europie, kim. Klienci przemysłowi zwykle ada- do egzotycznych krajów, z których ob- piątym klientem fi rmy Micron, co po- ptują w projektach mniej więcej 1–2 ge- sługa reklamacji sporo kosztuje. zwala nam realizować ambitne cele. neracje wyrobów w stosunku do tego, co Rozmawiał Robert Magdziak
20 Lipiec 2014 Elektronik Aktualno ci
Medicalgorithmics, dostawca W 2013 r. podpisała urz dze medycznych PocketECG, nowe umowy z part- rozpocz ekspansj geograficzn nerami z Wielkiej Producent urządzeń do zdalnego monitorowa- Brytanii i Hiszpanii. nia pracy serca odczuwa zaskakująco duże zainte- Rok 2014 też rozpo- resowanie swoim produktem i szykuje się do pod- czął się obiecująco pisania kolejnych umów dystrybucyjnych. 2013 r. – tylko przez pierw- był kolejnym rekordowym dla Medicalgorithmicsa. szych 100 dni za- Wobec 2012 r. przychody spółki wzrosły o 43%, do trudnienie w fi rmie 15,7 mln zł, a zysk netto o 47%, do 10,9 mln zł. wzrosło o ok. 60%, Firma utrzymała wysoką marżę netto, która wynio- i Medicalgorithmics sła 69%. Jak tłumaczy spółka, wysoka marża wyni- Prezes Medicalgoritmicsa, Marek Dziubi ski rozbudował też moce ka ze sprawdzonego i wciąż udoskonalanego mode- produkcyjne. Zarząd lu biznesowego, stosowanego z powodzeniem głównie w USA, zapewnia, że nowo utworzony dział sprzedaży międzynaro- a wzrost przychodów jest związany z premierą nowej generacji dowej fi rmy zdążył podpisać już kilka istotnych umów oraz urządzenia PocketECG i rozpoczętą ekspansją geografi czną. negocjuje kolejne w innych obszarach geografi cznych, m.in. „Myślę, że raport roczny i dobre wyniki za 2013 r. nie są dla w Australii. Medicalgorithmics odczuwa też coraz mocniej nikogo niespodzianką. Ubiegłoroczna premiera najnowszej zmianę podejścia decydentów, fi rm ubezpieczeniowych oraz generacji PocketECG pozwalała przewidywać wzrost przy- lekarzy do nowoczesnych urządzeń diagnostycznych, w tym chodów, jednak zainteresowanie rynku przeszło nasze naj- do telekardiologii. Zmiany podejścia skutkują powiększa- śmielsze oczekiwania”, powiedział Piotr Żółkiewicz, wicepre- niem się dotychczasowych rynków spółki, jak choćby w USA, zes ds. fi nansowych i operacyjnych w Medicalgorithmicsie. gdzie kolejne duże fi rmy ubezpieczeniowe zaczęły refundo- Do tej pory ponad 90% przychodów fi rma czerpała w USA. wać długoterminowe badania kardiologiczne.
Continental uruchomi produkcj Sonel ma 20 lat czujników w Czechach i przeniós W czerwcu 2014 roku centrum B+R do Ostrawy mija 20 lat obecności na W związku z szybkim wzrostem segmentu czujników rynku fi rmy Sonel. Z tej i aktuatorów na świecie, Continental, dostawca podzespo- okazji fi rma zorganizo- łów motoryzacyjnych, otworzył w Ostrawie centrum ba- wała uroczystą galę i na- dań i rozwoju technologii tych urządzeń. Podlegające grodziła pracowników w Continentalu pod pion przeniesienia napędu centrum pamiątkowymi meda- zostało do Ostrawy przeniesione z Ferenstatu, pobliskie- lami. Sonel to najwięk- Prezesem zarz du Sonelu jest go miasta, gdzie niemiecka fi rma ma centrum produkcyjne. szy producent aparatu- Krzysztof Wieczorkowski W Ferenstacie wytwarzane są produkty z trzech oddziałów ry pomiarowej dla ener- fi rmy, zatrudnienie sięga 2500 pracowników i Continental getyki i telekomunikacji w Europie Środkowo-Wschodniej. cały czas zwiększa zakres produkcji – ostatnio właśnie Firma prowadzi działalność na terenie Świdnickiej Podstrefy o czujniki i aktuatory. Na ich wytwarzanie fi rma przezna- Wałbrzyskiej Specjalnej Strefy Ekonomicznej i jest notowa- czyła w zakładach dodatkową powierzchnię i z tego wzglę- na na GPW. Swoją wysoką pozycję na rynku krajowym fi r- du zdecydowała przenieść część badawczo-rozwojową na ze- ma zawdzięcza dążeniu do ciągłego rozwoju technologicznego wnątrz zakładów, do Ostrawy. i funkcjonalnego oferowanych produktów.
U-blox, dostawca uk adów bezprzewodowych, kupi connectBlue U-blox, szwajcarski dostaw- ca układów bezprzewodowych, przejął w maju br. za 28 mln dol. dostawcę przemysłowych modu- łów radiowych krótkiego zasię- gu. Transakcja przyczyni się do wzbogacenia oferty produktów u-bloksa, głównie systemów pozycjonowania oraz bezprzewodowych systemów do komu- nikacji, o układy do komunikacji krótkiego zasięgu, znajdujące Centrum kompetencyjne w Ostrawie (na zdjęciu) ma łączną szerokie zastosowanie na atrakcyjnym rynku Internetu rzeczy. powierzchnię 5000 m2, na którą składają się niedawno oddane Klientami u-bloksa są fi rmy z rynków przemysłowego, moto- do użytku laboratoria oraz pomieszczenia biurowe. Większość ryzacyjnego i konsumenckiego. Obroty connectBlue w 2013 r. ze 160 pracowników przeniosła się do Ostrawy w kwietniu, wyniosły 12,9 mln dol. Do jego klientów zaliczają się fi rmy ta- a docelowo będzie tam pracować 250 osób. kie jak ABB, Schneider Electric i Phoenix Contact.
Elektronik Lipiec 2014 21 Raport Systemy zasilania bezprzerwowego, buforowego i awaryjnego odgrywaj coraz wi ksz rol w technice
Uzyskanie zasilania urz dze o wysokiej jako ci to jedno z podstawowych zagad- nie w przemy le i w wielu pokrewnych bran ach – teleinformatycznej, budynko- wej, transportowej oraz energetyce. Sk ada si na nie dostarczanie energii elek- trycznej o odpowiednich parametrach jako ciowych i gwarantowanie jej bez- przerwowej dost pno ci. Za wszystko to odpowiadaj zasilacze oraz systemy zasilania gwarantowanego, w sk ad których wchodz zasilacze buforowe, falow- niki, UPS-y, akumulatory, filtry sieciowe, agregaty pr dotwórcze i inne urz dzenia. Z uwagi na coraz wi ksze nasycenie otoczenia sprz tem elektronicznym, który odpowiada za dzia anie wiele istotnych dla ycia instalacji, nieustanny wzrost znaczenia us ug i technologii opartych na komunikacji i wi ksz rol jako ci, systemy zasilania gwarantowanego staj si dzi obowi zkowe.
22 Lipiec 2014 Elektronik Raport
rzedstawiamy wszystkie nich produktów azjatyckich. Ich ak- Spis tre ci ważne zagadnienia tech- tywność widać najbardziej w zakre- Co przeszkadza, a co pomaga? ...... 24 niczne wiążące się z zasila- sie zasilaczy buforowych i prostych Nowo ci na rynku zasilania niem bezprzerwowym, do- zasilaczy bezprzerwowych, a więc gwarantowanego ...... 26 stawców krajowych takich urządzeń, tych wyrobów, które nie bazują na Zasilacze buforowe ...... 27 omawiamy ofertę tych fi rm i trendy zaawansowanych technologiach UPS-DC...... 28 kształtujące rynek. i jednocześnie nie są na tyle duże, Akumulatory wa nym uzupe nieniem Ankietowani specjaliści zgodnie aby stwarzały problemy w transpor- oferty ...... 29 sygnalizowali w ankietach, że pol- cie. Najsłabsze oddziaływanie ci do- Zasilacze bezprzerwowe UPS ...... 29 ski rynek zasilania gwarantowane- stawcy mają w zasilaczach UPS du- Nie tylko zasilacze, ale ca e systemy ...... 30 go z każdym kolejnym rokiem staje żej mocy, bo są to produkty zaawan- Rynek zasilania gwarantowanego...... 31 Zasilanie gwarantowane to czarna się coraz trudniejszy. Pojawia się na sowane techniczne, skomplikowane, magia? ...... 31 nim coraz więcej fi rm, o nastawie- ciężkie i duże od strony rozmiarów. G ówni odbiorcy ...... 32 niu wyłącznie handlowym, które nie W ostatnich kilku latach, gdy rynek Dostawcy systemów zasilania zapewniają odpowiedniego wspar- zmagał się ze spowolnieniem w go- gwarantowanego ...... 32 cia technicznego lub nawet konsul- spodarce, importerzy zaktywizowa- Czo owe rmy i popularne marki ...... 33 tacji, a nastawione są na sprzedaż ta- li się znacznie, korzystając z tego, że Zestawienie w tabelach ...... 33 Raport
Coraz wi ksza jest wiadomo u ytkowni- cena stała się głównym kryterium se- lekcji produktu. Efekt tych procesów ków zwi zana ze stratami w przypadku przerwy jest taki, że niestety większość pro- duktów słabszej jakości psuje rynek w dostawie energii, ro nie te liczba ekstremal- ze względu na niską cenę i nieświado- nych zjawisk pogodowych, wywo uj cych spek- mość klientów końcowych co do zasa- dy funkcjonowania tego typu urządzeń. takularne awarie sieci energetycznych. Takie zda- Gdyby był to jedyny trend kształtu- rzenia, zw aszcza po nag o nieniu w mediach, jący rynek zasilania w Polsce, sytuacja byłaby bardzo trudna, ale szczęśliwie zmieniaj wiadomo i budz zainteresowa- ponieważ nieustannie przybywa sprzę- tu wymagającego podtrzymania lub nie tematyk zasilania gwarantowanego nie tylko stałego zasilania, per saldo całość bran- u specjalistów. Skutek jest taki, e gwarantowa- ży jest rozwojowa. ne zasilanie z podtrzymaniem bateryjnym wraz Co przeszkadza, a co pomaga? Warto przez chwilę skupić się na ze zdalnym monitoringiem staje si standardem czynnikach sprzyjających rozwojowi nie tylko w aplikacjach krytycznych, ale tak e rynku i zjawiskach negatywnych dla tego biznesu. Poza wymienionym po- w zastosowaniach pó profesjonalnych wyżej wzrostem liczby urządzeń wy-
Tabela 1. Przegl d ofert dostawców produktów do zasilania gwarantowanego
Nazwa rmy BNS EMU Delta Astat AG IT Arrow Amtek Camco Comex Dacpol Baterie Energy Conrad Anmaro Systems przemys owe UPS-y przemys owe / teleinformatyczne / / / / / / / / / / / / / Topologia: statyczna / dynamiczna / / / / / / / / / / / / / Urz dzenia dzia aj ce w topologii true on-line Moc wyj ciowa: ma a (<1 kW) / rednia (1–10 kW) / / / / / / / / / / / / / du a (>10 kW) Zasilanie: 1-fazowe / 3-fazowe / / / / / / / / / / / / / Obudowa z wysokim IP / serwisowany z przodu / / / / / / / / / / / / / Z mo liwo ci zimnego startu / z funkcj hot-swap / / / / / / / / / / / / / Praca równoleg a / zdalne sterowanie i nadzór / / / / / / / / / / / / / Zasilacze bezprzerwowe Zakres temperatur pracy lepszy od –20°...50° Moc wyj ciowa: ma a (<50 W) / rednia (50–250 W) / / / / / / / / / / / / / du a (pow. 250 W) Napi cie wyj ciowe: niskie (<10 V) / typowe / / / / / / / / / / / / / wysokie (pow. 30 V) Kilka napi wyj ciowych Pe ne zabezpieczenia / chwilowa przeci alno / / / / / / / / / / / / / Zakres temperatur pracy lepszy od –20°...50° Typ: liniowy / impulsowy / / / / / / / / / / / / / Impulsowy wysokosprawny (pow. 90%) Monitorowanie i sygnalizowanie stanu baterii Praca z ró nymi bateriami / tryb szybkiego adowania / / / / / / / / / / / / / Test ywotno ci baterii i autodiagnostyka zasilacza Sygnalizacja stanu akumulatora / sygnalizacja awarii / / / / / / / / / / / / / Zasilacze buforowe i awaryjne Obudowa: metalowa / plastikowa / / / / / / / / / / / / / Obudowa szczelna / obudowa na szyn / / / / / / / / / / / / / Obudowa do zabudowy / zasilacz open-frame / / / / / / / / / / / / / Spalinowe / inne technologie generacji / / / / / / / / / / / / / Moce znamionowe: do 1 kW 1 kW...10 kW / powy ej 10 kW / / / / / / / / / / / / /
Agregaty Stacjonarne / mobilne / / / / / / / / / / / / / Akumulatory kwasowo-o owiowe szczelne Akumulatory kwasowo-o owiowe otwarte Ni-MH / Ni-Cd / / / / / / / / / / / / / Li-Ion / Li-Polimer / / / / / / / / / / / / / Odporne na udary i wibracje / do niskich temperatur / / / / / / / / / / / / / Wersje do stref Ex / o wysokim pr dzie roz adowania / / / / / / / / / / / / / Testery baterii i analizatory
Akumulatory i baterie Pakiety akumulatorowe / specjalizowane adowarki / / / / / / / / / / / / / Na zamówienie: pakiety akumulatorów / zasilacze / / / / / / / / / / / / / Projektowanie i wykonywanie systemów zasilaj cych
Us ugi Us ugi uruchomieniowe i serwisowe / szkolenia / / / / / / / / / / / / /
24 Lipiec 2014 Elektronik Raport magających nieprzerwanego zasila- nia, liczy się też ogólny wzrost wy- magań i jakości, jakiej wymaga się od współczesnych urządzeń przemy- słowych. Coraz większa jest świado- mość użytkowników związana ze stra- tami w przypadku przerwy w dosta- wie energii, rośnie liczba ekstremal- nych zjawisk pogodowych, wywołują- cych spektakularne awarie sieci ener- getycznych. Takie zdarzenia, zwłaszcza po nagłośnieniu w mediach, zmienia- ją świadomość i budzą zainteresowa- nie tematyką zasilania gwarantowane- go nie tylko u specjalistów. Skutek jest taki, że gwarantowane zasilanie z pod- Rys. 1. Zestawienie wzrostów i spadków obrotów dla krajowych dostawców systemów trzymaniem bateryjnym wraz ze zdal- zasilania bezprzerwowego za lata 2011–2013 nym monitoringiem staje się standar- dem nie tylko w aplikacjach krytycz- W zakresie urządzeń dużej mocy zacją usług dostępnych w chmurze, roz- nych, ale także w zastosowaniach pół- czynnikiem napędowym jest budowa wojem Internetu i wzrostem szybkości profesjonalnych. nowych serwerowni. Wraz z populary- łączy telekomunikacyjnych, zwiększa ETA EST FDS EPS MPL MPL Ever Mur- OEM Elhurt Power Pulsar Polwat Farnell Elmark Orvaldi System Energy System Phoenix Contact Solution Merawex element14 relektronik Automatic Euro-Impex Imcon Intec Automatyka / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /
Elektronik Lipiec 2014 25 Raport
baterie litowe pojawiają się głównie w za- silaczach buforowych małej mocy. Do zasilaczy bezprzerwowych apli- kuje się także ultrakondensatory, które zwiększają chwilową moc, jaką mogą od- dać takie zasilacze, co zapobiega prze- wymiarowaniu UPS-ów i pozwala na za- pewnienie możliwości chwilowego prze- ciążania bez zmian w akumulatorach. Upowszechniają się także konstruk- cje modułowe, w których ułatwiono roz- budowę i zapewniono możliwość pra- cy równoległej przez dodawanie kolej- nych jednostek. Takie skalowalne sys- Rys. 2. Ocena stopnia konkurencji na rynku, aktualnych tendencji w koniunkturze oraz pod- temy mają wiele zalet, bo pozwalają na sumowanie sytuacji na rynku na pocz tku 2014 roku dla rynku zasilaczy bezprzerwowych stopniową rozbudowę systemu bez ko- nieczności ponoszenia od razu dużych się liczba obiektów infrastrukturalnych. silania gwarantowanego są akumulato- kosztów. Gdy moduły można wymie- W nich gwarantowane zasilanie to po ry kwasowo-ołowiowe, które niechętnie niać podczas pracy, takie funkcje za- prostu obowiązek, ale widać, że podob- ustępują miejsca chemii litowej, lżejszej, pewniają też łatwość serwisu. Sporo się ne instalacje pojawiają się w obiektach pojemniejszej, ale sporo droższej. Stąd dzieje w zakresie możliwości komuni- użyteczności publicznej, zakładach i to nie tylko przemysłowych, a nawet obiek- Tabela 2. Przegl d ofert dostawców produktów do zasilania gwarantowanego tach, które nie pełnią funkcji strategicz- nej i mogłyby bez nich funkcjonować. Nazwa rmy
Wszystko zależy od inwestorów i ich po- TME Tatarek T-matic Stermag
dejścia do jakości. Weidmuller Wamtechnik Po stronie czynników negatywnych UPS-y przemys owe / teleinformatyczne / / / / / / poza wymienioną aktywnością tanich Topologia: statyczna / dynamiczna / / / / / / dostawców produktów azjatyckich, ogra- Urz dzenia dzia aj ce w topologii true on-line niczeniami w fi nansowaniu i cięciami Moc wyj ciowa: ma a (<1 kW) / rednia (1–10 kW) / / / / / / du a (>10 kW) kosztów, należy dopisać jeszcze wyso- Zasilanie: 1-fazowe / 3-fazowe / / / / / / kie ceny tych urządzeń związane m.in. Obudowa z wysokim IP / serwisowalny z przodu / / / / / / z kosztownym transportem akumulato- Z mo liwo ci zimnego startu / z funkcj hot-swap / / / / / / Praca równoleg a / zdalne sterowanie i nadzór / / / / / / rów, ich utylizacją oraz składowaniem Zasilacze bezprzerwowe Zakres temperatur pracy lepszy od –20°...50° zużytego sprzętu. Moc wyj ciowa: ma a (<50 W) / rednia (50–250 W) / / / / / / du a (pow. 250 W) Nowo ci na rynku zasilania Napi cie wyj ciowe: niskie (<10 V) / typowe / / / / / / gwarantowanego wysokie (pow. 30 V) Kilka napi wyj ciowych Wraz z kolejnymi generacjami urzą- Pe ne zabezpieczenia / chwilowa przeci alno / / / / / / dzeń wchodzących na rynek zasilania Zakres temperatur pracy lepszy od –20°...50° gwarantowanego podnosi się spraw- Typ: liniowy / impulsowy / / / / / / ność, z jaką przetwarzają one energię. Impulsowy wysokosprawny (pow. 90%) Monitorowanie i sygnalizowanie stanu baterii Kiedyś 90% przy pełnej mocy wyjścio- Praca z ró nymi bateriami / tryb szybkiego adowania / / / / / / wej wydawało się granicą trudną do po- Test ywotno ci baterii i autodiagnostyka zasilacza Sygnalizacja stanu akumulatora / sygnalizacja awarii / / / / / /
konania, dzisiaj takie współczynniki ma Zasilacze buforowe i awaryjne wiele produktów będących na rynku, a Obudowa: metalowa / plastikowa / / / / / / Obudowa szczelna / obudowa na szyn / / / / / / rekordy przesunęły się jeszcze o mini- Obudowa do zabudowy / zasilacz open-frame / / / / / / mum 5%. Wyższa sprawność przenosi Spalinowe / inne technologie generacji / / / / / / się na mniejsze wymiary urządzeń za- Moce znamionowe: do 1 kW silających i wagę lub większą moc do- 1 kW...10 kW / powy ej 10 kW / / / / / / stępną w takiej samej obudowie. To tak- Agregaty Stacjonarne / mobilne / / / / / / że dłuższy czas podtrzymania zasilania Akumulatory kwasowo-o owiowe szczelne Akumulatory kwasowo-o owiowe otwarte z akumulatorów o tej samej pojemności, Ni-MH / Ni-Cd / / / / / / czyli same korzyści. Li-Ion / Li-Polimer / / / / / / Szybki postęp technologiczny w za- Odporne na udary i wibracje / do niskich temperatur / / / / / / kresie efektywnej konwersji energii elek- Wersje do stref Ex / o wysokim pr dzie roz adowania / / / / / / Testery baterii i analizatory
trycznej równoważy trochę umiarkowa- Akumulatory i baterie Pakiety akumulatorowe / specjalizowane adowarki / / / / / / ne lub nawet słabe tempo rozwoju ryn- Na zamówienie: pakiety akumulatorów / zasilacze / / / / / / ku chemicznych źródeł prądu. Cały czas Projektowanie i wykonywanie systemów zasilaj cych podstawowym elementem systemów za- Us ugi Us ugi uruchomieniowe i serwisowe / szkolenia / / / / / /
26 Lipiec 2014 Elektronik kacyjnych. Zasilacze bezprzerwowe zawsze miały mniejsze lub większe możliwości połączenia z komputerem, chociażby po to, aby zamknąć bezpiecznie system podczas długiej prze- rwy w zasilaniu. Ale z czasem zwykłe połączenie zamieniło się w możliwość zdalnego zarządzania wieloma zasilaczami i sys- temami przez sieć. Takie opcje nie tylko ograniczają koszty obsługi technicznej, ale i pozwalają na szybsze diagnozowanie potencjalnych problemów.
Zasilacze buforowe Poza UPS-ami na rynku zasilania gwarantowane funkcjo- nuje wiele produktów ukierunkowanych na wybrane aplikacje lub uzupełniające oferty, jak chociażby fi ltry sieciowe lub urzą- dzenia do kompensacji mocy biernej. Ale z pewnością drugim ważnym produktem są zasilacze buforowe, które współpracują z akumulatorem i pozwalają utrzymać dopływ energii do wyj- ścia przy braku zasilania sieciowego. W miarę jak w naszym otoczeniu rośnie liczba urządzeń i aplikacji elektronicznych związanych z infrastrukturą ko- munikacyjną, systemami bezpieczeństwa, monitoringu i kon- troli dostępu, oświetleniem, automatyką budynkową i innymi podobnymi obszarami, rośnie też potrzeba zapewnienia pod- trzymania zasilania. Wprawdzie jakość sieci energetycznych stale się poprawia, a modernizacje w branży energetyki spowodowały, że wyłą- czenia prądu nie są już dzisiaj tak częste jak dawniej, niemniej nie da się jednak uniknąć problemów wywoływanych przez pogodę albo celowe działanie. Systemy zasilania z podtrzyma- niem stają się coraz popularniejsze także dlatego, że są coraz dostępniejsze i tańsze.
Wprawdzie jako sieci energetycz- nych stale si poprawia, a moderni- zacje w bran y energetyki spowodo- wa y, e wy czenia pr du nie s ju dzisiaj tak cz ste jak dawniej, nie- mniej nie da si jednak unikn pro- blemów wywo ywanych przez pogod albo celowe dzia anie. Systemy zasi- lania z podtrzymaniem staj si coraz popularniejsze tak e dlatego, e s coraz dost pniejsze i ta sze
Książkowym przykładem takiego produktu jest zasilacz buforowy. Jest to typowa sieciowa jednostka zasilająca opar- ta na przetwornicy impulsowej, do której zapewniono moż- liwość dołączenia akumulatora. Przy obecności zasilania sieciowego jest on ładowany i utrzymywany w stanie goto- wości, po zaniku energia zgromadzona w ogniwach kiero- wania jest na wyjście. Ta ogólna idea przekłada się na wiele typów produktów do- stępnych na rynku i wykonań: w obudowie, w formie modułu do montażu w skrzynce instalacyjnej lub całkowicie bez obu- dowy, do montażu na szynie, z wbudowanym akumulatorem Raport
Piotr Jasi ski energii elektrycznej dla wielu odbior- nie, powszechnie stosuje si po cze- Dacpol ców inwestycja w zasilanie awaryjne nie UPS-ów z agregatami. W przypadku jest konieczno ci . zaniku zasilania jako pierwszy zadzia- a zasilacz UPS, który pe ni swoj funk- Jakie rozwi zania systemów zasila- cj do momentu uruchomienia agrega- nia bezprzerwowego spotyka si na tu pr dotwórczego. Takie rozwi zania rynku? spotyka si na rynku coraz cz ciej. Najprostsze rozwi zania bazuj na zasi- laczach awaryjnych UPS, które ener- Jakie nowo ci warte s zauwa enia? gi czerpi z akumulatorów (zazwy- W ostatnim czasie na popularno ci Jakie s g ówne czynniki sprzyja- czaj kwasowo-o owiowych). Ich wad zyskuj rozwi zania hybrydowe cz - j ce rozwojowi rynku zasilania jest do krótki mo liwy do uzyska- ce ze sob odnawialne ród a energii bezprzerwowego? nia czas podtrzymania i konieczno z generatorami. Ogniwa fotowoltaiczne Rynek urz dze zasilania awaryjne- wymiany akumulatorów co kilka lat. lub turbiny wiatrowe do adowuj bateri go w Polsce w ostatnim czasie ulega Niew tpliwym plusem jest z kolei szyb- akumulatorów w odpowiednich dla ich szybkiemu rozwojowi. Istnieje coraz ko zadzia ania, w wi kszo ci nowo- pracy warunkach, co umo liwia ograni- wi cej firm czy instytucji, które nie czesnych rozwi za niezauwa alna dla czenie pracy generatora, czyli w rezul- mog sobie pozwoli na utrat zasila- pod czonych urz dze . Rozwi zaniem tacie obni a koszty jego utrzymania. nia. atwo sobie wyobrazi , jakie kosz- umo liwiaj cym d ugie podtrzymanie W przypadku rozwi za hybrydowych ty mo e nie za sob utrata niezapi- jest zastosowanie agregatów pr do- bardzo wa nymi elementami systemu sanych danych b d unieruchomie- twórczych. Te z kolei potrzebuj s przetwornice, czyli inwertery, ado- nie linii produkcyjnej, nie wspominaj c wzgl dnie sporo czasu na rozruch, warki i regulatory adowania. Wa ne ju o zaniku zasilania w szpitalach np. wymagaj cz stych okresowych prze- jest, aby ich moce dostosowane by y podczas operacji. Pomimo coraz lep- gl dów i nietaniego przecie pali- do wymaga u ytkownika, a sprawno szej jako ci energii dostarczanej z sieci wa. Aby umo liwi szybkie prze cza- by a jak najwi ksza, co ogranicza straty i coraz rzadszych przerw w dostawach nie i jednocze nie d ugie podtrzyma- podczas przetwarzania energii.
lub z ogniwami dołączanymi do zasila- troli stanu akumulatora z kontrolkami, czony do wyjścia akumulator ma spo- cza. Często obudowa zasilacza ma wy- czasem dostępny jest też interfejs ko- ro zalet – zapewnia dużą moc chwilową dzielone zatoki pozwalające na montaż munikacyjny z możliwością zarządza- i znacznie upraszcza konstrukcję zasi- 1–2 akumulatorów, przez co całość two- nia. Drugą cechą charakterystyczną jest lacza, dzięki czemu w obudowie więcej rzy gotową jednostkę. Niekoniecznie też to, że typowy zasilacz buforowy ma jed- miejsca jest dla akumulatorów. konstrukcja musi bazować na zasilaczu no napięcie wyjściowe o wartości po- impulsowym – wiele jednostek mniejszej wiązanej z napięciem znamionowym UPS-DC mocy opiera się na klasycznym transfor- akumulatora. Na dodatek nierzadko jest Podobne własności przy lepszych pa- matorze sieciowym – liczba wariantów to napięcie niestabilizowane, bowiem rametrach i funkcjonalności w porów- funkcjonujących obok siebie jest spora, akumulator dołącza się wprost do za- naniu z zasilaczami buforowymi dają dzięki czemu bez problemu daje się do- cisków wyjściowych. Wybrane mode- zasilacze UPS-DC. Taką nazwą określa brać najbardziej pasujące rozwiązanie. le mają napięcie wyjściowe regulowane się często zasilacze buforowe dostarcza- Charakterystyczną cechą zasilacza stabilizatorem LDO o wartości mniej- jące stabilizowanego napięcia wyjścio- buforowego jest układ ładowania i kon- szej, niż dają ogniwa. Niemniej dołą- wego o mocy dochodzącej do ok. 500 W. Jednostki te mają znacznie rozbu- dowaną część odpowiadającą za współ- pracę z akumulatorem. Ich ładowarka pozwala na ładowanie szybkie ogniw i nierzadko obsługuje różne typy aku- mulatorów. Dodatkowo testowany jest stan baterii, także w zakresie dostęp- nej pojemności, gdyż wraz z kolejnymi cyklami ładowania i rozładowywania i latami pracy stale się zmienia. W za- silaczach UPS-DC napięcie wyjściowe jest stabilizowane za pomocą wysoko- sprawnej przetwornicy, co rozszerza obszar ich zastosowań. Mają one z re- guły znacznie większą moc od opisa- nych wcześniej jednostek i pozwalają na współpracę z akumulatorami o znacz-
28 Lipiec 2014 Elektronik Raport
Rys. 3. Struktura obrotów dostawców zasilania gwarantowanego – Rys. 4. Cz obrotów, jakie rmy osi gaj z zasilania gwaran- oko o jednej trzeciej rm ma sprzeda przekraczaj c 10 mln z o- towanego – 46% rm uzyskuje z nich maksymalnie 10% swo- tych rocznie, podobnie rm znajduje si w kategorii do 100 tys. z jej sprzeda y nej pojemności. Pozwala to dobierać nowić główne źródło energii. Elektrolit pów. Gdy bezprzerwowa dostawa ener- czas podtrzymania zasilania przez wy- uwięziony jest w macie szklanej znajdu- gii o odpowiednich parametrach sta- bór odpowiedniego akumulatora. jącej się między płytami. Niska rezystan- je się wymaganiem podstawowym, na- cja wewnętrzna umożliwia pobór prądu turalnym wyborem jest UPS online. Akumulatory wa nym chwilowego o dużej wartości, co przy- Niezależnie od pracy sieci zasilającej, uzupe nieniem oferty daje się przy współpracy np. z silnikami. dostarcza on energię o wysokiej jako- Omawiaj c bran UPS-ów przemys o- Akumulatory tego typu znajdują zasto- ści (pozbawioną zaburzeń sieciowych), wych, wspomnie nale y o akumulatorach sowanie w zasilaczach buforowych, w za- a w razie awarii bezprzerwowo przełącza oraz bateriach, które tak e stanowi istot- silaniu awaryjnym, UPS-ach, itp. Jeżeli się na pracę z baterii. Aplikacje o mniej ny element systemów zasilania gwaran- zaś chodzi o mniejsze ogniwa, to sytuacja krytycznych wymaganiach mogą z kolei towanego. W przemyśle często stosowa- jest analogiczna jak w przypadku urzą- korzystać z tańszych rozwiązań typu of- ne są szczelne akumulatory bezobsługo- dzeń konsumenckich – wykorzystuje się fl ine lub pośredniej wersji tego urządze- we VRLA (Valve Regulated Lead-Acid tutaj przede wszystkim akumulatory li- nia z tzw. interaktywną linią sieciową. Battery), które wykonywane są w jednej towo-jonowe. Stosuje się je w zasilaczach W skład większości UPS-ów, niezależ- z dwóch technologii: AGM oraz żelowej. buforowych małej mocy, wersjach prze- nie od ich wielkości i topologii, wcho- Dzięki swoim zaletom (długi czas pracy, znaczonych do pracy w niskich tempera- dzą akumulatory, ładowarka i przetwor- odporność na wibracje, niska rezystan- turach oraz tam, gdzie potrzebne są do- nica zamieniająca niskie napięcie sta- cja wewnętrzna, brak konieczności pracy bre parametry długoterminowe. łe w przemienne. Różnice między to- w pozycji pionowej) oraz właściwościom pologiami dotyczą tego, czy przetwor- eksploatacyjnym, takim jak brak koniecz- Zasilacze bezprzerwowe UPS nica pracuje cały czas, czy jest załącza- ności częstego uzupełniania elektrolitu, Zasilacze bezprzerwowe UPS są sto- na podczas awarii. Cechą UPS-a online akumulatory te powszechnie zastępują sowane przede wszystkim w centrach jest podwójna konwersja, z sieci do na- tradycyjne, otwarte wersje kwasowe. danych, systemach komunikacyjnych, pięcia akumulatora i dalej z powrotem Elektrolit w akumulatorach żelowych w energetyce i przemyśle. Na ryn- na sieć. Dzięki temu przetwornica zasi- ma formę żelu. Lepiej odprowadzają one ku dostępne są urządzenia różnych ty- la obciążenie czystym i dokładnie przez ciepło i są bardziej odporne na wstrzą- sy i wibracje. Najważniejszą zaletą aku- mulatorów żelowych jest odporność na głębokie rozładowania. Wszystkie te ce- chy sugerują ich zastosowanie do pracy cyklicznej (ładowanie-rozładowanie). Akumulatory żelowe stosuje się głównie w aplikacjach mobilnych, gdzie stano- wią główne źródło energii, rzadziej do pracy buforowej w dużych systemach zasilania awaryjnego. Akumulatory zbudowane w techno- logii AGM (Absorbed Glass Mat), które mają elektrolit uwięziony w macie szkla- nej znajdującej się między płytami, do- skonale nadają się do pracy buforowej. Oznacza to, że cały czas ładowane są nie- wielkim prądem, a w przypadku zani- Rys. 5. Zestawienie kryteriów selekcji oferty handlowej, które s w najwi kszym stopniu bra- ku energii przez krótki czas mogą sta- ne pod uwag przy wyborze dostawcy. Na samej górze znalaz a si cena
Elektronik Lipiec 2014 29 Raport
Konrad Gurtat nie ycia ludzkiego. Rozwojowi sprzyja- Jaka jest konkurencja na rynku w ob- AG IT Project j tak e przepisy wymagaj ce od insty- szarze zasilania gwarantowanego? tucji publicznych, finansowych i szpita- O klienta na rynku polskim walczy bar- li stosowania systemów zasilania gwa- dzo wielu producentów zasilaczy UPS, rantowanego. ale je li we miemy pod uwag pro- ducentów oferuj cych gam profe- Jakie s najwa niejsze cechy brane sjonalnych zasilaczy w pe nym zakre- pod uwag przy kupnie zasilaczy sie mocy (1–400 kVA) i wsparcie ser- bezprzerwowych i buforowych? wisowe, to liczba licz cych si pro- Jakie zjawiska rynku zasilaczy bez- Osoby odpowiedzialne za zakupy ducentów skraca si do kilkunastu. przerwowych i buforowych w Polsce w instytucjach pa stwowych i du ych Cz z nich to marki z ugruntowan warto dostrzec? firmach zazwyczaj maj znikom wiedz pozycj na rynku od kilkunastu lat, ale Rynek zasilaczy bezprzerwowych roz- na temat zasilaczy UPS i w tym przypad- druga cz to nowi producenci, któ- wija si wraz ze wzrostem zaintere- ku decyduj cym czynnikiem jest cena rzy zaistnieli dopiero kilka lat temu. sowania klientów a tak e ich wymo- oprócz podstawowych wymaga typu: Stali gracze bazuj na sprawdzonej gów. W ostatnich latach mo na zaob- moc, czas autonomii i kilka innych para- i znanej marce, natomiast nowi próbu- serwowa wi ksz wiadomo klien- metrów wyrywkowo spisanych z kart j zdoby rynek cen lub parametra- tów w zakresie konieczno ci zastoso- katalogowych. Drug grup klientów s mi, na czym mog skorzysta klien- wania systemu zasilania gwarantowa- osoby techniczne maj ce kompetencje ci. Dostaj oni sprz t równie dobry, nego. Szkoda tylko, e wi kszo klien- do dokonywania zakupów. W tym przy- jak w przypadku znanych marek, ale tów zostaje u wiadomiona po powa nej padku sytuacja wygl da znacznie lepiej, w atrakcyjniejszej cenie. W przypadku awarii zasilania i stratach tym spowo- gdy decyduj c rol odgrywaj para- ma ych firm da si równie zauwa y dowanych. Zasilacz UPS sta si pod- metry techniczne i funkcje zasilacza, wi ksz dba o o satysfakcj klienta. stawowym elementem wszelkich syste- a w dalszej kolejno ci cena. Du e zna- Tak wi c konkurencja na rynku zasi- mów IT, przemys owych, medycznych, czenie ma do wiadczenie takiej osoby laczy UPS jest bardzo silna, na czym gdzie nawet chwilowy zanik zasilania w stosunku do dotychczas u ytkowane- korzystaj klienci, maj c do wyboru powoduje powa ne straty lub nara e- go sprz tu, producenta. szerok gam produktów.
UPS stabilizowanym napięciem prze- silanie obciążenia jest przełączane prze- posażone w system stabilizacji napięcia miennym. Oprócz tego w prostowniku kaźnikiem na przetwornicę i akumula- zmiennego, co poprawia ich parametry. jest dokonywana korekcja współczynni- tor. Spowodowana tym przerwa może Rozwiązania te nazywa się z interaktyw- ka mocy, przez co UPS online jest w isto- trwać typowo kilka milisekund. ną linią i bazują one na transformatorach cie też fi ltrem, który chroni urządzenia Według operatorów wrażliwych urzą- obniżająco-podwyższających lub fer- przed zakłócającymi wpływami sieci dzeń UPS offl ine nie spełniają wymagań rorezonansowych. Utrzymują napięcie energetycznej, optymalizując równocze- jakości zasilania. Nie kompensują one wyjściowe nawet z dokładnością do ±3% śnie obciążenie w stosunku do sieci. wahań napięcia, a na każde przekrocze- przy zmianach wejściowego od –40% do W UPS-ie offl ine w trakcie normal- nie dopuszczalnych granic muszą reago- +20%, ograniczają też zaburzenia nad- nej pracy obciążenie jest zasilane bez- wać natychmiastowym przełączeniem. chodzące z sieci. Ale ich główną zale- pośrednio z sieci energetycznej, przez co Jeżeli stabilność napięcia sieci jest nie- tą jest łagodzenie przełączeń zasilania napięcie na obciążeniu nie jest stabilizo- wysoka lub dopuszczalne granice usta- dzięki zgromadzonej energii magnetycz- wane ani fi ltrowane. Gdy napięcie zasila- lone wąsko, przełączenia mogą być czę- nej, co częściowo upodabnia skutki ich nia wykracza poza ustalone granice, za- ste. Istnieją jeszcze UPS-y offl ine, wy- działanie do działania UPS-ów online. Typów UPS-ów dostępnych na rynku jest wiele, bo do tego podstawowego po- działu trzeba dodać szereg technologii własnościowych poszczególnych produ- centów, którzy tworzą własne wersje sys- temów konwersji, zbliżone funkcjonal- nie, w jednym miejscu lepsze, w innym gorsze, ale z pewnością pozwalające na nazwanie ich jakimś mało zrozumiałym określeniem i na opatentowanie.
Nie tylko zasilacze, ale ca e systemy Coraz częściej termin zasilania gwa- rantowanego odnosi się nie do pojedyn- czych jednostek, ale do całych systemów
30 Lipiec 2014 Elektronik Raport obejmujących wiele różnych elementów. Przykładem może być zasilacz UPS połączony z generatorem spalinowym, któ- ry przedłuża okres podtrzymania zasilania. Czasami buduje się też układy z dwoma sekcjami zsynchronizowanych syste- mów z UPS, które podłączone są do odpowiednich przełącz- ników i zapewniają bardzo wysoki poziom dostępności ener- gii elektrycznej. Spalinowe agregaty prądotwórcze są ważnym elementem szpitali, systemów transportu publicznego i wielu innych strategicznych miejsc. Takie urządzenia o mocach od kilku kVA do wersji na zakres MVA produkują i dystrybuują m.in. CES, Eaton Power Quality i inne. Elementem uzupełniającym systemy są wreszcie narzędzia sprzętowe i programowe do komunikacji zapewniające perso- nelowi utrzymania ruchu zdalne monitorowanie pracy urzą- Rys. 6. W rankingu najwa niejszych odbiorców dla sektora zasila- dzeń poprzez system nadrzędny. Dostawcy działający na ryn- nia gwarantowanego od strony warto ciowej zdecydowanie domi- ku oceniają, że klienci coraz częściej poszukują kompleksowej nuj przemys i IT oferty. Dotyczy to szczególnie UPS-ów przemysłowych – o ile jeszcze kilka lat temu były one często kupowane osobno, a do niu, zasłaniając się tajemnicą. Generalnie zasilacze bezprzer- tego odbiorca dobierał baterie, rozdzielnice i pozostałe elemen- wowe są urządzeniami stosunkowo drogimi, zwłaszcza jed- ty od innych dostawców, o tyle obecnie coraz częściej nabywa je nostki o dużej mocy, przez co należy domyślać się, że niewiel- „z jednej ręki”. Jest to o tyle istotne, że UPS stanowić może jedy- ka sprzedaż dotyczy handlu uzupełniającego w zakresie aku- nie część kompletnego systemu pod względem wartościowym. mulatorów i prostych zasilaczy buforowych. Firm, dla których omawiana tematyka nie jest wąską i główną specjalizacją, jest Rynek zasilania gwarantowanego w tym opracowaniu dość dużo – zgodnie z danymi na rysun- Urządzenia zasilania gwarantowanego trafi ają na wiele róż- ku 4 dla aż 46% fi rm zasilanie gwarantowane i związane z nim nych rynków i aplikacji. Ogólnie produkty te mają szerokie produkty to drobny dodatek do większej całości. spektrum zastosowań, przez co należy przypuszczać, że ich sprzedaż powinna charakteryzować się tempem wzrostu słabo Zasilanie gwarantowane to czarna magia? powiązanym z tym, co dzieje się w gospodarce. Zwykle w ta- Duża konkurencja na rynku, wielu dostawców tytułowych kich warunkach zła koniunktura w jednym sektorze wyrów- produktów, w tym także sprzedawców tanich jednostek da- nywana jest lepszą w innym i odwrotnie. Z kolei duża licz- lekowschodnich, powodują razem, że zestawienie najważ- ba dostawców omawianych produktów na rynku prowadzi do niejszych kryteriów handlowych branych przez klientów pod zaostrzenia konkurencji i ogranicza roczne wzrosty sprzeda- uwagę przy wyborze dostawcy jest pod silnym wpływem ceny ży na niewielkim poziomie. Na rysunku 1 pokazano zestawie- (rys. 5). W świetle powyższych rozważań nie można uznać tego nie wzrostów i spadków obrotów dla dostawców urządzeń za- za zaskoczenie, niemniej zgodność ocen uzyskanych w ankie- silania gwarantowanego. Wykres potwierdza to, że zmiany po- tach co do jej wpływu na omawianą branże była bardzo duża. między kolejnymi latami są niewielkie, co uwiarygodnia tezę Prawie wszyscy specjaliści byli takiego zdania, co przekonu- o szerokich możliwościach aplikacyjnych. Ale jednocześnie je, że niestety ten dyktat może mieć wiele negatywnych na- maksymalne wskaźniki wzrostu są dość wysokie, co mogło- stępstw. Widać już je nawet na tym samym rysunku, bo ja- by sugerować, że konkurencja na rynku nie determinuje rela- kość wykonania poleciała w dół z typowej pozycji 2–3 gdzie cji. Faktem jest, że dla każdego kolejnego roku słupki wygląda- mamy w aż na pozycji 8. Ale za to wysoko oceniono kompe- ją nieco gorzej, ale nie na tyle, żeby ułożyły się one w jakiś wy- tencje techniczne dostawcy, co może mówić, że pojęcie zasi- raźny trend. Prawdopodobnie dobry rok 2011 wynikał z przy- lania gwarantowanego dla wielu klientów jest niestety tajem- gotowań do mistrzostw Euro 2012, a kolejne lata są po prostu nicą. Wiele technologii, produktów, dostępnych alternatyw- odreagowaniem po tym okresie. nych rozwiązań skutkuje niewielką orientacją klientów, czę- Na rysunku 2 pokazano wykres ilustrujący sytuację na po- stymi brakami w wiedzy i słabą możliwością weryfi kacji tego, czątku 2014 roku, tendencje w koniunkturze i ocenę stopnia co mówią sprzedawcy. To tylko pozornie korzystna sytuacja, konkurencji. Ilustracja potwierdza, że na rynku nie widać na razie odbicia i widoczny trend to niestety niewielki spadek sprzedaży. 25% ankietowanych uważa, że jest coraz gorzej, je- śli chodzi o sprzedaż, ale jednocześnie 41% uważa, że koniunk- tura na rynku jest lepsza niż wcześniej. Oznacza to, że trendy rynkowe nie oddziaływają jednakowo na wszystkich i przy du- żej konkurencji, którą aż 41% oceniło jako bardzo silną, część fi rm jest po prostu brutalnie wypychana z rynku. Jeśli chodzi o obroty osiągane przez dostawców to przybliżo- ny rozkład pokazany został na rysunku 3. Blisko jedna trzecia fi rm ma sprzedaż przekraczającą 10 mln zł rocznie i tyle samo mniej więcej niewielką, do 100 tys. zł. Ale w rzeczywistości ta Rys. 7. Odbiorcami systemów zasilania bezprzerwowego s naj- pierwsza grupa jest zapewne większa, bo duże fi rmy odmawia- cz ciej klienci ko cowi i integratorzy zwi zani z przemys em oraz ją podawania takich informacji w ankiecie, nawet w przybliże- rmy dystrybucyjne
Elektronik Lipiec 2014 31 Raport
Tabela 3. Dane kontaktowe do rm Nazwa rmy Siedziba Telefon E-mail WWW Marki dystrybuowane lub w asne AG IT Project Borki 81 440 39 17 [email protected] www.agitproject.pl AGPower, Ever, APC Amtek Warszawa 22 866 41 40 [email protected] www.amtek.pl Traco Power Anmaro Rzeszów 22 378 17 49 [email protected] www.anmaro.pl Makelsan, Kert Arrow Electronics Warszawa 22 558 82 82 salesof [email protected] www.arroweurope.com FSP Astat Pozna 61 848 88 71 [email protected] astat.com.pl Delta Elektrik, Adel System Baterie Przemys owe Warszawa 22 877 54 96 [email protected] www.baterie.com.pl Yuasa, BPower BNS Katowice 32 250 45 42 [email protected] bns.com.pl Mean Well, Cotec Camco P.I.W. Warszawa 22 633 37 29 [email protected] www.camco.com.pl Gamatronic, Starkstrom, Inform Comex Gda sk 58 556 13 13 [email protected] www.comex.com.pl Cover Energy Conrad Electronic Kraków 12 622 98 22 [email protected] www.conrad.pl Voltcraft Dacpol Piaseczno 22 703 51 00 [email protected] www.dacpol.eu Delta Energy, Victron Energy Delta Energy Systems Warszawa 22 335 26 00 [email protected] www.deltapowersolutions.com Delta ES Elhurt Gda sk 22 554 08 00 [email protected] www.elhurt.com.pl Phoenix Contact, Friwo, Mean Well Elmark Automatyka Warszawa 22 541 84 60 [email protected] www.elmark.com.pl Mean Well EMU Gda sk 58 344 04 01 [email protected] www.emu.com.pl Uropower, Acumax, Kobe EPS System Trzebinia 32 623 66 88 [email protected] www.epssystem.pl Astrid EST Energy Otwock 22 779 09 00 [email protected] estenergy.pl GE, Legrand, Delta ES ETA sp. pracy Pozna 61 841 00 73 of [email protected] www.eta.com.pl ETA Euro-Impex Marketing Kraków 12 421 95 51 [email protected] www.euroimpex.krakow.pl APC, Riello, Eaton, Siemens Ever Swarz dz 61 650 04 25 [email protected] www.ever.eu Ever Farnell element14 Kraków 00 800 121 29 67 [email protected] pl.farnell.com Omron, Honeywell, NKK Switches MPL Power, Global Leader Power, FDS System Rybnik 32 440 09 70 [email protected] www.e-zasilacze.pl MW Power Imcon-Intec Gliwice 32 231 66 02 [email protected] www.imcon.pl Imcon-Intec Merawex Gliwice 32 239 94 00 [email protected] www.merawex.com.pl Merawex, Salicru, Mixpo, CyberPower MPL Power Elektro Gliwice 32 440 08 50 [email protected] www.mplpower.pl Delta Power, Global Leader, MeanWell Murrelektronik Katowice 32 730 00 20 [email protected] www.murrelektronik.pl Murrelektronik OEM Automatic Warszawa 22 863 27 22 [email protected] www.oemautomatic.pl Puls Orvaldi Power Protection Warszawa 71 347 28 20 [email protected] www.orvaldi.com.pl Orvaldi Phoenix Contact D ugo ka 71 398 04 10 [email protected] www.phoenixcontact.pl Phoenix Contact Polwat Gliwice 32 279 43 91 [email protected] polwat.com.pl Polwat Power Solution Rybnik 32 442 81 11 [email protected] www.psolution.eu MPL Group, Global Leader, MW Power Pulsar apczyca 14 610 19 40 [email protected] www.pulsar.pl Pulsar Stermag Wroc aw 71 718 33 24 [email protected] www.stermag.pl Siemens, Phoenix Contact Tatarek – Wroc aw 71 373 14 88 [email protected] www.tatarek.com.pl Tatarek Zak ad Elektroniczny T-matic Bia ystok 857 489 150 [email protected] sklepautomatyka.com.pl Idec, Puls, MeanWell Transfer Multisort ód 42 645 54 00 [email protected] www.tme.pl Mean Well, Merawex, Siemens Elektronik Wamtechnik Warszawa 22 701 26 00 of [email protected] www.wamtechnik.pl Panasonic, SSB Battery, BAE Weidmuller Warszawa 22 510 09 40 [email protected] www.weidmuller.pl Weidmuller
bo niestety w dzisiejszych czasach biz- monitoringu i bezpieczeństwa. Reszta Dostawcy systemów zasilania nes bazuje na długotrwałych i dobrych branży i sektorów ma znacznie słabsze gwarantowanego relacjach z klientami, a nie jednorazo- znaczenie od strony wartościowej, łącz- Szeroki i przekrojowy rynek powo- wych kontraktach. Zestawienie z rysun- nie z energetyką. To zapewne dlatego, duje, że obecni na nim dostawcy tworzą ku 5 potwierdza, że z edukacją klientów że w energetyce z uwagi na duże moce kilka wyraźnie wydzielonych segmen- nie jest najlepiej i ma to negatywne prze- stawia się raczej na to, aby awarii zasi- tów, które nierzadko są od siebie na tyle łożenie na rynek zasilania gwarantowa- lania było jak najmniej, bo podtrzyma- odległe, że fi rmy te ze sobą nie konkuru- nego w Polsce. nie zasilania jest wyjątkowo kosztow- ją. Stąd przegląd dostawców musi tę spe- ne. Ubocznym skutkiem tych działań cyfi kę uwzględniać. G ówni odbiorcy jest małe znaczenie rynku konsumenc- W zakresie zasilaczy UPS średniej i du- Patrząc na rynek od strony warto- kiego, bo po co się zabezpieczać, sko- żej mocy do zastosowań w IT i przemyśle ściowej, widzimy, że największymi od- ro awarii jest dzisiaj znacznie mniej niż na rynku mamy kilku polskich produ- biorcami produktów zasilania gwaran- np. dekadę temu. centów – jak na przykład Medcom, CES, towanego jest przemysł, gdzie urządze- Uzupełnieniem powyższych rozważań Ever i APS Energia oraz szereg fi rm za- nia te wspierają niezawodne działanie jest zestawienie z rysunku 7 ilustrujące, granicznych – Schneider Electric (APC), systemów automatyki, oraz w nieco jaki typ przedsiębiorstw stanowią klienci Delta Energy Systems, Eaton (Power- mniejszym stopniu IT i telekomunikacji nabywający UPS-y i zasilacze buforowe. ware), Emerson, Gamatronic, Socomec, jak serwerownie i systemy infrastruktu- Trzy główne grupy tworzą klienci koń- GE i inne. Firmy te, oprócz dostarcza- ry teleinformatycznej (rys. 6). Na trze- cowi i integratorzy z obszaru przemysło- nia samych produktów, stawiają na za- cim miejscy sklasyfi kowano infrastruk- wego oraz dystrybutorzy odsprzedający oferowanie klientom rozszerzonego pa- turę obiektów, a więc głównie systemy zasilacze dalej. kietu usług związanych z opracowywa-
32 Lipiec 2014 Elektronik Raport niem projektów, oferowaniem komplet- nych systemów zasilających oraz wdro- żeniami. Struktura sprzedaży dla tej gru- py jest uwikłana, bo fi rmy te działają na rynku samodzielnie, obsługując zwykle największych klientów i wspierają stra- tegiczne projekty integratorów, plus do- datkowo mają swoich dystrybutorów/re- sellerów, ukierunkowanych na sektory rynku lub obsługujących mniejsze zamó- wienia. Często też dystrybutorzy to fi r- my integracyjno-usługowe zajmujące się projektowaniem i wykonywaniem syste- mów zasilania bezprzerwowego, jak AG IT Project, Anmaro, Camco, Comex. Zasilacze UPS dostępne są też w fi r- mach oferujących komponenty i syste- Rys. 8. Najpopularniejsze marki rynkowe z obszaru zasilania gwarantowanego my automatyki, komputery przemysło- we i podobne urządzenia oraz u róż- jak Dacpol, Astat, Elmark, Elhurt, BNS. i wzajemnych relacji jest zawiły i wydaje nych dystrybutorów, jak Siemens, Ich dostawcami są także fi rmy katalo- się, że inne ujęcia tego rankingu byłyby Phoenix Contact, Weidmüller lub Murr- gowe: TME, Farnell element14, Conrad mniej czytelne. Oglądając wykres warto elektronik. W zakresie zasilaczy UPS Electronics. Zasilacze buforowe oraz spe- pamiętać, że marka APC od ponad 7 lat małej mocy do zastosowań biurowo-do- cjalistyczne jednostki zasilające współpra- należy do koncernu Schneider Electric. mowych na rynku mamy dwóch krajo- cujące z akumulatorami wytwarza też kil- wych producentów – spółdzielnie ETA ku naszych krajowych producentów, jak Zestawienie w tabelach i Fideltronika. Jednostki tego typu mają Merawex, Polwat, Pulsar i kilka innych. Wybór systemu zasilania gwaranto- w ofercie ponadto fi rmy znane na rynku Poza typowymi i popularnymi systemami wanego to z pewnością niełatwe zada- przemysłowym, jak APC, Eaton, Ever. zasilania bezprzerwowego rynek uzupeł- nie wymagające dobrego rozeznania Z kolei zasilacze buforowe współpra- niają też specjalizowani dostawcy akumu- w ofercie rynku, znajomości szczegółów cujące z akumulatorami i wersje rozbu- latorów i pakietów jak np. Wamtechnik technicznych i wreszcie własnych po- dowane pełniące funkcję opisywaną jako lub EMU, a także dostawcy systemów trzeb. Zestawienia, które prezentujemy UPS-DC znaleźć można w ofertach wie- zasilania dla potrzeb rynku energii od- w tabelach, mają na celu ułatwić ogólną lu firm dystrybucyjnych związanych nawialnej. Urządzenia te współpracują orientację w ofercie rynku i pozwolić na z automatyką przemysłową i elektroniką, z akumulatorami i mają funkcjonalność wstępną selekcję dostawców, np. po to, zbliżoną do tradycyjnych rozwiązań zasi- aby w kolejnym kroku móc przejść do lania gwarantowanego. Przykładem może szczegółowych pytań ofertowych. być oferta fi rmy Victron w Dacpolu pre- Stąd tabele 1–2 zawierają listę najpo- Inne materia y o tematyce zentowana na stronie 34. pularniejszych na rynku produktów do pokrewnej do systemów zasilania gwarantowanego w podziale zasilania w poprzednich Czo owe rmy i popularne na cztery główne kategorie (UPS-y, za- numerach „Elektronika” marki silacze buforowe, agregaty, akumulatory Raporty Na rysunku 8 przedstawiamy wykres i usługi), a w tabeli 3 prezentujemy dane Przeka niki elektromagnetyczne chmurkowy prezentujący najpopular- kontaktowe wraz z listą reprezentowa- – EL 01/2014 niejsze marki związane z rynkiem za- nych marek. Z cza silnopr dowe – EL 09/2012 silania gwarantowanego. Bazą do tego Robert Magdziak Prze czniki, przyciski i klawiatury zestawienia były redakcyjne ankiety, – EL 08/2012 w których pytaliśmy specjalistów o to, Z cza sygna owe – EL 02/2012 Tabela 4. Plan raportów „Elektronika” jakie ich zdaniem fi rmy dystrybucyjne na najbli sze miesi ce Teksty techniczne i producenci są najbardziej znani i mają Miesi c Temat raportu Wysoko sprawne przetwornice najsilniejszą pozycję na rynku. Ponieważ Ochrona przepi ciowa DC-DC – trendy uk adowe – EL 02/2014 w przypadku omawianego sektora kla- Sierpie 2014 i elektromagnetyczna Zasilacze staj si bardziej cyfrowe syczne podziały na producentów lub – materia y i podzespo y – EL 07/2013 dystrybutorów albo marki zagraniczne Wrzesie 2014 Jako energii elektrycznej Niezawodno i bezpiecze stwo i krajowe był wyjątkowo trudny, osta- akumulatorów – EL 07/2013 Pa dziernik 2014 Wy wietlacze Jak redukowa zaburzenia tecznie powstał wykres bez podziału, w impulsowych uk adach obejmujący wszystkich. Wiele fi rm za- zasilaj cych? – EL 05/2013 granicznych ma swoje biura lokalne Zasilacze bezprzerwowe – kon guracje w Polsce, przez co ich rola jest dwoja- Źródłem wszystkich danych przedstawio- nych w tabelach oraz na wykresach są wyniki i w a ciwo ci – EL 01/2013 ka, nierzadko producenci łączą wytwa- uzyskane w badaniu ankietowym przeprowa- Wymienione teksty s dost pne na rzanie jednostek zasilających z uzupeł- dzonym wśród dostawców systemów zasilania naszym portalu: www.elektronikab2b.pl niającą dystrybucją. Układ powiązań gwarantowanego w Polsce.
Elektronik Lipiec 2014 33 Raport | Prezentacje
Uniwersalne rozwi zania zasilaj ce dla systemów PV
artykule przedstawione są cha- 12-woltowym przy zakresie napięć wej- rakterystyki nowych produktów ściowych 9,5–17 V, druga z 24-woltowym W przeznaczonych do systemów fo- (19–33 V). towoltaicznych, magazynowania energii Wyjściowe napięcie przemienne z in- oraz podtrzymania zasilania fi rmy Victron wertera ma napięcie 230 VAC stabilizowane Energy – wiodącego holenderskiego produ- z dokładnością 2%, nominalna moc wyj- centa takich rozwiązań. ściowa dla obu urządzeń wynosi 1200 W. Warto zauważyć, że inwerter może być EasySolar przeciążany chwilowo aż do 3 kW, co po- EasySolar to kompletne rozwiązanie do zwala na bezproblemowe sterowanie od- systemów fotowoltaiki umieszczone w jednej biorników pobierających duży prąd rozru- obudowie. Po podłączeniu baterii akumu- chowy. Pozostałe parametry inwertera też latorów i ogniw fotowoltaicznych urządze- są bardzo korzystne – sprawność konwersji nie odpowiada za cały proces przetwarzania, wynosi 92% dla akumulatora 12 V i aż 94% magazynowania i dystrybucji energii. Składa dla 24 V, a pobór mocy w stanie bez obcią- się z ultraszybkiego kontrolera ładowania żenia tylko 2 lub 3 W odpowiednio. (MPPT), inwertera z wyjściem sinusoidal- Sieciowa ładowarka akumulatora za- nym i zaawansowanej ładowarki akumulato- pewnia ładowanie w kilku trybach, w tym rów, a wszystko zamknięte w jednej obudo- szybkim, gdzie prąd ładowania sięga 70 A wie, łatwej do połączenia. Całość uzupełnia (12 V) i 40 A (24 V). Warto zauważyć, że układ dystrybucji energii zawierający zabez- ładowarka ma wbudowany układ korek- pieczenia nadprądowe i RCD. Do urządzenia tora współczynnika mocy (PFC=1) i nie można podłączyć do trzech łańcuchów pa- wprowadza dodatkowych zaburzeń do sie- neli PV. Sterownik kontroluje cały cykl pracy ci energetycznej. zabezpieczając akumulator przed przełado- Ładowarka współpracująca z ogniwa- waniem, a nawet wymusza ładowanie baterii mi fotowoltaicznymi zapewnia maksymal- z sieci, gdy jest taka potrzeba. Konfi guracja ny prąd ładowania 50 A przy mocy wyj- systemu jest dokonywania za pomocą spe- ściowej 700 lub 1400 W (dla wersji 24 V). cjalnego oprogramowania Power Assist za Sprawność konwersji energii jest bardzo pomocą, którego można kontrolować i pro- wysoka aż 98%, co przy niskim poborze gramować wszystkie parametry pracy. prądu przez układ elektroniczny ładowarki Easy Solar dostępny jest w dwóch wer- zapewnia maksymalne wykorzystanie ener- sjach. Jedna współpracuje z akumulatorem gii dostępnej z paneli PV. Obie ładowarki
System EasySolar MPP5 75/90 34 Lipiec 2014 Elektronik Prezentacje | Raport
(sieciowa i solarna) mają wbudowane układy kompensacji tem- peraturowej parametrów ładowania akumulatora w zależności od warunków środowiskowych. Całe urządzenie pracuje w zakresie temperatur od –20 do +50°C i umieszczone jest w solidnej obudowie z aluminium o wymiarach 745×214×110 mm i waży 15 kg.
Regulatory adowania Blue Solar (MPPT) Ultraszybkie kontrolery ładowania Blue Solar (MPPT) zwięk- szają ilość efektywnie wykorzystanej energii uzyskanej z ogniw fotowoltaicznych. Technologia MPPT (maximum power po- int tracking) zapewnia śledzenie punktu mocy maksymalnej na charakterystyce V-I paneli fotowoltaicznych, co poprawia wydajność systemu, zwłaszcza przy zmieniającej się pogodzie Regulator adowania MPP5 150/35 lub szybko przesuwających się na niebie chmurach. Urządzenia współpracują z akumulatorami 12 i 24 V (automatyczna selek- Moc wyjściowa falownika sięga 3 kVA (wyjście 1-fazowe, cja) i dostępne są w kilku wersjach różniących się maksymal- 230 V), ale chwilowo można pobrać moc dwukrotnie więk- ną wydajnością procesu ładowania. MPPT 150/35, na przykład, szą. Sprawność konwersji wynosi aż 94%, a pobór mocy bez dostarcza prąd ładowania do 35 A, przy napięciu baterii ogniw obciążenia jedynie 10 W. Wbudowany akumulator litowo jo- fotowoltaicznych 150 V (napięcie na otwartych zaciskach). nowy w technologii fosforowej ma nominalne napięcie 25,6 V Sprawność konwersji energii jest bardzo wysoka aż 98%, a po- oraz pojemność 90 Ah (+25°C). Zawiera układ balansowa- bór prądu przez układ ładowarki wynosi jedynie 10 mA. nia i zabezpieczenia, a jego żywotność określana jest na 2000 Kontroler zawiera rozbudowane układy zabezpieczające: cykli (dla spadku wydajności do 80%). przed zwarciem, przeciążeniem i przegrzaniem, a także od- wrotnym podłączeniem panelu i ma kompensację temperatu- rowa procesu ładowania. Urządzenie pracuje w zakresie tem- peratur od –30 do +60°C, umieszczone zostało w obudowie Dacpol Sp. z o.o., tel. 22 70 35 230 o wymiarach 130×186×70 mm (IP43) i waży 1,25 kg. Dostępny ul. Pu awska 34, 05-500 Piaseczno k/Warszawy jest też port VE Direct pozwalający na programowanie, zdal- [email protected], www.dacpol.eu ne sterowanie i monitoring pracy.
ECOmulti ECOmulti to rozwiązanie typu all-in-one do magazynowania energii odnawialnej w domu. Składa się z baterii akumulatorów litowo-jonowych o pojemności 2,3 kWh z zaawansowaną łado- warką oraz inwertera dostarczającego napięcia sieci. Wbudowany panel sterowniczy ułatwia konfi gurację. Urządzenie jest mon- towane na ścianie i może służyć jako zasilacz UPS, gdy brakuje energii z sieci energetycznej. Pozwala wykorzystać tańszą tary- fę nocną do ładowania akumulatora lub łączyć ładowanie z sieci z innym źródłem energii odnawialnej, np. instalacją PV, a w sy- tuacji, gdy akumulator jest w pełni naładowany dodatkowo kie- rować energię do innych odbiorników, np. nagrzewnicy wody.
System ECOmulti
Elektronik Lipiec 2014 35 Raport | Prezentacje Jak zasilacze UPS i kszta t centrów danych dostosowuj si do wyzwa ery Big Data?
W 2013 r. firma analityczna Gartner prognozowa a, e warto produkcji cen- trów danych na ca ym wiecie wzro nie z 102,4 mld dol. w 2014 r. do 118,1 mld dol. w 2017 r., a skumulowany roczny wska nik wzrostu (CAGR) si gnie 4%. Jednym z silnych czynników powoduj cych rozwój centrów danych, jest zjawi- sko Big Data. Okre lenie to uznawane jest cz sto za jedno z najbardziej myl - cych powiedzonek popularnych w bran y high-tech w 2013 r. Zgodnie z definicj przedstawion przez Gartnera Big Data to ró norodne funkcjonalno ci informa- cyjne o du ej pr dko ci transmisji i obj to ci danych, wymagaj ce efektywnych od strony kosztów i innowacyjnych form przetwarzania informacji, umo liwiaj - cych lepsze zrozumienie i podejmowanie decyzji.
edług analityków IDC obję- tość (rozmiar) danych będzie W się rokrocznie zwiększać aż o 50%. Przechowywanie i przetwarza- nie takiej ilości danych stanowi ogrom- ne wyzwanie dla systemów tworzących infrastrukturę teleinformatyczną. Z ko- lei duża prędkość transmisji (high ve- locity) oznacza, że dane muszą być po- zyskiwane i analizowane na czas, tak by zmaksymalizować ich wartość rynkową. Zapewnienie dużej różnorodności (high variety) zmusza do takiego traktowania danych, aby mogły one być ustruktury- zowane lub nieustrukturyzowane, w po- staci tekstu lub multimediów. Rys. 2. Skalowalne jednostki zasilaczy UPS rmy Delta
3V Big Data funkcjonalności centrów danych do in- cze UPS Delta Modulon seria DPH to Infrastruktura centrów danych sta- dywidualnych potrzeb klientów jest urządzenia w pełni modułowe, gwa- nowi trzon działalności gospodarczej obecnie kluczowa z punktu widzenia rantujące płynną rozbudowę zarów- w erze Big Data. Możliwość dostosowy- przedsiębiorstwa, w kontekście utrzy- no w obrębie urządzenia, jak i w zakre- wania parametrów zasilaczy UPS oraz mania konkurencyjności i wykorzysty- sie liczby jednostek tworzących system. wania możliwości oferowanych przez ry- Kluczowe elementy, takie jak moduły nek we właściwym czasie. Idealny pro- konwersji mocy, moduły sterujące oraz jekt centrum danych, odpowiadający moduły STS są zgodne ze standardem rosnącemu zapotrzebowaniu rynkowe- „plug and play”. Wychodząc naprzeciw mu na dane, opiera się na standaryzacji elastycznym potrzebom małych i śred- i modułowości, które połączone są w ob- nich przedsiębiorstw, seria DPH obej- rębie jednego produktu (rys. 1). muje trzy rodzaje urządzeń o mocy 75/150/200 kW, wyposażonych w sze- Modu owe zasilacze UPS roką gamę akcesoriów opcjonalnych, skalowalne wraz z obj to ci takich jak rozdzielnie PDC czy wbudo- danych wane baterie – wszystko w ramach po- Rys. 1. Trzy zjawiska kszta tuj ce Zaprojektowane zgodnie z najnowo- jedynczej szafy typu rack. Dzięki nim infrastruktur ICT cześniejszymi rozwiązaniami, zasila- przedsiębiorstwa mogą realizować stra-
36 Lipiec 2014 Elektronik Prezentacje | Raport tegię „pay as you go”, bez wykorzystywania przewymiarowa- nego sprzętu czy marnowania środków inwestycyjnych we wczesnej fazie działalności (rys. 2).
Zielona moc – minimalizacja OPEX Niezależnie od wysoko rozwiniętej skalowalności, ekologia to kolejny z wymogów mających zastosowanie do nowocze- snych centrów danych w epoce Big Data. Efektywne energe- tycznie zasilacze UPS o wysokiej sprawności, jednostkowym współczynniku mocy (kVA = kW) oraz niskim poziomie znie- kształceń iTHD umożliwiają znaczące oszczędności w zakresie kosztów operacyjnych (OPEX). Ponieważ typowy przedział ob- ciążenia centrów danych to około 30%, efektywne biznesowo rozwiązania powinny opierać się na wysokiej sprawności przy niskim obciążeniu. Dzięki wysiłkom inżynierów Delta, zasila- cze UPS serii DPH osiągają sprawność konwersji AC-AC na po- ziomie 95% nawet przy obciążeniu 30% i charakteryzują się sta- łą sprawnością do 96% przy obciążeniu przekraczającym 50%.
Modu owo centrów danych wymaga p ynnej skalowalno ci Poza zasilaczami UPS również inna infrastruktura centrów danych, taka jak urządzenia chłodzące, szafy rack, a także roz- dzielnie PDC i PDU, odgrywają kluczową rolę w płynnej skalo- walności i rozbudowie centrów danych. Delta InfraSuite, kom- pleksowe rozwiązanie dla centrów danych, obejmuje zintegro- waną strukturę i modułowy kształt systemu. Rozwiązanie to umożliwia rozbudowę centrów danych wraz ze wzrostem ich objętości poprzez stopniowe dodawanie kolejnych urządzeń bez przewymiarowania (rys. 3). The power behind competitiveness
Najwy sza dost pno oraz skalowalno
Delta Modulon DPH, 25–200 kW. Modu owy zasilacz UPS idealny dla redniej wielko ci centrów danych
• Pe na moc znamionowa (kVA=kW) maksymalizuje dost pn moc Rys. 3. Delta InfraSuite – kompleksowe rozwi zanie • Wysoka sprawno (95%) przy obci eniu dla centrów danych 30% i 96% przy obci eniu powy ej 50% • W pe ni modu owa budowa gwarantuje Wzrost objętości danych wymaga także coraz wyższej wydaj- nieprzerwane dzia anie ności serwerów. Wysoka gęstość mocy na szafę rack staje się nie- • Mo liwo elastycznej, skalowalnej uniknioną konsekwencją, co prowadzi do powstawania ognisk kon guracji wysokiej temperatury w serwerowni. Aby rozwiązać problem, w bezpośredniej bliskości rozgrzanych urządzeń można umieścić system chłodzenia RowCool, pozwalający sprawnie odprowadzać ciepło i zagwarantować niezawodność sprzętu. Ponadto, wraz ze wzrostem ilości danych, można dodawać modułowe szafy rack, a także wyłączniki dla rozdzielni PDC oraz PDU – wszystko we- dług potrzeb. Ponadto, niezależnie od wielkości centrum danych, środowisko i przepływ informacji można centralnie monitorować i sterować z poziomu oprogramowania InfraSuite Manager, prze- znaczonego do kompleksowego zarządzania centrami danych.
Delta Energy Systems (Poland) Sp. z o.o., ul. Poleczki 23, 02-822 Warszawa, tel. 22 335 26 00 [email protected], www.deltapowersolutions.com
www.delta-emea.com Raport | Prezentacje Zasilacze UPS do systemów profesjonalnych AG IT Project to firma specjalizuj ca si w systemach zasilania gwarantowane- go oraz rozwi zaniach teleinformatycznych. Nasza siedziba znajduje si w miej- scowo ci Pasmugi w województwie lubelskim, ale mamy rozwini t sie serwisu w najwi kszych miastach Polski. W zakresie systemów zasilania gwarantowane- go oferujemy naszym klientom pe ny zakres us ug, pocz wszy od stworzenia pro- jektu, poprzez wykonanie instalacji a do jej utrzymania oraz serwisu. Jeste my generalnym dystrybutorem zasilaczy Agpower na Polsk .
Wysoka sprawno Omawiane w artykule zasilacze i uniwersalno zastosowa C RT 1-10 kVA to fl agowy produkt wśród zasilaczy jednofazowych. Jego parametry i funkcjonalność sprawiają, że jest to urządze- nie z najwyższej półki. Cechuje się ono wyso- ką sprawnością wynoszącą >95% oraz współ- czynnikiem mocy 0,9. Jego cechą jest też uni- wersalność – zapewnia możliwość instalacji wolno stojącej oraz w szafi e rack. W standar- dzie ma porty USB, RS-232, EPO, smart slot dla kart SNMP, dry contact (dla 1‒3) oraz me- chaniczny bypass wewnętrzny i zewnętrz- ny (dla wersji 6‒10 kVA). Na uwagę zasługu- je szczególnie to ostatnie, czyli zastosowanie mechanicznego bypassu w zasilaczach o mocy Wdro enie w Urz dzie Gminy Juchnowiec Ko cielny • Przygotowanie instalacji elektrycznej dla potrzeb zasilacza UPS • Dostawa oraz instalacja zasilacza UPS 20 kVA wraz z zestawem baterii i kart SNMP • Instalacja rozdzielnicy zasilania gwarantowanego (odbiorczej UPS) • Przygotowanie instalacji elektrycznej oraz fundamentu dla potrzeb agregatu pr dotwórczego • Dostawa oraz instalacja agregatu pr dotwórczego 33 kVA w obudowie wyciszonej odpornej na warunki atmosferyczne • Dostawa oraz insta- lacja uk adu automa- tycznego prze cznika SZR (sie – agregat) • Wykonanie insta- lacji wy czników przeciwpo arowych REPO agregatu Przyk adowe wdro one systemy zasilaj ce i UPS-a
38 Lipiec 2014 Elektronik Prezentacje | Raport
6‒10 kVA. Został on tak zaprojektowany, zmuszeni jesteśmy stosować tylko bate- wynosi od 160 do 800 kVA dla wer- że pozwala na odłączenie całego modułu rię zewnętrzną. Zasilacze mają w stan- sji single oraz do 4800 kVA dla jedno- bypassu (w ten sposób staje się on bypas- dardzie EPO, porty RS-232, RS-485, slot stek połączonych równolegle. Seria FT sem zewnętrznym), jednocześnie nie po- dry contact oraz możliwość instalacji kar- charakteryzuje się współczynnikiem wodując przerwy w zasilaniu. ty SNMP. Istnieje możliwość połączenia mocy 0,8, natomiast seria FTX – 0,9. Zasilacze C RT zostały wyposażo- do 6 jednostek pracujących równolegle. Opcjonalnie zasilacze oferowane są ne w przejrzysty wyświetlacz LCD – Zasilacze mają ekran LCD z rozbudowa- z ekranami dotykowymi. w przypadku wersji 6–10 kVA ma on roz- nym polskim menu oraz dodatkowo sy- budowane menu w języku polskim lub gnalizację LED i dźwiękową. angielskim. Wszystkie zasilacze pozwa- AG IT PROJECT S.C. lają na wydłużenie czasu podtrzymania Zasilacze o najwy szych Osowno 23, 21-345 Borki przez dołączenie dodatkowych modułów mocach tel. 81 440 39 17, faks 81 440 31 88 bateryjnych (o tych samych wymiarach Tego typu zasilaczami są urządzenia [email protected] jak zasilacze). Model 6‒10 kVA jest przy- z serii FT oraz FTX. Zakres ich mocy www.agitproject.pl stosowany do pracy równoległej.
Zasilacze 10–20 kVA jednofazowe DT Combo to zasilacze o mocach 10–20 kVA zasilane jedno- lub trójfazowo, któ- re na wyjściu dają napięcie jednofazowe. Produkt zastępujący zasilacze DT wszedł do sprzedaży w styczniu 2014. Ich cechy to wysoki współczynnik mocy wynoszący 0,9 oraz sprawność >95%. Zasilacze dostępne są w wersji wolno stojącej na kółkach z ba- teriami wewnętrznymi. Umożliwia wy- dłużenie czasu autonomicznej pracy przez zastosowanie dodatkowych modułów ba- teryjnych lub baterii na stelażu. Ma we- wnętrzny bypass serwisowy, port USB, RS-232, EPO oraz gniazdo smart slot dla kart dry contact i SNMP. UPS jest przysto- sowany do pracy równoległej.
Zasilacze UPS trójfazowe Seria ET 10‒120 to UPS-y trójfazowe. Seria pierwotnie kończyła się na modelu 30 kVA, ale w ostatnim półroczu została poszerzona o modele 10, 15 oraz 20 kVA, zastępując ETS 10‒20 kVA. Zasilacze mają pf = 0,8, czyli standard w obecnych cza- sach, oraz sprawność >92%. Dostępny jest model z pf = 0,9, którym jest ETX. Zasilacze o mocach 10–40 kVA pozwala- ją na instalację baterii wewnętrznej zasila- cza i na zewnątrz. Przy wyższych mocach Raport | Prezentacje Zasilacze dla profesjonalistów
Na rynku istnieje wiele prostych zasilaczy dalekowschodnich oferuj cych jedynie podstawowe funkcje. Cz producentów próbuje na ich bazie budowa bardziej skomplikowane uk ady zasilaj ce i stosowa je w profesjonalnych urz dzeniach. Jednak wiele firm, które opieraj swoje produkty na podzespo ach wysokiej jako- ci, decyduje si na zastosowanie w swoim produkcie profesjonalnych zasilaczy spe niaj cych wiele dodatkowych funkcji steruj cych i kontrolnych oraz zaawan- sowan obs ug wspó pracuj cych z nimi urz dze .
erawex od kilku lat oferu- nie prądu ładowania je profesjonalne zasilacze i uzależnienie napię- M Cameleon. Za swe innowa- cia ładowania od tem- cyjne podejście w roku 2007 rodzina peratury, zabezpiecze- zasilaczy Cameleon otrzymała Złoty nie przed nadmier- Medal na Międzynarodowych Targach nym rozładowaniem Poznańskich Expopower. W wyniku akumulatora oraz sy- zmieniających się warunków rynko- gnalizacja uszkodze- wych zasilacze są ulepszane i modyfi ko- nia. Inne i bardziej zło- wane – pojawiają się nowe wersje funk- żone zasilacze buforo- cjonalne, a na życzenie wybranych od- we (wersja ZM-A) do- biorców przygotowywane są dedykowa- datkowo przeprowadza- ne wyroby. ją okresowy test ciągłości obwodu akumulatora oraz mają rozbudo- Zasilacze buforowe waną sygnalizację zdalną. Jednym z najbardziej popular- Znajomość rynku pożarowego, Fot. 2. Zasilacz buforowy nych wyrobów są zasilacze buforo- na którym Merawex jest liderem w za- szafkowy ZMS we. Merawex oferuje kilka wersji tych kresie produkcji i dostarczania certyfi - zasilaczy o różnym stopniu złożono- kowanych zasilaczy i systemów zasila- kowe, które pełnią rolę stacji zasila- ści i przeznaczonych na rynki wyma- nia gwarantowanego, umożliwiła opra- nia gwarantowanego do wyniesionych gające spełnienia odpowiednich norm. cowanie zasilaczy zgodnych z norma- urządzeń wymagających pewnego i bez- Najprostszy zasilacz buforowy (wersja mi PN-EN 54-4+A2 i PN-EN 12101-10. przerwowego zasilania napięciem sta- ZM-B) ma wszystkie cechy wymaga- Są to zasilacze oznaczone ZM-AZ oraz łym. Zasilacze ZMS składają się z odpo- ne do prawidłowej obsługi dołączonego ZM-PZ, a ich cechą szczególną jest za- wiedniego zasilacza buforowego w wer- akumulatora, takie jak: praca buforowa stosowanie w ich strukturze specjalnego sji ZM-A oraz przyłączy wejściowych, i ładowanie przyspieszone, ogranicze- układu dokonującego w sposób cyklicz- wyjściowych i sygnalizacyjnych. Na ży- ny pomiaru impedancji obwodu baterii. czenie odbiorcy dostarczane są również Taki pomiar daje informację o kondy- właściwie dobrane akumulatory do za- cji współpracujących z zasilaczem aku- montowania wewnątrz szafk i. mulatorów i może być interpretowany Dla użytkowników, którzy potrzebu- jako wskazanie znacznego zużycia aku- ją kompaktowego zasilacza buforowego mulatorów i konieczność ich wymiany. montowanego w stojaku rack 19” prze- Zagadnienie to szerzej opisano w mie- znaczony jest zasilacz serii Cameleon sięczniku Elektronik 7/2013. ZM-UPS. W kasecie o wysokości 3U Wszystkie zasilacze buforowe mogą być zabudowany jest odpowiedni zasilacz dodatkowo wyposażone w komunika- cję cyfrową poprzez RS-232 lub RS-485, a z wykorzy- staniem dodatkowego mo- dułu zewnętrznego rów- nież poprzez Ethernet. Na bazie modułów zasi- laczy buforowych Camele- Fot. 1. Zasilacz buforowy ZM-AZC z komu- on oferowane są również nikacj RS-485 kompletne zasilacze szaf- Fot. 3. Zasilacz buforowy ZM-UPS w kasecie 3U
40 Lipiec 2014 Elektronik Prezentacje | Raport modułowy ZM, akumulatory oraz pola trzeb odbiorcy, kilka mo- przyłączy wejść, wyjść i sygnalizacji. dułów zasilaczy jest Całość jest tak skonfi gurowana, że może montowanych w kase- pełnić rolę prostej siłowni telekomuni- cie 3U i wyposażanych kacyjnej do zastosowania w instalacjach w niezbędny osprzęt za- zasilania operatorów internetowych, do- bezpieczający i połącze- stawców telewizji kablowej, czy lokal- niowy. Tak przygotowany nych operatorów różnych usług telein- zestaw stanowi komplet- formatycznych. ny zasilacz dużej mocy przeznaczony do montażu w szafi e rack 19”. Fot. 4. Zasilacz du ej mocy ZM-PS Zasilacze du ej mocy W zastosowaniach przemysłowych Zasilanie potrzeb w asnych go modułu od 150 do 600 W i o napięciu maksymalna moc pojedynczego modu- W ramach całej rodziny Cameleon wyjściowym 12, 24, 48, 60, 110 i 220 VDC. łu zasilacza Cameleon może nie być wy- oferowane są również zasilacze z na- Jednak Merawex produkuje bardzo wie- starczająca. Często spotykane są sytu- pięciem wyjściowym 110 lub 220 VDC. le zasilaczy o innych napięciach wyj- acje, kiedy użytkownik chce mieć pe- Warto zwrócić uwagę, że są to jedne ściowych i wyposażonych w szereg in- wien zapas mocy zasilacza pod plano- z nielicznych zasilaczy dostępnych na nych, dodatkowych funkcji. Warto tu- waną rozbudowę, lub wymaga zasilania rynku o napięciu wyjściowym spotyka- taj wspomnieć tylko o niektórych, takich pracującego w układzie redundantnym. nym głównie w energetyce. Połączenie jak: zimny start, sygnalizacja alarmowa Dla takich zastosowań Merawex oferu- równoległe kilku modułów daje możli- typu otwarty kolektor, zaimplemento- je zasilacze przeznaczone do współpracy wość uzyskania zasilacza 220 V/10 A lub wanie specjalnego protokołu komuni- równoległej oznaczone ZM-R. Należy tu 110 VDC/20 A w jednej kasecie 3U (kase- kacji przez RS-232 czy wersje zasilane podkreślić, że współpraca nie polega wy- ty również można łączyć). Zestaw taki z dwóch niezależnych źródeł AC lub DC. łącznie na zastosowaniu na wyjściu za- może być zasilany zarówno z sieci jedno silacza diody umożliwiającej równoległe jak i trójfazowej. Dodatkowo, bez żad- połączenie kilku modułów. Zastosowano nych przeróbek zasilacze mogą być zasi- bowiem specjalny układ, który umożli- lane z napięcia stałego np. z baterii sta- wia równy podział prądu obciążenia po- cyjnych. Taka możliwość konfi guracji między współpracujące ze sobą modu- powoduje, że jest to rozwiązanie idealne Nie boimy się żadnego wyzwania i je- ły zasilające. Uszkodzenie lub odłącze- dla obiektów energetycznych, na których steśmy gotowi na współpracę przy opra- nie jednego z zasilaczy powoduje auto- są wymagane zasilacze do kilku kW. cowaniu i produkcji dowolnych zasilaczy matyczny podział obciążenia na pozo- impulsowych. Dokładniej z ofertą zasi- stałe moduły bez jakiejkolwiek przerwy Wykonania specjalne laczy Cameleon można zapoznać się na napięcia na wyjściu całego zasilacza. Innowacyjny sposób konstruk- naszej stronie internetowej. Dzięki takim cechom zasilaczy do cji zastosowany w zasilaczach rodzi- współpracy równoległej opracowano ny Cameleon umożliwia przygotowa- i wprowadzono do oferty całą grupę za- nie dedykowanej wersji według specy- Merawex, tel. 32 239 94 00 silaczy dużej mocy ZM-PS oraz prze- fi kacji klienta. W standardowej ofercie [email protected] twornic DC/DC. W zależności od po- znajdują się wersje o mocy pojedyncze- www.merawex.com.pl Raport | Prezentacje Przemys to dopiero pocz tek – zasilacze impulsowe w ofercie BNS
Zasilacze impulsowe ma ej mocy odgrywaj w systemach sterowania i auto- matyce bardzo istotn rol . S one odpowiedzialne za zapewnianie energii dla urz dze takich jak sterowniki, komputery przemys owe czy urz dzenia komuni- kacyjne, przez co wymaga si od nich niezawodno ci i zagwarantowania odpo- wiedniej jako ci zasilania. Produkty te s powszechnie stosowane w ogromnej liczbie aplikacji – nie tylko w przemy le, ale te elektronice medycznej, sprz cie profesjonalnym i radiokomunikacji.
niwersalność zastosowań prze- ce upakowanie na szynie wielu elemen- kłada się na szeroka ofertę tych tów, jednostki o wysokiej sprawności U produktów, gdyż dostawcy sta- przekraczającej 90% i dużej mocy wyj- rają się pokryć jak największą część ściowej uzyskiwanej z jednostki objęto- rynku dla wszystkich popularnych ty- ści. Oferowane przez BNS zasilacze tego pów, dodatkowo zapewniając produk- typu dostępne są w wielu różnych wer- ty różnych producentów po to, aby roz- sjach pozwalających dobrać potrzebną budować ofertę na różne półki cenowe. jednostkę pod kątem odbudowy, mocy Tak jest w przypadku fi rmy BNS, która i napięć wyjściowych. w ciągłej sprzedaży z magazynu ma bli- Rynek zasilaczy impulsowych małej sko 200 różnych typów tych jednostek, mocy rozwija się wraz z nowymi apli- pochodzących od kilku znanych na ryn- kacjami, czego przykładem mogą być ku producentów, takich jak MeanWell. diody LED dużej mocy w zastosowa- Naszym klientom dostarczamy pełne niach oświetleniowych. Mimo że wie- wsparcie techniczne, szczegółową do- le uniwersalnych zasilaczy nadaje się do kumentację dla wszystkich produktów współpracy z tymi elementami, do ich Zasilacze do elektroniki i szybkie dostawy z naszego magazynu. zasilania coraz częściej tworzy się spe- konsumenckiej Poniżej przedstawiamy przegląd naszej cjalizowane jednostki. Ważną część oferty BNS stanowią za- oferty. Po szczegółowe informacje na te- silacze do sprzętu konsumenckiego: mat wszystkich produktów i nowości za- O wietlenie LED komputerów, laptopów, urządzeń prze- praszamy na naszą stronę internetową. Zasilacze dla LED to dynamicznie roz- nośnych, sprzętu audio-wideo i podob- wijająca się grupa zasilaczy, które speł- nych urządzeń. Są one dostępne w for- Automatyka i przemys niają wymogi normy EN61347 w zakre- mie wtyczki oraz prostopadłościennej Podstawą zasilaczy do tego obszaru za- sie bezpieczeństwa, o wysokim stop- obudowy na przewodzie połączenio- stosowań jest odporna na narażenia obu- niu ochrony IP, mają wysoką jakość wy- wym, z typowymi zakończeniami w po- dowa, często przeznaczona do montażu na konania, a specjalne funkcje ochronne staci wtyków jack. Zasilacze konsumenc- szynie DIN lub chassis, duża liczba funkcji i regulacyjne gwarantują dużą trwałość kie charakteryzują się wysoką trwało- zabezpieczających, sygnalizacja stanu pra- oświetlenia LED. W ofercie BNS znajdu- ścią, odpornością na przeciążenia i ni- cy, możliwość chwilowego przeciążania ją się jednostki o mocy do 60 W, napię- skim poziomem emitowanych zaburzeń wyjścia, wielokrotne zaciski połączenio- ciu wyjściowym do 36 V, co pozwala na EM pozwalających na stosowanie ich we we i podobne udogodnienia. Zasilacze dla zasilanie łańcuchów szeregowych diod wszystkich obszarach, gdzie do niedaw- automatyki i przemysłu dostępne są także i o prądzie limitowanym do 1,75 A. Są na zasilacze impulsowe nie były obecne. w odbudowach przystosowanych do mon- to wersje w obudowie plastikowej do za- Urządzenia te charakteryzują się wysoką tażu w chassis szafy sterowniczej. mocowania do mebli, wersje open frame sprawnością i znacznie lepszą mocą uzy- Wśród nowości znaleźć można dzi- do wbudowania do oprawy oraz jednost- skiwaną z jed- siaj produkty „wąskie” umożliwiają- ki uniwersalne. nostki objętości, niż było to kilka lat temu.
BNS Sp. z o.o., tel. 32 250 45 42 ul. Tysi clecia 31, 40-874 Katowice [email protected], www.bns.com.pl
42 Lipiec 2014 Elektronikk
Dodaj do ulubionych Kalkulatory MTTF uk adów RF LDMOS Na stronie internetowej www.freescale.com firma Freescale udost pni a arkusze kalkulacyjne do obliczania wska nika MTTF (mean time to failure) uk adów RF z tranzystorami LDMOS dla uszkodze spowodowanych zjawiskiem elektromi- gracji. Z kalkulatorów mo na korzysta bezp atnie. Wcze niej trzeba si , równie za darmo, zarejestrowa oraz zalogowa .
alkulatory znaleźć można, przechodząc kolejno ze strony głównej do sekcji Soft ware & Tools, na- stępnie Soft ware and Tools by type, a potem Sof- K tware Development Tools. Tam należy wybrać link Calculators. Do tej kategorii zaliczonych jest więcej na- rzędzi, dlatego najpierw trzeba określić rodzaj urządzenia (device type), w tym wypadku RF. Komponenty te pogru- powane są dalej zależnie od ich częstotliwości pracy i zasto- sowania. Przykłady podgrup to: Commercial Aeorospace L-Band 960-1500 MHz, Commercial Aeorospace S-Band 3100–3500 MHz, HF/VHF, UHF Broadcast to 860 MHz, ISM to 600 MHz, ISM Band 2450 MHz, Professional Mobile Radio to 1000 MHz, RF Power LDMOS Amplifi er ICs, RF Aeorospace and Defense Power Transistors, RF Power LDMOS In- Package Doherty Transistors, Transistors: Cellular to 1000 MHz, 2100 MHz, 2200 MHz, 2700 MHz oraz Wideband RF Power LDMOS Transistors.
44 Lipiec 2014 Elektronik Dodaj do ulubionych
Co oblicza kalkulator od Freescale? W arkuszach kalkulacyjnych przygotowanych przez Freescale obliczany jest parametr MTTF, tzn. średni czas pra- cy urządzenia do jego pierwszej awarii. Wskaźnik MTTF po- winien być stosowany tylko dla urządzeń, których nie moż- na naprawić. W przypadku tych naprawialnych niezawodność charakteryzuje się, podając wskaźnik MTBF (mean time be- tween failure). Do wyznaczenia wartości MTTF używane jest równanie Blacka, które odnosi się tylko do efektów zjawiska elektromi- gracji. Ta ostatnia polega na stopniowym przemieszczaniu się atomów w obrębie przewodnika spowodowanym wzajemnym oddziaływaniem elektronów z jonami przy przepływie prądu. W podzespołach krzemowych z metalizacją z aluminium obserwuje się dwa mechanizmy, które są wynikiem elektromi- gracji i prowadzą do ich przedwczesnego uszkodzenia. Są to: formowanie się przerw elektrycznych w wyniku przemieszcza- nia się atomów aluminium i zwarcia spowodowane przez ru- chy atomów krzemu. Kalkulatory Freescale wyznaczają również wskaźnik FIT (failure in time), który określa liczbę spodziewanych awarii w danym czasie. FIT obliczany jest w tym wypadku dla poda- ElektronikaB2B.pl nego przez użytkownika czasu pracy stacji bazowej BTS. Portal bran owy dla elektroników
Jak korzysta z kalkulatora? Arkusz kalkulacyjny dla wszystkich modeli układów wy- gląda podobnie. Składa się on z co najmniej dwóch zakładek. W pierwszej (the program) przedstawione są krótkie opisy: kalkulatora, wielkości, które będą obliczane, skutków zjawiska elektromigracji oraz poszczególnych tabel z zakładki, w której wykonywane są właściwe obliczenia. W tej ostatniej znajduje się pięć tabel. Użytkownik powinien wypełnić pierwszą, natomiast wyniki obliczeń dostępne są w ta- beli numer 3 i 4. W tabeli numer 1, w kolumnie Input variables podać trzeba: temperaturę (Tcase), napięcie (Vdd), prąd (Id), moc (Pin, Pout) i oczekiwany czas pracy BTS (BTS target life). Dla każdej z tych zmiennych określony jest górny i dolny li- mit w kolumnach, odpowiednio, Input upper limit oraz Input lower limit. Jeżeli wartość wpisana przez użytkownika wykra- cza poza w ten sposób ustalony zakres, informacja o tym jest AutomatykaB2B.pl Portal bran owy dla automatyków wyświetlana we właściwej kolumnie.
Prezentacja wyników oblicze W tabeli 2 zebrane są parametry katalogowe danego ukła- du. Korzystający z kalkulatora, o ile nie jest to uzasadnione, na przykład dostępnością zaktualizowanych informacji, nie powi- nien ich zmieniać. W tabeli 3, w kolumnach Electromigration MTTF (w latach), Stage temperature (temperatura pracy) i Stage over temp (czy temperatura przekracza dopuszczalną) przedstawione są wy- niki dla kolejnych stopni komponentu. W tabeli 4 natomiast przedstawione są ostateczne wyniki. Jest to najmniejsza wartość MTTF spośród tych przedsta- wionych w tabeli 3 oraz FIT dla BTS. Tabela 5 jest niewidocz- na dla użytkowników. Można ją zobaczyć, dopiero zmieniając kolor czcionki w kolumnach F:K i wierszach 1:13. Dane tam za- Zaprenumeruj codzienny newsletter pisane są używane do obliczeń i nie należy ich modyfi kować. z bran owymi informacjami Monika Jaworowska ElektronikaB2B.pl/newsletter www.freescale.com
Elektronik Lipiec 2014 45 Technika Technologia VA w wy wietlaczach LCD o wysokim kontra cie Na obecnym rynku elektroniki dost pne s wy wietlacze LCD, wykonane w ró - nych technologiach. W zale no ci od rodzaju matrycy, poszczególne mode- le lepiej sprawdzaj si w okre lonych zastosowaniach. Poszukuj c alfanu- merycznego wy wietlacza LCD do zastosowa w przemy le, motoryzacji lub sprz cie medycznym, warto przyjrze si produktom firmy Winstar, skonstru- owanym w oparciu o matryce VA.
azwa VATN LCD powsta- ła z połączenia kilku skró- tów i w pełnym rozwinię- Off On N ciu oznacza „Vertical Align- ment Twisted Nematic Liquid Crystal Display”. Bezpośrednio odnosi się ona do sposobu ułożenia ciekłych kryszta- Electric łów w wyświetlaczu, które bez przyło- Field żonego napięcia, tj. w stanie spoczynku, ustawione są prostopadle do powierzch- ni ekranu. Po przyłożeniu napięcia skrę- cają się, powodując skręcenie płaszczy- zny polaryzacji, w efekcie czego świa- tło emitowane przez źródło podświe- tlające, przechodząc przez warstwę cie- kłokrystaliczną, zmienia swoją polary- zację i jest w stanie przeniknąć przez wierzchni fi ltr polaryzacyjny wyświetla- cza. Zasada działania tych wyświetlaczy została przedstawiona na rysunku 1.
Kontrast i k ty obserwacji Takie ułożenie kryształów skutkuje znacznym poprawieniem jakości wyświe- Negative LC tlanego obrazu, w porównaniu do klasycz- nych matryc TN, FSTN, czy nawet DFSTN Rys. 1. Sposób u o enia kryszta ów i zasada dzia ania wy wietlaczy LCD w technologii VA (FFSTN). Widać to szczególnie z szerszych kątów, gdzie konkurencyjne technologie ją dwukrotnie mniej prądu niż porówny- wyświetlaczy wykonanych w technolo- pasywnych wyświetlaczy LCD zawodzą. walne wyświetlacze STN. gii OLED. Jednakże matryce VATN wy- Różnice pomiędzy wyświetlaczami VATN W praktyce technologia VA pozwa- grywają z nimi przede wszystkim pod i DFSTN – obu produkcji fi rmy Winstar, la na tworzenie wyświetlaczy, które pod względem ceny, a więc lepiej nadają się zostały zaprezentowane na rysunku 2. względem czytelności bardziej przypo- do aplikacji, w których budżet jest zna- Wyświetlacze VATN są bardzo czytelne minają wyświetlacze VFD niż TN, ale są czącym ograniczeniem. nie tylko od frontu, ale też z boków oraz przy tym znacznie mniej energochłonne Do minusów omawianej technolo- gdy patrzy się na nie z góry lub z dołu. oraz lżejsze. Standardowe napięcie zasila- gii należą maksymalne wypełnienie Wyświetlany obraz cechuje się przy tym nia na poziomie 5 V również ułatwia ich 1/16, które nie pozwala na tworzenie zawsze wysokim kontrastem, nawet zastosowanie, w porównaniu do VFD. dużych wyświetlaczy grafi cznych oraz 12-krotnie większym niż w przypadku Duży kontrast, szerokie kąty obserwa- nieznacznie wyższy koszt niż w przy- technologii STN. Jednocześnie pobiera- cji i mały pobór mocy to również zalety padku wyświetlaczy STN czy DSTN.
46 Lipiec 2014 Elektronik Rys. 2. Porównanie obrazu na wy wietlaczach LCD wykonanych w technologiach VA i DFSTN
Problematyczna może okazać się tak- stosowane do pracy w temperaturach od że konieczność doprowadzenia napięcia –20 do +70°C. Czas reakcji wynosi śred- o polaryzacji ujemnej względem masy ca- nio 300 ms i nie przekracza 350 ms. łego urządzenia. W przypadku wyświe- Podświetlenie zasilane jest napięciem tlaczy Winstara nie stanowi to jednak 5 V i wiąże się z poborem mocy na po- problemu, ponieważ mają wbudowany ziomie ok. 48–72 mA, w zależności od generator napięcia ujemnego i dostarcza- barwy (typowo 60 mA). Luminancja my jedynie jedno napięcie zasilające 5 V. podświetlenia przed nałożeniem szkła typowo mieści się w zakresie od 1000 do Wy wietlacze Winstar VATN 2000 cd/m2, co również zależy od barwy Wyświetlacze w omawianej technolo- wyświetlacza. Żywotność podświetlają- gii produkuje fi rma Winstar, a w Polsce cych LED-ów została oszacowana na 50 sprzedaje je Unisystem. Aktualna ofer- tys. godzin, przy typowym prądzie zasi- ta obejmuje 9 modeli alfanumerycz- lania i temperaturze pracy 25°C. nych o standardowym układzie dwóch linii 16-znakowych (serie WH1602B Podsumowanie i WH1602B2). Wyświetlacze są natu- Technologia VA świetnie sprawdza ralnie monochromatyczne, ale zastoso- się tam, gdzie ważna jest duża czytel- wana technologia pozwala na swobod- ność wyświetlacza oraz bardzo istotne są ne manipulowanie barwą podświetlenia, koszty produkcji. Dzięki dużemu kontra- w efekcie czego przygotowano już mo- stowi, omawiane wyświetlacze mogą być dele ze znakami czerwonymi, zielony- stosowane np. w maszynach do zauto- mi, niebieskimi, żółto-zielonymi i biały- matyzowanej sprzedaży, czy w sprzę- mi. Winstar przygotował już także peł- cie przenośnym, gdzie kąt patrzenia na ną listę modeli od 8×2 do 20×4 znaków, ekran zmienia się w zależności od chwi- które będą dostępne od września 2014 . li i od użytkownika. Są również polecane Większość z tych produktów jest obsłu- do zastosowań np. w urządzeniach me- giwana poprzez interfejs równoległy, ale dycznych, gdzie poprawność odczytu da- znaleźć też można wersje z SPI lub I2C. nych z wyświetlacza może mieć znacze- Właściwie każdy z modeli może mieć nie dla zdrowia pacjentów. dowolny interfejs, kolor oraz czcionkę Dobrym pomysłem może być też za- na zamówienie. Sposób programowa- stąpienie wcześniej stosowanych wyświe- nia tych podzespołów nie różni się od tlaczy LCD STN, modelami wykonany- programowania typowych wyświetlaczy mi w technologii VA, w ramach unowo- STN. W ofercie Unisystemu jako stan- cześniania produkowanego urządzenia. dardowe dostępne będą modele z czcion- Duży kontrast i intensywne kolory pod- kami angielskimi i cyrylicą. świetlenia pozwalają za pomocą wyświe- Mechanicznie, omawiane wyświetlacze tlaczy VATN w prosty, ale efektowny spo- serii WH1602B i WH1602B2 są w zasa- sób zmodernizować sprzęt elektroniczny. dzie identyczne, jak wyświetlacze STN. Marcin Karbowniczek Ich wymiary to 80×36 mm, a grubość od 13,2 lub 13,5 mm dla serii WH1602B oraz 10 mm grubości dla serii WH1602B2. Obszar widzialny ma wymiary 66×16 Unisystem, tel. 58 761 54 20 mm, a aktywny: 56,2×11,5 mm. Są przy- [email protected], www.unisystem.pl Technika
STMicroelectronics – nowe zestawy startowe
Portfolio produkcyjne firmy STMicroelectronics rozwija si tak szybko, e nowe zestawy startowe otrzymali my do testów na tyle wcze nie, e s pozbawione szcze- gó owej dokumentacji. Korzystaj c z dobrodziejstw wynikaj cych z dobrych kon- taktów z polskim biurem STMicroelectronics postanowili my nie czeka na dodat- kowe materia y i przedstawi gor ce nowo ci w rodzinach: Nucleo i Discovery.
ywiołowe działania firmy w artykule są należą do najnowszej gene- te można potraktować jako przemyśla- STMicroelectronics na ryn- racji narzędzi i są „kompatybilne” z naj- ną i dobrze przygotowaną sugestię ze ku powodują – z jednej stro- nowszymi trendami, co oznacza że zasto- strony STMicroelectronics co do doce- ny – szybkie poszerzanie ofer- sowanych w nich mikrokontrolerów nie lowych obszarów aplikowania nowych ty dostępnych podzespołów, z drugiej odkryjemy wkrótce pod nowymi ozna- układów. I tak: natomiast – rośnie ryzyko pogubienia czeniami, a ich kody oznaczeniowe jed- • zestaw STM32L0538-DISCO (fot. 1) się w rosnącej liczbie dostępnych mode- noznacznie wskazują ujednolicone typy jest niezwykle efektownym demon- li mikrokontrolerów i zestawów starto- zestawów, które są jednakowe we wszyst- wych. Producent zauważył te problemy kich kanałach dystrybucyjnych. i niedawno uporządkował nomenklatu- rę oznaczeń mikrokontrolerów, w nieco Nowe Discovery bardziej – niż dotychczas – czytelny i ze- Zaczniemy od prezentacji dwóch ze- standaryzowany sposób oznacza także stawów z serii Discovery, które wprowa- zestawy startowe. Zestawy dzają na rynek dwa nowe mikrokontro- które przedstawimy lery wywodzące się z dwóch skrajnie od- miennych rodzin: STM32F3: STM32F334 (Cortex-M4F) oraz – wielka nowość w ofercie STMicroelectronics: mi- krokontroler z rdzeniem Cortex- -M0+ STM32L0: STM32F053. Nowe typy mikrokontrolerów to zaledwie jeden ważny powód, dla któ- rego warto zwrócić uwagę na nowe Discovery. Nie mniej istotne są przy- kłady aplikacji demonstracyjnych ze- Fot. 1. G ównym elementem wyposa enia stawów, na których uwagę skupia pro- zestawu STM32L0538-DISCO jest wy wie- ducent i które wynikają z budowy i wy- tlacz e-paper posażenia mikrokontrolerów. Aplikacje Fot. 2. Wygl d zestawu STM32F3348-DISCO
48 Lipiec 2014 Elektronik Technika
stratorem aplikacji o niewielkim pobo- Nowe Nucleo rze mocy, w czym mikrokontrolero- Mikrokontrolery STM32F053 i STM- wi STM32L053 (jak wspomniałem, jest 32F334 producent zastosował tak- on wyposażony w rdzeń Cortex-M0+) że w zestawach z serii STM32Nucleo: pomaga m.in. monochromatyczny wy- NUCLEO-L053R8 (fot. 3) oraz identycz- świetlacz e-paper niewymagający zasi- nie wyglądającym NUCLEO-F334R8. lania podczas wyświetlania obrazu. Obydwa zestawy są mechanicznie i elek- Aplikacja demonstracyjna prezentu- trycznie kompatybilne z systemem je niewielki pobór prądu przez mikro- Arduino R3, równolegle wyposażono kontroler podczas działania w różnych je także w złącza systemu Morpho, na trybach: od zatrzymania, przez uśpienie które wyprowadzono wszystkie sygnały aż po tryb normalnej pracy oraz moż- GPIO mikrokontrolerów zastosowanych liwości wbudowanego w STM32L053 w zestawach. Złącza te zapewniają więk- interfejsu USB, który w przykładzie szą elastyczność niż standardowe złącza Fot. 4. Ekspander SHIELD-M-24SR-ADV opracowanym przez producenta speł- Arudino, ale dotychczas nie są ekspan- dery zgodne z tym standardem. nę RFID wykonaną na PCB, trzy diody Wyposażenie tych zestawów jest iden- LED dla aplikacji użytkownika, a tak- tyczne ze starszymi modelami Nucleo: są że kompletny system pozyskiwania ener- one praktycznie pozbawione zewnętrz- gii z toru w.cz. Schemat elektryczny in- nych elementów peryferyjnych, ale terfejsów komunikacyjnych pamięci wyposażono je w programator-de- M24SR64 pokazano na rysunku 5. bugger ST-Link/V2-1 o funkcjo- nalności identycznej z interfejsa- Podsumowanie mi stosowanymi w nowych mode- Dynamika oferty STMicroelectronics lach Discovery. w ostatnich miesiącach nie zmienia się: nowość goni nowość. Te, które przedsta- Nowy ekspander z pami ci wiliśmy w artykule niosą wyraźną in- NFC M24SR formację o kierunkach dalszego rozwo- Ostatnią nowością, na jaką zwrócimy ju oferty, która będzie dążyć w kierun- uwagę w artykule, jest ekspander zgod- ku oferowania mikrokontrolerów o co- Fot. 3. Wygl d zestawu NUCLEO-L053R8 ny z Arduino o nazwie Shield-M24SR- raz większej wydajności i coraz mniej- ADV (fot. 4), który jest mechanicznie szym poborze prądu. Do tego nur- nia rolę joysticka USB HID. Atrakcją dostosowany do współpracy z zestawami tu doskonale pasują krążące po rynku programu demonstracyjnego jest Nucleo, co przejawia się kształtem płytki – oczywiście nieofi cjalne – informacje wykorzystanie w roli 4-przyciskowej uwzględniającym zastosowane na nich na temat nieodległego w czasie wdroże- klawiatury suwaka pojemnościowe- mikroswitche. nia do produkcji kolejnej nowej rodzi- go, którego wygodną implementację Zestaw wyposażono w nieulotną pa- ny – STM32L4 – która połączy bardzo umożliwiają specjalne moduły pomia- mięć EEPROM-NFC z serii M24SR, mocny rdzeń (Cortex-M4F) z energoosz- rowe wbudowane w linie GPIO mikro- wyposażoną także w interfejs I2C. czędnymi peryferiami i podobną tech- kontrolera. Komunikacja z pamięcią jest możli- nologią produkcji. • zestaw STM32F3348-DISCO (fot. 2) wa przez obydwa interfejsy, radiowy tor Konkurencja będzie miała jeszcze został pomyślany przez producenta NFC (Near Field Communication) moż- większy problem. jako demonstrator możliwości mikro- na także zastosować do zasilania ener- Piotr Zbysiński kontrolerów STM32F3 w inteligent- gią wolnodostępną (energy-harvesting) nych sterownikach oświetlenia, przede współpracującego z pamięcią mikrokon- wszystkim bazujących na LED-owych trolera. Ekspander wyposażono w ante- źródłach światła. Zestaw wyposażono w przetwornicę do zasilania LED oraz diodę LED dużej mocy, która jest ste- rowana z wykorzystaniem generatora PWM wbudowanego w mikrokontroler. Poza wspomnianymi głównymi ele- mentami wyposażenia ewaluacyjne- go, obydwa zestawy wyposażono także w LED oraz przyciski do wykorzystania przez użytkownika, ich standardowym wyposażeniem są także debuggery-pro- gramatory ST-Link/V2-1, których fi rm- ware umożliwia także emulację w tym samym kanale USB co programator tak- Rys. 5. Schemat elektryczny otoczenia pami ci EEPROM-NFC z serii M24SR na p ytce że interfejsu vCOM. Shield-M24SR-ADV
Elektronik Lipiec 2014 49 Technika
Interfejs u ytkownika – sterowanie za pomoc gestów
Urz dzenia przemys owe cz sto pracuj w trudnych warunkach otoczenia. Agresywne substancje chemiczne, wysokie temperatury, du a wilgotno zmu- szaj konstruktorów paneli steruj cych do ogromnego wysi ku w celu zacho- wania jako ci pracy i obs ugi. W takich sytuacjach warto rozwa y zastosowa- nie technologii rozpoznawania gestów, która dzia a z odleg o ci i bez koniecz- no ci ci gania odzie y ochronnej.
akie możliwości daje nowy chip czy tylko zamierzonych ruchów wykona- GestIC potrafi pracować w ciemności, Microchipa GestIC (MGC3130) nych celowo przed sensorem. W odróż- przy bezpośrednio padającym na urzą- i oprogramowanie Colibri. Jest nieniu od technologii optycznych bazu- dzenie promieniowaniu słonecznym Tto pierwszy na świecie kontro- jących na kamerze, ten detektor nie ma i z dobrą dokładnością rozpoznaje gesty ler gestów pracujący w trzech wymia- martwych pól, a elektrody można scho- w osi Z, a więc na drodze od i do czujni- rach w oparciu o analizę pola elektrycz- wać wewnątrz obudowy lub napylić na ka. Duża szybkość odczytu (200 Hz) po- nego i przeznaczony do aplikacji przemy- powierzchnię ekranu, wykonując je z ma- zwala na wykrywanie także szybkich ru- słowych. Układ wykrywa zmiany tylko teriału ITO. Ma to dużą zaletę w aplika- chów, a dodatkowo pobór mocy wyno- pola bliskiego i tylko od obiektów prze- cjach przemysłowych, bo pozwala utrzy- si maks. 10% tego, co wymaga kamera. wodzących, takich jak ciało ludzkie, dzię- mać szczelność połączeń i obudowy. ki czemu jest odporny na wiele zakłóceń W porównaniu z innymi sposobami Jak to dzia a? od oświetlenia i wibracji. Zasięg detek- detekcji gestów, jak promieniowanie Konstrukcja czujnika pokazana jest cji to 15 cm, zatem rozpoznawanie doty- podczerwone, ultradźwięki, kamera, na rysunku 1. Warstwa izolacyjna od-
50 Lipiec 2014 Elektronik Technika dziela planarną elektrodę nadaw- czą zlokalizowaną na dole od elektro- Linie dy odbiornika umieszczonej na górze. pola Elektroda nadawcza generuje zmien- ne pole elektryczne o częstotliwości 100 kHz, którego linie sił wyglądają jak na rysunku. Każde zbliżenie obiek- Linie tu zaburza ten stabilny rozkład, tak jak ekwipotencjalne w przykładzie na rysunku 2. Obiekt (np. ręka) łączy linie sił pola elektrycz- nego z ziemią, absorbując ładunek. MGC3130 mierzy malutkie odchyle- nia sygnału na elektrodach odbiorni- Izolacja ka generowane przez ruchy ręki i prze- twarza wyniki. Im bliżej jest ręka, tym Nadajnik Masa Odbiornik wyższe zaburzenie pola. Wykorzystując cztery elektrody odbiornika (północ- Rys. 1. Rozk ad pola elektrycznego nad elektrodami. Kolory odzwierciedlaj linie o tym ną, południową, wschodnią i zachod- samym potencjale, strza ki kierunek si pola nią), układ umożliwia śledzenie pozy- cji ręki w osiach X, Y i Z w określonym wa oś Z). Pozwala to na wyczuwanie siły przez interfejs I2C lub SPI. Dostępny jest obszarze pomiarowym. W kolejnym nacisku i wykrywanie, z jakiego kierun- też API, ułatwiający integrację układu kroku obliczeniowym, MGC3130 roz- ku nasunął się palec przed dotknięciem. we własnej aplikacji. poznaje gesty poprzez stosowanie mo- Takie zabiegi pozwalają na łatwe wywo- delu analizy HMM (Hidden Markov ływanie menu kontekstowego, a więc Oprogramowanie Colibri Model) zapewniającego dużą precy- funkcji, która była dostępna dotych- Obsługujące czujnik oprogramowa- zję. Dla szybkiego ruchu ręki od pra- czas tylko poprzez prawy klawisz mysz- nie Colibri wykorzystuje algorytm roz- wej do lewej strony, urządzenie notuje ki i w ekranach dotykowych jest trudna poznawania gestów HMM (Hidden najpierw dużą zmianę sygnału po pra- w implementacji. Markov Model) oraz przetwarza wekto- wej stronie na początku, które potem rowe sygnały dla wszystkich trzech osi. zanika i przenosi się na drugą stronę. Uk ad MGC3130 Zastosowane rozwiązania charaktery- Zmiany te są porównywane z wzorca- MGC3130 to konfi gurowalny sterow- zują się największą szybkością działania mi ruchu oraz dostarczane w określo- nik części analogowej interfejsu obsłu- i najwyższym współczynnikiem nieza- ny sposób na wyjście. gujący jeden nadajnik i pięć kanałów leżności od użytkownika, dzięki czemu Rozdzielczość detekcji w osiach X-Y-Z odbiorczych. Cztery z nich służą do wy- liczy się gest, a nie to, kto go wykonuje. jest wysoka, sięga 150 dpi i jest zależna krywania gestu a piąty wykorzystywany Colibri dostarcza do aplikacji zarówno od wielkości i konstrukcji elektrod oraz jest jako czujnik dotyku i wsparcie dla zwykłe dane na temat pozycji dłoni dla pozycji ręki wykonującej gest. Im bliżej gestów wykonywanych blisko sensora. osi X-Y-Z, jak i informacje o wykrytych jest ona sensora, tym lepszy stosunek sy- Sygnały analogowe docierające z czujni- gestach, dzięki czemu nie trzeba ich wy- gnału do szumu i większa rozdzielczość. ków są kondycjonowane a następnie di- krywać samodzielnie z koordynat ruchu. gitalizowane w przetworniku ADC i ob- Detekcja dotyczy kierunku ruchu (góra, Elektrody rabiane w procesorze DSP. Przetworzone dół, lewo, prawo) oraz bardziej złożo- Jak wspomniano, elektrody odbiorcze dane wyjściowe są wysyłane do hosta nych ruchów wykorzystywanych do na- są umieszczone nad nadawczymi (rys. 3). W typowym przypadku są to po prostu ścieżki na górnej i dolnej warstwie la- minatu, ale skuteczne są też rozwiąza- Linie nia w postaci ITO napylonego na szkło, pola co ułatwia integrację z wyświetlaczem. Tak duża swoboda projektowa ułatwia aplikację i sprawia, że konstrukcja sen- sora nie ma większego wpływu na koszt urządzenia. W praktyce zawsze daje się wykorzystać fragment płytki bazowej Linie urządzenia lub element wyświetlacza. ekwipotencjalne Co więcej, naniesione elektrody doty- kowe nie kolidują z konstrukcją ekranu Izolacja dotykowego i mogą działać niezależnie. Połączenie technologii dotykowej i roz- Nadajnik Masa poznawania gestów daje też możliwość Odbiornik zaoferowania ekranu dotykowego, któ- Rys. 2. Pojawiaj ca si w polu r ka zaburza jego rozk ad, co jest podstaw do wykrycia ry ma funkcje trójwymiarowe (dodatko- ruchu i rozpoznania gestu
Elektronik Lipiec 2014 51 Technika wigacji po menu. Dostępny jest też mo- duł zapisu i testowania gestów pozwa- lający dodać własne ruchy do bibliote- ki urządzenia a potem po przetestowa- niu załadować je do pamięci Flash ukła- du kontrolera. Układ zapewnia też programowalną funkcję detekcji zbliżenia, która pozwala rodek na uśpienie działania układu i wybudze- nie go, gdy obiekt zbliży się do sensora. Dopiero wówczas włączane są wszystkie Izolacja funkcje przetwarzania sygnału. Takie działanie ogranicza pobór mocy w sta- nie nieaktywnym. Warstwa górna (boczny odbiornik Rx) Warstwa górna (centralny odbiornik Rx) Masa (GND) Pewno dzia ania Warstwa dolna (nadajnik Tx) Technologia rozpoznawania gestów Rys. 3. Przyk adowa konstrukcja sensora i rozk adu elektrod zawieraj ca cztery sensory wykorzystuje fale o częstotliwości oko- boczne i jeden centralny ło 100 kHz. W praktyce układ pracu- je w zakresie 70–130 kHz, dynamicznie Całkowity pobór mocy przez MGC3130 w 2012 roku i dzisiaj stanowi pion HMID zmieniając kanał i częstotliwość, gdy po- sięga 70 mW, z czego większość jest zu- – Human Machine Interface Division – jawią się zaburzenia od oświetlenia, sil- żywana na pracę procesora sygnałowe- rozwijający technologię detekcji z wyko- ników, zasilaczy i innych urządzeń emi- go rozpoznającego gesty. Typowa wiel- rzystaniem pola elektrycznego. W przy- tujących zaburzenia EM w tym zakre- kość obszaru zajmowanego przez elek- gotowaniu jest zestaw deweloperski sie. Dzięki temu zachowana została duża trody wynosi 15×15 cm. Hillstar ułatwiający rozpoczęcie pracy. jakość działania. Poziom emitowanego promieniowania jest bardzo niski, przez Technologia i IP co interferencji z innymi urządzeniami Rozpoznawanie gestów to dzieło nie- nie ma i zachowana jest zgodność z wy- mieckiej fi rmy Ident Technology, któ- Microchip maganiami dyrektywy IEC 61000-4-3. ra została przejęta przez Microchipa www.microchip.com/gestic
52 Lipiec 2014 Elektronik Technika Technologia LDS dla producentów o wietlenia diodowego Technologia LDS (Laser Direct Structuring) firmy LPKF to metoda wykonywania trójwymiarowych detali z tworzyw z naniesio- nymi na nie po czeniami elektrycznymi, np. specja- listycznych anten, elementów o wietleniowych wykorzystuj cych diody LED i detali dla prze- mys u samochodowego lub medycyny.
ch wytwarzanie bazuje na klasycz- od 3 do 15 μm. Od momentu nej drukarce 3D do wykonania pla- pojawienia się urządzeń do LDS stikowego komponentu bazowego, na początku 2013 roku, pojawia się Rys. 2. Tradycyjna I na który następnie nakładane są coraz większa liczba obszarów aplika- wersja LDS pozwala wyko- sprayem dwie warstwy nośnika będą- cji i produktów, w których wykorzysta- nywa metalizacj na plastiku cego bazą do połączeń elektrycznych. nie tego sposobu jest korzystne. Następnie za pomocą lasera aktywuje się pomocą lasera, co tworzy mozaikę po- warstwę metaliczną, a w kolejnym kro- Teraz pod o em jest metal łączeń i pola kontaktowe. Na tym etapie ku następuje metalizacja (miedziowa- Technologią LDS zainteresowali się wykorzystywane są te same techniki, co nie) warstwy zakty- producenci oświetlenia diodowego i to w przypadku podłoży plastikowych. wowanej w ką- właśnie pod ich kątem fi rma LPKF opra- pieli chemicz- cowała modyfi kację, w której zapropo- Dost pne s dwie wersje nej. Grubość nowano odwrócenie typów stosowa- Technologia LDS PowderCoating do- metalizacji nych materiałów. Zamiast nakładania stępna jest w dwóch wersjach: PES 200 może wynosić warstw metalicznych na podłoża pla- i PU 100. PES zapewnia gładkie po- stikowe, tworzy się warstwy izolacyjne wierzchnie o wysokiej stabilności me- lub metaliczne na podłożu metalowym. chanicznej, PU odporność na czynni- Celem jest oczywiście produkcja in- ki chemiczne i cieplne (praca do 270°C, nowacyjnych modułów LED, które ty- niepalność wg UL). Minimalna gru- powo wykonywane są na bazie lamina- bość nakładanych powłok izolacyjnych tów z rdzeniem aluminiowym. Na ta- na metal zawiera się między 60–80 μm, kim podłożu montuje się emitery światła co przy dwóch warstwach pozwala stwo- oraz układ zasilania, dla których pod- rzyć barierę galwaniczną wytrzymują- łoże metalowe jest stabilną bazą mecha- cą 4 kV. Cienka warstwa izolacji, znacz- niczną, zapewniającą trwałą integrację nie mniejsza niż w klasycznym lamina- z optyką i oprawą oświetleniową oraz za- cie, w niewielkim stopniu pogarsza prze- pewnia dobre odprowadzanie ciepła ze wodność cieplną. struktury diody. Nakładane powłoki dobrze wiążą się Technologia LDS, dla której podło- z podłożem, bo siła adhezji jest mniej żem jest metal taki jak aluminium lub więcej taka sama jak dla miedzi na lami- stal, nazwana została PowderCoating. nacie FR4 (90–120 N). Dodatkowo po- W praktyce jako podłoże mogą być też krycie jest materiałem nietoksycznym, wykorzystywane przewodzące prąd two- niewymagającym specjalnych zabiegów rzywa sztuczne (metalizowane lub kom- przy produkcji. pozytowe). Na warstwę metalu nanoszo- na jest metodą elektrostatyczną warstwa izolacyjna, co gwarantuje cienkie i jed- SE Spezial-Electronic Polska Rys. 1. LDS PowderCoating przeznaczo- norodne pokrycie. W kolejnym etapie ul. St pi ska 22/30, lokal 209 na jest przede wszystkim dla producentów na tak przygotowanym elemencie wyko- 00-739 Warszawa, tel. 22 840 91 10 o wietlenia diodowego nywana jest selektywna metalizacja za [email protected], www.spezial.pl
Elektronik Lipiec 2014 53 Technika
Bezprzewodowe adowanie urz dze przeno nych i pojazdów elektrycznych
W ostatnich latach wielu producentów pó przewodników prowadzi o szeroko zakrojone badania nad ró nymi systemami bezprzewodowego adowania. Celem by o opanowanie technologii bezkontaktowego przenoszenia energii i zapewnie- nia wygodnego adowania dla wielu popularnych urz dze konsumenckich takich jak smartfony lub tablety. Takie rozwi zania powsta y i szybko zyskuj popular- no tak e w dziedzinach uznawanych za profesjonalne.
ktualnie największy poten- sji energii w urządzeniach przenośnych go zbliżenia do siebie cewek na odle- cjał ma rozwiązanie opraco- i znalazł już praktyczne zastosowanie głość do 10 mm. Wymusza to dokładne wane przez Wireless Power w urządzeniach przenośnych. pozycjonowanie cewki nadawczej i od- A Consortium (WPC) przy System składa się z dwóch cewek biorczej względem siebie. Opracowano współpracy z IEEE Industry Standards sprzężonych magnetycznie: nadawczej trzy metody pozycjonowania: zapew- and Technology Organization (IEEE- (Tx) umieszczonej w podkładce ładu- nianie współosiowości cewek przez wy- ISTO) o nazwie Qi, zapewniające obsłu- jącej i cewki odbiorczej (Rx) zamon- korzystanie magnesów, pozycjonowa- gę urządzeń wymagających niewielkiej towanej w urządzeniu przenośnym. nie z wykorzystaniem ruchomej cew- mocy do ok. 5 W. Qi stał się wiodącym Skuteczna transmisja wymaga silnego ki i pozycjonowanie z wykorzystaniem standardem bezprzewodowej transmi- sprzężenia, czyli maksymalnie bliskie- zestawu cewek.
54 Lipiec 2014 Elektronik Technika
Najprostsza technicznie jest me- toda wykorzystująca magnesy do pozycjonowania cewek. Niemniej jednak, zaprojektowanie obwo- du magnetycznego w jej przypad- ku stanowi duże wyzwanie. Wy- magane jest bowiem umiejscowie- nie siły magnetycznej pośrodku cewki nadawczej tak, by przyciąga- ła ona element magnetyczny znaj- dujący się pośrodku cewki odbior- czej (rys. 1). Siła wytworzona przez Rys. 1. Zapewnianie wspó osiowo ci cewek dzi ki wykorzystaniu magnesów zgodnym z Qi magnes znajdujący się w środ- ku cewki Tx przyciąga element magne- Wysoka tyczny umieszczony pośrodku cewki Rx Temperatura Curie [oC] i pozycjonuje obie cewki względem sie- bie (lewa część rysunku). Konstrukcja jest prosta, jednak za- projektowanie obwodu magnetycznego Materia y ferrytowe Materia y metaliczne jest wyzwaniem. Wymaga zastosowa- nia wysokiej jakości materiałów magne- tycznych w ekranie magnetycznym do ochrony baterii przed przegrzaniem oraz Wysoka Wysoka zapewnienia prawidłowej pracy całego systemu (prawa część rysunku). Rezystywno [ .cm] Indukcja nasycenia Dodatkowo cewki Rx nie mogą otrzy- mać certyfi katu Qi, jeśli nie są w stanie pracować poprawnie w każdym z trzech funkcjonujących systemów transmisji energii bezprzewodowej. Taką funkcjo- nalność mają cewki fi rmy TDK, które Straty w rdzeniu [W/m3] zostaną zaprezentowane poniżej. Niskie Rys. 2. Porównanie materia ów magnetycznych Zaawansowany materia ferrytowy Na rysunku 2 porównane zosta- tliwości. Dlatego zarówno ekran, jak Dla cewki pozycjonowanej za pomocą ły właściwości ferromagnetycznych i rdzeń cewki wykonane zostały z ni- magnesów konieczne jest zastosowanie materiałów metalicznych i ferrytów. skostratnego ferrytu. wysokiej klasy materiałów magnetycz- Ferro-magnetyczne materiały meta- Ekrany magnetyczne w smartfonach nych, zdolnych do pracy przy częstotli- liczne charakteryzują się wysoką gęsto- i innych urządzeniach przenośnych po- wości 100–200 kHz z małymi stratami ścią strumienia nasycenia magnetycz- winny być jak najcieńsze. Jeśli jednak i o wysokiej przenikalności magnetycz- nego, jednak ze względu na niską rezy- będą zbyt cienkie, materiał magnetycz- nej. Aby ograniczyć emisję w niepożąda- stywność występują w nich duże straty ny może się nasycić, co ograniczy sto- nych kierunkach, stosuje się dodatkowo spowodowane występowaniem prądów pień ekranowania lub nie pozwoli na ekrany magnetyczne. wirowych w zakresie wysokich często- transmisję mocy na wymaganym du- żym poziomie. Stąd dla urzą- Tabela 1. Oferta cewek Tx produkcji TDK dzeń przenośnych kluczowe jest, aby w układzie ładowania stoso- wać wysokiej klasy materiały magnetyczne, o wysokiej induk- cji nasycenia i jednocześnie o ni- A10 – pojedyncza A11 – pojedyncza A1 i A9 – pojedyncza A6 – liniowy Standard WPC skich stratach w zakresie wyso- bez magnesu bez magnesu z magnesem zestaw cewek kich częstotliwości, szczególnie Napi cie pracy 19 V 5 V 19 V (A1), 12 V (A9) 12 V Indukcyjno dla 100 kHz 24 H 6,3 H 24 H 11,5 do 12,5 H w ekranie magnetycznym cew- Maksymalna ki odbiorczej. 0,10 0,06 0,10 0,08 oporno DC dla 25°C Folia ferrytowa Elastyczna Elastyczna Sztywna Elastyczna Ekran magnetyczny Magnes ------12,5×2,0 mm --- Ekran magnetyczny znajdują- Wymiary [mm] 50 (Ø) 52×52 100×56 Liczba zwojów 20 (2 warstwy×10) 10 (1 warstwa) 20 (2 warstwy×10) 12 (×3 cewki) cy się przy cewce odbiorczej (Rx), Grubo cewki + folii 3,13 mm 2,08 mm 4,63 mm 2,53 mm (minimalna) stosowany w rozwiązaniach po- Grubo z I/O --- 3,13 mm --- 4,03 mm (górna cewka) zycjonujących cewki za pomo- Zewn trzne wymiary cewki 43 (Ø) mm 53,2×45,2 mm cą magnesu, pełni dwie funkcje.
Elektronik Lipiec 2014 55 Technika
Tabela. Oferta cewek Rx produkcji TDK nych i wtórnych układu bezprzewodo- wego ładowania zgodnych ze standar- dem Qi opracowanym przez WPC dla niskich poziomów mocy do 5 W, patrz tabela 1. Są to cewki z magnesem pozy- Typ Cewki Rx Cewki Rx z anten NFC Modu y Rx cjonującym (zgodne ze standardami A1 30×30 i A9) oraz bez magnesu (zgodne ze stan- Wymiary [mm] 40×40 52×48 48×32 48×32 dardami A10 i A11). Dostępny jest rów- Grubo 0,52 do 1,25 mm 0,52 do 0,62 mm 1,0 mm nież liniowy zestaw cewek do ładowa- Sprawno 66 do 73% 69% 72% rek pozwalających na dowolne położe- Indukcyjno dla 100 kHz 12,3 do 19 H 16,5 do 19,.5 (cewka Rx) H 13 H nie urządzenia ładowanego. Wszystkie 1,75 do 1,95 (antena NFC) Maksymalna rezystancja DC 0,20 do 0,70 0,75 do 0,80 (cewka Rx) 0,27 elementy z oferty TDK wykorzystują do dla 25°C 0,46 do 0,52 (antena NFC) ekranowania folię ferrytową zgodną ze Napi cie znamionowe ------4,95 do 5,05 V standardami WPC. Dostępne są także Pr d znamionowy ------0,5 do 0,7 A niezwykle cienkie, elastyczne folie do użycia we własnej aplikacji. Stanowi barierę dla zmiennego stru- powanie prądów wirowych na aluminio- Szeroki wachlarz cewek odbiorczych mienia magnetycznego wytwarzanego wej powierzchni i w efekcie do nagrzewa- obejmuje elementy o grubościach 0,48– przez cewkę nadawczą (z uwagi na ko- nia i strat. Rozwiązania komunikacyjne 1,25 mm (tabela 2). Wszystkie elemen- nieczność zachowania EMC) oraz chro- bez magnesów pozwalają na zastosowa- ty odbiorcze mogą być wykorzystane ni urządzenie przed negatywnym wpły- nie cieńszych ekranów magnetycznych, w układach pozycjonowanych magne- wem stałego strumienia magnetyczne- które są wystarczające przy ekranowaniu sem. W ofercie można znaleźć także go wytwarzanego przez magnes pozy- jedynie strumienia magnetycznego wy- cewki z wbudowaną anteną komunika- cjonujący. W smartfonach cewka nadaw- twarzanego przez cewkę nadawczą. cji bliskiego zasięgu (NFC). Im mniejsza cza jest zwykle umieszczona pomię- grubość cewki, tym oczywiście łatwiej dzy tylną pokrywą urządzenia a baterią. Oferta cewek Tx i Rx rmy TDK zintegrować ją wewnątrz obudowy, gdzie Niewystarczające ekranowanie magne- Aby sprostać wymaganiom stawianym jak wiadomo zawsze brakuje miejsca. tyczne sprawia, że szybkozmienne pole systemom bezprzewodowego ładowania magnetyczne dociera do obudowy baterii, przez producentów urządzeń i użytkow- która zwykle wykonana jest z aluminium. ników, fi rma TDK opracowała szeroki Farnell element14 Strumień magnetyczny powoduje wystę- wachlarz cewek do obwodów pierwot- www.farnell.com Technika
Jako obwodów drukowanych oraz podstawowe metody jej oceny
Obecne wymagania i oczekiwania klientów bran owych co do niezawodno- ci oraz bezawaryjnego dzia ania zakupionych urz dze s zdecydowanie wy sze ni kilka lat temu. Niew tpliw przyczyn tego stanu jest dynamiczny roz- wój technologiczny i towarzysz cy mu post p jako ciowy. Nawet od najprost- szych urz dze elektronicznych oczekuje si stabilnej i bezawaryjnej pracy, przy ich maksymalnie d ugiej ywotno ci. Na bazie normy IPC-600, powszech- nie stosowanej w bran y PCB do opisu jako ci obwodów drukowanych, w arty- kule zostan przedstawione najistotniejsze kryteria ich niezawodno ci, które mog by oceniane wzrokowo przez odbiorc obwodów i wiadcz o finalnym poziomie ich jako ci. Uwypuklone zostan te aspekty, których spe nienie wp y- wa w znaczny sposób na bezproblemowy przebieg procesu monta u oraz bez- awaryjn prac urz dzenia.
odstawową ocenę jakości ob- jakości nałożonych powłok, a wyniki Ocena wzrokowa powierzchni obwo- wodów drukowanych moż- analiz przedstawić w formie stosowne- dów pozwala wykryć wady procesowe na przeprowadzić na pod- go raportu wraz z próbką badań. Zgład i typowo kosmetyczne niedoskonałości. P stawie analizy dokumen- może zostać wykonany dla dowolne- Zgodnie z metodyką normy IPC-600 tacji dostarczonej przez producentów go miejsca wskazanego przez klien- inspekcja wzrokowa powinna być prze- PCB oraz dokładnej inspekcji wzroko- ta np. konkretnego otworu. Ponadto prowadzana przy niewielkim powięk- wej powierzchni obwodów. Takimi do- niektórzy klienci oczekują postępowa- szeniu, ok. 1,75×. Jeżeli przypuszczalne kumentami mogą być: potwierdzenie nia zgodnego z procesem zatwierdza- wady nie są widoczne, to powinny być zgodności z zamówieniem, raport te- nia części do produkcji seryjnej (PPAP). one obserwowane przy większych po- stu elektrycznego czy zgodność z wy- W takim przypadku tworzona jest spe- większeniach (do 40×). maganiami specjalistycznych norm (np. cjalistyczna dokumentacja oraz próbki IPC-600). Certyfi kacja niepalności UL wzorcowe, będące do dyspozycji pro- Co podlega kontroli? także może świadczyć o wysokiej ja- ducenta i odbiorcy obwodów. Nieliczni Pierwszym etapem kontroli może kości obwodów. Na specjalne życzenia producenci, w tym TS PCB, oferują być sprawdzenie charakterystycz- klienta producent obwodów może rów- możliwość dostarczenia wszystkich wy- nych wymiarów obwodu. Wszystkie nież wykonać tzw. zgład (mikrosekcję), żej wymienionych dokumentów wraz wymiary (średnice otworów czy ob- czyli niszczące, mikroskopowe badanie z zamawianymi obwodami. szary frezowane) muszą być zgodne
Elektronik Lipiec 2014 57 Technika
Krawędzie obwodu powinny być oraz jej ciągłość na obszarach montażu równe, gładkie, bez zadziorów, nacięć powierzchniowego układów w obudo- i postrzępień. W przypadku krawędzi wach BGA. Niedopuszczalne jest wni- metalizo wanych, krytyczne jest zacho- kanie maski na pady układu BGA czy jej wanie ciągłości metalizacji oraz odpo- ubytki (fot. 1). wiedniej jej przyczepności – pomoc- ny w weryfi kacji będzie test taśmą (we- Wymagania dla maski dług IPC-TM-650 p. 2.4.1). Rylcowanie i warstw opisowych (V-cut) musi być kompletne i na tyle Chociaż norma IPC-600 dopuszcza głębokie, by umożliwić łatwą depane- poprawki powierzchni maski lutowni- lizację oraz równocześnie na tyle wy- czej (pod warunkiem że są wykonane trzymałe, aby panel pod obciążeniem z materiału o zgodnych parametrach komponentów nie rozpadł się w trakcie opierania się lutowaniu i czyszczeniu, montażu. W przypadku obwodów wie- jak oryginalna warstwa), to ich znacz- lowarstwowych należy zwrócić szcze- na ilość świadczy negatywnie o jakości gólną uwagę na powstawanie tzw. siatki wyprodukowanych obwodów. Te otwo- drobnych pęknięć, objawiającej się po- ry przelotowe, w których przewidziano wstawaniem białych skaz lub charakte- wypełnienie maską, muszą je rzeczywi- rystycznych krzyżyków pod powierzch- ście mieć. Obwody nie mogą być ponad- nią materiału bazowego. Występowanie to zanieczyszczone innymi powłokami, rozdzielenia między warstwami lub np. maską zrywalną, pastą grafi tową. miejscowe spęcznienie i delaminacja Warstwa opisowa powinna być czy- struktury materiału bazowego świad- telna i kompletna. Tusz może wycho- czy o niskiej jakości obwodu. dzić poza linię tworzącą znak lub może Kolejnym parametrem, na który nale- brakować części symbolu obrysu kom- ży zwrócić uwagę, jest jakość nałożonej ponentu, pod warunkiem że jest on warstwy ochronnej maski lutowniczej. czytelny i jasno określony. Istotny jest Powinna mieć ona jednolity wygląd także brak wdzierania się tuszu na kra- Fot. 1. Obwód z prawid owo na o on ma- i być wolna od zadrapań. Przebarwienia wędziowe kontakty drukowane i punk- sk w obszarze uk adów BGA oraz centrycz- i prześwity miedzi mogą świadczyć ty testowe. W przypadku tych czę- nym odwiertem o zbyt cienkiej warstwie maski i/lub ści obwodów, które są widoczne na ze- z wymaganiami dokumentacji projek- towej, zwłaszcza dla technologii press- -fi t oraz frezowania na głębokość. W kolejnym kroku warto zweryfi ko- wać wygięcie oraz skręcenie obwodów. W przypadku obwodów montowanych powierzchniowo nie może przekraczać 0,75% oraz 1,5% dla pozostałych przy- padków. Bardzo ważny jest także brak zanieczyszczeń powierzchni po proce- sach obróbki mechanicznej. Obecność kurzu, pyłu oraz strzępków laminatu zbyt grubej warstwie metalizacji. Po- wnątrz gotowego urządzenia, jakość jest niedopuszczalna, gdyż mogą one włoka maski może być nieznacznie opisu i warstwy maski musi być abso- przedostawać się do lutowia i je zanie- przesunięta, lecz nie może ona znajdo- lutnie perfekcyjna (fot. 2). czyszczać. Pola kontaktowe (pady) mu- wać się na polach kontaktowych, punk- Z punktu widzenia bezawaryjnej pra- szą być wolne od odcisków palców. tach testowych i wewnątrz otworów cy urządzenia, bardzo ważna jest jakość metalizowanych przeznaczonych do nałożonej metalizacji. Istotne jest rów- montażu. Nie może też zmniejszać pier- nież utrzymanie szerokości oraz odstę- ścieni wokół nich. Wszystkie elementy pów elementów mozaik zgodnie z wy- przeznaczone do pokrycia maską po- tycznymi zawartymi w dokumentacji winny być nią zabezpieczone. projektowej. Chropowatości krawędzi Niedopuszczalne jest, aby sąsied- elementów mozaik, choć dopuszczalne nie izolowane elektrycznie przewodni- normą IPC-600, mogą wskazywać na ki były odsłonięte. Pęcherze, bąble, roz- jakość procesu produkcji. Wszelkiego warstwienia oraz zanieczyszczenia uwię- rodzaju bryłki i zadziory na lub w ścia- zione pod maską nie mogą być akcepto- nach otworów metalizowanych, luki wane – maska powinna trwale przylegać w metalizacji czy pęknięcia jej ciągło- do powierzchni. Parametrem krytycz- ści, choć bardzo trudne do wzrokowej nym jest wyrów nanie nałożenia maski lokalizacji, są bardzo dobrym wskaźni-
58 Lipiec 2014 Elektronik Technika kiem jakościowym. W przypadku po- dejrzenia ich występowania zaleca się wykonanie zgładu. Otwory mogą nie być wyśrodkowane względem padów i dopuszczalne jest przerwanie pier- ścienia wynoszące mniej niż 90°, lecz nigdy otwór nie może być zlokalizowa- ny w miejscu połączenia pola z prze- wodnikiem. W przypadku obwodów wielo warstwowych pomocna może być inspekcja pod światło, podczas której można skontrolować wzajemne ułoże- nie warstw między sobą oraz centrycz- ność odwiertu.
Wiele informacji dostarczaj pow oki Jakość obwodów można także określić Fot. 2. Fragment obwodu z prawid owo wykonan warstw opisu elementów na podstawie wyglądu powłok pokry- wających pady (HASL, ENIG). Wszyst- ne zanurzeniowo (HASL). Wymaga ducenta PCB. Ich wykorzystanie daje kie one muszą rzeczywiście warstwę się również, aby powierzchnia po- klientom możliwość określenia ewen- taką mieć. Pokrycie lutowiem powin- złocona miała jednolitą, intensyw- tualnej problematyczności automa- no całkowicie zwilżać wszystkie po- ną barwę, była wolna od grudek i sil- tycznego montażu na zamówionych wierzchnie przewodzące, a wnętrza nych, punktowych matowości oraz ści- obwodach oraz oszacowania nieza- otworów powinny być wolne od luk śle przylegała do podłoża. Wszelkiego wodności fi nalnego urządzenia. Należy i zgrubień. Pomimo faktu, że lutowie rodzaju przebarwienia i odstępstwa jednak pamiętać, że w sporadycznych nakładane metodą HASL ma tendencję od powyższych zasad mogą wskazy- przypadkach niektóre wady obwodów do tworzenia nierównej powierzchni, wać na niską jakość procesu złocenia drukowanych mogą być niewidoczne jego warstwa powinna być jak najbar- u producenta. W przypadku obwodów po produkcji i ujawnić się dopiero po dziej płaska, równomierna, jednolita testowanych elektrycznie pady mogą procesie montażu. i gładka. Wady topografi i powierzchni, mieć delikatny odcisk sond testujących, Łukasz Rogowski silne pofałdowania czy grudki lutowia co nie jest wadą, dopóki odcisk nie na- Dział Zarządzania Jakością znacznie utrudniają proces montażu, rusza ciągłości wykończenia. Techno-Service S.A. a w skrajnych przypadkach mogą go Przedstawione w artykule uprosz- całkowicie uniemożliwić. Powierzchnie czone metody i procedury oceny obwo- wykończone w technologii złoce- dów drukowanych pozwalają w dużym nia chemicznego (ENIG) są zdecydo- stopniu zweryfi kować jakość i prawi- TS PCB Techno-Service S.A. wanie bardziej płaskie niż cynowa- dłowość procesów produkcyjnych pro- www.pcb-technoservice.eu
Elektronik Lipiec 2014 59 Technika
Zasilacze bezprzerwowe – kon guracje i w a ciwo ci
Niewiele osób my li o ochronie zasilania, zanim nie dotkn go skutki awarii, w wyniku której utraci si cenne dane lub nawet popsuje si sprz t. Wybór spo- sobu zabezpieczenia si przed powtórn awari mo e okaza si bardzo fru- struj cy, gdy brakuje dostatecznej wiedzy, potrzebnej do podj cia w a ciwej decyzji. Rynek urz dze chroni cych zasilanie jest tak wielki i konkurencyjny, e rozeznanie si w nim jest trudne.
spółczesne systemy za- je się w takich warunkach wymaganiem nej zasilania – porównanie obejmuje silaczy bezprzerwowych podstawowym. również sprawniejszy ekologiczny tryb (UPS) są stosowane prze- Naturalnym wyborem jest wtedy UPS działania UPS. Urządzenia korzystają- W de wszystkim w centrach online. System taki niezależnie od wa- ce z UPS różnią się znacznie zarówno obsługi danych, koncentratorach sys- runków dostarcza czystej przetworzo- rozmiarami, jak i charakterem. Małemu temów łączności oraz w innych wraż- nej mocy, czerpiąc zasilanie z sieci ener- komputerowi biurkowemu czy przyrzą- liwych ośrodkach informacji i komu- getycznej, w razie awarii bezprzerwowo dowi może wystarczyć przenośny zasi- nikacji. Ich nieprzerwana dyspozycyj- przechodząc na zasilanie akumulatoro- lacz o mocy do 250 VA, a wielkie cen- ność jest krytyczna, wręcz niezbędna. we. Ale aplikacje o mniej krytycznych trum obsługujące dużą fi rmę składa Najważniejszą zaletą UPS-ów jest elek- wymaganiach mogą korzystać z tań- się czasem z licznych jednostek o mocy tryczna izolacja pomiędzy siecią energe- szych rozwiązań typu offl ine. 5 MVA, a nawet większej. tyczną a wrażliwymi urządzeniami, któ- W niniejszym tekście porównuje się re zasila. Wysoka jakość zasilania jest za- konfi guracje UPS-ów online i offl ine Kon guracja UPS online pewniana przez szereg obwodów na kil- z trzecią konfi guracją, korzystającą z in- i jej zalety ku stopniach układu. Zatem bezprzer- teraktywnej linii sieciowej. Wraz z ro- W skład wszystkich UPS-ów, nieza- wowa dostawa niezakłócanego napięcia snącymi kosztami energii rośnie po- leżnie od ich rozmiarów i rozwiązania, przemiennego o dostatecznej mocy sta- trzeba poprawy sprawności energetycz- wchodzi szereg takich samych podze-
60 Lipiec 2014 Elektronik Technika społów. Są to akumulatory, układy do a) ich ładowania i przetwornice zamienia- jące napięcie stałe w zmienne, do za- silania obciążenia na czas zaniku na- pięcia w sieci (rys. 1). Pierwszy z nich, prostownik z ładowarką, ładuje aku- mulator, gdy działa sieć energetyczna. Dostarcza on stabilnego napięcia stałe- go do drugiego podzespołu, przetwor- nicy, która napięciem przemiennym za- b) sila obciążenie. W razie zaniku napięcia sieci akumulator gładko przejmuje peł- ne zasilanie obciążenia, z którym jest trwale połączony. Dzięki temu obciąże- nie do czasu rozładowania akumulatora nie odczuwa awarii. Niezauważalność zmiany zasilania jest podstawową za- letą dla krytycznych urządzeń, dla któ- rych przerwa czy opóźnione przełą- c) czenie mogłoby być szkodliwe. Drugą ważną zaletą UPS online jest podwój- na konwersja. W prostowniku na wej- ściu wszystkie impulsowe, przejściowe i szumowe zaburzenia „giną” przetwa- rzane w napięcie stałe. Następnie przetwornica zasila obcią- żenie czystym, dokładnie przez UPS stabilizowanym, przebiegiem napięcia Rys. 1. Dzia anie UPS-a online zmiennego. Oprócz tego w prostowniku jest dokonywana korekcja współczynni- ste. Do wad systemu UPS offl ine, oprócz ce tolerować te wady korzystają z obni- ka mocy i redukcja zawartości harmo- częstych, wywołanych przełączeniami żenia kosztów zarówno inwestycyjnych nicznych wyższych częstotliwości. UPS przerw, zaliczyć trzeba możliwości nie- jak i eksploatacyjnych, gdyż ładowar- online to swego rodzaju fi rewall, który doładowania i obniżenia żywotności ka i przetwornica w czasie normalnego chroni układy i urządzenia informacji akumulatora. Jednakże aplikacje mogą- działania nie są wykorzystywane. i łączności przed zakłócającymi wpły- wami sieci energetycznej, optymalizu- a) jąc równocześnie obciążenie w stosun- ku do sieci.
Kon guracja UPS of ine W UPS-ie offl ine w trakcie normal- nej pracy obciążenie jest zasilane wprost z sieci energetycznej przez linię obej- ściową i statyczny przełącznik – rysu- b) nek 2a. Napięcie na obciążeniu nie jest wtedy stabilizowane i docierają do nie- go zaburzenia z sieci. Gdy napięcie za- silania wykracza poza ustalone grani- ce, statyczny przełącznik przełącza zasi- lanie obciążenia na przetwornicę i aku- mulator (rys. 2b). Spowodowana tym przerwa może trwać od 2 ms do 10 ms. Według operatorów wrażliwych urzą- c) dzeń UPS offl ine nie spełniają wymagań jakości zasilania. Nie kompensują one wahań napięcia, a na każde przekrocze- nie dopuszczalnych granic muszą reago- wać natychmiastowym przełączeniem. Jeżeli stabilność napięcia sieci jest nie- wysoka lub dopuszczalne granice usta- lone wąsko, przełączenia mogą być czę- Rys. 2. Topologia UPS-a of ine
Elektronik Lipiec 2014 61 Technika
Kon guracja z interaktywn z interaktywną linią zwykle używane burzenia nadchodzące z sieci. Ale ich lini sieciow są transformatory obniżająco-podwyż- główną zaletą jest łagodzenie prze- Istnieją jeszcze UPS-y offl ine, wy- szające lub ferrorezonansowe. Pierwsze łączeń zasilania dzięki zgromadzo- posażone w system stabilizacji napię- z nich utrzymują napięcie wyjściowe nej energii magnetycznej, co częścio- cia zmiennego linii obejściowej (rys. 3). w granicach od +20% do –30% napię- wo upodabnia skutki ich działanie do Rozwiązanie to zmniejsza częstość ko- cia wejściowego, ale przełączanie od- działania UPS-ów online. niecznych przełączeń, pozwalając po- czepów wymusza skokowe zmiany na- Wzrost cen energii zwiększa na- szerzyć dopuszczalne granice zmienno- pięcia na obciążeniu. Systemy z trans- cisk na podnoszenie sprawności za- ści napięcia zasilającego. Dzięki temu formatorem ferrorezonansowym utrzy- silania, a zatem na ekologiczny tryb koszty eksploatacyjne i zużycie aku- mują napięcie wyjściowe w granicach pracy UPS. W tym trybie w normal- mulatora są nieco mniejsze niż w zwy- ±3% przy zmianach wejściowego od nych warunkach obciążenie jest zasi- kłych systemach offl ine. W systemach –40% do +20%, ograniczają też za- lane wprost z sieci energetycznej, dzię-
Tabela 1. Typowe wady i zaburzenia napi cia zasilaj cego
Wada napi cia Czy UPS rozwi e Kszta t przebiegu Opis i czas trwania Skutek zasilaj cego ten problem?
Zaplanowany lub przypadkowy Wy czenie sprz tu, utrata pracy i danych, Of ine – tak Chwilowa przerwa ca kowity zanik napi cia zasilania uszkodzenie pliku, dysku twardego i systemu Line interactive – tak w bliskiej okolicy – sekundy do minut operacyjnego, utrata po czenia Online – tak
Zaplanowany lub przypadkowy Wy czenie sprz tu, utrata pracy i danych, Of ine –nie D ugotrwa a przerwa ca kowity zanik napi cia zasilania uszkodzenie pliku, dysku twardego i systemu Line interactive – 95% nie w bliskiej okolicy – minuty do godzin operacyjnego, utrata po czenia Online – tak
Zawieszenie si komputera, restart lub Bardzo krótki zaplanowany lub zawieszenie si komputera i urz dze Of ine – mo liwe Bardzo krótka przypadkowy zanik napi cia zasilania sieciowych, utrata pracy i danych, Line interactive – mo liwe przerwa – milisekundy do sekund uszkodzenie pliku, dysku twardego Online – tak i systemu operacyjnego
Zmniejszenie si wy wietlanego obrazu, uszkodzenie zasilaczy urz dze , restart Zmniejszenie napi cia zasilania Of ine – nie Spadek lub zbyt lub zawieszenie si komputera, urz dze – spadek – milisekund do kilku sekund Line interactive – tak ma e napi cie peryferyjnych i sieciowych, utrata pracy – zbyt ma e – d u ej ni kilka sekund Online – tak i danych, uszkodzenie pliku, twardego dysku i systemu operacyjnego
Trwa e uszkodzenie sprz tu, zawieszenie Zwi kszenie napi cia zasilania si lub restart komputera i urz dze Of ine – nie Wzrost lub zbyt – wzrost – milisekund do kilku sekund sieciowych, utrata pracy i danych, Line interactive – tak du e napi cie – zbyt du e – d u ej ni kilka sekund uszkodzenie pliku, twardego dysku Online – tak i systemu operacyjnego
B dy w sieci, zniszczenie urz dze Of ine – tak i obwodów, zawieszenie si lub restart Stan nieustalony Nag y skok napi cia o setki lub tysi ce Line interactive – tak komputera i urz dze sieciowych, utrata lub impuls woltów – mikrosekundy Online – tak, wy szy pracy i danych, uszkodzenie pliku, stopie ochrony twardego dysku i systemu operacyjnego
Of ine – nie Zaburzenia przebiegu o przeciwnej Spowolnienie LAN silnymi b dami, Line interactive – nie Karby polaryzacji – mikrosekundy s yszalne zak ócenia w telefonie Online – tak i audio
Of ine – nie Niepo dany sygna elektryczny Spowolnienie LAN silnymi b dami, Line interactive – nie Szumy wysokiej cz stotliwo ci z innego s yszalne zak ócenia w telefonie i audio, Online – tak urz dzenia – sporadycznie zawieszenie si urz dze
Zmiana kszta tu przebiegu Przegrzewanie si silników, Of ine – nie Zniekszta cenia z sinusoidalnego w zniekszta cony, transformatorów i okablowania, obni enie Line interactive – nie nieliniowe spowodowana nieliniowym obci eniem, wydajno ci dzia ania urz dze biurowych Online – tak takim jak zasilacz impulsowy bez PFC
62 Lipiec 2014 Elektronik Technika ki czemu unika się strat w mało spraw- a) nym układzie przetwarzania. Jednak powstałemu w ten sposób zyskowi około 3% przeciwstawia się wpływ za- burzeń z sieci i przerw przełączania, tak jak w UPS-ie offl ine. Niektórzy użytkownicy mogą godzić się z takim kompromisem, zwłaszcza gdy w okre- sach zwiększonego ryzyka mogą prze- rzucać działanie systemu z trybu UPS eko do trybu online. b) Pe niejszy obraz Zazwyczaj operatorzy centrów da- nych i innych krytycznych i wrażli- wych ośrodków wolą zasilanie bez- przerwowe, które jest zapewniane tyl- ko przez UPS online. A dla pełnego wykorzystania tej techniki i jej ochron- nego potencjału, UPS powinien być in- stalowany w ramach systemu, zapew- niającego odporność na wszelkie za- Rys. 3. Dzia anie UPS-a z interaktywn lini sieciow grożenia. Nie można na przykład cał- kowicie wykluczyć przypadków awa- obciążenie do linii obejściowej. Jeśli cyjna ze względu na niższe koszty in- rii publicznej sieci energetycznej wraz jednak i linia obejściowa temu nie po- westycyjne i eksploatacyjne. Systemy z linią obejściową i to na okres prze- doła, obciążenie przestanie być zasila- z linią interaktywną są ulepszoną mo- kraczający czas autonomicznego dzia- ne. Lepszym rozwiązaniem jest ustale- dyfi kacją systemów offl ine, zapewnia- łania akumulatora UPS-a. nie czasu przejściowego, pozwalającego jąc mniej zakłócone zasilanie i mniej- Takiej sytuacji UPS już nie sprosta na automatyczne odłączenie przez bez- sze zużycie akumulatora. Linia interak- i zasilanie krytycznych urządzeń zo- piecznik lub odłącznik nadmiarowy. tywna z transformatorem ferrorezonan- stanie przerwane. W niektórych apli- W tym czasie sam UPS może być chro- sowym także umożliwia bezprzerwowe kacjach jest to akceptowalne, ponie- waż czas autonomicznej pracy akumu- latora pozwala na systematyczne i bez- Wzrost cen energii zwi ksza nacisk na podnoszenie pieczne wyłączenie obciążenia. Ale w niektórych jest to niedopuszczal- sprawno ci zasilania, a zatem na ekologiczny tryb ne. Rozwiązaniem może być konfi gu- pracy UPS. W tym trybie w normalnych warunkach racja z tzw. oddzielną linią obejściową, w której UPS i linia obejściowa są za- obci enie jest zasilane wprost z sieci energetycz- silane z różnych sieci energetycznych. Wtedy w razie awarii zasilania UPS nej, dzi ki czemu unika si strat w ma o spraw- i wyczerpania akumulatora prostownik nym uk adzie przetwarzania. Jednak powsta emu może zostać przełączony do czynnej li- nii obejściowej i nadal zasilać obciąże- w ten sposób zyskowi oko o 3% przeciwstawia si nie, chociaż już bez zabezpieczenia. Pewnym i często stosowanym roz- wp yw zaburze z sieci i przerw prze czania, tak wiązaniem jest użycie autonomiczne- jak ma to miejsce w UPS-ie offline go spalinowego generatora prądu, któ- ry w razie dłuższego niż chwilowy zani- ku napięcia w sieci energetycznej otrzy- niony w trybie ograniczenia prądu i ob- przełączenie obciążenia. Presja na po- muje sygnał do rozruchu i po wystar- niżenia napięcia, co jest lepsze od gwał- prawę sprawności zwiększyła zainte- towaniu, ustabilizowaniu obrotów i na- townej przerwy zasilania. resowanie trybem eko, ma on jednak pięcia wyjściowego, bez jakiejkolwiek Na zakończenie można stwierdzić, większość wad konfi guracji offl ine. przerwy przejmuje zasilanie od akumu- że do zastosowań krytycznych i wraż- W tabeli 1 przytoczono najczęściej latora przetwornicy i zapewnia jego po- liwych urządzeń, konfi guracja UPS on- występujące wady i zaburzenia przebie- nowne naładowanie. line jest jedynym praktycznym rozwią- gu napięcia sieci zasilającej oraz moż- Oprócz ochrony obciążenia przed za- zaniem, ponieważ zapewnia niezakłó- liwość ich przezwyciężenia. Należy grożeniem zasilania, UPS musi również cone zasilanie i bezprzerwowe przełą- przede wszystkim zwrócić uwagę na uporać się z problemami wywoływany- czenie na zasilanie akumulatorowe. Do zdolność różnych typów zasilaczy awa- mi przez obciążenie. W razie wystąpie- aplikacji mniej krytycznych może nada- ryjnych do eliminacji poszczególnych nia przeciążenia UPS może przełączyć wać się konfi guracja UPS offl ine, atrak- wad zasilania. (KKP)
Elektronik Lipiec 2014 63 Technika Konstrukcje i parametry róde napi cia odniesienia