Elettronica di potenza e controllo motori sono gli argomenti principali di questa categoria. Articoli tecnici e progetti di riferimento sulla gestione della potenza (power management) con approfondimenti sugli alimentatori e sulla conversione di potenza. Inoltre troverete applicazioni per il controllo dei motori (motor control) ed il pilotaggio dei motori (motor driver).
È uscito il numero di marzo di Firmware dedicato al settore Power & Motor con articoli sulla gestione della potenza e controllo motori. All'interno troverete anche contenuti tecnici su CPU design, PCB, convertitori DC-DC, Robotic Systems e molto altro. Il download è disponibile nei formati PDF, ePub e mobi. La copertina di Firmware n. 153 Il sommario di Firmware n. 153 L’efficacia di un buon connettore L’elettronica nei veicoli elettrici ed ibridi PCB: linee guida per il layout con memorie DDR3 Il mercato dei sistemi di power management e controllo motori La tecnologia dei Robotic Systems per la …
Le auto elettriche ed ibride presentano dei vantaggi significativi rispetto ai veicoli equipaggiati con i tradizionali motori a combustione interna: permettono infatti di ridurre significativamente le emissioni di diossido di carbonio (rendendo l’aria più pulita e respirabile) e il consumo di carburante, a cui si aggiungono i benefici derivanti da sgravi fiscali e l'accesso alle aree ZTL. Vediamo in questo articolo i principali sistemi elettronici utilizzati per supportare le funzionalità richieste da questi veicoli. Introduzione Le auto elettriche (indicate spesso con l’acronimo EV) si dimostrano superiori, sotto numerosi punti di vista, rispetto ai tradizionali veicoli dotati di motori a combustione …
Il circuito integrato di gestione della potenza (PMIC) è un dispositivo che aiuta a gestire i requisiti di alimentazione del sistema host. Questo tipo di IC gestisce il flusso di alimentazione da varie fonti. Stanno diventando sempre meno costosi e più piccoli a causa dei progressi tecnologici. Le unità di controllo motore trovano impiego, invece, in molti campi industriali, quali quello automotive, e la sua efficienza di gestione è strettamente legata alla sua struttura. Introduzione I dispositivi dotati di circuiti integrati di gestione dell'alimentazione tendono ad essere più intelligenti e più efficienti, in quanto regolano il flusso di energia …
I robot sono macchine complesse che svolgono attività, riproducendo fedelmente le azioni e i comportamenti umani, sia a livello fisico che decisionale. Gli ambiti di applicazione della robotica sono molteplici e diversificati, e spaziano dalle applicazioni in ambienti caratterizzati da condizioni gravose, quali possono essere quelle del settore nucleare, militare, spaziale e sottomarino, fino all’ambito medico e biomedico, domestico e industriale. PERCHE’ LA ROBOTICA? Lo studio e la progettazione dei robot è finalizzato a creare macchine efficienti multifunzionali che possano svolgere attività umane, sia a livello fisico che decisionale, grazie alla capacità di elaborazione delle informazioni sullo stato del …
In questo articolo metteremo a confronto alcune delle FPGA dei produttori più conosciuti, il tutto per capire quale, dal punto di vista energetico, garantisce un consumo di potenza inferiore. Il problema del consumo di potenza per le logiche programmabili sta diventando sempre più importante, tanto che i maggiori produttori hanno creato dei prodotti dedicati a mantenere bassi i consumi. Nel seguito dell’articolo metteremo a confronto sei prodotti utilizzando i dati dichiarati dal datasheet, dai tool di previsione dei consumi e i dati ottenuti da rilevazioni sul campo. Il tutto per decidere quale FPGA è il prodotto leader nei bassi consumi. CONTRIBUTI AL CONSUMO …
I regolatori di tensione a basso drop-out (LDO) sono ben noti e apprezzati dai progettisti elettronici, soprattutto in virtù della loro ottima stabilità e della capacità intrinseca di provocare una caduta di potenziale minima sulla tensione in uscita. Il rumore, tuttavia, è un fattore che se non controllato può compromettere la qualità ottenibile da questi componenti. Vediamo in questo articolo quali tecniche possono essere impiegate per ridurre efficacemente il rumore nei regolatori LDO. Introduzione Lo schema a blocchi più semplice di un LDO è visibile in Figura 1. Qui possiamo osservare come un regolatore a basso drop-out consista di …
Oggi parliamo con Tony Armstrong, che ci spiegherà come Analog Devices sta affrontando le sfide future in ambito di alimentazione. Tony Armstrong è il product marketing director della divisione di prodotto Power by Linear™ di Analog Devices ed è responsabile di tutti gli aspetti gestionali dei prodotti per la conversione di potenza, dalla fase di introduzione sul mercato a quella dell’obsolescenza. La gestione dell'alimentazione è un elemento di sfida in molti settori della progettazione elettronica, non solo in quello industriale. Gestire al meglio le problematiche di efficienza e gestione termica permettono di ottenere dispositivi con un bassissimo consumo energetico. …
La gestione dell'alimentazione svolge un ruolo importante praticamente in ogni apparecchiatura elettronica. Un sottosistema di gestione dell'energia efficace può influire sull'affidabilità, le prestazioni e il time to market delle apparecchiature elettroniche associate. Tutti i sottosistemi di gestione dell'alimentazione utilizzano tecniche lineari, a commutazione o una combinazione di entrambe le configurazioni. Gli alimentatori lineari conducono sempre corrente, mentre gli alimentatori in modalità switch accendono e spengono l'alimentazione ad alta frequenza. Le differenze tra i due includono dimensioni e peso, capacità di gestione della potenza, EMI e tecniche di regolazione. La progettazione generale del sottosistema di gestione dell'alimentazione coinvolge diverse sfide …
L’elettronica di potenza è presente in ogni sistema moderno, fornire la tensione necessaria ai sottosistemi con il massimo dell’efficienza è il motivo per il quale si utilizzano circuiti a switch. Questi circuiti infatti idealmente dovrebbero garantirci il 100% di efficienza, tuttavia anche considerando le perdite otteniamo un fattore superiore all’80%. A differenza delle tensioni in AC non ci è possibile utilizzare un trasformatore in quanto questo funziona esclusivamente con tensioni non continue, in questo articolo vogliamo analizzare il funzionamento dei convertitori, isolati e non, capendo le differenze tra funzionamento CCM e DCM, in modo da capire in fase di …
I moduli dei convertitori CC-CC sono comunemente usati nell’elettronica di consumo. Come funzionano e quali sono i criteri più importanti da considerare per sceglierne uno? In questo articolo presentiamo il concetto di conversione CC-CC per aiutare i lettori a capire alcune delle sfide tecniche legate alla creazione di un design efficiente che sia al contempo piccolo e affidabile. Analizzeremo anche alcuni dei parametri chiave da considerare per la scelta di un convertitore CC-CC. Introduzione Quando Alessandro Volta ha realizzato la prima pila partendo da dischi di rame e zinco e da un pezzo di cartone imbevuto in una soluzione …
Come ottenere il massimo da un convertitore DC/DC in termini di potenza, minimizzando allo stesso tempo le emissioni elettromagnetiche. Gli alimentatori DC/DC, grazie all’elevata efficienza e alle dimensioni ridotte, sono il sistema di conversione della tensione preferito. Anche se una maggiore efficienza crea un ulteriore problema, l’interferenza elettromagnetica (EMI) condotta e irradiata che è una conseguenza della commutazione ad alta frequenza utilizzata nel processo di conversione. L’interferenza elettromagnetica genera sistemi rumorosi e può ostacolare il rispetto delle normative. Esistono molte applicazioni che per il funzionamento richiedono una alimentazione con rumore molto basso. Per affrontare il rumore del convertitore sono stati utilizzati molti metodi tra cui: uso di una topologia più …
Questo articolo presenta le varie tipologie di driver di potenza per il controllo motore, soffermandosi sulle differenze e sulle tecniche di ottimizzazione. In questo articolo prenderemo in considerazione le diverse tecniche di pilotaggio di un motore in corrente continua. La scelta di una tipologia piuttosto che un’altra può essere legata al tipo di azione che il motore deve svolgere: sono fattori determinanti, per esempio, il fatto di poter invertire il verso di rotazione del motore, oppure la necessità di mantenere il motore frenato. I motori DC hanno un elevato rapporto peso/potenza, un’elevata coppia di spunto (sono ideali per la trazione) e sono facilmente regolabili nella velocità e nella …
Elettronica Open Source continua ad espandersi! Abbiamo istituito un comitato scientifico come ulteriore supporto editoriale per la discussione e la valutazione di aspetti tecnici in vari campi dell'elettronica, oltre a garantire ulteriormente qualità ed integrità dei contenuti. Un organo di supervisione anche per la promozione di concorsi di progettazione. E' nato il nostro comitato scientifico composto da persone con un'alta formazione accademica e tecnica. I membri avranno l'obiettivo di sondare il mercato dell'elettronica, proponendo temi da sviluppare e garantire un livello di qualità editoriale sempre maggiore. Il comitato si compone di ingegneri e tecnici con elevata esperienza in diversi …
L'IoT e l'IIoT nascondono molte tecnologie, oltre ai sensori e microcontrollori, le tecniche di power management offrono diverse soluzioni per implementare una corretta gestione energetica. La ricarica wireless offre un modo veloce per i dispositivi portatili alimentati a batteria al fine di essere ricaricati in poco tempo. Analog Devices offre un ampio portafoglio di soluzioni IC power management per varie applicazioni nel campo IoT e IIoT. In questa intervista con Tony Armstrong Direttore Marketing, Power Products Analog Devices Inc., vogliamo analizzare in dettaglio alcuni aspetti tecnici riguardanti le possibili implementazioni per la gestione energetica, soffermandoci in particolare sulla ricarica …
Gli alimentatori switching sono una classe particolare dei dispositivi chiamati DC-DC converter, che costituiscono la quasi totalità dei mezzi di alimentazione dei circuiti elettronici. Vediamo il loro funzionamento e alcune note pratiche di progettazione. In molti sistemi analogici e digitali è richiesto l’utilizzo di alimentatori stabilizzati in continua. Le caratteristiche tipicamente richieste sono: » Uscita controllata: la tensione di uscita deve mantenersi costante rispetto ad una variazione della tensione di ingresso e del carico di uscita. » Isolamento » Uscite multiple Gli alimentatori lineari, a differenza di quelli switching, presentano soluzioni circuitali semplici (raddrizzatore, controllo e amplificazione) e sono per lo più utilizzati per potenze nominali basse e costi molto ridotti. Inoltre, non producono interferenze …
Al giorno d'oggi, nell’epoca della connettività costante, è molto comune che diversi sistemi elettronici rimangano costantemente in funzione, indipendentemente dall'ambiente che li circonda o dalle condizioni operative. Detto in un altro modo, qualsiasi anomalia dei loro sistemi di alimentazione, che sia di un solo istante, di qualche secondo o perfino di minuti, deve essere tenuta in considerazione in fase di progetto. Introduzione Il modo più comune per affrontare delle anomalie energetiche è di utilizzare gruppi di continuità (UPS) per la copertura di questi brevi periodi di interruzione, garantendo in questo modo l'alta affidabilità e il funzionamento continuo del sistema. …
I sistemi di alimentazione automotive producono transienti eccezionali, in grado di distruggere all’istante i componenti elettronici più esposti di un veicolo. Con il passare del tempo, data la proliferazione dell’elettronica a bordo-vettura, i produttori nel settore automotive hanno debitamente classificato le tipologie di guasto, compilando un “elenco dei sospetti” responsabili dei transienti d’alimentazione. Nel tentativo di impedire che l’elettronica più delicata cadesse vittima di questi eventi, i produttori hanno creato standard e procedure di test in modo autonomo. Tuttavia, di recente le case automobilistiche hanno combinato i loro sforzi con l’International Organization for Standardization (ISO) per sviluppare gli standard ISO …
La tecnologia Power over Ethernet (PoE) consente la trasmissione di energia elettrica sull’infrastruttura Ethernet attraverso lo stesso cavo usato per trasmettere dati. Il concetto di PoE dovrebbe suonare familiare a chi ha già utilizzato una linea telefonica proveniente da una centrale privata. Con un telefono standard può bastare collegare il telefono alla presa telefonica e la stessa linea che riceve e trasmette segnali vocali alimenta anche l’apparecchio. Allo stesso modo, PoE aumenta la capacità dell’infrastruttura Ethernet e distribuisce energia eliminando la necessità di adattatori di alimentazione, relativi cordoni e prese di alimentazione. Un cablaggio Ethernet utilizza, di norma, cablaggi in categoria 3 e 5. …
Il numero di veicoli elettrici e ibridi è in aumento in tutto il mondo. Dai 500.000 veicoli elettrici consegnati nel 2016 si passerà alla consegna annuale di 65 milioni di unità a livello globale entro il 2040. L'energia consumata da questi veicoli salirà di conseguenza da 6 TWh a 1.800 TWh, che rappresenta il 5% dell’attuale produzione globale di energia e ciò sta portando i progetti verso una maggiore efficienza nell'uso dell’energia. L’aumento dell'efficienza anche solo di uno o due punti percentuali può far risparmiare TW di potenza in tutto il mondo. Introduzione I MOSFET e gli IGBT al …
Se c’è una cosa che facciamo di continuo è contare, certe volte senza neanche rendercene conto. Contare è spesso e volentieri così difficile e noioso che non ci va di farlo di persona, e ci rivolgiamo a qualche sistema che lo faccia per noi. Ma ci sono così tante cose da contare negli ambiti più disparati che è difficile pensare di poter fare tutto con lo stesso dispositivo. Oggi vi parleremo di come si possano contare i giri di una ruota senza intervenire direttamente su di essa e di come la tecnologia di oggi possa venirvi in soccorso. FACCIAMO …
Come poter soddisfare le esigenze dei nuovi potenti microprocessori che richiedono elevata corrente a 3.3 V per la presenza, al loro interno, di un numero sempre crescente di transistor. I regolatori o convertitori da 5.5 V a 3.3 V (tensione in DC) possono essere principalmente di due tipi: lineari e switching. La maggior parte di essi sono realizzati con tecnologia a montaggio superficiale, perciò necessitano di molta accuratezza. I regolatori lineari trovano applicazione nel campo delle basse correnti di assorbimento (di solito < 3 A ) dove il coefficiente di dissipazione termica è minimo e una efficienza teorica del 66% è accettata. Essi utilizzano resistori in serie con un generatore …
Batterie di grandi dimensioni, costituite da celle ai polimeri di litio o litio-ferro-fosfato (LiFePO4) collegate in serie, ad alta densità di energia e alta potenza di picco, sono solitamente utilizzate in diverse applicazioni, dai veicoli interamente elettrici (EV o BEV) ai veicoli ibridi a benzina/elettricità (HEV e veicoli elettrici ibridi plug-in o PHEV) fino ai sistemi di accumulo di energia (ESS). Si prevede che dal mercato dei veicoli elettrici deriverà una notevole domanda di batterie composte da grandi strutture di celle collegate in serie/parallelo. Introduzione Nel 2017 il numero dei veicoli elettrici e ibridi su tutte le strade del …
Yole Développement ha rilasciato un rapporto completo sul mercato dei dispositivi di potenza RF. Entro la fine dell'anno 2017, il mercato totale dei semiconduttori di potenza RF era oltre 1,5 miliardi di dollari per tutte le applicazioni sopra i 3W. Le entrate complessive del mercato potrebbero potenzialmente aumentare del 75% entro la fine del 2022, registrando un CAGR del 9,8% tra il 2016-2022. Introduzione Ci stiamo avviando verso la transizione al 5G con la richiesta di dispositivi ultra efficienti. I fornitori di chip hanno quindi un'enorme opportunità, specialmente i produttori di semiconduttori a radiofrequenza. Yole stima un CAGR del …
In questo articolo si illustra come utilizzare il microcontrollore LPC2101 (NXP) per il pilotaggio di motori DC (Direct Current). Un motore brushless DC (BLDC) è un motore elettrico sincrono alimentato da corrente diretta di energia elettrica (DC) con un sistema di controllo elettronico a commutazione. A differenza di uno Brushed DC, non ha bisogno di contatti elettrici striscianti sull’albero motore per funzionare (da qui il nome); un motore Brushed (figura 1) è costituito da uno statore (magnete permanente) e un rotore (elettromagnete). Dalla attrazione dei poli magnetici opposti e dalla repulsione degli stessi si genera una coppia rotante. Il principale svantaggio di questo di motori BLDC sta nel maggiore …
Un dispositivo Wi-Fi per controllare e gestire i propri apparati collegati alla presa tramite smartphone e tablet, ovunque e in qualsiasi momento. La presa intermedia può essere impiegata su qualsiasi standard della rete elettrica della casa. L'app gratuita "Sygonix Home" permette di controllare tutti i dispositivi collegati, programmandoli per metterli in stand-by quando è necessario. Introduzione Negli ultimi decenni, il miglioramento dell'efficienza energetica nelle nostre case, edifici e automobili ha ridotto significativamente le emissioni di carbonio riducendo la domanda. L'energia è responsabile di tutto ciò che alimenta le nostre vite quotidiane. E' una risorsa gestita costantemente in modo più …
