Elektronika Praktyczna 2024-09.pdf

(20366 KB) Pobierz
Wydanie elektroniczne dostępne na www.ulubionykiosk.pl
Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów
wrzesień
9/2024
Tylko Prenumeratorzy
• mają dostęp do artykułów przed ich publikacją
w EP na www.ep.com.pl – 
EP W TOKU
• mają dostęp do materiałów dodatkowych,
takich jak pliki źródowe projektów na naszym
serwerze
FTP
www.ulubionykiosk.pl/media
inspirujące, użyteczne projekty
• argbController • Sonda logarytmiczna z układem
AD8307 • Energooszczędna strzałka LED • Koncentrator
czujników cyfrowych Grove • Moduł diody idealnej
12...24 V/5 A • Mini zasilacz buforowy 5 V
NOWOCZESNE ZASILACZE
IMPULSOWE
TEMAT NUMERU
podzespoły, sprzęt, aplikacje
• Zasilacze impulsowe – topologie, rozwiązania
układowe i parametry • Zasilacze i przetwornice DC/DC
do aplikacji medycznych • POLWAT – zasilacze, którym
możesz zaufać • Przyszłość wieloprotokołowych
układów SoC
tutoriale
• Druk 3D w służbie elektroniki • Internet Rzeczy
w pomiarach środowiskowych. Czujnik koloru TCS3472
firmy ams-OSRAM • Cyfrowy miernik zniekształceń
na bazie LPC55S26 • Amatorskie pomiary wzmacniaczy
audio • Jak zaciekawić nauką elektroniki? • Modułowe
ekosystemy edukacyjne i ewaluacyjne
kursy
• Kurs programowania mikrokontrolerów Megawin
• Środowisko ESP-IDF. Serwer WWW • Kurs FPGA
Lattice. Kombinacyjny algorytm Double Dabble
18,90 zł
(w tym 8% VAT)
• PRICE: 8 EUR
ISSN 1230-3526 Indeks 357677
ZESTAWY EDUKACYJNE I EWALUACYJNE
prenumerata
–20%
NA START
181,40 zł
Odkryj korzyści z prenumeraty
drukowanej
– większe oszczędności z każdym rokiem!
Rozpocznij swoją przygodę z Elektroniką
Praktyczną.
Decydując się
teraz na roczną prenumeratę drukowaną, otrzymasz nie tylko dostęp
do najnowszych wydań, ale i znakomity
start dzięki zniżce 20%
na pierwsze
zamówienie!
Prenumerata to nie tylko wygoda dostępu do treści, ale także sposób
na znaczące oszczędności. Dołącz do grona naszych stałych czytelników
i ciesz się coraz lepszymi warunkami.
Im dłużej jesteś z nami, tym więcej oszczędzasz:
• po roku nieprzerwanej prenumeraty zapewnimy Ci
30% rabatu
na kolejny rok,
• po dwóch latach wierności zaoferujemy
40% rabatu,
• po trzech latach lojalności osiągniesz
najwyższy poziom rabatu – 50%!
po pierwszym roku
prenumeraty
158,80 zł
–30%
po drugim roku
prenumeraty
136,10 zł
–40%
Jak otrzymać rabat za lojalność?
Zaloguj się na swoje konto prenumeratora na www.UlubionyKiosk.pl
i zamów prenumeratę, korzystając z przycisku PRZEDŁUŻ w zakładce
„Prenumeraty”.
po trzecim roku
nieprzerwanej prenumeraty
113,40 zł
–50%
Przeglądaj wcześniej, płać mniej
– postaw na e-prenumeratę!
Wybierz prenumeratę cyfrową PDF i ciesz się dostępem do czasopisma
nawet 7 dni przed oficjalną premierą w kioskach. Oszczędzaj czas i pieniądze
– skorzystaj z rabatu
30%
na roczną e-prenumeratę w cenie 126,90 zł.
Dodatkowa oferta dla prenumeratorów wersji drukowanej: jeśli już
subskrybujesz wersję papierową, możesz dokupić równoległe e-wydania
w cenie 36,20 zł/rok – z niesamowitym
rabatem 80%.
Zyskaj nieograniczony dostęp do zasobów dla pasjonatów elektroniki!
Tylko prenumeratorzy mają pełny dostęp do:
• artykułów przed ich publikacją w Elektronice
Praktycznej
na www.ep.com.pl – EP W TOKU
• materiałów dodatkowych (takich jak pliki źródłowe projektów) na www.UlubionyKiosk.pl/media
Zamów prenumeratę drukowaną lub e-prenumeratę na www.UlubionyKiosk.pl lub przez
przelew na konto Wydawnictwa AVT, a po zaksięgowaniu wpłaty wyślemy Ci mailowo kod dostępu do portalu.
Zacznij korzystać z pełnych zasobów już dziś!
Zamów prenumeratę lub e-prenumeratę na www.UlubionyKiosk.pl/prenumerata
tel. 22 257 84 22 (godz. 10–14) | prenumerata@avt.pl | AVTKorporacja sp. z o.o. ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa
rachunek bankowy: 18 1050 1012 1000 0024 3173 1013
Od wydawcy
Problem za krótkiej kołdry
Projektowanie elektroniki jest sztuką. I  to  pod wieloma względami. Sztuką samą w  sobie –  bo  wy-
maga doskonałej biegłości w  użyciu rozmaitych narzędzi projektowych, kruczków technologicznych,
sprawnego „mieszania” technik analogowych i cyfrowych. Jest także sztuką kompromisów, gdyż niemal
w  każdym aspekcie projektowania pojawia się wspomniany w  tytule problem za  krótkiej kołdry. Duża
rezystancja wejściowa układu pomiarowego jest zwykle wysoce pożądana, ale zwiększa podatność na za-
kłócenia. Zastosowanie niskoszumnych wzmacniaczy operacyjnych podnosi jakość toru sygnałowego,
lecz jednocześnie prowadzi do zwiększenia poboru mocy. I tak dalej, i tak dalej…
Nie inaczej jest także w przypadku zasilaczy. Zakres zastosowań poczciwych konstrukcji transformato-
rowych (liniowych) skurczył się niebywale w ciągu ostatnich kilku dekad, broniąc ostatnich flanek swo-
jego obszaru aplikacyjnego w zasadzie tylko na polu urządzeń audio, które z oczywistych względów „nie
lubią” szerokopasmowego szumu generowanego przez zasilacze impulsowe. Postęp ma jednak swoje pra-
wa i  wymusza ciągły wyścig w  kierunku miniaturyzacji, zwiększania sprawności przetwarzania ener-
gii oraz obniżania kosztów konstrukcji zasilaczy. Doszło do tego, że w zasadzie – gdziekolwiek byśmy się
nie obrócili – nasz wzrok trafia na jakiś zasilacz impulsowy. Ładowarki urządzeń mobilnych, komputery,
monitory, drukarki, telewizory, sterowniki HVAC, modułowe zasilacze oświetlenia LED, niemal wszyst-
kie zasilacze dogniazdkowe, sterowniki PLC, urządzenia laboratoryjne, aparatura medyczna – to pierw-
sze z brzegu przykłady zastosowania technologii, która zdominowała współczesną elektronikę.
Zaraz, zaraz… skoro zasilacze impulsowe mają tak istotne zalety, to czy ów zwiększony poziom szu-
mów i tętnień wyjściowych jest naprawdę tak problematyczny? Przecież w większości przypadków zasilane w ten sposób urządzenia są cał-
kowicie nieczułe na tych kilkadziesiąt miliwoltów wahań napięcia.
To prawda, ale zbyt krótka kołdra „z definicji” zawsze daje o sobie znać w zupełnie innym miejscu niż to, na które próbujemy ją naciąg-
nąć. W przypadku zasilaczy problem pojawia się przede wszystkim w otoczeniu układu impulsowego – zakłócenia elektromagnetyczne
są bowiem emitowane we wszystkich kierunkach (choć z różnym natężeniem), głównie z samego transformatora oraz bezpośrednio z nim
współpracującego obwodu kluczującego. Mało tego – zasilacze impulsowe sporo „mieszają” też w sieci energetycznej, generując zaburze-
nia przewodzone spowodowane nieciągłym charakterem obciążenia. Prąd jest wszak pobierany impulsowo, a na domiar złego charaktery-
styka obciążenia widziana od strony sieci zmienia się wraz z obciążeniem wyjścia zasilacza. Trzeba więc stosować konstrukcje korygują-
ce współczynnik mocy (układy PFC), a to dodatkowo komplikuje konstrukcję zasilacza, zwiększa jego rozmiary oraz – oczywiście – cenę.
Minimalizacja strat energii i obniżenie poziomu zakłóceń przewodzonych są tym istotniejsze, że w każdej sieci – niezależnie od tego, czy
mamy do czynienia z domem mieszkalnym, fabryką czy szpitalem – włączone są jednocześnie dziesiątki, setki czy nawet tysiące urządzeń
wyposażonych w zasilacze impulsowe, a każde z nich dokłada swoje trzy grosze do całego tego „harmideru” elektromagnetycznego, co skut-
kuje zniekształceniami harmonicznymi napięcia sieciowego.
Wspomniana wcześniej miniaturyzacja wymusza z kolei stosowanie wyższych częstotliwości przełączania – jeżeli przechodzimy z kilku-
dziesięciu kiloherców w zakres megahercowy, to z oczywistych względów możemy stosować coraz mniejsze komponenty indukcyjne i kon-
densatory, a przecież to one właśnie zajmują najwięcej miejsca na PCB zasilacza. Zyskujemy zatem na objętości podsystemu zasilania i… gene-
rujemy nowe problemy, gdyż wzrost częstotliwości kluczowania diametralnie rozciąga pasmo emitowanych zakłóceń elektromagnetycznych.
Na domiar złego normy EMC także nie mają „ochoty” ułatwiać nam życia – wprost przeciwnie, wraz z kolejnymi edycjami stają się bardziej
restrykcyjne. I to wcale nie przez jakąś złośliwość członków organizacji normalizacyjnych – standardy muszą się sukcesywnie zaostrzać, gdyż
urządzeń „siejących” zakłócenia jest coraz więcej, zatem nad całym tym chaosem trzeba jakoś zapanować.
Nie ulega wątpliwości, że praca konstruktorów zasilaczy impulsowych nie należy do najłatwiejszych, a przecież zagadnienia EMC w pro-
jektowaniu współczesnych konstrukcji SMPS to tylko jedna strona medalu – restrykcyjne wymogi dotyczą wszak także bezpieczeństwa elek-
trycznego, gdyż znakomita większość modułów AC/DC to konstrukcje izolowane, które muszą spełniać odpowiedni poziom ochrony prze-
ciwporażeniowej. Choć opisane zjawisko dotyczy wszystkich zasilaczy izolowanych, to w branży medycznej problem wytrzymałości izolacji,
odstępów powietrznych i powierzchniowych oraz prądów upływu jest krytycznie istotny – skoro właśnie od zasilacza w dużej mierze zależy
bezpieczeństwo pacjenta (ale i operatora).
Na  szczęście nie każdy konstruktor musi martwić się opisanymi problemami czy ograniczeniami. Lwią część pracy wykonują bowiem
za nas producenci zasilaczy oraz modułów AC/DC, którzy w pocie czoła wdrażają coraz to nowe ulepszenia i innowacje. A większości z nas
– czyli projektantom urządzeń końcowych – pozostaje jedynie wybrać odpowiedni model zasilacza z szerokiej oferty rynkowej (choć i to narzu-
ca konieczność posiadania niemałej wiedzy oraz doświadczenia – zwłaszcza jeżeli urządzenie ma pracować w trudnych warunkach środowi-
skowych lub w szczególnie wymagającej branży). Dlatego właśnie w najnowszym numerze „Elektroniki Praktycznej” bierzemy pod lupę temat
zasilaczy impulsowych – w dwóch obszernych artykułach omawiamy zarówno zagadnienia konstrukcyjne (topologie zasilaczy), jak i szcze-
gólne wymagania branżowe na przykładzie aparatury medycznej. Lektura przygotowanego przez nas materiału z pewnością pozwoli naszym
Czytelnikom poukładać w głowie posiadaną wiedzę i uzupełnić ją o aspekty, na które często nie zwraca się uwagi, a które znacznie wpły-
wają na sprawność, poziom emisji zakłóceń czy też kwestie bezpieczeństwa elektrycznego zasilaczy.
W dziale „Elektronika w Praktyce” królują tym razem zestawy ewaluacyjne i edukacyjne – czyli narzędzia, które niemal każdy praktyk ma
na swoim biurku podczas opracowywania projektu korzystającego z nowego mikrokontrolera, czujnika czy specjalizowanego układu scalone-
go. W materiale położyliśmy nacisk na dostępne na rynku ekosystemy modułowe, które za sprawą licznych nakładek oraz rozszerzeń pozwa-
lają szybko i łatwo budować nawet całkiem złożone prototypy.
We wrześniowym numerze nie zabrakło oczywiście kilku inspirujących projektów i kolejnych odcinków naszych kursów programowa-
nia FPGA, modułów ESP32 oraz mikrokontrolerów Megawin. Kontynuujemy także cykle poświęcone systemom IoT, pomiarom wzmacniaczy
audio oraz zagadnieniom „okołoelektronicznym” – w dziale „Technologie wokół Elektroniki” znalazł się trzeci odcinek materiału poświęco-
nego drukowi 3D.
Zapraszam do lektury!
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 9/2024
3
Nr 9 (380) • Wrzesień 2024
@
Nie przeocz
Nowe podzespoły .......................................................................................................................5
Dodaj do obserwowanych ......................................................................................................10
Koktajl niusów .......................................................................................................................... 92
Projekty
Sonda logarytmiczna z układem AD8307 (2) ......................................................................12
*
argbController (1) .....................................................................................................................18
Miniprojekty
Energooszczędna strzałka LED ..............................................................................................23
Koncentrator czujników cyfrowych Grove ......................................................................... 25
Moduł diody idealnej 12...24 V/5 A .......................................................................................27
Mini zasilacz buforowy 5 V .................................................................................................... 28
Temat numeru: Nowoczesne zasilacze impulsowe
Zasilacze impulsowe – topologie, rozwiązania układowe i parametry ...................... 30
Zasilacze i przetwornice DC/DC do aplikacji medycznych ............................................ 36
Prezentacje
POLWAT – zasilacze, którym możesz zaufać ...................................................................... 35
e
TEK.day 2024 Gdańsk – event, jakiego jeszcze nie było! ................................................ 56
Przyszłość wieloprotokołowych układów SoC .................................................................. 66
Technologie wokół elektroniki
Druk 3D w służbie elektroniki (3) ......................................................................................... 46
Moduły w aplikacjach
Internet Rzeczy w pomiarach środowiskowych (9).
Czujnik koloru TCS3472 firmy ams-OSRAM ........................................................................ 52
Cyfrowy miernik zniekształceń na bazie LPC55S26 ..........................................................74
Elektronika w praktyce
Modułowe ekosystemy edukacyjne i ewaluacyjne ......................................................... 59
Notatnik konstruktora
Amatorskie pomiary wzmacniaczy audio (3) .................................................................... 68
t
u
Jak zaciekawić nauką elektroniki? ........................................................................................72
Kursy
Kurs programowania mikrokontrolerów Megawin (3) .....................................................78
Środowisko ESP-IDF (4). Serwer WWW ............................................................................... 83
Kurs FPGA Lattice (23). Kombinacyjny algorytm Double Dabble ..................................87
Prenumerata ................................................................................................................................2
i
Od wydawcy .................................................................................................................................5
Hity następnego numeru ....................................................................................................... 95
Dodatkowe materiały do artykułów znajdziesz na https://ulubionykiosk.pl/media
Szczegóły na stronie 91
NIE PRZEOCZ
podzespoły
Z kilkuset nowości wybraliśmy te, których nie wolno przeoczyć. Bieżące nowości można śledzić na www.elektronikaB2B.pl
Do  oferty firmy
Murata wchodzi wie-
loza k resow y mo
-
du ł komu n i kac y j-
ny LoRa na  pasma
860...930  MHz, ISM
2,4 GHz oraz 2,1 GHz,
do  komunikacji sa-
telitarnej. Ułatwia
on pr ojek towa n ie
apl i kacji komu n i-
kacyjnych i  zarzą-
d z a n ie ł a ńc uc h a-
mi dostaw w różnych
branżach oraz re-
gionach geograficz-
nych. Nowy produkt
uzyskał certyfika-
cje CE, FCC, TELEC,
a także IC.
Type 2GT to  mo-
duł o  wymiarach
9,98×8,70×1,74  mm,
bazujący na  układzie
transceivera LR1121
produkcji Semtech
i  współpracujący z  zewnętrzną anteną. Może być zasilany napię-
ciem z zakresu od 1,8 do 3,6 V. Jego struktura obejmuje też oscyla-
tor TCXO, rezonator pomocniczy 32 kHz, przełącznik sygnału w.cz.
i układ dopasowujący impedancję.
Type 2GT obsługuje modulacje FSK, LoRa i  LR-FHSS.
Charakteryzuje się dużą odpornością na  narażenia środowiskowe,
REKLAMA
nowe
Wielozakresowy moduł komunikacyjny LoRa
na pasma 860...930 MHz, 2,1 GHz i 2,4 GHz
dzięki czemu może znaleźć zastosowanie m.in.  w  przemyśle, rol-
nictwie i automatyce budynków. Zawiera port SPI oraz linie GPIO
do  komunikacji z  hostem. Może pracować w  zakresie temperatury
otoczenia od –40 do +85°C.
www.murata.com
Oddział audio firmy CUI
Devices wprowadza na  rynek
nową serię głośników do  apa-
ratury medycznej, spełniają-
cych wymogi normy branżowej
IEC 60601-1-8 dotyczącej wy-
mogów technicznych stawia-
nych systemom alarmowym. Pierwsze dostępne modele –  CMSM-
3116-38  i  CMSM-3116-34 –  charakteryzują się częstotliwością
rezonansową do  400  Hz  i  łagodną charakterystyką odpowiedzi
częstotliwościowej o  fluktuacjach poniżej ±15  dB. Nadają się one
do  implementacji w  urządzeniach medycznych, zgodnych ze  spe-
cyfikacją IEC 60601  w  zakresie bezpieczeństwa i  niezawodności.
Stopień ochrony wynosi w ich przypadku odpowiednio: IP66 i IP67.
Ceny hurtowe głośników serii CMSM zaczynają się od 4,34 USD
przy zamówieniach 100 sztuk.
www.cuidevices.com
Moc wejściowa
Impedancja
Pasmo
SPL
Zniekształcenia
Magnes
Wymiary
Zakres temp. pracy
CMSM-3116-38
CMSM-3116-34
maks. 5 W
maks. 3,5 W
8 Ω
4 Ω
280 Hz...20 kHz
typ. 98 dB
maks. 5%
Nd-Fe-B
31,6×31,6×15,35 mm
–25...+85°C
Głośniki do aparatury medycznej zgodne
z wymogami normy branżowej IEC 60601-1-8
Obudowa miniaturowa 1551W IP68
Dowiedz się więcej:
hammondmfg.com/1551w
eusales@hammondmfg.com
+44 1256 812812
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 9/2024
5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin