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).
I grandi impianti industriali si affidano a strumentazione elettronica per fornire misurazioni accurate e stabili per controllare i loro processi. La stabilità di uno strumento è essenziale e dipende dalla sua applicazione e l'ambiente in cui esso opera. Le temperature fluttuanti, le condizioni di produzione difficili, l'umidità e il tempo trascorso sono tutti fattori che influenzano la stabilità. Quando un sensore o strumento subisce variazioni di temperatura o stress fisico, nel corso del tempo le sue prestazioni cominceranno a subire dei degradi ( 'deriva’ o drift). In questo caso i dati di misura dal sensore diventano inaffidabili e possono …
Alimentando un circuito, ci si preoccupa che la sorgente sia stabile, entro un determinato range. Ma se non lo fosse? Quante volte abbiamo sentito parlare di disturbi dell’alimentazione? Può un’alimentazione creare rumore in un circuito, o rendere corrotti i suoi risultati? Esiste un modo per quantificare gli effetti di disturbo di una linea di alimentazione? Ovviamente si, ed è un parametro con cui chiunque progetti circuiti, si sarà scontrato almeno una volta. Vediamo in dettaglio come capire, ed usare a nostro vantaggio, il PSRR. Introduzione Il PSRR (Power Supply Rejection Ratio) è la capacità di un circuito di rigettare …
Molte applicazioni con un singolo regolatore di potenza possono trarre vantaggio dalle funzioni di monitoraggio e controllo di un dispositivo di gestione dell’alimentatore, ma la maggior parte dei circuiti integrati di tale dispositivo ha più di un canale. In un’applicazione con un solo alimentatore, vi sarà un set inutilizzato di pin di conversione D/A e di conversione A/D; anziché lasciare sprecare il canale inutilizzato, è possibile usare questi pin e alcune righe di codice del microcontroller per rilevare la temperatura in remoto. LTC2970 è un dispositivo di monitoraggio e controllo di alimentatori che presenta 2 canali, ciascuno dei quali …
Non dovrebbe sorprendere nessuno che uno dei principali fattori trainanti dell’adozione continua della gestione digitale di sistemi di alimentazione (DPSM, Digital Power System Management) nei settori delle telecomunicazioni e dei computer è rappresentato dagli elevati livelli di corrente necessari per gli ASIC e/o FPGA con dimensioni inferiori ai 20nm che sono alla base dell’architettura di tali sistemi. Introduzione Gli ASIC più recenti impiegati negli switch dei data center della generazione successiva rendono possibile un set di interfacce più flessibili per porte attraverso le quali si propaga traffico Ethernet a velocità comprese tra 100Mbit/s e 100Gbit/s, e Fiber Channel a …
La tecnologia Li-Fi, peraltro già nota e oggetto da anni di investimenti anche considerevoli, sta ultimamente calamitando l'attenzione del web e non solo, non fosse altro per l'interessamento di Apple per un suo futuro impiego sugli iPhone. Li-Fi, acronimo di Light Fidelity, è una tecnica di comunicazione wireless bidirezionale ad alta velocità che utilizza la luce come mezzo di comunicazione. Il nome è stato coniato da Harald Haas, docente all'Università di Edimburgo, e co-fondatore di pureLiFi, un'azienda che sviluppa e produce dispositivi basati sull'impiego di questa tecnologia. Vediamo in questo articolo quali sono i vantaggi ed i limiti di …
Il mercato dei dispositivi smart indossabili è in forte crescita. Solo nel 2015 ha superato i 200 milioni di vendite e le previsioni per quest’anno sono ancora più ottimistiche. I wearables sono passati dall’essere dei semplici gadget per estimatori ad accessori rivoluzionari e innovativi sia in termini di utilità che in termini di design. I grandi brand mondiali di recente hanno aperto uno spiraglio su questo mondo, interessandosi alle possibilità che questa tecnologia può offrire loro. Ma qual è lo scoglio che impedisce una completa integrazione nel mercato mondiale? Proviamo a dare delle possibili soluzioni, partendo da quella che …
La tecnologia Mosfet SiC dispone di funzionalità che lo rendono uno switch con caratteristiche superiori rispetto ai suoi omologhi di Silicio (Si). Permette di ridurre drasticamente le perdite di commutazione, offrendo nello stesso tempo una migliore conducibilità termica rispetto ad altre soluzioni. Una delle sfide dei driver MOSFET SiC è l'alta frequenza e alta tensione alla quale essi sono accesi. In questo contesto si sono sviluppati una serie di convertitori DC/DC per soddisfare le esigenze di pilotaggio dei Mosfet SiC. In particolare, la RECOM ha presentato nuovi dispositivi con alto isolamento fino a circa 4 kV DC e certificati …
La sfida dell’elettronica è quella di massimizzare il risparmio energetico senza compromettere le prestazioni del sistema o di un IC quale un ADC, FPGA e così via. I progettisti possono scegliere il funzionamento a batteria e nello stesso tempo ridurre il fattore di forma con la necessità di trovare delle modalità al fine di ridurre il calore. Nell’ambito di un sistema di acquisizione high speed, una possibilità per ridurre il consumo energetico è quella di ottimizzare l'alimentazione per il convertitore di dati. I recenti progressi nella progettazione e la relativa tecnologia di processo, hanno permesso agli ADC di essere …
Il motore passo-passo è una scelta diffusa per il controllo intelligente del movimento di precisione. A differenza di un motore a corrente continua standard, che è progettato per la rotazione costante, il motore passo-passo gira attorno ad un asse un passo alla volta. Per questo è ideale per le applicazioni che richiedono precisione nel posizionamento e nel controllo della velocità. Tuttavia, per garantire che il controllo del motore rimanga preciso in tutti i punti di funzionamento dell'applicazione, è importante regolare il motore in base al controller. Introduzione Un tipico motore passo-passo comprende uno statore, un rotore collegato a un …
Un alimentatore silenzioso, ben regolato, è importante per ottenere prestazioni ottimali in varie applicazioni circuitali. Gli oscillatori controllati in tensione (VCO) e gli oscillatori al quarzo controllati in tensione di precisione (VXXO), rispondono in tempi brevissimi a variazioni della tensione (“segnali”) di piccola entità dell’alimentatore. Gli anelli ad aggancio di fase (PLL) richiedono un alimentatore stabile, poiché segnali dell’alimentatore generano direttamente rumore di fase all’uscita. Gli amplificatori RF richiedono alimentatori silenziosi poiché non hanno un circuito di reiezione di segnali dell’alimentatore, per cui variazioni della tensione del regolatore si manifesteranno sotto forma di bande laterali indesiderate e ridurranno il …
Dovuto al continuo aumento delle emissioni di anidride carbonica, la maggior parte dei paesi ha introdotto delle norme per regolare l'efficienza degli alimentatori esterni (EPS) in modo da ridurre lo spreco delle nostre risorse naturali. Questa legislazione incoraggia i produttori di alimentatori ad introdurre modelli EPS con una maggiore efficienza e un basso consumo in assenza di carico, con un graduale rafforzamento di questi limiti; i governi e gli enti regolatori di tutto il mondo stanno effettivamente guidando il settore dei power supply così da avere prodotti sempre più efficienti. Introduzione Negli Stati Uniti sono presenti una serie di …
Gli azionamenti elettrici hanno lo scopo di convertire l’energia elettrica (parametro di input) in una energia meccanica (parametro di output). La conversione è realizzata mediante un attuatore con il design di sistemi circuitali di potenza. A tal fine, l’azionamento ha lo scopo di indirizzare il motore elettrico verso una posizione desiderata. Il controllo di motori è alla base di qualsiasi sistema meccanico-elettronico che ogni giorno utilizziamo (lavatrici, automobili, treni, ecc..). In particolar modo il controllo permette di ottenere una dinamica della velocità, con conseguente regolazione della posizione. In quest’articolo sarà mostrata una tecnica di controllo sensorless per stimare la velocità di rotazione di un …
A causa del vertiginoso sviluppo delle tecnologie in grado di sfruttare le energie alternative disponibili, nell'ultimo ventennio è sorto inesorabile un nuovo interrogativo: come ottimizzare la potenza elettrica generata per disporre al meglio dell'energia ricavabile da queste “nuove” fonti? La risposta sta in una soluzione innovativa e geniale: la creazione delle smart grid. Si tratta di reti elettriche intelligenti (smart), in grado di modificare autonomamente le proprie impostazioni di lavoro in base all’ambiente o alla domanda di energia elettrica richiesta. I vantaggi non sono soltanto un minor impatto nei confronti della fonte, infatti anche sul versante economico si configura …
Una maggiore velocità di trasmissione dei dati fra circuiti integrati offre vantaggi universali rendendo possibili sistemi con funzionalità migliori, dallo streaming di video con qualità superiore ad apparecchiature di rete più efficienti e affidabili. Questo flusso di quantità maggiori di dati in periodi di tempo più brevi costringe i progettisti di sistemi ad affrontare l’eterno problema di ottenere un’elevata qualità dei dati riducendo al minimo gli errori indotti non intenzionali, specialmente quelli derivanti da fattori quali il layout della scheda di circuiti stampati, l’impedenza delle tracce, la diafonia, l’interferenza elettromagnetica e altri ancora. Quindi, ha senso ridurre le distanze …
Questo progetto ha lo scopo di realizzare un alimentatore utilizzando un microcontroller PIC ed altri componenti economici in maniera semplice e con la tensione d'uscita variabile, il tutto semplicemente cambiando un valore nel codice PIC in modo che sia ovviamente il più stabile possibile, dovendo alimentare un altro circuito che può o meno richiedere una tensione precisa oltre che stabile (ad esempio Arduino Yun richiede una tensione d'ingresso stabile a 5V). Switching!?! Indica un tipo di alimentatore il cui principio di funzionamento è quello di convertire un'onda quadra (uscita PWM del PIC) nel suo valore medio tramite un filtro passa basso. …
Le batterie a polimeri di Litio, ovvero le LiPo, sono l'evoluzione delle normali batterie al Litio. Per la flessibilità costruttiva e le alte prestazioni, sono ben presto diventate lo standard in quasi tutti gli ambiti hobbistici, soprattutto nel modellismo. Quando si pensa alla costruzione di un dispositivo a batteria, oggi la maggior parte dei progettisti pensa subito a loro, poi pensa alle difficoltà dovute al loro processo di ricarica e, troppo spesso ancora, cambia idea. Questo è lo scenario che i progettisti dell'Open BioMedical Initiative si sono trovati davanti durante la progettazione di Fable, ma dopo i primi dubbi …
Gli alimentatori di tipo comune sono oggi diffusissimi, e anche i modelli destinati al laboratorio sono disponibili in vari formati e dimensioni. Questi dispositivi si adattano alla maggior parte delle applicazioni, ma se sono richieste caratteristiche di elevata qualità, stabilità, e precisione della stabilizzazione, occorre spendere parecchio denaro, spesso per un alimentatore con una ridotta potenza di uscita. Un'alternativa esiste: è quella di costruirselo da soli. Se realizzate progetti elettronici con una certa regolarità, vi sarà probabilmente sufficiente un piccolo alimentatore con corrente di uscita massima pari a 1 A, e tensione di uscita regolabile tra 1 V e …
Nel corso dell'ultimo decennio la produzione con il conseguente consumo dei servomotori è letteralmente esplosa, le applicazioni di un dispositivo simile sono le più disparate: da tutte le forme di modellismo, alla robotica, dispositivi automatici strumenti di misura ect.. Un servomotore è un sistema elettromeccanico complesso che tramite un'elettronica controlla in posizione un motore in corrente continua al fine di sviluppare una certa coppia. Analizzando quindi un servo motore ci troveremo di fronte una parte elettronica, per il controllo della posizione dell'albero d'uscita del servo e una parte meccanica per la creazione della coppia su quest'ultimo. In questo articolo …
La domanda per i dispositivi portatili è cresciuta significativamente negli ultimi anni. I dispositivi portatili solitamente includono una varietà di carichi, tra cui display LCD, Universal Serial Bus (USB), dischi rigidi. Questi carichi sono alimentati da batterie ricaricabili come quelle agli ioni di litio (Li-Ion) e richiedono diverse tensioni di funzionamento e correnti di carico. La progettazione di sistemi di alimentazione prevede una serie di compromessi tra fattori di design, quali dimensioni, costi, efficienza e prestazioni transitorie da carico. In generale, per progettare lo stadio di alimentazione è necessario identificare alcune caratteristiche, quali la tolleranza al transiente, la tensione …
Gli alimentatori ad alta tensione (High Voltage Power Supply) sono utilizzati nei laboratori di analisi di routine e per varie apparecchiature di prova. Tutti i nuovi HVPS sono progettati utilizzando la tecnologia switching, al fine di ottenere prestazioni elevate mantenendo piccole dimensioni e bassi costi. Gli HVPS appartengono ad una famiglia diversa dai semplici dispositivi che forniscono energia elettrica ai circuiti elettronici; l’isolamento elettrico e il raffreddamento sono alcuni dei fattori che guidano il loro design. Il metodo di raffreddamento ricade su scelte quali aria, acqua o olio, dielettrico, piattaforma, la quantità di calore da dissipare, la tensione di …
