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Espressif: ESP-IDF 5.0 erschienen

Die auf der Espressif-Entwicklerkonferenz angekündigte fünfte Version der hauseigenen Programmierumgebung IDF ist soeben erschienen. Espressif verspricht Unterstützung für neue Chiptypen und – im Allgemeinen – Abwärtskompatibilität mit vorhandenem Code.

So wenig Änderungen wie möglich, so viele wie nötig

Espressif verspricht in der Ankündigung, in der neuen Version so wenig Änderungen wie möglich durchzuführen und die Abwärtskompatibilität so weit wie irgendwie möglich zu wahren:

1
ESP–IDF v5.0 is a major update for ESP–IDF v4.x. Release v5.0 is mostly compatible with apps written for ESP–IDF v4.x, but there are some breaking changes . . . and removal of deprecated functionality which will require code changes when updating projects. Release v5.0 is the latest stable release at the time of writing.

Die wahrscheinlich wichtigste Neuerung ist Unterstützung für ESP32-C2 und ESP-H2 – zweiterer ist derzeit allerdings nur im Betazustand implementiert.
Lohn der Mühen ist ausserdem, dass mit IDF 5.0 – siehe auch Abbildung – ein komplett neuer Supportzeitraum zu laufen beginnt.

(Bildquelle: https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/esp32/versions.html)

Mehr Modularisierung

Wie schon auf der Entwicklerkonferenz angekündigt, versucht Espressif Entwickler durch Auslagerung häufig verwendeter Bibliotheken zur Verwendung des Komponentensystems zu animieren.
Wirklich abgekündigt wird dabei nur die seit IDF 4.0 als deprecated markierte tcpip_adapter, die anderen folgenden Bibliotheken sind fortan als Komponenten zu beziehen:

1
libsodium

2
• cbor

3
• jsmn

4
• esp_modem

5
• nghttp

6
• mdns

7
• esp_websocket_client

8
• asio

9
• freemodbus

10
• sh2lib

11
• expat

12
• coap

13
• esp–cryptoauthlib

14
• qrcode

15
• tjpgd

16
• esp_serial_slave_link

17
• tinyusb

Angemerkt sei, dass in den einzelnen Treibern einige als deprecated markierte Methoden verschwinden – dabei handelt es sich meist aber, siehe weiter unten, um Streamliningmassnahmen.
Im Hintergrund führte Espressif ausserdem einige Bug Fixes durch, und stellte eine neue Version des FreeRTOS-Kernels zur Verfügung, die auf der Variante “Included FreeRTOS SMP Kernel (upstream AWS version)” basierte.
Nutzer der WLAN-APIs dürfen sich außerdem auf die folgenden neuen Funktionen freuen:

1
802.11r (Fast BSS Transition)

2
◦ PMF support for softAP

3
◦ WPS registrar support in softAP

4
◦ WPA3 OWE support for station

5
◦ WPA3 SAE H2E support for station

Upgrades der Toolchain

Die bisher verwendete Version von GCC – 8.4.0 – wurde nun durch  GCC 11.2.0 ersetzt. Ob diverser Verbesserungen am Compiler ist im Rahmen dieser Umstellung mitunter mit zusätzlichen Warnungen zu rechnen.
Außerdem wird das alte, auf make basierende Buildsystem nicht mehr unterstützt. Weitere Informationen zur Umstellung vorhandener Projekte finden sich unter https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/v5.0/esp32/migration-guides/release-5.x/build-system.html. Wichtig ist ausserdem, dass die Namen von Kommandozeilenparametern “synchronisiert” werden – aus efuse_common_table wird beispielsweise efuse-common-table.

Privatisierung systemnaher APIs

Espressif verspricht Entwicklern seit Jahr und Tag Konsistenz. Insbesondere im Fall systemnaher APIs ist dies für die Weiterentwicklung der Plattform als Ganzes oft nur wenig hilfreich – die Brownout- und TRAX-APIs sind ab Sofort als Privat deklariert, wohl um Espressif die Anpassung an neue SoCs zu erleichtern (siehe auch https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/v5.0/esp32/migration-guides/release-5.x/system.html).

Korrektur von Rechtschreibfehlern und Verschlankung von Namen sowie Designpatterns

Insbesondere im Bereich der Funkstacks – Stichwort ESP_HF_CME_MEMEORY_FULL – haben sich im Laufe der Jahre einige Rechtschreibfehler angesammelt, deren Korrektur bisher aber ob der Abwärtskompatibilität nicht möglich war. Eine weitere Anpassung betrifft die Bluetooth-API, in der Methoden wie esp_bt_hf_bsir nach dem Schema esp_hf_ag_bsir umbenannt werden.
Im Bereich der Peripheriegeräte (siehe https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/v5.0/esp32/migration-guides/release-5.x/peripherals.html) gibt es ebenfalls einige Anpassungen. Am Wichtigsten erscheint nach einer schnellen Analyse das geänderte Anliefern von Daten über den Auslöser eines GPIO-Interrupts:

1
GPIO interrupt users callbacks should no longer read the GPIO interrupt status register to get the triggered GPIO’s pin number. Users should use the callback argument to determine the GPIO’s pin number instead.

Weitere Informationen und Ausblick

Der Newsaffe ist derzeit dienstlich in Bristol und kommt nicht an seinen Kundencode. Unter https://github.com/espressif/esp-idf/releases/tag/v5.0 findet sich eine detaillierte Liste der Änderungen, ein Migrationsguide findet sich unter https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/v5.0/esp32/migration-guides/release-5.x/index.html.
Nach einem ersten Studium der Änderungen ist – zumindest für Androidgeplagte – offensichtlich, dass sich Espressif der Verantwortung für das geistige Eigentum seiner Entwicklerschaft bewusst ist und bei Änderungen behutsam umgeht.

Zuerst erschienen bei Mikrocontroller.net News

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MicroEJ mit Vektorgrafik, neue Arduino-Services, OrangePi-Monitor, ROHM-AI-Beschleuniger und mehr

Der Grafikstack der Mikrocontroller-JVM MikroEJ bekommt einige neue Funktionen eingeschrieben, die die Realisierung ansprechender GUIs erleichtern. Im Hause Arduino gibt es verschiedene neue Kits, zu guter Letzt buhlen einige Lesetipps um die Aufmerksamkeit am Ende des Monats.

Shenzhen Xunlong – OrangePi-1080p-Monitor mit 14 Zoll Bildschirmdiagonale

Das hinter der OrangePi-Produktfamilie stehende Unternehmen bietet ab Sofort einen hauseigenen Monitor an. Das 14 Zoll große Display kostet auf AliExpress inklusive Versand nach Ungarn sportliche 100 Euro.

(Bildquelle: https://de.aliexpress.com/item/1005004910041459.html)

Ob eines Gewichts von nur 500 Gramm bewirbt Shenzhen Xunlong das Display explizit auch für den Reiseeinsatz – ein auf der Rückseite befindlicher und einklappbarer Metallfuss kümmert sich um die “Positionierung”.

(Bildquelle: https://de.aliexpress.com/item/1005004910041459.html)

FFT-Lesestoff: schnellere Algorithmen und ihr Design

Dass die FFT den Wechsel zwischen Zeit- und Frequenzdomäne erlaubt, sei an dieser Stelle als bekannt vorausgesetzt. Wie bei vielen anderen DSP-Algorithmen gilt allerdings auch hier, dass Rechenleistungsoptimierung wichtig ist.
Unter https://klafyvel.me/blog/articles/fft-arduino/ findet sich eine detaillierte Besprechung eines Algorithmen-Entwicklungsprozesses. Der Autor beschreibt dabei verschiedene Arten der Implementierung der FFT und geht auf die dabei entstehenden Abwägungen ein – lesenswert.

MicroEJ mit Unterstützung für Vektorgrafiken und Android-Bilddateien

Der wahrscheinlich häufigste Einsatzzweck für Micro EJ ist die Realisierung reicher Benutzerschnittstellen. Der zum Framework gehörende Grafikstack Micro VG (https://docs.microej.com/en/latest/ApplicationDeveloperGuide/UI/MicroVG/index.html) erfuhr in den letzten Tagen einige Erweiterungen – neben Unterstützung für Vektor-Schriftarten gibt es nun auch die Möglichkeit, Vektor-Grafiken in einem der vier folgenden Formate auf den Bildschirm zu bringen (siehe auch https://docs.microej.com/en/latest/ApplicationDeveloperGuide/UI/MicroVG/vectorimage.html):

1
:VGF: vglite compatible format with coordinates encoded as float numbers (32 bits).

2
• :VG32: vglite compatible format with coordinates encoded as signed int numbers (32 bits).

3
• :VG16: vglite compatible format with coordinates encoded as signed short numbers (16 bits).

4
• :VG8: vglite compatible format with coordinates encoded as signed char numbers (8 bits).

In beiden Fällen sind die Vorteile klar: Vektorgrafiken lassen sich – in weitem Rahmen – verlustlos nach oben oder nach unten skalieren, ohne Bildqualität zu verlieren.
Ein weiterer „interessanter“ Aspekt ist Unterstützung für das Laden von Android Vektor Drawables. Ein Android-Vektor-Grafikelement verhält sich „vom Handling her“ ähnlich wie seine gewöhnlichen, auf dem Micro EJ-Framework basierenden Kollegen:

1
public static void main(String[] args) {

2
MicroUI.start();

3

4
Display display = Display.getDisplay();

5
GraphicsContext g = display.getGraphicsContext();

6

7
VectorImage image = AvdImageLoader.loadImage(„/images/myImage.xml“);

8
VectorGraphicsPainter.drawImage(g, image, 100, 100);

9

10
display.requestFlush();

11
}

ROHM: AI-Beschleuniger für Embedded-Systeme

Im Rahmen einer Pressemeldung ROHM einen neuen, als “Ultra-Low-Power On-Device Learning Edge AI Chip” bezeichneten Chip an. Analog zu anderen Versuchen wie dem Kendryte aus dem Hause CANAAN oder Dallas Maxims MAX78000 handelt es sich auch dabei um einen Beschleuniger-Chip, der für die „direkte“ Ausführung von ML-Payloads vorgesehen ist.
ROHM informiert wie in der Abbildung gezeigt – nach hauseigenen Ergebnissen – über die Vor- und Nachteile des Produkts.

(Bildquelle: https://www.presseagentur.com/rohm/detail.php?pr_id=6485&lang=en)

Über die eigentliche interne Architektur des Chips ist derzeit noch vergleichsweise wenig bekannt:

1
Based on an ‘on–device learning algorithm’ developed by Professor Matsutani of Keio University, ROHM’s newly developed AI chip mainly consists of an AI accelerator (AI–dedicated hardware circuit) and ROHM’s high–efficiency 8–bit CPU ‘tinyMicon MatisseCORE™’. Combining the 20,000–gate ultra–compact AI accelerator with a high–performance CPU enables learning and inference with ultra–low power consumption of just a few tens of mW (1000× smaller than conventional AI chips capable of learning).

(Bildquelle: https://www.presseagentur.com/rohm/detail.php?pr_id=6485&lang=en)

Die „Auslieferung“ ist für 2024 geplant:

1
Going forward, ROHM plans to incorporate the AI accelerator used in this AI chip into various IC products for motors and sensors. Commercialization is scheduled to start in 2023, with mass production planned in 2024.

Arduino Cloud for Business.

Die Arduino Cloud war hier immer wieder Thema. Unique Sales Proposition des Cloud-Angebots der Italiener war bisher der „niederschwellige“ Zugang, der Spielereien mit MQTT und Co. unnötig machten sollte.
Mit Cloud for Business gehen die Italiener nun – bis zu einem gewissen Grad – in die Gegenrichtung. Die kommerzielle Variante, die übrigens durchaus teuer ist, orientiert sich an den Bedürfnissen von Geschäftskunden.

(Bildquelle: https://cloud.arduino.cc/plans#business)

In der – etwas vage formulierten – Ankündigung betonen Banzis Mannen vor allem die Unterstützung für „Authentifizierung bzw. Rechtemanagement“:

1
Join an Organization Space. Define and manage multiple Organization spaces in Arduino Cloud for Business. Set up role–based access control (RBAC) by assigning profiles and sharing with any number of users, and access all cloud projects and sketches – always in sync thanks to the Web Editor . . .

Interessant ist in diesem Zusammenhang außerdem, dass man eine „einjährige“ Vorhaltung aller gesammelten ML-Daten verspricht:

1
And, with one year data retention by default, Arduino Cloud for Business provides companies a place to store and mine data for additional insights and analysis, like condition monitoring or predictive maintenance. If you need to store the data somewhere else, export your entire set of data locally for further evaluation or manipulation.

Arduino: neues Bundle mit RP2040 Connect

Ein mittlerweile verblichener Wegbegleiter des Autors verriet einst, das Bundles mit zum “dümmsten“ gehören, was man in einer Buchhandlung an Elektronik-Literatur kaufen kann: Liegt der Endpreis des Bundles beispielsweise nur € 50, so hat der P. T. Autor in vielen Fällen nur fünf Euro für das Zusammenstellen der Komponenten zur Verfügung.
Aus diesen immensen Margen folgt Interesse von Ökosystem-Playern. Die Arduino-Truppe schickt ein neues Angebot ins Rennen – das in Abbildung gezeigte und um 75 Euro erhältliche Arduino IO Bundle.

(Bildquelle: https://blog.arduino.cc/2022/11/24/introducing-arduinos-iot-bundle-and-what-it-means-for-you/)

Unique Sales Proposition dieses Bundles ist dabei eine bereitgestellte Gruppe aus fünf Projekt-Samples, die den Einstieg in die Welt der Internet der Dinge erleichtern soll.

WeMos: ESP 32-Board mit Micro SD-Slot und dediziertem TFT-Port

Obwohl Unternehmen wie MicroEJ im Allgemeinen auf STMicroelectronics und – nachrangig – auf NXP-Chipsätze setzen, macht Espressifs ESP 32 im Bereich „Reiche HMI“ immer mehr Boden gut.
WeMos liefert mit dem in der Abbildung gezeigten Evaluationsboard nun ein um rund zehn US-Dollar erhältliches System aus, das auf die Bedürfnisse „reicher“ Benutzerschnittstellen optimiert ist.

(Bildquelle: https://de.aliexpress.com/item/1005004931357085.html)

Neben dem Micro SD-Slot ist vor allem der für zehnpinnige Flachbandkabel vorgesehene und als DISPLAY bezeichnete Port interessant. Wer die unter https://www.wemos.cc/en/latest/_static/files/sch_s3_pro_v1.0.0.pdf bereitstehende Schaltung des Boards öffnet, sieht das in der Abbildung gezeigte Schaltbild. Offensichtlich handelt es sich dabei „nur“ um einen erweiterten SPI-Port – „höherwertige“ Displayanschlüsse wie beispielsweise HDMI sucht man (nicht verwunderlich) vergebens.

(Bildquelle: https://www.wemos.cc/en/latest/s3/s3_pro.html)

Zuerst erschienen bei Mikrocontroller.net News

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Meadow F7 RC1 – JIT-Compiler, mehr Performance

Die .net-Embeddedplattform Meadow F7 erfährt permanente Erweiterungen: die vor wenigen Tagen lancierte Version RC1 beschleunigt die Programmausführung durch einen JIT-Compiler, und bietet Entwicklern außerdem einige neue APIs.

Worum geht es hier?

Bryan Costanichs aus dem Netduino-Projekt hervorgegangene Arbeitsumgebung Meadow erlaubt Entwicklern die „Mobilisierung“ von in .net gehaltenem Code. MSR-Code kann so in Visual C#, Visual F# oder Visual Basic entstehen, das Erlernen von C ist nicht notwendig. Als Arbeitsplattform kommt dabei übrigens der in der Abbildung gezeigte kombinatorische Prozessrechner zum Einsatz, der einen STM32– und einen ESP32-Kern kombiniert.

(Bildquelle alle: Autor, teilweise via https://www.instagram.com/tam.hanna/)

Wie aktualisieren?

Zur Nutzung der neuen Version ist im ersten Schritt eine Aktualisierung des globalen Kommandozeilenwerkzeugs notwendig:

1
PS C:Userstamha> dotnet tool update Wildernesslabs.Meadow.CLI —global

2
Das Tool „wildernesslabs.meadow.cli“ wurde in der neuesten stabilen Version neu installiert (Version 0.90.0).

3
[c]

4

5
Im nächsten Schritt folgt eine Aktualisierung des lokalen Caches – im Interesse der Bandbreiteneinsparung legt die CLI eine lokale Arbeitskopie des Betriebssystems an, die es fortan zur Entwicklung verwendet:

6
[c]

7
PS C:Userstamha> meadow download os

8
Downloading latest version file

9
Downloaded 285 bytes

10
Meadow OS version 0.9.0.4 is already downloaded.

11
Done!

Danach erfolgt das Anschließen des Meadow F7 im normalen Betriebsmodus – suchen Sie den Port im Gerätemanager, und befehlen sie danach nach folgendem Schema eine Aktualisierung der Firmware:

1
PS C:Userstamha> meadow flash os –d –s „COM5“

2
. . .

3
Updated Meadow to OS: 0.6.4.0 (May 27 2022 22:23:47), Mono: 0.6.4.0, Coprocessor: Not available

4
Done!

Bereitstellung eines Testprogramms

Da man in der Dokumentation des Updates eine Performancesteigerung um den Faktor fünf bis zehn verspricht, bietet sich ein kleiner Test mit Hardware an. Hierzu ist ein neues Projektskelett erforderlich – wichtig ist, im Header nach folgendem Schema die zur vorliegenden Hardware passende Basisklasse einzubinden:

1
namespace MeadowBench1

2
{

3
// Change F7FeatherV2 to F7FeatherV1 for V1.x boards

4
public class MeadowApp : App<F7FeatherV1>

Der Rest des Testprogramms ist dann eine nach Schema F erfolgende Ausgabe einer charakteristischen Wellenform:

1
{

2
Led myLED;

3
public override Task Run() {

4
Console.WriteLine(„Run…“);

5

6
CycleColors();

7
return base.Run();

8
}

9

10
public override Task Initialize() {

11
Console.WriteLine(„Initialize…“);

12
myLED = new Led(Device.CreateDigitalOutputPort(Device.Pins.D01));

13
return base.Initialize();

14
}

15

16
void CycleColors() {

17
Console.WriteLine(„Cycle colors…“);

18
while (true) {

19
myLED.IsOn = true;

20
myLED.IsOn = false;

21
}

22
}

23
}

24
}

Vergleich der Performance

Zum Test bzw. zur Sichtbarmachung der Ergebnisse bietet sich ein Modulationsdomänenanalysator im Histogramm-Modus an. Vor dem Update bekam der Autor das folgende Ergebnis.

Nach dem Einspielen des Updates und einer Rekompilation veränderte sich die Situation nicht nennenswert.

Interessant ist, dass die Datei  meadow.config.yaml den JIT-Compiler von Haus aus aktiviert:

1
MonoControl:

2
Options: —jit

Zu seiner Deaktivierung reicht es aus, den Inhalt nach folgendem Schema anzupassen und ein Redeployment zu befehlen:

1
MonoControl:

2
Options:

Lohn der Mühen ist eine wesentliche Verlangsamung des Systems.

Angemerkt sei, dass man im Hause Costanitch unter https://github.com/WildernessLabs/Meadow_Performance_Benchmarks ein Benchmarkrepository pflegt. Die dortigen Programmbeispiele zeigen – teilweise – erhebliche Performancesprünge.

(Bildquelle: https://github.com/WildernessLabs/Meadow_Performance_Benchmarks)

Verbesserungen beim Startup

Während die durch JIT erreichbaren Leistungssteigerungen nicht immer beeindruckend ausfallen, beschleunigt Wilderness Labs auch den eigentlichen Startprozess durch Entfernung eines wohl durch „Grandfathering“ entstandenen zehnsekündigen Delays beim Hochfahren des Betriebssystems.
Eine Optimierung des Eventmodells am WiFi-Coprozessor soll außerdem für eine wesentliche Beschleunigung des Verbindungsaufbaus sorgen:

1
We have made changes to the event model on the ESP32 resulting in a 90% decrease in WiFi connection times, reducing WiFi connection time to 3–5 second on average.

Eine weitere Optimierung betrifft den Linker, der seine Arbeit nun im Rahmen der Kompilation erledigt – Lohn davon ist eine wesentlich schnellere Auslieferung von Code.

Mehr erfahren

Zu guter Letzt sei noch auf die URL http://developer.wildernesslabs.co/Meadow/Release_Notes/Release-Candidates/ verwiesen, unter der sich ein detaillierter Changelog der neuen Version befindet.

Zuerst erschienen bei Mikrocontroller.net News

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Wokwi – Schaltungs- und Softwaresimulation im Browser

Generische Schaltungssimulation ist ein Liebe-Hass-Thema: manche lieben PSPice, während andere dem System nicht über den Weg trauen. Mit Wokwi steht ein insbesondere auf die Bedürfnisse von Makern optimiertes System zur Verfügung, das – WebAssembly und Co sei dank – komplett im Browser lebt und sich der Unterstützung diverser Ökosystem-Player (Stichwort Espressif) erfreut.

Erste Gehversuche mit der kostenlosen Basisversion

Für die Anmeldung beim unter https://wokwi.com/dashboard/projects bereitstehenden Simulator kann der geneigte Entwickler auf Google, GitHub oder ein lokales Konto setzen. Innovativ an letzterem ist die Art der Anmeldung – Wokwi sendet einfach einen Link an das Email-Account, mit dem man sich sofort im Backend wiederfindet.
Zum Erzeugen eines neuen Projekts bietet Wokwi dann die in der Abbildung gezeigten Optionen an – der Autor entschied sich für einen grundlegenden ESP32.

(Bildquelle alle: Screenshot)

Lohn der Mühen ist das Aufscheinen des zweigeteilten Hauptschirms der Simulation – rechts das Schaltbild, links ein Hello World-Sketch auf Basis des Arduino Cores:

1void setup() {
2// put your setup code here, to run once:
3Serial.begin(115200);
4Serial.println(„Hello, ESP32!“);
5}
6
7void loop() {
8// put your main code here, to run repeatedly:
9delay(10); // this speeds up the simulation
10}

Zum Zeitpunkt der Drucklegung unterstützt WokWi IDF nicht. Das Anklicken des Play-Symbols sorgt dann dafür, dass – siehe auch Abbildung zwei – eine Konsole für die Interaktion mit der Runtime aufscheint.

Versuche mit emulierter Hardware

Als Nächstes bietet sich ein kleines Experiment mit virtueller Hardware an: im Hintergrund setzt Wokwi nicht auf SPICE; sondern auf eine hauseigene rein digitale Simulationsumgebung (siehe hierzu auch die diversen Featurewünsche in GitHub). Aus diesem Grund ziehen wir zwei rote LEDs in die Schaltung, eine wird mit Vdd, eine mit dem ESP32 verbunden.
Die Steuerungsdatei diagram.json verändert sich dann nach folgendem Schema – wichtig ist, dass manuelle Eingriffe in das File zum Setzen mancher im GUI nicht zugänglicher Attribute notwendig und legitim sind:

1{
2 „version“: 1,
3 „author“: „Anonymous maker“,
4 „editor“: „wokwi“,
5 „parts“: [
6 { „type“: „wokwi-esp32-devkit-v1“, „id“: „esp“, „top“: 0, „left“: 0, „attrs“: {} },
7 {
8 „type“: „wokwi-led“,
9 „id“: „led1“,
10 „top“: 128.27,
11 „left“: –75.8,
12 „attrs“: { „color“: „red“ }
13 },
14 { „type“: „wokwi-gnd“, „id“: „gnd1“, „top“: 206.53, „left“: –74.2, „attrs“: {} },
15 {
16 „type“: „wokwi-led“,
17 „id“: „led2“,
18 „top“: 124.93,
19 „left“: –129.13,
20 „attrs“: { „color“: „red“ }
21 },
22 { „type“: „wokwi-vcc“, „id“: „vcc1“, „top“: 52.63, „left“: –116.93, „attrs“: {} }
23 ],
24 „connections“: [
25 [ „esp:TX0“, „$serialMonitor:RX“, „“, [] ],
26 [ „esp:RX0“, „$serialMonitor:TX“, „“, [] ],
27 [ „esp:D12“, „led1:A“, „green“, [ „h0“ ] ],
28 [ „vcc1:VCC“, „led2:A“, „red“, [ „v0“ ] ],
29 [ „led2:C“, „gnd1:GND“, „green“, [ „v0“ ] ],
30 [ „led1:C“, „gnd1:GND“, „green“, [ „v41.27“, „h-2.2“ ] ]
31 ]
32}

Als Programm dient folgendes Snippet:

1void setup() {
2 // put your setup code here, to run once:
3 Serial.begin(115200);
4 Serial.println(„Hello, ESP32!“);
5 pinMode(12, OUTPUT);
6
7}
8
9void loop() {
10 digitalWrite(12, HIGH);
11 delay(500);
12 digitalWrite(12, LOW);
13 delay(500);
14}

Lohn der Programmausführung ist das in der Abbildung gezeigte Verhalten. Interessant ist, dass Wokwi die Zerstörung der roten LED (direkt an 3V3) nicht in der Simulation abbildet.

Auch sonst ist das Modell simpel. Wer nach folgendem Schema eine Art PWM realisiert, sieht keine Abdunkelung der LED:

1void loop() {
2 digitalWrite(12, HIGH);
3 delay(50);
4 digitalWrite(12, LOW);
5 delay(50);
6}

Fortgeschrittenes Projekt aus Vorlage

Wokwi bietet Fertigprojekte als Basis an – als kleines Versuchsobjekt dient das unter https://wokwi.com/projects/346340290067432020 bereitstehende Pong-Spiel. Interessant ist an ihm die Datei libraries.txt, die nach folgendem Schema Arduinobibliotheken einbindet:

1# Wokwi Library List
2# See https://docs.wokwi.com/guides/libraries
3
4# Automatically added based on includes:
5Adafruit GFX Library
6
7Adafruit SSD1306

Die Einrichtung des auf einem SSD1306 basierenden OLEDs erfolgt dann wie in der Realität:

1void setup()
2{
3 display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
4
5 // Display the splash screen (we’re legally required to do so)
6 display.display();
7 unsigned long start = millis();
8
9. . .
10
11 // Player paddle
12 display.drawFastVLine(MCU_X, mcu_y, PADDLE_HEIGHT, WHITE);
13 display.drawFastVLine(PLAYER_X, player_y, PADDLE_HEIGHT, BLACK);

Lohn der Mühen ist hier das in der Abbildung gezeigte Programm.

Mehr Funktionen für zahlende Kunden

Der unter https://docs.wokwi.com/getting-started/wokwi-club bereitstehende und sieben Euro pro Monat kostende Wokwi Club bietet Zusatzfunktionen an: neben einem besseren WLAN-Emulator und der Möglichkeit zum Hochladen von Binärdateien in den MicroSD-Speicher gibt es ein System, mit dem “Votieren” für die Weiterentwicklung möglich ist.

Lohnt es sich?

Außer Frage steht, dass Wokwi ob der – durchaus brauchbaren – Simulation des ESP32 bzw des Arduino das Ausprobieren der Hardware-Software-Interaktion ermöglicht. Andererseits ist die Modellierungsengine durch die Beschränkung auf das digitale Verhalten arg eingeschränkt; ein Ersatz für die reale Laborarbeit ist das System zumindest nach Meinung des Autors auf keinen Fall.

Zuerst erschienen bei Mikrocontroller.net News

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Kommunikatives: 6GHz-Bluetooth, Amazon unterstützt Matter, Cloud- und IoT-Container-Allerlei

Amazon bewarb den Smart Home-Kommunikationsstandard Matter soeben in einem internen E-Mail an (Teile der) Entwickler, die an Alexa-Systemen Interesse angemeldet haben. Die Bluetooth SIG kündigte derweil – ob der Electronica etwas ungünstig getimed – eine Erweiterung von Bluetooth LE in das 6GHz-Band an. Außerdem gibt es einen quelloffenen Alexa-”Ersatz”, einen Chromium-Container zur Ausführung von Web-Apps und einen Versuch, Google Maps quelloffen zu replizieren.

Amazon: wir unterstützen Matter vollumfanglich …

Ein – witzigerweise nicht an alle – Entwickler versendetes Rundmail enthielt die Ankündigung, dass Amazon Matter im hauseigenen Ökosystem unterstützen wird. Außerdem plant der Buchhändler laut der unter https://developer.amazon.com/en-US/blogs/alexa/device-makers/2022/11/matter-works-with-alexa-introduction-november-2022 bereitstehenden und schon am 8. veröffentlichten Ankündigung das Aktualisieren von schon bei Kunden befindlichen Produkten:

1We’re bringing Matter support to well over 100 million devices, across 30 Echo and eero devices. This will provide customers with more Matter compatible controllers in homes, making it easier to setup and control Matter–enabled devices with Alexa. . . .
2
3So, as we work backwards from the customer, we’ll focus on delivering a high–quality customer experience starting with Matter over WiFi spanning 17 different Echo devices, Plugs, Switches, and Bulbs with Android setup in December of this year. This will be followed by broad availability across iOS, Thread, with additional device types and remaining Echo and eero device support early next year.

Nach Ansicht des Autors ist damit allein bereits sichergestellt, dass Matter die “critical user base” erreicht – Alexa-Hardware ist ausreichend weit verbreitet, um Matter einen Anschub zu geben.

…und stellen unsere eigenen Zertifikationsanforderungen auf

Embrace and Extend ist nicht nur bei Microsoft bekannt. Amazon integriert Matter in ein eigenes Zertifikationsprogramm:

1Today, we’re introducing certification requirements for Works with Alexa (WWA) for Matter devices as part of our ongoing efforts to raise the bar on the interoperability, responsiveness, reliability, and functionality of connected devices. . . .
2
3Matter devices will be required to go through our existing Works With Alexa certification process and will need to be Matter certified by the Connectivity Standards Alliance. 

Weitere Informationen zu den Ansprüchen finden sich unter https://developer.amazon.com/en-US/docs/alexa/smarthome/wwa-connection-requirements.html#matter-reqt.

Bluetooth LE – Arbeit an Spezifikation für das 6GHz-Band geplant

Während der Electronica kündigte die Bluetooth SIG an, Bluetooth LE fortan auch im lizenzfreien 6GHz-Band betreiben zu wollen:

1 today announced a new specification development project to define the operation of Bluetooth Low Energy (LE) in additional unlicensed mid–band spectrum, including the 6 GHz frequency band

Unter der URL https://www.bluetooth.com/specifications/specifications-in-development/ findet sich außerdem schon – wie in der Abbildung gezeigt – ein Hinweis darauf, dass die Arbeit an “Bluetooth LE in Higher Frequency Bands” im Gange ist.

(Bildquelle: Screenshot von der Webseite der Bluetooth SIG)

Mehr Informationen gibt die SIG allerdings nur an Mitglieder heraus – wer einen der Links anklickt und kein Mitglied der SIG ist, bekommt nur das in der Abbildung gezeigte Loginfenster.

(Bildquelle: Screenshot von der Webseite der Bluetooth SIG)

Cobalt – ressourcensparender Web-Container

Unter dem Namen Cobalt – PalmSource vertrieb unter ihm einst das komplett unerfolgreiche Palm OS 6 – steht nun ein auf Chromium basierender Container zur Verfügung, der ein Subset der HTML5/CSS/JavaScript-API-Familie implementiert. Dies ist zum Beispiel für Entwickler hilfreich, die ein in Webtechnologien realisiertes Interface auf einem ressourcenarmen System zu implementieren suchen.

(Bildquelle: Screenshot von https://cobalt.dev/)

Interessant ist dabei vor Allem, dass die unter https://cobalt.dev/overview.html bereitstehende Dokumentation des Produkts erwähnt, dass das System auch ohne dynamische Codeausführung lauffähig ist:

1Cobalt does not require platforms to support JIT compilation and can run on platforms that disallow execution of dynamically generated code.

William Edmisten – Analyse der “Decloudifizierung” einer auf Google Maps basierenden Lösung

Cloudlösungen ermöglichen den schnellstmöglichen Bring-Up eines Systems: die Provider lassen sich die angebotenen Leistungen allerdings gut bezahlen, weshalb man irgendwann vor der Frage steht, ob das manuelle Nachprogrammieren nicht der effizientere Weg ist.
Der amerikanische Entwickler William Edmisten wendete sich dieser Frage am Beispiel von Google Maps zu. Die Ergebnisse seiner Arbeit finden sich unter https://wcedmisten.fyi/post/self-hosting-osm/ – offensichtlich ist, dass die Erzeugung einer eigenen Google Maps-Alternative auf Basis von OpenStreetMaps zumindest im kleinen Kreis durchaus machbar ist.

MyCroft – (teilweise) quelloffene Alexa-Alternative

Zu guter Letzt sei noch auf den unter https://mycroft.ai/ bereitstehenden MyCroft hingewiesen – eine (teilweise) quelloffene Alternative zu Alexa und Co.

(Bildquelle: https://mycroft.ai/blog/new-software-options-for-the-mark-ii/)

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Electronica 2022, Tag 4 – Mikrocontroller, Teilnehmerzahlen und Round-Up

Messetag vier liegt hinter uns. Hier eine Liste weiterer interessanter Ankündigungen, einige Informationen zu Teilnehmerzahlen und andere lesenswerte Informationen.

QuecTel – neues V2X-Funkmodul, erweitertes Antennenportfolio

QuecTel erweitert sein Funkmodulportfolio im Automotivebereich. Das für den V2X-Betrieb – man versteht darunter die Kommunikation zwischen Fahrzeugen und diversen anderen Systemen – vorgesehene und auf einem QualComm SA415M-Chipsatz basierende Modul bringt einen GNSS-Empfänger mit.
Ausserdem gibt es eine neue Kombinationsantenne namens YB0027AA – sie soll neun Funkstandards zusammenfassen:

1The new antenna is a 9–in–1 antenna that can integrate a wide variety of antennas to achieve communication functions including 5G MIMO, 4G, GNSS and Wi–Fi/Bluetooth.

(Bildquelle: QuecTel)

Nett ist am vorliegenden Produkt auch die extreme Robustheit – QuecTel bewirbt explizit die Robustheit gegen Hochdruckreiniger:

1
2
3Compact in size, with a circumference of 162mm and a depth of 56mm, the YB0027AA also meets the IP69K standard for protection against ingress of dust, high temperature and water pressure, which means the product is ideal for areas in which equipment is exposed to the weather or to regular clean by high pressure jet washers.

Infineon – PSoC 4100S Max für Touchscreen-Anwendungen

Infineon erweitert die PSoC-Familie um den 4100S Max. Der mit einem 48MHz-Cortex M0-Kern, 384KB Flash und 32KB SRAM ausgestattete Controller wird von Infineon für die Realisierung von Touchscreens empfohlen, die – Stichwort Fließwasser – harten Umgebungen ausgesetzt sind.

(Bildquelle: Infineon, https://www.infineon.com/cms/en/product/microcontroller/32-bit-psoc-arm-cortex-microcontroller/psoc-4-32-bit-arm-cortex-m0-mcu/psoc-4100/psoc-4100s-max/)

Infineon erreicht dies durch einen als CapSense bezeichneten Block:

1CAPSENSE™ is supported in the PSoC™ 4100S through a CAPSENSE™ Sigma–Delta (CSD) block that can be
2connected to any pins through an analog multiplex bus via analog switches. CAPSENSE™ function can thus be
3provided on any available pin or group of pins in a system under software control. A PSoC™ Creator component
4is provided for the CAPSENSE™ block to make it easy for the user.
5Shield voltage can be driven on another analog multiplex bus to provide water–tolerance capability. Water
6tolerance is provided by driving the shield electrode in phase with the sense electrode to keep the shield
7capacitance from attenuating the sensed input. Proximity sensing can also be implemented.

Infineon – MERUS-Verstärker mit 2x37W Spitzenleistung in 6x6mm großem Gehäuse

Klasse D-Verstärker bieten extrem hohe Leistungsdichten. Infineon bietet in einem QFN 6 x 6 mm² – Gehäuse zwei neue Verstärker-ICs an, die – teilweise mit DSP – die folgenden Leistungsdaten erbringen und bei geringer Ausgangsleistung nach wie vor hohe Effizienz erreichen:

1BTL rated output: 2x37W, 4 Ohm
2PBTL rated output: 1x74W, 2 Ohm

Interessant ist vor Allem die Beschaltung, die ohne externe Leistungstransistoren auskommt. In Hunderterstückzahlen kosten die Komponenten rund 5 EUR pro Chip.

(Bildquelle: Infineon)

CologneChip – erste Kunden nutzen die Chips

Der in Köln ansässige FPGA-Designer CologneChip war abermals vertreten. Am Stand berichtete man von Erfolgen beim Verkauf des Evaluationsboards, ausserdem nutzen erste Kunden die hauseigenen FPGAs (Stichwort GateMate) produktiv.

LittelFuse – eFuses und Halbleiter

Klassische Anbieter von Schaltungssicherungselementen expandieren in Richtung Halbleiter – neben Bourns gibt es auch von LittelFuse Neuerungen. Neben dem Anbieten von Gate Driver-ICs bietet das Unternehmen ab Sofort ein durchaus umfangreiches Portfolio von eFuse-Lösungen an, um TI und Infineon Marktanteile abzunehmen.

(Bildquelle: https://www.littelfuse.com/products/protection-ic/efuse.aspx)

Murata – Sensorfusion im IMU-Bereich

Neben einem V2X-Modul präsentierte der für das Verursachen der MLCC-Krise berüchtigte Hersteller Murata Applikationen, die Accelerometer in “anspruchsvollen Betriebssituationen” durch Sensor Fusion unterstützen und so ruhigere Ergebnisse generieren.

Analog Devices – SIL3-zertifiziertes Analog-Ausgangsmodul

Der in Hunderterstückzahlen gute 20 Euro kostende ADFS5758 ist ein DAC, der mit 16bit Auflösung arbeitet und vor Allem für den Einsatz in sicherheitskritischen Systemen (Stichwort Automotive) vorgesehen ist.

(Bildquelle: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/adfs5758.pdf)

Über die Sicherungszertifikationen sowie die dazugehörenden Hardwarefeatures findet sich im Datenblatt – unter Anderem – folgendes:

1. The ADFS5758 meets all relevant
2requirements of IEC 61508 and is approved by TÜV Rheinland.
3The ADFS5758 meets SIL 2 for a nonredundant configuration
4in terms of the hardware fault metrics (PFH, SFF) and systematic
5capability of SC3 in terms of avoidance of systematic errors
6according to IEC 61508. The ADFS5758 features an integrated
7independent ADC for enhanced diagnostic measurements. The
8safety function defined for the ADFS5758 takes a digital input
9code and produces an output unipolar current to within ±2.5%
10of the full–scale range, proportional to the digital input code

NXP – neuer Mehrkernmikrocontroller

Spätestens seit dem (medialen) Erfolg des RP2040 sind mehr oder weniger symmetrische Mikrocontrollerdesigns auch für allgemeine MSR-Aufgaben interessant. NXP schickt mit dem MCX N einen Chip ins Rennen, der zwei Cortex-M33-Kerne kombiniert. Einer davon ist dabei auf geringen Energiebedarf optimiert, während der andere verschiedene zusätzliche Beschleuniger mitbringt.

(Bildquelle: NXP)

Neben der Basisversion gibt es eine Variante, die auf Motorsteuerungen optimiert ist und diesbezügliche Funktionseinheiten mitbringt.

(Bildquelle: NXP)

Teledyne e2v – EV10AS940-Weltraum-ADC mit 33GHz Eingangsbandbreite

Teledyne zeigte auf der Electronica einen – noch in der Prototypenphase befindlichen – ADC, der für die Verarbeitung von im Ka-Band lebenden Signalen vorgesehen ist. Da es zum EV10AS940 online noch keine Informationen gibt, hier ein Bild der in Papierform verteilten Ankündigung.

5G und V2X im Fokus

Sowohl im Bereich der Funkmodulhersteller als auch bei den Anbietern passiver Komponenten ist der Trend klar: immer mehr Bauteile, beispielsweise von der Dielektrikumsgesellschaft zur Sonne (Taiyo Yuden), werden für Anwendungen im 5G-Bereich angeboten.

Volkszählung

Wenige Stunden vor dem Ende der Messe vermeldete der Veranstalter Zahlen über die Teilnehmermenge. Hier die relevanten Ausschnitte:

1„Wir freuen uns sehr, dass wir bei den Besuchern nur etwa 14 Prozent unter dem Rekordergebnis von 2018 liegen
2. . .
32.144 Aussteller reisten aus 48 Ländern und Regionen an (2018: 3.124 | 53), etwa 64 Prozent davon aus dem Ausland (2018: 70 Prozent). Es kamen rund 70.000 Besucher aus ca. 100 Ländern und Regionen (2018: 81.471 | 101), der Auslandsanteil lag bei rund 54 Prozent (2018: 50 Prozent). Die Top–10–Besucherländer waren nach Deutschland (in dieser Reihenfolge): Italien, Österreich, Frankreich, Großbritannien und Nordirland, Schweiz, USA, Israel, Spanien, Türkei und Schweden.
4Die nächste electronica findet vom 12. bis 15. November 2024 in München statt.

Alkoholiker-Volkszählung – 24 kegs of beer there are

Auch die Preisvergleichsengine OEMSecrets vermeldete Zahlen – auf der Electronica 2022 wurden der Bierfässer 24 ausgeschenkt.
(In der Unterüberschrift findet sich eine kleine Anspielung auf ein interessantes Phänomen der Zeitgeschichte – wer sie als erster findet, bekommt vom Newsaffen eine Kleinigkeit)

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Electronica 2022, Tag 3 – Halbleiter zur Ersten

Unter der Hand – also strikt off the record – betonten Vertreter mehrerer großer Chiphersteller, die Electronica primär als Image- bzw. Präsenzmesse zu sehen. Wirkliche Neuerungen gibt es vor Allem auf der EmbeddedWorld, sowie während des gesamten Jahres. Was es trotzdem an neuen Chips zu sehen gab, listet dieser Artikel.

LED-Treiber mit Charlieplexing oder CAN-Interface

Die Ansteuerung von RGB-Leuchtdioden ist seit längerer Zeit Aufgabe immer spezialisierterer ICs, die unter Anderem Intelligenz zur eigenständigen Realisierung verschiedenster Animationen mitbringen.
Auf der electronica fielen dem Autor zweierlei auf – erstens Lumissil. Das Unternehmen offeriert eine ganze Reihe von Chips, die die LED-Steuerbefehle über den CAN-Bus entgegennehmen und sich so einfacher in Automobilanwendungen integrieren lassen.

Kinetic Technologies belebt in ihren LED-Treibern derweil das Konzept des Charlieplexings neu. Durch geschickte Verschaltung lassen sich so in den Gehäusen Pins einsparen, was den Platinen-Platzbedarf reduziert.

GigaDevice – neuer RISC-V-Chip mit WLAN und Bluetooth “kommt”

In der Messezeitung fand sich – beiläufig – ein Zitat des GigaDevice-Managers Eric Jin. Er versprach für das kommende Jahr einen RISC-V-Mikrocontroller, der WLAN- und Bluetooth-Interfaces mitbringt.

Wahrscheinlich wird es sich dabei um eine Abart des GD32W515 handeln, der auf der electronica mit einem Demoboard vertreten war.

Die ARM-Produktfamilie wurde ausserdem mit einem Best of Show bedacht, was das Standpersonal mit Teilnehmern und Freunden feierte.

ONSemi – TopCool-MOSFETs mit Wärmeleitpad auf der Oberseite

Zur Bemusterung sofort verfügbar (Serie im Januar) stellt ONSemi eine Reihe neuer MOSFETs vor, die ein auf bessere Wärmeableitung optimiertes Gehäuse aufweisen.

(Bildquelle: ONSemi)

Die Beschreibung der Serie liest sich dann folgendermaßen:

1Die neuen Top–Cool–Bausteine werden im 5 mm x 7 mm TCPAK57–Gehäuse ausgeliefert und verfügen auf der Oberseite über ein 16,5 mm2 großes Wärmeleitpad. Dadurch wird die Wärme direkt in einen Kühlkörper abgeleitet, anstatt über die Leiterplatte (PCB). Durch die Nutzung beider Seiten der Leiterplatte und die dadurch geringere Wärmemenge, die in die Leiterplatte eindringt, bietet das TCPAK57–Gehäuse eine höhere Leistungsdichte.

STMicroelectronics – neuer U5 mit stärkerer GPU (Stichwort Sprite-Rotation)

STMicroelectronics erweitert die Stromspar-Familie U5 um den STM32U599. Dabei handelt es sich um eine Variante des Chips, deren 2D-Grafikbeschleuniger aufgerüstet wurde. Besonders betonte das Standpersonal die Möglichkeit zur Rotation von Sprites, was anhand eines digitalen Tachometers illustriert wurde.

Weitere Informationen zur GPU finden sich unter https://blog.st.com/neochrom-gpu/.

Central Semiconductor – Commodityhalbleiter, durchdacht

Central Semiconductor ist ein Fabless-Hersteller von Feldeffekttransistoren und Dioden. Als Antwort auf die Frage nach dem Elevator Pitch nannte man dem Newsaffen erstens das Testen jedes Dies und – noch interessanter – die Willigkeit, “hauseigene” Halbleiter zu produzieren.

Darunter versteht man im Hause Central das Anbieten von Halbleitern in spezifischen Gehäusen “abseits” des hauseigenen Lieferprogramms. Je nach Auftragskomplexität sind die Mindestabnahmemengen dabei im Bereich 5k bis 10k Units.

STMicroelectronics – STi2Fuse-Sicherungs-IC

Ein weiteres Neuprodukt aus dem Hause STM ist der für den Automotivebereich vorgesehene STi2Fuse. Dabei handelt es sich um über ein SPI-Interface programmierbare Bauteile, die im Zusammenspiel mit einem IGBT programmierbare Sicherungen realisieren.

Bosch SensorTec – Benutzer- bzw. Entwicklerfreundlichere IMU

Bosch SensorTec bietet mit dem BMI323 eine neue IMU an. Interessant war hier vor Allem die Art der Bewerbung – das Standpersonal betonte mehrfach, dass der neue Chip vom internen Aufbau her “menschenfreundlicher” sei. Insbesondere die Initialisierung soll mit weniger Register-Schreiboperationen auskommen, was zu weniger Programmieraufwand führt.

RS Components – ROCK als Raspberry Pi-Alternative

Nach dem Ende der Zusammenarbeit zwischen RS Components und der Raspberry Pi Foundation bietet der Distributor mit der ROCK-Serie eine eigene Platinenfamilie auf Basis des RockChip-SoCs an. Im Bereich der Formfaktoren zeigt man sich von den Uptoniten durchaus inspiriert.

Interessant sind gelungen-untergriffige Werbungen, die auf Probleme mit der Verfügbarkeit im Rpi-Ökosystem anspielen.

Epson – intelligente Displayansteuerungen und special interest-ICs

Epson assoziiert man normalerweise mit Druckern – das Unternehmen bietet in großem Umfang Halbleiter an, die teilweise hoch innovativ sind. Neben GPUs für den Automotivebereich – Stichworte hier Entwackelung von HUDs und Kompensation der Geometrie der Windschutzscheibe – zeigte Epson auch einen durchaus innovativen AD-Wandler und einen Special Interest-Chip für die Realisierung von Multimetern.

nexperia – Knopfzellen-”Killer”

Am Stand von Nexperia gab es – ohne viel Kommentierung – einige Boost-ICs zu sehen, die auf die Arbeit mit Knopfzellen optimiert sind. Anwendungsszenario Nummero eins ist hier die Stabilisierung der Energieversorgung von Sensoren des Internets der Dinge.

NXP – neue Analog-Frontend-ICs

Mit NAFE11388 und NAFE71388 stellt NXP zwei neue Analog-Frontend-ICs vor – darunter versteht die ehemalige Philips-Halbleitersparte ADC-ICs mit acht Kanälen, die bis zu 25 Volt Eingangsbereich aufweisen. Für die Kommunikation mit dem Host steht ein SPI-Interface zur Verfügung.

(Bildquelle: https://www.nxp.com/products/peripherals-and-logic/signal-chain/analog-front-end/highly-configurable-8-channel-25-v-universal-input-low-power-analog-front-end:NAFE11388)

Farnell – Analog Devices wieder im Programm

Im Bereich Distribution gibt es eine weitere Neuerung – Farnell bietet ab Sofort wieder Halbleiter aus dem Hause Analog Devices an.

Kostenloses – Bier, Raspberry Pi Pico und Ladekabel

Auch am dritten Tag gab es am Stand von OEMSecrets den gesamten Tag unbegrenzt Freibier. Farnell bot derweil ein Quiz an – auch beim Falsch-Beantworten aller Fragen präsentierte der Quizautomat einen abzufotographierenden QR-Code, mit dem man danach einen kostenlosen Raspberry Pi Pico beziehen konnte.

Am Stand der weiter oben erwähnten Central Semi gab es ausserdem Ladekabel: der Newsaffe fand diese leider justament erst dann, nach dem er im gegenüberliegenden Einkaufszentrum ein Ladekabel erworben hatte. Bei Mouser gab es – wie immer – kostenlose Tassen samt Kaffee.

EtherCat im Weltall

Abseits der Electronica gab es Neuerungen im Hause EtherCAT – der Feldbus kommt nun auch im Weltraum zum Einsatz. Das diesbezügliche Statement der EtherCAT-Standardisierungsorganisation liest sich folgendermaßen:

1Nur wenige weltraumtaugliche Systeme können die rechenintensiven Anforderungen der modernen Robotik erfüllen. Es hilft uns enorm, dass EtherCAT kaum Ressourcen von der Steuerung benötigt: weder Rechenleistung noch spezielle Hardware. Dadurch lässt sich unsere Weltraumrobotik viel einfacher in andere Systeme integrieren.“ Das DLR Institut gehörte zu den ersten der Branche, das erkannte, dass speziell für die Raumfahrt entwickelte Bussysteme zu teuer sind und von wenigen Anbietern abhängig machen. . . .

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Electronica 2022, Tag 2 – Passives und Diverses

Die Electronica 2022 konnte auch am zweiten Tag nicht über Mangel an Teilnehmern klagen. Hier eine Liste interessanter Neuerungen aus den Bereichen der passiven Komponenten, und ein paar andere Bauteile, die ebenfalls Aufmerksamkeit verdienen.

Smaller, Cheaper, Lighter – oder – der Trend ist klein

Am Beeindruckendsten empfand der Autor die Präsentation des Spulenherstellers CoilCraft: der Diensthabende vermeldete, dass es “keine wirklich neuen” Produktlinien gäbe. Either we get smaller, or we get more efficient, which basically is the same – eine ehrliche Aussage, die jeden Designer zur Re-Evaluation seiner kritischen Komponenten animieren sollte.
Ein weiterer Trend – heute anhand eines Bilds vom Stand von TDK illustriert – ist die immer enger werdende Zusammenarbeit zwischen Halbleiter- und Passivkomponentenanbietern. TDK zeige beispielsweise ein gutes halbes Dutzend mehr oder weniger fertiger Applikationen, die hauseigenen Komponenten mit Halbleitern anderer Hersteller kombinierten.

Well Buying – Taster mit Display

Die Experimente des sovietischen Designstudios Art Lebedev mit einer OLED-Tastatur waren wenig erfolgreich – am Stand des in Formosa ansässigen Unternehmens Well Buying gab es den Nachfolger zu sehen.
Das Unternehmen ist auf “Special Interest”-Knöpfe mit verschiedenen Displays spezialisiert. Der Newsaffe war von den um rund 18USD pro Stück erhältlichen OLED-Tastern besonders fasziniert, die anderen Versionen (z.B. mit einem monochromen Display) verdienen allerdings ebenfalls Aufmerksamkeit.

Würth – gegenstellenfreier Steckverbinder trägt bis zu 16A

Steckverbinder bestehen normalerweise aus zwei Teilen. Würth präsentierte nun eine Connectorfamilie, die – bei Nutzung einer verzinnten Platine und der vom Hersteller vorgegebenen Landgeometrie – 16A direkt in eine Platine injizert.

Keystone – SMD-Spacer ohne Würth

Der amerikanische Traditionshersteller KeyStone bietet ab Sofort eine Gruppe von per Bestückungsautomat platzierbaren Formteilen an, die analog zu den diversen Serien aus dem Hause Würth ebenfalls Schrauben und andere Befestigungselemente aufnehmen.

Ohmite – jetzt auch Sensorwiderstände

Ohmite diversifiziert das hauseigene Widerstandsportfolio weiter. Neu sind verschiedene Sensorwiderstände, die auf Druck reagieren – neben Positionsgebern gibt es auch Bauteile, die analog zum Digitizer eines klassischen resistiven Touchscreen Positionsinformationen zur Verfügung stellen.

GigaDevice – Azure RTOS-Demo

GigaDevice präsentiert sich betont betriebssystemagnostisch – auf Basis eines der hauseigenen ARM-Controller zeigte man auf der Electronica eine Evaluationsplatine, die unter Nutzung von Azure RTOS Informationen an den microsoft-eigenen Azure IoT Hub übertrug und von dort eingehende Nachrichten zur Anpassung des Verhaltens des Boards nutzte.

Bourns – Gasentladungsröhre + MOV

Neben einer Portfolioerweiterung – Bourns bietet nun auch Halbleiter – präsentierte man als Messeneuerung den in der Abbildung gezeigten IsoMOV. Dabei handelt es sich um eine Kombination aus Gasentladungsröhre und klassischem MOV.

Vorteil der Serienschaltung ist, dass der (lebensdauerbegrenzte) MOV hier erst dann aktiv wird, wenn die Gasentladungsröhre abfeuert – die längere Lebensdauer des MOV erkauft man allerdings durch langsamere Reaktion auf Transirenten.

JBC – batteriebetriebener Lötkolben mit Logging

ERSAs auf der Amper (siehe https://www.mikrocontroller.net/topic/537180) gezeigte Lötstation mit Nachverfolgbarkeit bekommt aus dem Hause JBC Konkurrenz. Einsatzzweck der drahtlosen Variante ist laut dem Standpersonal die Ausrüstung größerer Labore, in denen zwar viele Personen arbeiten, diese aber nur selten löten.

Der mit 20 Watt Nennleistung ausgestattete Lötkolben schaffte im Kurztest des Autors gute 70 bis 100 Kontakte mit einer Akkuladung. Außerdem gibt es eine kleinere Platinenheizung und einen Wechselrahmen zu sehen, der das schnelle “Umdrehen” des DuT erlaubt.

LPKF – neuer Platinentrennungsautomat mit leistungsfähigerer Laserquelle

LPKF bietet – um rund 200000EUR – den CuttingMaster 3246 an. Dabei handelt es sich um ein neues System zum Trennen von Nutzen, das neben einer leistungsfähigeren Laserquelle auch die hauseigene “Tensor Optics”-Technologie anbietet. Sinn der Verbesserungen ist, dass die beschnittenen Platinen so weniger Wäremeeintrag ausgesetzt sind.

Rogers – magnetisch-spezifiziertes Platinenmaterial, SLA-Resin mit definiertem Verhalten

Am Stand des RF-Platinenbasismaterialspezialisten Rogers gab es MagTrex 555 ein neues, als Magneto-Dielectric laminate (=> https://rogerscorp.com/advanced-electronics-solutions/magtrex-555-high-impedance-laminates) bezeichnetes Basismaterial. Es handelt sich dabei um ein für den Militäreinsatz vorgesehenes Basismaterial, das neben definierten elektrischen Parametern (er) auch magnetisch spezifiziert ist (ur). Sinn des Produkts ist die Verkleinerung von im 500MHz-Bereich arbeitenden Systemen durch noch genauer spezifizierte Geometrie.
Außerdem bietet man mit Radix – der Liter kostet hier sportliche 2000 EUR – ein mit SLA-Stationen des Herstellers Fortify verarbeitbares Material an, das Entwicklern die Realisierung dreidimensionaler RF-Elemente mit bestimmten Impedanzen ermöglicht.

PPS – beschichtete Platinen und Assemblies

Silberbeschichtungen sind spätestens seit der Coronakrise zur Vermeidung von Keimansammlungen relevant. PPS bietet sowohl Beschichtungsgeräte als auch Beschichtungsdienstleistungen an und ist nicht nur auf Silberhaltiges beschränkt.

Interessant war im Hintergrundgespräch die Kostenerklärung – der Gutteil der Kosten entsteht normalerweise nicht durch das eigentliche Beschichten, sondern durch das in Handarbeit erfolgende Aussparen von Teilen der Platine, die nicht beschichtet werden dürfen (Kontaktfinger, Sensoren etc).

Inolux – WS2812 in exotischen Formfaktoren

WS2812B-Smart-LEDs – auch unter dem Adafruit-Handelsnamen NeoPixel bekannt – sparen dem Designer den Tanz mit LED-Controller und Co. Leider sind die meisten WS2812B-Dioden vergleichsweise wenig ansehnlich und weisen einen dicken Rahmen auf (hier am Beispiel der – bei geringem Preis sehr energieeffizienten – Harvatek de Shenzhen).

Inolux zeigte auf der Electronica eine Gruppe neuer Produktfamilien, die entweder Side View-fähig sind, oder aber ohne Carrier auskommen und so eine in Modeanwendungen relevante “reinere” Optik bieten.

Hammond – diverse neue Gehäuse, Bohrdienstleistungen

Der Formgehäuseanbieter Hammond erweitert seine Produktpalette um diverse neue Familien. Neben neuen wasserfesten Gehäusen mit verschiedenen Befestigungsvarianten gibt es auch eine Serie, die für “control pendants” vorgesehen ist und mit einem Kabelschutz ausgeliefert wird.

Außerdem bietet Hammond nun einen Customizing-Service an, der die Gehäuse bei Bedarf bedruckt und bebohrt.

Kostenlose Süßigkeiten am Stand von ElectronicsSourcing

Für Freunde der kostenfreien Verpflegung ist nicht nur der Stand von OEMSecrets, sondern auch der Stand von Electronics Specifier interessant – dort gibt es gegen einen Scan des Badges diverses Gummizeugs kostenlos.

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Electronica 2022 – Tag 1, Messtechnik

Nach einem coronabedingten Ausfall startet die Messe München eine neue Auflage der electronica. Für Freunde der Metrologie gab es auch dieses Jahr einige interessante Neuerungen – hier ein kleiner Nachrichtenüberblick. Klar ist schon im Einstieg, dass der Trend zu Special Interest-Messgeraeten geht.

Grossbildschirm als Trumpf

Arbiträre Wellenformgeneratoren – insbesondere jene chinesischer Provinienz – neigen zu immer kleineren Baugrößen. Dies geht logischerweise mit kleineren Bildschirmen einher. UNI-T geht mit dem UTG9504 nun den engegengesetzten Weg – der 500 MHz schnelle Genererator weist eine Bandbreite von 2.5GSPS auf, und hat einen großen Touchscreen.

Am Stand von KeySight ging man im Bereich der LCR-Meter einen ähnlichen Weg – die Abbildung zeigt das E4982A.

Pendulum — CNT104 mit Farbdisplay lanciert

Nach HP / Agilent / Keysights Ausstieg aus dem Markt der Modulationsdomänenanalysatoren hat das polnische Unternehmen Pendulum Instruments den Markt quasi für sich allein. Der auf der Amper (siehe https://www.mikrocontroller.net/topic/537135) angekündigte Farb-”MDO” ist nun um rund 10000 EUR erhältlich.

Ob dem Bedürfnis, den 26GHz-7ps-Zähler im selben Format wie seinen Vorgänger zu halten, geriet der Touchscreen unbequem klein – ob der Entscheidung gegen einen resistiven Touchscreen sind kleine Symbole nur sehr schwer anklickbar.
Pendulum kompensiert dies durch einen Ethernetanschluss auf der Rückseite, der einen VNC-Server exponiert (!!!). Außerdem arbeitet man an einem preiswerteren Low-End-Modell.

Active Technologies – neue ArbRider-Wellenformgeneratoren mit 5V-Fähigkeit

Active Technologies – besser bekannt als LeCroy sein Wellenformgeneratorbauer – zeigten auf der Electronica zwei neue Produkte. Der AWG5000 ist dabei mit 16 bit Auflösung sofort erhältlich, während der AWG7000 derzeit nur eine Vorankündigung ist.

Interessant an beiden Modellen ist, dass ihre Ausgänge – bei voller Bandbreite – den Bereich von 0V bis 5V abdecken – Generatoren anderer Anbieter sind hier im Allgemeinen enger dimensioniert.

erfi – Laborgeräte mit Sprach- und Gestensteuerung

Der Labormöbelspezialist erfi bietet mit elneos six eine Reihe von Einbau- und Standalone-Geräten an, die auf Sprachsteuerung optimiert sind. Neben Netzgeräten (AC und DC) sowie Voltmetern gibt es in der Serie auch einen Funktionsgenerator.

Der rundliche Torus auf der Vorderseite ist dabei übrigens Teil des Eingabesystems – er realisiert eine Art “Drehgeber”, der im Stil der in den ersten iPods verbauten Klickrädern die Steuerung der Messtechnik erlaubt.

Kampf der Inspektionsmikroskope – billiger vs smart

Wer viel SMD lötet, freut sich über ein gutes Mikroskop. Vision Engineering – die Briten stehen hinter dem Stereomikroskop Mantis – bieten seit einiger Zeit vor Allem videobasierte Mikroskope an. Neu ist auf der Electronica eine Preissenkung, die neue Einstiegsklasse kostet rund 2500EUR.

Videobasierte Mikroskope bieten die Möglichkeit komfortsteigernder Funktionen. Ash bietet – ab etwa 5500 EUR – ein Videosystem an, das sich auf die Dokumentation spezialisiert hat. Neben Bemassung gibt es ein Feature zum Einzeichnen von Beschreibungen, die Screenshots lassen sich exportieren.

Programmierbare Analysefunktionen in Messgeräten

Anbieter von Messgeräten kämpfen seit jeher durch das Anbieten immer leistungsstärkerer Analysefunktionen. Rohde und Schwarz bieten in ihrem neuesten Oszilloskop Entwicklern die Möglichkeit, in Python gehaltene Logiken zur Analyse der erbeuteten Wellenformen heranzuziehen.
Das österreichische Unternehmen DEWETRON bietet an sich Datenerfassungsgeräte an, als Werbe-Vehikel setzt man auf eine als OXYGEN bezeichnete Software. Diese bringt ein in C++ und Python programmierbares SDK mit, über das Nutzer ebenfalls eigene Analyselogiken einbinden dürfen.

Zu guter Letzt bietet Keysight das hauseigene MSO3xxx-Oszilloskop in einer neuen Variante an. Der hauseigene ASIC wird hier mit Softwarefunktionen ausgestattet, die normalerweise nur in den höherpreisigen Varianten zur Verfügung stehen.

Kabel- und PCIe-Linktester als dedizierte Messgeräte

Immer schnellere Interfaces stellen Anprüche an das Design der physischen Links. LeCroy begegnet diesem Trend mit dem in der Abbildung gezeigten Kabeltester, der vor Allem auf die Bedürfnisse von USB- und HDMI-Kabeln aller Herren Arten optimiert ist.

Der Danaher-Konzern bietet in seiner Marke Tektronix ein ähnliches Gerät an, das auf die Analyse von PCIe-Links optimiert ist. Einen Precompliance-Check einer mit vier Lanes aufgebauten Verbindung schafft das Gerät dabei in gut sieben Minuten.

SUIN – Multimeter, Netzgeräte, Funktionsgeneratoren abseits der “Big Three”

Mit Suin Instruments (http://suintest.com/) wagt ein in China seit vielen Jahren nicht unerfolgreiches Unternehmen den Sprung nach Europa. Am Stand auf der Electronica zeigte man eine durchaus umfangreiche Produktpalette, die alles abseits von Oszilloskop und Spektralanalysator umfasste.

Messgeräte der Leistungselektronik

Elektromobilität und Co sorgen für immer höhere Ansprüche an Messgeräte. Im Hause BK Precision bietet man nun einen neuen Batterieanalysator an, der – im Zusammenspiel mit Software – die Ermittlung von Akkumulatorkennlinien erlaubt.

GW Instek gehen einen ähnlichen Weg – der Gutteil der Neuankündigungen dreht sich ebenfalls um Energieversorgung aller Arten.

Iwatsu – Fokus auf Curve Tracing, Achtkanäler für Datenerfassung

Iwatsu – die Japaner waren einst für ihre Oszilloskope bekannt – zeigen auf der Electronica ihr in Eigenregie entwickeltes Achtkanaloszilloskop.

Der Fokus liegt heute allerdings anderswo – der Gutteil der Standfläche war mit verschiedenen Geräten zur Erfassung von Halbleitercharakteristiken belegt.

Rohde und Schwarz, Siglent – neue RF-Messtechnik

Am Stand von Rohde und Schwarz zeigte man einen neuen RSA, der eine FFT-Echtzeitbandbreite von 1GHz erreicht.

Siglent demonstrierte einen Spektralanalysator mit einer Grenzfrequenz von 26GHz. Nett war hier vor Allem die Demo – eine mit hauseigenen RF-Generatoren realisierte RF-Quelle sendete Wellen über eine PCB-Antenne, die danach am SA aufschienen. Durch geschickte Selbst-Positionierung konnten die Kongressteilnehmer die Strecke abschwächen.

PicoScope 7 fast final

PicoTech haben die Arbeiten an ihrer neuesten Softwarevariante beinahe finalisiert. Die Auslieferung der finalen Version von PicoScope 7 steht laut den Standmitarbeitern “innert der nächsten acht Wochen” ins Haus.

Noch mehr kostenloses Bier!

OEMSecrets schenkt auch diesen Tag kostenloses Bier aus – wer beim Bier trinken Geld sparen möchte, ist mit einem Besuch am OEMSecrets-Stand gut beraten.

Der Newsaffe ist heute abermals auf der Messe und freut sich über weitere Treffen. Wichtig: das Humidor ist heute nicht dabei – Nichtrauchertag.

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Neue Bauteile: SMD-Lautsprecher, augenähnliche Fotodiode und mehr

Stunden vor der Electronica ist es nochmals an der Zeit, einen Rundblick auf den Bauteilmarkt zu werfen. Neben diversen Neuankündigungen gibt es auch Neuigkeiten von Richard Kaussler – der Doyen der Halbleiterdekapitation stellt seine Inhalte ab Sofort unter Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC 4.0.

OSRAM – Photodiode mit menschenaugenähnlicher Empfindlichkeitskurve

Photodioden liefern ein “Integral aller eingehenden Photonen” – aus der Logik folgt, dass es nicht möglich ist, aus diesem Signal Informationen über die spektrale Verteilung des eingehenden Lichts (lies: Farben etc) zu ermitteln. Wer Photodioden zur “Helligkeitserkennung” einsetzt, braucht dies in vielen Fällen nicht – wünschenswerter wäre es, wenn die Diode eine dem menschlichen Auge ähnliche Charakteristik aufweist. OSRAM realisiert dies nun in der SFH 2240 A01.

(Bildquelle: OSRAM)

Die in Hunderterstückzahlen gute 70 Cent pro Stück kostende Diode liegt in einem SMD-Gehäuse vor, und verhält sich sonst so, wie man es von einer Diode erwartet – der Vorteil liegt lediglich in der dem menschlichen Auge angepassten Empfindlichkeitskurve.

PUI Audio: diverse SMD-Lautsprecher

Insbesondere in Volumensanwendungen fallen die Kosten für die Assemblage ins Budget – das manuelle Anstecken und/oder Einlöten eines Lautsprechers liesse sich einsparen, wenn der Pick and Place-Automat die Komponente direkt platziert.
Damit ist die Existenzgrundlage der neuen Produkte aus der SMS-Serie von PUI Audio hinreichend beschrieben: es sind entweder 0.5 Watt oder 1 Watt Leistung liefernde Lautsprecher, die per SMD montierbar sind und eine Impedanz von 30 Ohm aufweisen. Einige davon bieten einen erweiterten Temperaturbereich – allgemein gilt aber, dass der Arbeitsbereich meist nur von 800Hz bis 10000Hz reicht. Außerdem kosten die Teile in Hunderterstückzahlen ab 5EUR aufwärts, was das Erreichen des Break Even-Punkts nicht unbedingt erleichtert.

PUI Audio: wasserfeste Lautsprecher in AS-Serie

Konventioneller – also mit einer Impedanz von 4 Ohm – kommt die AS-Serie des gleichen Herstellers zum Entwickler. Wichtigstes Argument für die Serie ist die Zertifikation gemäß IP 65.

TI – Shunt-Messverstärker mit leistungsstarker galvanischer Trennung

Shunts sitzen oft in Bereichen, wo galvanische Trennung zum Rest der Auswertungslogik zumindest wünschenswert ist. Sofern ihre Applikation mit einem Eingangsbereich von +/- 250 mV zurecht kommt, schickt TI mit dem AMC1400-Q1 ein passendes Bauteil ins Rennen.

(Bildquelle: TI)

Im Allgemeinen liefert der AMC1400 dabei, was man von ihm erwartet. Die galvanische Trennbarriere hält 60 Sekunden lang 7500V stand, und ist nach diversen Standards des Automotivebereichs zertifiziert – haarig ist nur, dass sich TI das Bauteil auch in Hunderterstückzahlen mit gut 10EUR pro Bauteil bezahlen lässt.

TDK – MEMS-Mikrophon mit zur Bestückungsseite zeigendem Eingang

11. Die meisten MEMS-Mikrophone haben ihren Eingang auf der “Oberseite” – wer die Tonaufnahme lieber auf der Unterseite haben möchte, bekommt von TDK mit T5837 und T5838 Abhilfe. Die beiden Bauteile unterscheiden sich vor Allem im Bereich der Empfindlichkeit, als Ausgabeformat setzen alle auf PDM. Da sich die Bauteile in Hunderterstückzahlen (1.8 vs 1.75 EUR) nur minimal unterscheiden, muss man die Entscheidung für das weniger empfindliche Bauteil überlegen.

Microchip – AVR**DD-Achtbitter mit 5V-Fähigkeit

Das Feld neuer 5V-Mikrocontroller überließen die diversen Hersteller lange Zeit NuvoTon – mit der AVR**DD-Serie, die nun zu den Distributoren kommt, bietet MicroChip einen neuen Achtbitter für diesen Spannungsbereich an.
Innovativ ist an diesen Bauteilen vor allem die Multi-Voltage I/O (MVIO)-Funktion. Sie realisiert einen digitalen Port, der – wie in der Abbildung gezeigt – in einem seperaten Spannungsbereich leben kann.

(Bildquelle: Microchip, via https://www.microchip.com/en-us/products/microcontrollers-and-microprocessors/8-bit-mcus/core-independent-and-analog-peripherals/system-flexibility/mvio)

Sonst sind die Bauteile mehr oder weniger normale AVRs – die Abbildung dekodiert die verschiedenen Offerte.

(Bildquelle: Microchip)

FTDI FT232RN – FT232-USB-UART mit Taktausgang

FTDIs FT232-Serie enthält seit jeher einen integrierten Oszillator. Mit der Chipvariante RN bieten die Schotten nun eine neue Version des Chips an, die diesen Takt auch zur Versorgung anderer Chips nutzbar macht.

(Bildquelle)

Zum Exponieren der Taktsignale setzt FTDI dabei – wie üblich – auf die frei programmierbaren C BUS-Signale, die nun auf Wunsch auch die folgende Funktion aufweisen:

1CLK48 / CLK24 / CLK12 / CLK6 – 48MHz, 24MHz, 12MHz, and 6MHz clock output signal options

Richard Kaussler – Chipbilder ab Sofort unter CC

Wer Richard Kausslers unter https://www.richis-lab.de/ bereitstehende Webseite noch nicht kennt, muss sie sofort besuchen – dort finden sich (teilweise hoch detaillierte) Dekapitationsbilder verschiedenster Halbleiter. Ab Sofort sind diese unter der Creative Commons-Lizenz, was die Weiterverwendung erleichtert.

(Bildquelle: Autor)

Wichtig ist, dass die Nutzung ob der unter https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/deed.de en Detail beschriebenen Variante der Lizenz nur für nichtkommerzielle Zwecke erlaubt ist.

Richard Kaussler – hocheffiziente Laserdiode

Aufgrund mehrfacher Leserhinweise sei auf die unter https://www.richis-lab.de/Opto14.htm beschriebene Kyocera 910-00011-IT verwiesen – eine neuartige optoelektronische Lichtquelle, die – wie in der Abbildung gezeigt – wesentlich höhere Lichtmengen emittiert.

(Bildquelle: Richard Kaussler)

Laird Performance Materials Eccosorb JCS-Next – Isolator für 30-90GHz

Mit Eccosorb JCS-Next schickt das zur DuPont-Gruppe gehörende Unternehmen Laird Performance Materials ein Isolatormaterial ins Rennen, das sich auf die Abschirmung extrem hoher Frequenzen spezialisiert hat. Mit Preisen von bis zu 800EUR für eine 12 Zoll große Kachel ist das Material indes alles andere als preiswert.

(Bildquelle: Laird)

In eigener Sache – ab morgen Electronica

Ab Morgen berichtet der Newsaffe allabendlich von der Electronica. Wer sich vor Ort treffen möchte, soll per Kommentar Laut geben oder einfach zur OEMSecrets-Standparty kommen und nach dem Zigarrenraucher suchen. Wie in den letzten Jahren gibt es dort außerdem permanent – also während aller vier Messetage – unbegrenzt Freibier.

(Bildquelle: OEMSecrets)

Zuerst erschienen bei Mikrocontroller.net News

Quelle: Read More