X-Mwblocks: Breadboardalternative für Hochfrequenztechniker

Steckbretter bieten eine gute Möglichkeit, Schaltungen unkompliziert aufzubauen und ermöglichen so die schnelle Erprobung neuer Ideen. Für höhere Datenraten oder gar Hochfrequenzschaltungen sind diese jedoch aufgrund von parasitären Effekten und undefinierten Leitungsimpedanzen nicht geeignet – hier stellen X-Mwblocks eine interessante Alternative dar.

Spätestens im zweistelligen GHz-Bereich wird der Prototypenaufbau zunehmend aufwendig, man kommt in der Regel nicht um ein eigenes Layout und diverse Anpassnetzwerke herum. Mit steigender Frequenz kommen auch zusätzliche Hürden in Form spezieller benötigter Substrate und komplexer Aufbautechnik hinzu.

Der Trick bei dem System von X-Microwave besteht darin, dass auf Platinenabschnitten angebrachte Bauteile und Funktionsblöcke modulweise ohne große Impedanzsprünge durch spezielle Brücken miteinander verbunden werden können. Auf einer Metallplatte lassen sich so auch komplexere Schaltungen anordnen und vermessen. Für einen späteren Produktiveinsatz stehen zudem passende Gehäuse bereit.

X-Mwblocks gibt es bereits seit einigen Jahren, wobei durch stetiges Hinzufügen neuer Bauteile und Kooperationen mit Bauteilherstellern wie Mini Circuits, Analog Devices oder MACOM mittlerweile eine breite Produktpalette am Markt erhältlicher Komponenten über 60 GHz hinaus abgedeckt wird.

Diejenigen, die bereits Erfahrung in diesen Frequenzbereichen sammeln konnten, sollten die Preise für Module oder Startersets nicht sonderlich überraschen. Wer jedoch nicht über die nötigen Mittel für ein Set oder das benötigte Messequipment verfügt, dürfte sich darüber freuen, dass in Zusammenarbeit mit Keysight Technologies ein Simulator entstanden ist, welcher das Prinzip nachbildet. So lassen sich Schaltungen virtuell im Browser aufbauen und evaluieren, wobei eine kostenlose Registrierung notwendig ist.

Bild: Rossi, M.; Liberati, R.M.; Frasca, M.; Richardson, J. Experimental Implementation of a Low-Cost, Fully-Analog Self-Jamming Canceller for UHF RFID Devices. Electronics 2020, 9, 786.

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Alpha-Spektrometer für Soundkarte/Mikrophoneingang (DIY Particle Detector)

Hallo,

günstig zu bauende Halbleiterdetektoren zum Messen von Radioaktivität sind hier ja immer mal wieder diskutiert worden.
Hier findet ihr mein Projekt, wo es insbesondere darum geht das Ausgangssignal kompatibel mit Standard Audio/Mikrophoneingängen (16bit, 48 kHz) zu halten. Das ganze funktioniert gut genug um damit ohne teures Oszilloskop oder Vakuumpumpe charakteristische Alpha-Energiespektren aufzunehmen (siehe Bild).

Kurzes Einführungsvideo zum Projekt, die Tage vom CERN gepostet:
https://twitter.com/CERN/status/1260600298206302210

Hardware & Software auf Github: https://github.com/ozel/DIY_particle_detector
Wer mag, kann sich die Teile und das Board einfacher über Kitspace besorgen:
https://kitspace.org/boards/github.com/ozel/diy_particle_detector/alpha-spectrometer/.

Die Physik hinter diesen PIN Dioden in Bezug auf ionisierende Strahlung ist generell ja nicht besonders dokumentiert.
In einem paper habe ich deswegen mehrere PIN Dioden verglichen (ja, auch die beliebte BPW34) und beschreibe welche Teilchen man warum eigentlich messen kann (eher keine Gammastrahlung ;-):
https://www.mdpi.com/1424-8220/19/19/4264/htm

Grüsse aus Genf,
Oliver (ein alter Fan dieses Forums…)

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Das Innenleben von Transistoren und Operationsverstärkern

Wie sieht es im Inneren von Transistoren und Operationsverstärkern aus? Wer wie bei den meisten Digital-ICs nur einen rechteckigen Chip und ein paar Bonddrähte erwartet, der wird überrascht sein was sich gerade in älteren Halbleiterbauteilen finden lässt.

Richard Kaußler hat auf seiner Webseite hochauflösende Bilder von Leistungs-Transistoren und -Operationsverstärkern veröffentlicht, die einen interessanten Einblick in das Innenleben dieser Halbleiter geben. Darunter auch schon einige Aufnahmen, die von anderen Forumsteilnehmern zugesandte “Wunschbauteile” zeigen. Auch sehenswert sind Bilder in denen Transistoren zum Leuchten gebracht werden, und Vergleiche von echten und gefälschten Transistoren.

Foto: Richard Kaußler

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Index PnP: Pick and Place mit Feedern unter 500€

Bei Index PnP handelt es sich um ein Open-Source-Projekt welches den günstigen Aufbau eines Bestückungsautomaten auf Basis von OpenPnP ermöglicht, wobei der Entwicklungsprozess in einem Youtube-Kanal nachverfolgt werden kann.

Als Besonderheit gegenüber den meisten Systemen in dem Preisbereich kommen bei Index PnP motorisierte Feeder zum Einsatz, die Rollen mit Durchmessern zwischen 8 mm und 24 mm aufnehmen können und so für die meisten Bauteile geeignet sind. Der im Januar vorgestellte SimplePnP verzichtet etwa komplett auf eine Rollenaufnahme, andere Ansätze nutzen den Bestückungskopf zur mechanischen Weitergabe der Bauteile.

Derzeit befindet sich das Projekt zwar in einem nutzbaren aber noch sehr frühen Entwicklungsstadium. Neben kleinen Verbesserungen und dem Einsatz von Kameramodulen zur Positionskontrolle sind weitere ambitionierte Features für die Zukunft geplant. So soll das Projekt noch um einen automatisierten Lötpastendispenser, Reflow und sogar AOI erweitert werden. Weitere Informationen zu Nachbau oder Partizipation finden sich auf Github, wobei auch auf Youtube regelmäßig über den Fortschritt des Projektes berichtet wird.

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LabView Community Edition kostenlos erhältlich

Seit ein paar Tagen ist LabView Community Edition für nichtkommerzielle Zwecke kostenlos erhältlich. Laut Hersteller National Instruments enthält diese Version alle in der Professional Edition von LabVIEW enthaltenen Funktionen, sowie das LINX-Toolkit zur Verwendung mit Raspberry Pi, BeagleBoard und Arduino, und
außerdem Zugriff auf das Web Module von LabVIEW NXG zur Erstellung webbasierter Anwendungen.

LabView ist eine seit 1986 verfügbare grafische Entwicklungsumgebung, die überwiegend für die Automatisierung und Auswertung von Messungen, aber auch für komplexere Regel- und Automatisierungsaufgaben genutzt wird.

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Raspberry Pi High Quality Camera verfügbar

Mit der heute vorgestellten Pi High Quality Camera wird nicht nur die Auflösung gegenüber den früheren Modellen verbessert, an den deutlich größeren Sensor können nun auch professionelle Objektive direkt adaptiert werden.

Die erste Version des Kameramoduls mit OmniVision OV5647-Sensor und einer Auflösung von 5 Megapixeln erschien bereits 2013, die überarbeitete Version mit einem 8-Megapixel Sony IMX219-Sensor folgte 2016. Hier kommt jeweils ein Modul mit fest verbautem Objektiv so wie auch bei Smartphones üblich zum Einsatz, wobei eine zusätzliche Option ohne IR-Filter als „Pi NoIR Camera“ erhältlich ist.

Die „High Quality“ Version kommt nun erstmals ohne integriertes Objektiv, wobei C- und CS-Mount Objektive direkt verwendet werden können. Adapter zu diversen Objektivreihen anderer Hersteller sind kostengünstig erhältlich, wodurch sich beispielsweise bereits vorhandene Objektive verwenden lassen. Auf möglicherweise elektronisch gesteuerte Funktionen muss natürlich verzichtet werden, ebenso sollte der unterschiedliche Bildwinkel durch die Adaptierung beachtet werden.

Der verwendete Sony-Sensor IMX477 mit rückwärtiger Belichtung verfügt über eine Auflösung von 12,3 Megapixeln und weist eine Diagonale von 7,9 mm auf. Damit wird die neue Version der Kamera auch für anspruchsvolle Aufgaben deutlich interessanter. Erhältlich ist die Kamera derzeit ab 54,50€ bei berrybase.de, welectron.de oder buyzero.de, wobei gegebenenfalls Kosten für das benötigte Zubehör hinzukommen.

Bild: Raspberry Pi Foundation

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PlatformIO: Zuwachs bei unterstützten Entwicklungsboards und RTOS

Die Open-Source-Entwicklungsumgebung PlatformIO erlaubt den schnellen Einstieg in die Entwicklung eingebetteter Systeme, wobei auf wichtige Features wie Debugging oder Versionsverwaltung nicht verzichtet werden muss. Im Vergleich zu der deutlich bekannteren Arduino-IDE wird eine Vielzahl an Controllern und Entwicklungsboards diverser Hersteller unterstützt.

PlatformIO nennt als größten Vorteil des Projekts die Möglichkeit eine breite Unterstützung für mehrere Plattformen zu realisieren, ohne dass sich Nutzer um die Installation, Einrichtung und Verwaltung mehrerer Entwicklungsumgebungen kümmern müssen. Auch die Zusammenarbeit mehrerer Entwickler unabhängig von den verwendeten Betriebssystemen wird ermöglicht.

Hierzu werden für jedes Projekt wichtige Informationen über die verwendete Hardware in einer Konfigurationsdatei hinterlegt, PlatformIO übernimmt dann die plattformspezifische Einrichtung im Hintergrund. So kann stets in bekannter Umgebung entwickelt werden. Heute wurde neben der Unterstützung diverser NXP i.MX-Boards auch die Nutzungsmöglichkeit von Zephyr und mbed bekannt gegeben. Damit werden mittlerweile 35 Plattformen und 806 Boards unterstützt, wobei zahlreiche Beispiele und Bibliotheken hinzukommen.

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Virtuelle Messe: Embedded To Go startet am 1. April

Diverse Veranstaltungen können derzeit nur im virtuellen Raum stattfinden. Mit der Embedded ’To Go’ schafft Arrow auf eben diesem Weg eine Plattform für Hersteller und Entwickler, um sich auszutauschen und über Produktneuerungen informieren zu können.

Dazu gibt es diverse Webseminare, Chaträume und Produktvorführungen. Thematisch wird eine große Bandbreite im Bereich eingebetteter Systeme geboten. Vertreten sind vor allem die Schwergewichte der Branche wie unter anderem ARM, Intel, STMicroelectronics und Analog Devices.

Drei Tage lang finden so ab morgen Vorträge zu neuen Produkten und interessanten Themen rund Entwicklungsaufgaben statt. Für einen direkten Austausch wurde eine Chatfunktion geschaffen, um möglichst nahe an die Möglichkeiten einer echten Messe heranzukommen. Eine vollständige Agenda mit Auflistung der behandelten Themen findet sich auf der Webseite.

Für die Teilnahme ist eine kostenlose Registrierung nötig, wobei eine Firma und eine zugehörige Mailadresse zur Registrierung genannt werden müssen. Zusätzlich werden insgesamt 3000 Entwicklungsboards vergeben, hierzu können auf einer weiteren Registrierungsseite das gewünschte Board ausgewählt und das geplante Projekt beschrieben werden.

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Daisy: Eingebettete Plattform für Audioprojekte

Einplatinencomputer ermöglichen die schnelle und vergleichsweise einfache Realisierung auch aufwendiger Projekte auf Basis bestehender Hardwareplattformen. Dieses Konzept möchte Electrosmith mit Daisy nun auf den Audiobereich übertragen.

Mittlerweile gibt es einige interessante Projekte, die als Grundlage für anspruchsvolle Audiokreationen dienen können. So lassen sich mit freeDSP Anwendungen im Sinne eines klassischen Audio-DSPs realisieren. Andere Projekte wie etwa CTAG face2|4 bieten deutlich mehr Freiheitsgrade, benötigen aber einen zusätzlichen Einplatinencomputer.

Daisy bietet hier als integrierte Alternative hohe Flexibilität in kompakter Bauform und kann universell eingesetzt werden. Auf der Breadboard-kompatiblen Platine befindet sich neben einem STM32 mit ARM Cortex-M7 und 64MB SDRAM ein 24-bit 192kHz Audio-Codec von AKM. Damit lassen sich Projekte mit Stereosignalen ohne zusätzliche Hardware realisieren, wobei weitere Kanäle per TDM, I2S, PDM, oder S/PDIF hinzugefügt werden können. Zusätzlich stehen dem Nutzer 32 GPIOs zur Verfügung, Standardprotokolle wie SPI, I2C, UART oder PWM sind ebenfalls implementiert.

Angesteuert wird Daisy über USB, wobei die Platine im eigenständigen Betrieb über eine Spannungsversorgung zwischen 4 V und 17 V betrieben werden kann. Zur Programmierung sollen neben Bibliotheken auch Beispielprogramme für Arduino, FAUST und MicroPython bereitgestellt werden. Alternativ kann mit Pure Data oder Max/MSP generierter Code eingespielt werden, was die grafische Programmierung der Plattform ermöglicht.

Neben dem Modul selbst, das für 29 USD über Kickstarter bezogen werden kann, stehen bereits diverse vorgefertigte Module, wie etwa ein Breakoutboard, ein Gitarrenpedal oder ein Synthesizerbedienfeld zur Verfügung.

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„FOSDEM 2020“ startet morgen

Auch dieses Jahr startet die FOSDEM am ersten Februarwochenende in Brüssel. Bei dem zweitägigen Event gibt es insgesamt 854 Vorträge, Workshops und Diskussionen zu diversen Open Source Projekten. Natürlich werden die Vorträge auch dieses Jahr wieder live übertragen.

Vertreten sind unter anderem Entwickler diverser Projekte, die Einblicke in die Entwicklungsarbeit geben oder Ergebnisse vorstellen. Die Spanne ist dabei wie bisher immens, so reicht die Bandbreite von Vorträgen zu diversen Programmiersprachen über Software Defined Radio hin zu Themen wie RISC-V oder Quantencomputern.

Um hier den Überblick behalten zu können, erfolgt eine Unterteilung der meisten Events neben den „Main Tracks“ in sogenannten Devrooms, die von den jeweiligen Projektverantwortlichen selbst organisiert werden. So gibt es beispielsweise 19 Vorträge zu Open Source CAD-Tools wie KiCAD oder FreeCAD. Eine kleine Auswahl interessanter Devrooms soll im Folgenden vorgestellt werden, wobei auch eine Gesamtübersicht verfügbar ist:

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