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Nº 423 • NOVIEMBRENº 423 • NOVIEMBRENº 423 • NOVIEMBRENº 423 • NOVIEMBRENº 423 • NOVIEMBRENº 423 • NOVIEMBRE 10 10 10 España: 19España: 19España: 19España: 19€ - Extranjero: 27 - Extranjero: 27 - Extranjero: 27€ € - CETISA EDITORES- CETISA EDITORES- CETISA EDITORES- CETISA EDITORES

COMUNICACIONES.Sistema de teleasistencia domiciliaria

ELECTRÓNICADE POTENCIA.Incremento energético por equilibrado de celdas activo

COMPONENTES.Medida de corriente y tensión en pequeños aerogeneradores

DOSSIER.Optoelectrónica

Sensórica.- Ayudando a jugar- Medida de parámetroscardiorrespiratorios en un pie- Internet de los sensores

Vuelta a las andadasn cuanto ha empezado a consolidarse la recuperación del mercado mundial de semiconductores han surgido los problemas de suminis-tro ya conocidos y la temible “allocation”. Las consecuencias: plazos de entrega más prolongados, encarecimiento de los productos e incertidumbre en general.

Nada nuevo en apariencia, pero la dinámica del mercado se ha vuelto tan espasmódica que los ciclos de crecimiento apenas dan respiro a unos compradores que tras sufrir una crítica caída de las ventas atraviesan nuevos problemas para obtener los productos que necesitan en sus desarrollos. Esto ha llevado a su vez la picaresca de duplicar pedidos con el fi n de asegurar la recepción de pedidos, lo cual complica las cosas a los proveedores, puesto que se falsea el volumen de la cartera de pedidos, y la elaboración de previsiones para el mercado en su conjunto.

Estas previsiones, dicho sea de paso, se están viendo moderadas a la baja en las últimas semanas puesto que existen dudas sobre la solidez de una demanda que en parte se ha generado para cubrir el fuerte parón de la crisis. También se está constatando un fuerte adelanto de pedidos, incluso para todo el año 2011, especialmente en segmentos como la Optoelectrónica. En este ámbito, y según fuentes del sector, las aplicaciones más novedosas como la señaliza-ción e iluminación son las que mejor ha soportado la debacle de los años anteriores, especialmente en proyectos del sector privado. No se puede decir lo mismo de las inversiones públicas, que se están viendo frenadas por la propia crisis y la insistencia en frenar el défi cit público a base de recortar las inversiones.

El menor compromiso de las AA.PP. hacia el fomento de la inves-tigación y el desarrollo tecnológico se ha visto confi rmado por las cifras que hace unos días se presentaron por parte del INE (Instituto Nacional de Estadística) en la Fundación Cotec, y que demuestran un preocupante cambio de tendencia en 2009 que resulta totalmente incompatible con el ansiado cambio de modelo propugnado desde el propio Gobierno. Esta variación a la baja, la primera en 15 años, se constata también en el sector electrónico si bien lo más preocupante es el montante total, que apenas supera los 200 millones de euros en un apartado que agrupa a los “Productos informáticos, electrónicos y ópticos”. Ante cifras tan modestas, todo lo que no sea crecer con dos dígitos y durante un largo período, una auténtica quimera en los tiempos que corren, será un inmenso brindis al sol.

mundo

Premio Excelencia ala Comunicación 2006

Col.legi d’EnginyersTècnics deTelecomunicacions

(COETTC)

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EDITORIAL

Mundo Electrónico | NOV 10

www.mundo-electronico.com

EDITOR ÁREA ELECTRÓNICA: Eugenio Rey [[email protected]] DIRECTOR: Sergio Lorenzi [[email protected]]

COLABORADOR: Juan José Salgado REDACTOR: David García Vazquez

MAQUETACIÓN: Rafael Cardona [[email protected]]

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Publicidad InternacionalSergio Lorenzi [[email protected]]

MódulosSusana Al Bitar [[email protected]]

Coordinadora PublicidadIsabel Palomar [[email protected]]

SUSCRIPCIONESIngrid Torné e Elisabeth Díez[[email protected]]

CONSEJO ASESOR JOSÉ LUIS ADANERO, JOSÉ CABALLERO ARTIGAS, ANDRÉS CAMPOS, ERNESTO CRUSELLES, EDMUNDO FERNÁNDEZ, PERE FITER, JESÚS GARCÍA TOMÁS, FRANCISCO J. HERRERA GÁLVEZ, GABRIEL JUNYENT, EMILIO LERA, FRANCISCO J.LÓPEZ HERRERO, MANUEL LÓPEZ-AMO SAINZ, JOSE MIGUEL LÓPEZ-HIGUERA, EDELMIRO LÓPEZ PÉREZ, CARLES MARTÍN BADELL, SALVADOR MARTÍNEZ, JOSÉ A. MARTÍN-PEREDA, MIGUEL DE OYARZÁBAL, RAMÓN PALLÀS, JUAN JOSÉ PERÉZ, RAFAEL PINDADO, JAVIER DE PRADA, VALENTÍN RODRÍGUEZ, SERGIO RUIZ-MORENO, JOSÉ M.SÁNCHEZ PENA, FRANCISCO SERRA, JOSÉ LUIS TEJERINA, PEDRO VICENTE DEL FRAILE, CARLOS VIVAS, JOSEBA ZUBIA.

Edita:

Director General: Antonio Piqué MoratóDirectora Delegación de Cataluña: María Cruz ÁlvarezEditora Jefe: Patricia Rial

OFICINAS:Administración: Avda Manoteras, 44 - 28050 MADRID Tel 91 297 20 00 - Fax 91 297 21 52Redacción: Enric Granados, 7 - 08007 BARCELONA Tel 93 243 10 40 - Fax 93 349 23 50

CORRESPONSALESValencia: J. ESPÍ, [José[email protected]] Dpto. Ingeniería Electrónica. - Escuela Técnica Superior de Ingenieria. - Universitat de Valencia, Campus de Burjassot. - C/ Dr. Moliner, 50. - 46100 BurjassotArgentina: ERNESTO FEDERICO TREO [[email protected]] NATALIA M. LÓPEZ CELANI [[email protected]]

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03 EditorialVuelta a las andadas

06 ActualidadEuropa aumenta su producción de componentes electrónicos - Asia sobrepasa a Europa y Japón en consumo de software EDA - Análisis de integridad de señal en redes con SPARQ de LeCroy - LabVIEW 2010 mejora en un 20% el tiempo de ejecución y optimiza la integración en FPGA - National Semiconductor anuncia un circuito de comunicaciones con 8 canales de T/R - La banda ancha sigue su camino ascendente con FTTH y VDSL

20 OpiniónLa presidencia belga de la UE acelera los avances de RoHS y RAEEpor Gary Nevison

22 Dossier: OptoelectrónicaLa optoelectrónica abre nuevos campos de negociopor David García Vázquez

24 Tendencias

Comunicaciones. Sistema de teleasistencia domiciliaria por A. Hidalgo, S. Casans, A.E. Navarro, D. Ramírez y J. Sánchez

Electrónica de Potencia. Incremento energético por equilibrado de celdas activo por Simon Wen y Matthew Borne

Componentes. Medida de corriente y tensión en pequeños aerogeneradores por Hong Lei Chen

Diseño. Contadores inteligentes de próxima generación por Francesco Sinacori

46 SensóricaAyudando a jugar - Medida de parámetros cardiorrespiratorios en un solo pie - Internet de los sensores

50 Productos y serviciosLa solución: Osciloscopios digitales y mixtos de Tektronix

56 AgendaElectronica 2010

58 Índices y avance

RC MICROELECTRÓNICAwww.rcmicro.es

La portada


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NOV 10 | Mundo Electrónico

EMPRESAS

actualidad

Poco a poco recupera los niveles de 2008

Europa aumenta su producción de componentes electrónicos Después de una espectacular caí-da en la producción de componentes electrónicos durante 2009, Europa re-cupera lentamente los niveles alcan-zados en 2008. No obstante, durante el presente ejercicio, y según el estu-dio “El futuro de la industria electróni-ca europea” realizado por la firma Dé-cision, empresa dedicada al análisis de mercados, la producción de este sector en el continente tuvo una mo-desta subida del 1,5%; y es que, du-rante el ejercicio anterior, este índice se contrajo un 13,9%.En dicho informe, donde se analiza el futuro del sector para el lustro com-prendido entre los años 2009 y 2014, se indica que el valor total de los pro-ductos electrónicos producidos en Europa es de 217.000 M€; lo que equivale a un 19% de los 1,1 B€ de la producción mundial. Durante el lustro analizado en el informe de Décision, se prevé un promedio de crecimien-to anual del 2,5%. De esta manera, Europa continúa siendo el segundo productor mundial, sólo superado por China, que en el presente año produ-cirá equipos electrónicos por un valor de 336.000 M€.En cuanto a la producción por secto-res, a escala mundial se reparte a par-

tes iguales entre los equipos de con-sumo (PC, televisores, móviles, etc.) y los destinados a fines profesiona-les (defensa, seguridad, automoción, etc.). Europa, por su parte, no produ-ce con la misma equidad. Y es que, tras la crisis de 2001, el nivel de pro-ducción de equipos de consumo eu-ropeos descendió hasta alcanzar el 11% de la producción mundial; mien-tras que el de equipos profesionales se coloca en el 28% del total.

MENOR CRECIMIENTOA LA VISTAEn los próximos años, Europa perderá terreno respecto a otras regiones de-sarrolladas del mundo. EE.UU. expe-rimentará un crecimiento más rápido que el europeo gracias a la flexibilidad laboral y de su capacidad de respon-der rápidamente a la demanda, con lo que conseguirá un crecimiento del 2,9% anual de promedio durante los cuatro años venideros. Por otra parte, las previsiones de Décision prevén que el porcentaje de producción mun-dial de Europa pasará del 19% del año 2010 al 17% prevista para 2014. Se-gún estas estimaciones, China absor-berá esta porción de la producción co-mo ya hizo en 2001.

Peligra el liderazgo de Intelcomo mayor fabricante de CI Según las expectativas para los próximos cinco años de la empresa IC Insights, dedicada al estudio de mer-cado, y presentadas en el informe McClean, Samsung superará a Intel en la fabricación de semiconductores antes de acabar la primera mitad de esta década. No en vano, Samsung ha visto aumentar un 13,5% sus ingre-sos anualmente durante los últimos 10 años, mientras que los de Intel lo han hecho con un promedio del 3,4% durante el mismo período.El mayor crecimiento de Samsung ha tenido como protagonista las memo-rias DRAM y flash, aunque también ha visto aumentar la venta de micro-controladores, procesadores para te-léfonos móviles y sistemas portátiles, así como servicios de fabricación de semiconductores. Para revertir la si-tuación, Intel, líder indiscutible gracias

a los procesadores para PC, está am-pliando su mercado a teléfonos móvi-les con un chip de bajo coste.

PUNTOS DE FRICCIÓNDurante las dos últimas décadas, las dos gigantes de la fabricación han co-existido sin competir entre sí. Esta si-tuación se revierte y los dos buscan su porción en todos los mercados, crean-do puntos de fricción como las memo-rias NAND o los procesadores basados en núcleos con licencia de ARM.El pronóstico de IC Insights se basa en la reducción de la diferencia proporcio-nal entre Intel y Samsung y toma co-mo referencia el año 1998, en el que la facturación de la compañía norteame-ricana quintuplicó a la registrada por la coreana. Durante el primer semestre de 2010 Samsung sólo vendió el 27% menos que su competidora.

RS Components creasu propia líneade productos

RS Components ha creado su pro-pia gama de productos, denominada RS Essentials y diseñada para propor-cionar una mayor reducción de coste sin que ello afecte a la calidad. La nue-va gama incluirá una oferta de 30.000 productos en electrónica que incluyen desde condensadores y diodos, hasta LED, limpiadores de pantallas o herra-mientas de mano. Los proveedores se determinarán en función de las nece-sidades y, una vez localizados, se ase-gurará la calidad y el ajuste a las espe-cificaciones, así como el cumplimien-to de las regulaciones y normativas, en particular los productos estarán homo-logados RoHS.

Agilent se alía con el Harvard Wyss Institute

Colaboración europea para desarrollar LED Un grupo de 22 empresas euro-peas e instituciones académicas han decidido unir esfuerzos en el denomi-nado proyecto Consumerizing Solid-State Lighting (CSSL), patrocinado en parte por la Unión Europea y paí-ses de la UE. El proyecto CSSL tiene como objetivo el desarrollo tecnoló-gico, la detección de aplicaciones de relieve y nuevos enfoques de merca-do que permitan acelerar la disponi-bilidad comercial de lámparas LED de alta calidad a coste razonable. El proyecto abarca toda la cadena de va-lor de un LED que permita realizar un ecosistema de consumo de LED eu-ropeo.

Agilent Technologies y el Harvard Wyss Institute han firmado un acuer-do de colaboración destinado a pro-fundizar en el estudio de la influencia de las fuerzas físicas y de las propie-dades mecánicas de los tejidos vivos en el comportamiento celular que per-mita avanzar en el conocimiento de enfermedades como el cáncer. Los términos del acuerdo establecen que durante los años de vigencia de la co-laboración, expertos de Wyss en los ámbitos de la biología sintética y na-nomateriales programables ayuda-rán al fabricante de instrumentación a identificar nuevas aplicaciones de alto valor añadido en áreas como la inge-niería genómica y nanobiotecnología.

Pese a una leve caída trimestral

Asia sobrepasa a Europa y Japón en consumo de software EDA La región asiática ha logrado marcar otro hito en su camino hacia conver-tirse en la mayor consumidora de pro-ductos electrónicos tras superar a Eu-ropa y Japón en las compras de soft-ware de diseño (EDA). El segundo tri-mestre del año 2010 ha marcado unas ventas totales de 1.223 M$ según las estimaciones del consorcio EDAC, lo cual supone una caída secuencial de casi un 2% respecto al primer trimes-tre y un incremento del casi un 9% frente al mismo período de 2009.En lo que se refiere al promedio de la evolución, que se realiza teniendo en cuenta la evolución de los últimos cuatro trimestres respecto a los an-teriores, muestra un comportamien-to totalmente plano. Por regiones, en y en cuanto a aquellas regiones que han acaparado la mayor parte de las ventas de EDA hasta ahora (es decir, América, Europa y Japón), sólo han crecido durante el último año en tor-no a un porcentaje de un solo dígito, mientras que el incremento de la zona asiática se ha acercado al 42%. Ha si-do este importante avance el que ha provocado que la zona asiática sobre-pasara a las dos zonas mencionadas.En cuanto a ventas por segmentos, el software CAE (Computer Aided Engi-neering) supone el segmento mayor con unos 459 M$ en ventas en el se-

gundo trimestre del año, con un incre-mento del 2% con respecto al mismo periodo del año anterior. El software de diseño físico y verificación ha al-canzado 271 M$ con un crecimiento casi nulo y el mercado de placas de circuito impreso y módulos multichip (MCM) ha aportado 119 M$ con unas ventas que suponen un incremento superior al 12% respecto al año ante-rior.

AUMENTA LA DEMANDA DE IPLas ventas SIP (Semiconductor Inte-llectual Property) han totalizado 300 M$ en el periodo con un incremen-to del 35% respecto al año anterior y con una tendencia alcista en todos los marcadores. Finalmente, los servicios han facturado 74 M$ con una caída de casi un 5% con respecto al mismo tri-mestre del año 2009.Por regiones, la zona americana sigue manteniéndose como el mayor mer-cado con casi 517 M$ en ventas y un crecimiento del 1,5% con respecto al 2009, la zona EMEA ha facturado 242 M$ con un incremento del 6,5%; Ja-pón se ha situado en 215 M$ con una recesión del 1% y la zona APAC (Asia/Pacífico) ha logrado situar su mercado en 264 M$, con un incremento ya in-dicado de casi el 42% respecto al año anterior.

Europa quiere liderar el mercado de lámparas LED Un grupo formado por 22 compañías y centros de investigación europeos está colaborando en un proyecto co-mún denominado Consumerizing So-lid State Lighting (CSSL) que está par-cialmente financiado con fondos de la UE y de diferentes países de la Unión y tiene por objetivo el desarrollo de la tecnología y aplicaciones destinado a agilizar la demanda de lámparas LED de alta calidad que reemplacen la ilumi-nación tradicional en el hogar.El proyecto CSSL está dentro del ob-jetivo europeo de lograr una ilumina-ción con un consumo más reducido y dotar al mismo tiempo a esa ilumina-ción de controles y regulaciones ade-cuados para tal fin. El proyecto se es-tá enfocando específicamente en una serie de puntos clave entre los que se

incluyen las obleas de nitruro de galio sobre silicio (GaN-on-Si), que permiten reducir los costes de producción LED, así como en la compatibilización de la electrónica y la iluminación para redu-cir el número de componentes. Ade-más de en los avances tecnológicos, el equipo de trabajo también está explo-rando otras formas de acelerar la mi-gración hacia lámparas LED.Entre los miembros del grupo de traba-jo se encuentran centros de I+D euro-peos como TNO, M2i, CEA Leti, IMB-CNM (CSIC) & LEITAT, en colaboración con grupos de investigación de Cam-bridge University, Catania University & Czech Technical, y empresas como STMicroelectronics, NXP Semicon-ductors, KLA-Tencor (ICOS) y Legrand & Niko, entre otras.

4.000 M$ para procesadores móviles en 2014 Los avances en los procesadores móviles se centran en la integración de módems de banda base, GPU y proce-sadores multinúcleo. En paralelo con el incremento de dispositivos móviles, la consultora In-Stat ha señalado que el mercado de procesadores móviles alcanzará los 4.000 M$ en 2014.En estos momentos hay dos arquitec-turas que dominan el mercado de pro-cesadores: ARM y x86, que se centran en la parte baja y la alta del mercado de procesadores para móviles, res-pectivamente. Sin embargo, cada día aparecen más alternativas como es el caso de MIPS y SH que se centran en las aplicaciones destinadas a sistemas operativos específicos o en especiali-zarse en aplicaciones móviles.De cara al horizonte del 2014, In-Stat señala que alrededor del 75% de los procesadores móviles serán de tipo multinúcleo y, un porcentaje incluso superior, incluirá la banda base integra-da, aspecto este último fundamental como diferencia de los procesadores móviles durante los próximos años.

IDC mejora sus previsiones para2010 y 2011

La firma consultora IDC ha mejo-rado las previsiones del mercado de semiconductores para los años 2010 y 2011, de manera que en 2010 cre-cerá un 24% respecto al año anterior, mientras que en 2011 el avance se-rá del 9% respecto a este año. Las previsiones de IDC, en todo caso, se muestran bastante moderadas pues-to que otros análisis de mercado ha-blan de crecimientos para este año por encima del 35%.La posición de IDC es que los condi-cionantes macroeconómicos, como es el caso del paro, seguirá marcan-do la tendencia del consumo en los países desarrollados, por lo que la de-manda puede incrementarse pero de forma más moderada de lo que pre-vén otros analistas.Uno de los crecimientos más fuertes será el de terminales de telefonía mó-vil y de los circuitos de comunicacio-nes para dispositivos, en particular, aquellos que permiten la migración hasta el estándar IEEE-802.11n, en paralelo con la instalación de las infra-estructuras LTE por parte de los ope-radores.

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actualidad Mercado

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20 millones de unidades en 2011

PC de tableta al alza Empujado por las ventas del iPad de Apple, el merca-do mundial de TabletPC ha logrado marcar un importante crecimiento y, según la consultora Gartner, las previsiones son acabar el año con algo menos de 20 millones de uni-dades vendidas, para alcanzar 55 millones más el 2011 y sobrepasar los 208 millones en el año 2014. Gartner seña-la, no obstante, que gran parte de este crecimiento vendrá determinado por la canibalización del mercado de otros dispositivos como reproductores, sistemas de juegos o lectores de libros electrónicos.Al mismo tiempo, el incremento también se sostendrá en una caída de precios que, según la consultora, podría po-ner a estos dispositivos en un coste final inferior a los 300 euros en el plazo de dos años. La mayoría de los disposi-tivos incorporarán una pantalla de 7 pulgadas que entrará también en competencia con el mercado de teléfonos mó-viles inteligentes.Sin embargo, el objetivo no es sustituir ni a los ordenado-res portátiles ni a los teléfonos inteligentes, sino contar con un tercer elemento para el trabajo.

Se dispara la demanda de inversores solares Según las previsiones de la firma analista de mercados IMS Research, la capacidad de producción de los inverso-res de energía solar superará los 30 GW en 2010. No obs-tante, la demanda no aumentará en la misma proporción, lo que dará lugar a un exceso de producción de 2 GW en el cuarto trimestre del presente año. No obstante, los com-pradores, atenazados por el crecimiento del mercado ale-mán, realizaron una gran cantidad de pedidos dobles para asegurar sus compras. Actualmente la demanda de Ale-mania está descendiendo ya que se comienzan a cancelar los pedidos adicionales. Más allá del último trimestre de 2010, IMS Research prevé un paisaje sombrío par los fa-bricantes de inversores, y es que en caso de mantenerse la demanda actual, lo más probable es que el precio de es-tos dispositivos caiga en picado durante 2011.

Los vídeojuegos acaparan las ventas de giroscopios A pesar de la intención de introducir los giroscopios de tecnología MEMS en los teléfonos inteligentes en un futu-ro inmediato, por el momento estos dispositivos se des-tinan en su mayor parte a las vídeoconsolas. No en vano, de un total de 418.000 M$ que representa el mercado, el volumen destinado al sector de los videojuegos es de 162.000 M$. Con el fin de mejorar el reconocimiento del movimiento, las principales compañías de videoconsolas están desarrollando nuevos productos en los que estos dispositivos tendrán una fuerte presencia.De esta manera, Sony introdujo en septiembre pasado el Move, un controlador de juego que integra giroscopios de 2 ejes; en febrero del año próximo será Nintendo la que presente la 3DS.

Medida de parámetros S hasta 40 GHz

Análisis de integridad de señal en redes con SPARQ de LeCroy La serie de analizadores de red de in-tegridad de señal SPARQ realiza medi-das de parámetros S de hasta 40 GHz en hasta 4 puertos mediante la simple pulsación de una tecla y permitiendo la reducción en el coste de la medida en comparación con los analizadores de red vectoriales tradicionales.El SPARQ es un instrumento en el do-minio del tiempo que utiliza tecnología TDR/T con diferentes innovaciones propietarias del propio fabricante para la rápida adquisición tanto de señales en frecuencia como en el dominio del tiempo y permite el registro de pará-metros S que se almacena en ficheros que están perfectamente adaptados al software de simulación existente.

KIT DE CALIBRACIÓNLos nuevos modelos utilizan un kit de calibración OSLT interno a la unidad que permite la calibración y la medi-

da de forma automática sin necesidad de conexión a los estándares de cali-bración. El modelo 'E' incluye la cali-bración interna pero también permite realizar la calibración manual externa utilizando un kit de calibración exter-no.Los diferentes modelos incluyen to-das las herramientas de hardware y software requeridas para asegurar de forma fiable y repetitiva las medidas adecuadas en un amplio margen di-námico. Se pueden realizar medidas simples, diferenciales y de paráme-tros S en modo mezclado (amplitud y fase), así como ver los resultados en el dominio del tiempo.Están disponibles modelos de 40 GHz, cuatro puertos y calibración in-terna (SPARQ-4004E), 40 GHz, dos puertos y calibración interna (SPARQ-4002E) y 40 GHz, dos puertos y cali-bración manual (SPARQ-4002M).

Llegan los primeros contadores universales y de RF compatibles LXI Clase C

Según Agilent Technologies, los contadores de tiempo y frecuencia y de RF de la serie 53200 son los prime-ros de la industria en ofrecer compati-bilidad con la especificación LXI Clase C, y cuyas velocidades de medida se han incrementado en dos órdenes de magnitud frente a sus homónimos de la generación previa.Estos equipos ofrecen una resolución en frecuencia de 20 ps en modo con-tinuo hasta 12 dígitos/s y una reso-lución de intervalos de tiempo de un único evento de 20 ps, lo que el fabri-cante califica como de mayores pres-taciones en su género.La conectividad LXI/Ethernet y USB 2.0 facilitan su conexión a PC y a sis-temas automáticos de medida, al tiempo que su memoria interna de 1 M permite leer y soportar lápices USB. Una pantalla gráfica de 4,3 pul-gadas, información estadística que in-cluye análisis en el dominio de la mo-dulación, de jitter, desviación de Allan y la representación de histogramas complementan sus características de mayor relieve.

Opción de medida para osciloscopios Yokogawa Yokogawa ha presentado una opción de medida para visualización de formas de onda que se completa con un soft-ware de análisis. La opción Xviewer llega a la familia DL850 ScopeCorder para realizar un preanálisis de los datos de las formas de onda mientras se rea-liza la adquisición de datos. La opción utiliza una herramienta de transferen-cia de archivos para trasladar los archi-vos de los datos desde el osciloscopio al PC sin detener la grabación dentro del disco duro.Durante la grabación en el disco duro, el DL850 divide los archivos de me-dida en pequeños archivos que se transfieren automáticamente al PC a través de un enlace Ethernet o USB durante la grabación en tiempo real. Estos archivos pueden analizarse uti-lizando el software dedicado mien-tras sigue el proceso de medida.La herramienta permite asimismo mezclar los múltiples archivos en un único archivo, incluso si se han dividi-do por tiempo o almacenado en dife-rentes canales o múltiples oscilosco-pios individuales.

Eficiencia superior al 42%en una célula solar Cuando se empezó a trabajar con los paneles solares, hace ya alguna dé-cada, alcanzar una eficiencia del 10% significaba un reto para unos pane-les que con esfuerzo llegaban al 5%. Ahora Spire Semiconductor ha anun-ciado que ha logrado un concentrador fotovoltaico (CPV) de alta eficiencia dentro de una célula de 0,97 cm² que ha logrado un pico de eficiencia del 42,3% medido por el NREL (National Renewable Energy Laboratory).La historia empieza hace más de año y medio cuando Spire gana un pre-mio de un programa de desarrollo del NREL que incluía una inversión de ca-si 3 M$ por parte del gobierno esta-dounidense, junto con otros 745.000

dólares en costes compartidos. Esta inversión ha permitido el desarrollo de una tecnología basada en GaAs que logra superar una eficiencia del 42%.Spire es una empresa que está traba-jando mucho en este ámbito, prue-ba de ello es el último contrato con la Agencia de Defensa de Misiles ame-ricana (MDA) para el desarrollo de cé-lulas solares multiunión destinadas a aplicaciones espaciales. Esta mis-ma compañía ha presentado recien-temente una línea de montaje para módulos solares capaz de producir 20 MW al año, pero esta compañía ofre-ce desde módulos fotovoltaicos a lí-neas de producción de módulos o sis-temas de medida para redes solares.

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actualidad Tecnología

Nueva versión del entorno gráfico de National Instruments

LabVIEW 2010 mejora en un 20% el tiempo de ejecución y optimiza la integración en FPGA Presentado en el mercado en 1986, LabVIEW simplifica la complejidad de la programación proporcionando a los usuarios capacidades de “arrastrar y soltar”, bloques de funciones gráficas e interconexiones que se asemejan a un diagrama de flujo y que ayudan a desarrollar sistemas avanzados. Lab-VIEW ofrece una integración con mi-les de dispositivos de hardware, ofre-ce cientos de bibliotecas integradas para el análisis avanzado y visualiza-ción de datos y además es escalable sobre múltiples sistemas operativos y objetivos como procesadores x86, sistemas operativos en tiempo real (RTOS) y FPGA.LabVIEW 2010, última versión del en-torno de programación gráfica para aplicaciones de diseño, prueba, medi-da y control, ofrece un ahorro de tiem-po gracias a nuevas características como las tecnologías de compilado-res comerciales que ejecutan el códi-go con un promedio de rapidez supe-rior al un 20% mayor de media y un amplio mercado para la evaluación y compra de conjuntos adicionales de herramientas que permiten una fácil integración de las funciones persona-lizadas en la plataforma.El software NI LabVIEW 2010 incor-pora un compilador mejorado que genera código de máquina optimiza-do incrementando el tiempo de eje-cución de la aplicación. Además, re-suelve problemas de soporte con la instalación del software, configura-ción del hardware basado en Internet y búsqueda de producto al incorporar características basadas Internet la re-troalimentación directa del usuario pa-ra hacer más fácil su programación. Puede integrar temporización y sin-

cronización de control con el lenguaje G. El motor que controla los mecanis-mos de temporización de LabVIEW ahora puede sincronizarse como IEEE 1588.

INTEGRACIÓN EN FPGAPor otro lado, LabVIEW 2010 ofrece un nuevo nodo de integración IP pa-ra los usuarios de FPGA que hace po-sible la integración de cualquier IP de FPGA de terceras partes en aplicacio-nes de LabVIEW y es compatible con el generador de Xilinx CORE. Natio-nal Instruments ha realizado también más de una docena de nuevas funcio-nes sugeridas por usuarios expertos a través de LabVIEW Idea Exchange, un foro de comentarios en línea que marca un significativo nuevo nivel de colaboración entre el I+D de NI y los clientes. Este desarrollo es fruto de la colaboración con Xilinx de los últimos 10 años.Junto con LabVIEW 2010, National Instruments está introduciendo EL LabVIEW Add-On Developer Program

para proporcionar a miles de socios la oportunidad de ampliar la plataforma e introducir funciones personaliza-bles en LabVIEW. El programa esta-blece un mercado en línea como parte de la actualización de LabVIEW Tools Network para que los desarrolladores ofrezcan sus herramientas tanto aque-llas gratuitas y como las de pago, y un lugar amplio para que los usuarios de LabVIEW busquen, descarguen, eva-lúen y compren los complementos.En estos momentos hay disponibles más de 50 complementos de NI y de terceros desarrolladores, incluidas las bibliotecas de código reutilizable, plantillas, controles y conectores pa-ra interfaces de usuarios para otros paquetes de software. Además, los usuarios de LabVIEW pueden utilizar el VI Package Manager de JKI para conectarse directamente a LabVIEW Tools Network desde su escritorio y gestionar las instalaciones y actualiza-ciones de los complementos.La clave para la productividad propor-cionada por LabVIEW es el compila-dor, el cual simplifica tareas como la asignación de memoria y el manejo de hilos. La jerarquía del compilador ha evolucionado a lo largo de la vida de LabVIEW. Con la última versión, la representación intermedia del flu-jo de datos del compilador se ha vis-to optimizada y se ha añadido una in-fraestructura de compilador de códi-go abierto, LLVM (Low-Level Virtual Machine), al compilador de software para acelerar la ejecución del código. National Instruments ha realizado una medida de prestaciones entre las que se incluyen desde las aplicaciones del cliente en el mundo real hasta las fun-ciones de bajo nivel y ha observado

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Aportaciones de los clientesPara el desarrollo de LabVIEW 2010, se ha recurrido al nuevo LabVIEW Idea Exchange (www.ni.com/ideas) para solicitar ideas sobre las características deseadas por los clientes. Además de presentar nuevas ideas, los clientes pueden utilizar el intercambio para colaborar en las sugerencias presentadas por los demás y votar por sus características favoritas. Se implementaron en 2010 LabVIEW catorce de las propuestas más populares de LabVIEW Idea Exchange, incluyendo muchas que mejoraban la documentación y la organización del código.LabVIEW 2010 también utiliza la información de los clientes para ofrecer nuevas funciones que hagan más fácil el comienzo. Por ejemplo, LabVIEW ofrece ahora una nueva herramienta de configuración de hardware que permite a los usuarios acceder y configurar sus dispositivos objetivos de LabVIEW Real-Time de forma remota mediante un navegador web. Otras características incluyen un instalador inteligente que detecta automáticamente el software asociado con un número de serie para una instalación más rápida y un localizador del controlador del instrumento mejorado, que ofrece ejemplos de proyectos previamente compilados para instrumentos específicos.

que el nuevo compilador ofrece una mejora con un prome-dio del 20% en relación a las medidas de referencia.Para los grupos de usuarios más avanzados y grupos de desarrollo, LabVIEW 2010 incluye nuevas características que mejoran los interfaces para la reutilización del código, grupos agrupación de VI y su jerarquía para acelerar los tiempos de construcción y la separación del código fuen-te del VI de la versión compilada con el fin de ayudar en la gestión del código fuente. Estas capacidades son ideales para grupos grandes de desarrollo, donde el mantenimien-to del código entre varios usuarios, las versiones de soft-ware y las plataformas informáticas son críticas.

MEJORAS EN EL ENTORNO DE DESARROLLODentro de las mejoras al entorno de desarrollo de la nueva versión se puede listar: información de la herramienta para VI Snippets; capacidad para mejorar/cambiar productos en el panel conector; nueva constante Booleana BD; radix pa-ra cadena de control; número predeterminado de 99 para pasos para deshacer; opción Close all VIs en el menú ‘pro-ject file’; nuevo diseño de variables locales; capacidad para ver constante cluster como ícono; mejoras en Instrument Driver Finder; mejoras en la ventana de diálogo de 3D Plot Properties; o mejoras en los servicios web; entre otras.En cuanto a las mejoras en el intercambio y el análisis de datos se pueden destacar: VI de HTTP y HTTPS Client; API Avanzado de TDMS; API de flujos de red; variable de E/S no escaneada para red inalámbrica de sensores (WSN); servicios web para LabVIEW Datalogging and Supervisory Control (DSC); mejoras en el API dinámico variable; car-ga de más de 250 formatos usando VI de almacenamien-to; mejoras en la ventana MathScript; estimado del Orden Butterworth Chebyshev, Elíptico, Chebyshev Inverso; la paleta de filtros contiene el Mathematical Morphological Filter VI, la paleta numérica incluye la constante numérica DBL, la Ordinary Differential Equations incluye el DAE Ra-dau 5th Order VI, la Signal Operation incluye el AutoCorre-lation Matrix VI o la paleta Waveform Measurements inclu-ye el nuevo espectro de potencia FFT y VI de PSD VI.

Basado en arquitectura PowerWise

National Semiconductor anunciaun circuito de comunicaciones con 8 canales de T/R La arquitectura PowerWise de National Semiconductor ha propor-cionado una serie de circuitos de comunicaciones que aportan ocho canales de transmisión/recepción y ha sido especialmente diseñado pa-ra sistemas de ultrasonidos portáti-les de uso en hospitales, clínicas y otras aplicaciones médicas que re-quieren este tipo de instrumenta-ción a partir de una alimentación ba-sada en baterías.La familia de National proporciona una etapa de entrada analógica, un conmutador de transmisión/recep-ción, un transmisor de pulsos y un generador de haces configurable con un elevado nivel de integración

que permite diseñar equipos de ul-trasonidos con un máximo de 128 canales y muy poco peso con una gran calidad de imagen y reducidas dimensiones.El modelo LM96511 AFE integra ocho canales de LNA, DVGA, con-vertidor de 12 bit y una frecuencia de 40-50 MHz con salida de datos LVDS y ocho demoduladores para CW Doppler.El dispositivo proporciona un bajo nivel de consumo de 110 mW por canal ofreciendo una ganancia ca-nal a canal de ±0,06 dB; al mismo tiempo, el CW Doppler proporcio-na 161 dB/Hz de margen dinámico, todo ello en un encapsulado de 187 mm².

AUMENTO DE LA SENSIBILIDADEl modelo LM96530 contiene ocho conmutadores transmisores/recep-tores y proporciona un ruido de en-trada un 55% superior a otros siste-mas (0,5 nV/√Hz) y un 53% menos de resistencia (16 W) que le permite incrementar la sensibilidad del re-ceptor y mejorar la resolución de la imagen.El modelo LM96550, por su parte, contiene ocho pulsadores con cir-cuito recortador que genera una tensión de ±50 V con pulsos bipo-lares de corrientes que alcanzan pi-cos de 2 A y frecuencias de hasta 20 MHz.La familia se completa con kits de

evaluación y desarrollo que permi-ten un diseño del sistema preciso y permite reducir el tiempo de comer-cialización; el fabricante propone asimismo el hardware y software de análisis de adquisición WaveVi-sion 5.Estos nuevos dispositivos se han encapsulado en formato GBA de 376 contactos y con unas dimensio-nes de 11x17 mm para el modelo LM96511, mientras que el modelo LM96530 se suministra en un for-mato LLP de 60 patillas y 9x9 mm, el LM96550 está en un formato LLP de 80 contactos que mide 12x12 mm y, finalmente, el LM96570 en un encapsulado LLP de 32 patillas y 5x5 mm.

El IEEE da sus primeros pasos para estandarizar el almacenamientode energía eléctrica

Antes de concluir el año, el IEEE redactará las líneas maestras so-bre las que construir un documen-to acerca del almacenamiento de energía eléctrica a gran escala y en el que tendrá especial relevancia el empleo de sistemas híbridos que utilicen tecnologías múltiples como paso previo a la definición de están-dares sobre las que construir inter-faces de redes inteligentes.El nuevo estudio, denominado 2030.2, representa una extensión del trabajo destinado a los sistemas de almacenamiento para las redes de transmisión y de distribución de energía eléctrica. Las líneas maes-tras prestarán especial atención a las baterías y supercondensadores, así como diodos de rodamiento li-bre y almacenamiento de aire com-primido.

INTERFACES INTELIGENTESPuesto en marcha en junio de 2009, el programa 2030 ha resuelto ya más de 200 comentarios en su re-visión 3.1 de interfaces de redes in-teligentes, al tiempo que ha acep-tado la inclusión de aspectos rela-cionados con la integración de co-ches eléctricos y la realización de borradores sobre gestión de carga, potencia requerida por el lado de la demanda y de utilización de la ener-gía.

Renesas avanzaen la realización de microcontroladoresde señal mixta

En cuestión de un par de años, Re-nesas Electronics podría iniciar la co-mercialización de microcontroladores dotados de circuitos analógicos y di-gitales como resultado de dos años de trabajo que han demostrado con la tecnología de procesos utilizada actualmente por la empresa para sus microcontroladores y que muestran compatibilidad con bloques de diseño como los bloques de propiedad inte-lectual (IP) y bibliotecas entre ambas modalidades de proceso.El nuevo concepto de dispositivo mix-to se fundamenta en el proyecto inter-no de la compañía denominado AMP (analog microcontroller promotion).

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Instrumentación

Analizador de espectros óptico con resolución de 0,02 nm Con una cobertura comprendida entre 600 y 1700 nm y aplicable tan-to a fibras monomodo como multimo-do, el Yokogawa AQ6370C realiza el análisis de espectros con una preci-sión de ±0,01 nm, una resolución de 0,02 nm, un margen dinámico de 78 dB típicos y una velocidad de barrido de 0,2 s/100 nm.Destinado para aplicaciones que abar-can desde el test de producción de sis-temas ópticos hasta la verificación de sistemas de transmisión, utiliza pan-talla de LCD, teclas de función e inter-faces de teclado, GPIB y Ethernet, el equipo, además de ofrecer una sensi-bilidad de nivel de –85 dBm (de 1000 a 1300 nm), incorpora una función de alisamiento que reduce el ruido en el espectro medido y un modo dinámico que permite obtener una mejora en la dinámica al reducir la influencia de la luz dispersada en situaciones en la que la señal de entrada se caracteriza por la fortaleza óptica de la misma.

MONOCROMADOR AVANZADOSu entrada de espacio libre permite medidas en fibras monomodo y multi-modo, al tiempo que la pérdida de ba-

ja inserción de fibra multimodo de la que está dotado el analizador, según el fabricante, ayuda a mantener la efi-ciencia en las medidas. Además, su avanzado monocromador habilita la medida rápida en señales dentro del espectro ofrecido por los láseres de fi-bra distribuida (DFB-LD), por señales densamente multiplexadas por lon-gitud de onda (DWDM) e incluso las señales de baja potencia procedentes de una fuente de banda ancha.La capacidad de ofrecer hasta 50.001 puntos de muestreo de datos, está dotado de función de zoom y combi-nar funciones de ratón y teclado.Su memoria interna de 512 MB per-mite almacenar más de 20.000 trazas y entre las funciones de análisis más relevantes destacan: el cálculo entre trazas, retención de máximo y míni-mo, 13 funciones de análisis espectral para las aplicaciones más populares, como análisis de ancho de espectro, análisis de WDM, análisis de filtros y de LED, al tiempo que una función de microprogramación permite combi-nar y ejecutar automáticamente múl-tiples análisis para construir sistemas de test automatizados.

A la búsqueda del sustitutode los circuitos CMOS El laboratorio de investigación de IBM en Zurich, Infineon Technologies y Globalfoundries se han unido a un grupo de seis universidades europeas y centro de investigación públicos con el objetivo último de reducir en diez ve-ces el consumo de los circuitos elec-trónicos y obtener semiconductores cuyo consumo en reposo sea cero.Denominado Steep, este proyecto fi-nanciado parcialmente por la UE, con una duración de tres años y un mon-tante de 5,5 M$, persigue perfeccio-nar el transistor de efecto de campo de efecto túnel (T-FET) utilizando nano-canales en silicio, silicio-germanio (Si-

Ge) y dispositivos del grupo III-V –fun-damentalmente arseniuro de indio- en silicio mediante un proceso que sea compatible con las líneas de fabrica-ción actuales en CMOS que permitan una transición suave de los circuitos CMOS a los T-FET.Trabajos previos en IBM han logrado crecer cristales de arseniuro de indio en silicio, aunque en lugar un cristal se-milla tradicional, se había utilizado óxi-do de máscara, razón por la cual, gran parte del esfuerzo investigador pasa por obtener un método catalítico –o de semilla– para hacer viable el proceso de forma menos artesanal.

Memorias de Renesaspara comunicacionespor encima de 100 Gbps

Renesas ha anunciado nuevos dis-positivos de memoria de 1,1 Gb des-tinados a equipamiento de redes de comunicaciones incluyendo conmu-tadores y enrutadores destinados al estándar Ethernet 100GbE en adelan-te. Los nuevos dispositivos de memo-ria reducen el consumo e incremen-tan la capacidad de almacenamiento, además de dotar al sistema de mayor velocidad, hasta un 30% más de velo-cidad de acceso aleatorio.Las nuevas memorias están basadas en la tecnología eDRAM de 40 nm de Renesas que permiten mejorar el ci-clo de acceso aleatorio en 13,3 ns pa-ra los accesos de lectura y escritura con una frecuencia de trabajo máxi-ma de 800 MHz y un consumo que está por debajo de los 2 W.

800 MHZ DE FRECUENCIALa frecuencia de trabajo ha pasado de 400 a 800 MHz en comparación con las anteriores familias de Renesas y traba-jan con un interface de 36 bit de E/S de forma estable, habiéndose reducido la tensión de alimentación para sopor-tar 1,0 V. Los nuevos dispositivos de memoria de red proporcionan gran va-riedad de funciones que aseguran un modo de funcionamiento fiable.El encapsulado de este tipo de dispo-sitivo también ha cambiado para acep-

tar 38 patillas con la misma estructura de 11x18,5 mm que se utilizaba en las familias anteriores que les ha permiti-do mantener la huella del encapsula-do en 14x18,5 mm. Los primeros dis-positivos de memoria con referencias como µPD48011318, µPD48011336, µPD48011418 y µPD48011436 ya están disponibles en cantidades de muestreo y entrarán en producción en el primer trimestre del año que vie-ne.

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Para anchos de banda de 5 kHz a 20 GHz

Analizador vectorial de Anritsu La serie MS202x/3xC VNA de An-ritsu se compone de analizadores de red vectoriales que proporcionan un ancho de banda entre 5 kHz y 20 GHz, unos tiempo de barrido rápidos, so-porta para guías de onda y funciona-lidades avanzadas en el dominio del tiempo por lo que puede utilizarse tan-to para el mantenimiento de sistemas con interferencias conducidas como radiadas.Los cuatro modelos de la serie son robustos y se alimentan a la red para proporcionar todos los análisis reque-ridos para la caracterización de cual-quier tipo de red de comunicaciones. Incluyen funciones de analizador es-calar, voltímetro vectorial, potenció-metro y analizador de espectro, junto con un software optimizado para las aplicaciones de instalación y manteni-miento de redes, tanto cableadas co-mo inalámbricas.Con sus algoritmos de corrección de error de 12 términos, el analizador

permite asegurar las prestaciones de los parámetros S. Tiene un margen di-námico por encima de 100 dB y fun-cionalidades en dominio del tiempo avanzadas, todo ello junto a una velo-cidad de barrido de 525 µs/punto, pro-porciona una actualización de la vista en tiempo real. Los dos modelos con el margen de frecuencia entre 9 kHz y 20 GHz, pue-den detectar desde pequeñas seña-les a fuentes de interferencias. Gra-cias a su preamplificador estándar, la sensibilidad típica es de -160 dBm a 1 Hz de ancho de banda de resolución, con un margen dinámico superior a 104 dB a 1 Hz, asimismo, el ruido de fase a 1 GHz es de -100 dBc/Hz a 10 kHz de offset.Con un diseño portátil, el analizador puede situarse cerca del dispositivo bajo test lo que elimina la necesidad de cables de interconexión de altas prestaciones asegurando unas medi-das repetitivas.

Transistores analógicos triples de grafeno Investigadores de la Universidad de Rice (EE.UU.) acaban de demos-trar que los transistores analógicos de grafeno no sólo pueden actuar co-mo transistores tipo P o N, sino que pueden explotar la característica am-bipolar del grafeno en un nuevo modo de multiplicación de frecuencia.El vehículo que permitió llegar a esta conclusión fue el diseño y realización de estos transistores para construir circuitos desplazadores de frecuen-cia y de fase más sencillos que los convencionales. Los transistores de efecto de campo (FET) son unipolares puesto que sólo utilizan un portador de carga (electrones o huecos) según sean de tipo N o P.Según los investigadores, pueden construirse nuevos circuitos analógi-cos con capacidad para amplificar que utilicen ambos tipos de portadores en función de que la señal de entrada es-té por encima o por debajo de la ten-sión de polarización del electrodo de puerta.

Controladores LED de alta precisión de Toshiba

Toshiba Electronics ha presentado dos controladores LED que propor-cionan corriente de muy alta preci-sión en una escala entre 1,5 y 90 mA y ofrecen velocidades de transferen-cia de hasta 25 MHz. Los modelos TC62D748 y TC62D749 ofrecen 16 canales que los hacen aptos para el control de módulos LED y visualiza-dores LED realizados a partir de cade-nas LED con una elevada precisión.Los dos dispositivos se han ajustado para proporcionar salidas de hasta 17 V y trabajar a partir de fuentes de ali-mentación entre 3,0 y 5,5 V. La preci-sión de salida de corriente de canal a canal y de circuito a circuito es ±1,5%, proporcionando el doble de precisión que los dispositivos habituales. Con esta precisión se puede realizar un control consistente del brillo en los vi-sualizadores LED multicolor.Estos dispositivos se basan en la tec-nología CDMOS de Toshiba que ofre-ce, entre otras características, una elevada velocidad de operación, un ancho de pulso mínimo (TwOE) de 25 ns y un tiempo de caída típico de 10 ns. El tiempo de subida típico para el primer modelo es de 30 ns, mientras que el TC62D749 ofrece un tiempo de subida de sólo 10 ns.Los datos de control se realizan en se-rie a la entrada y en paralelo a la sali-da con interfaces compatibles CMOS permitiendo niveles de tensión de entrada de disparo Schmitt de 3,3 a 5,0 V. Incluye una función de puesta a cero que elimina los datos internos cuando se conecta el dispositivo. Se han encapsulado en un SSOP de 24 patillas.

Las operadoras redefinen sus modelos de negocio

La banda ancha sigue su camino ascendente con FTTH y VDSL Está previsto que el número de abonados a servicios de comunica-ciones de banda ancha como FTTH y VDSL triplique la tasa de crecimiento de los abonados de ADSL durante los próximos años a medida que los ope-radores empiecen a ofrecer mayores y más completos servicios para este tipo de comunicaciones, tal como ha detallado un estudio realizado por la consultora iSuppli.

Los abonados a los servicios de ban-da ancha alcanzarán los 281 millones en el año 2014 lo que representa un crecimiento medio anual de casi un 31% respecto a los 73 millones de abonados existentes en el año 2009. En paralelo, los abonados a los servi-cios ADSL crecerán con un prome-dio anual del 8,4% durante el mismo periodo alcanzando los 458 millones ese año partiendo de 305 millones en 2009.

BANDA ANCHA RESIDENCIALEl mercado residencial con servicios de alto valor añadido es la puerta de entrada para ofrecer los servicios de banda ancha a partir de las infraes-tructuras de cable y de los operadores inalámbricos. Se espera que la com-petencia logre reducir los precios de estos servicios un 10% anual a medi-da que se redefinan los modelos de negocio de las operadoras. Al mismo tiempo se deberán ofrecer nuevos servicios como es el caso de la IPTV.Sin embargo, el negocio de la IPTV pe-se a ser el único probado hasta ahora, no es el único proyecto puesto que se

están estudiando la oferta de diferen-tes servicios de valor añadido inclu-yendo HDTV en 3D, grabación de ví-deo digital basado ‘en la nube’ (cloud computing), videotelefonía, automati-zación, etc.Los servicios de ADSL ofrecen una velocidad de descarga de hasta 24 Mbps, frente a esta velocidad, VDSL (dependiendo de la distancia) puede sobrepasar los 100 Mbps y la tecno-

logía FTTH soportaría velocidades su-periores que alcanzarán hasta 1 Gbps o más veloces a distancias de dece-nas de kilómetros. La transición, sin embargo, requiere un tiempo y abre oportunidades de negocio para todos los involucrados. Los 340 millones de bucles ADSL actuales no soportarían el incremento de velocidad y, por tan-to, han de cambiarse o rediseñarse. La mejor respuesta sería la realización de bucles de fibra óptica, sin embargo es la solución más costosa y compli-cada, sobre todo en algunos países. En algunos países como EE.UU., el despliegue de fibra está muy exten-dido por los operadores de televisión, otra situación es en Europa dado que los diferentes estados miembros han realizado despliegues de telecomuni-caciones diferentes.En España en particular, el despliegue de fibra es muy reducido, y las opera-doras de telecomunicaciones proba-blemente apuesten por la siguiente generación de alta velocidad en base a la mejora de los bucles ADSL posi-blemente a través de servicios basa-dos en VDSL2.

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Proyecto Steeper

Objetivo: reducir el consumo de electricidad en Europa La Ecole Polytechnique Federale de Laussanne e IBM encabezan una iniciativa de investigación, en la que par-ticipan diferentes entidades de investigación académicas y centros de investigación privados y públicos europeos, destinada a incrementar la eficiencia energética de todo tipo de dispositivos, tanto cuando se encuentran en fun-cionamiento como en modo ‘dormido’.El proyecto Steeper, que es el nombre de esta nueva ini-ciativa europea, incluye diferentes compañías privadas en-tre las que destacan, además de IBM, Infineon Technolo-gies y Global Foundries, a centros de investigación como CEA-LETI y Forschungszentrum Julich, así como varias universidades entre que destacan la Universidad de Bolo-nia, Universidad de Dortmund, Universidad de Udine y la Universidad de Pisa.

INVESTIGACIÓN EN TFETLa investigación se entra en los transistores de efecto tú-nel (TFET, Tunnel Field Effect Transistors) así como en las nanoconexiones semiconductoras que permitirían me-jorar la eficiencia de uso de la energía en los dispositivos electrónicos, eliminando por ejemplo, las fugas o derivas de corriente que suponen una energía inútil en todos los dispositivos. Los investigadores creen que pueden lograr una nueva tecnología para cerrar las puertas de los transis-tores que eliminen las derivas de corriente pero, además, estas puertas podrían funcionar con menos tensión para maximizar la eficiencia.Según la Agencia Internacional de la Energía, los disposi-tivos electrónicos actuales suponen el 15% del consumo de electricidad de los hogares. En paralelo, la energía con-sumida por las tecnologías de la información y comunica-ciones, así como por la electrónica de consumo se duplica-rá en 2022 para, en 2030, triplicar los niveles actuales de consumo energético hasta alcanzar 1700 TWh. Además, el consumo de los dispositivos ‘en espera’ se valora en un escalofriante 10% del consumo de la energía que se utiliza en los hogares, cifra que podría suponer 49 TWh en 2020, cifra superior al actual consumo de energía en España.El proyecto Steeper, dentro del 7º Programa Marco de la CE, estudiará las alternativas tecnológicas para reducir la tensión operativa de los dispositivos para bajar de los 0,5 V, que permitiría reducir el consumo en un orden de mag-nitud. Para lograr estos niveles de tensión se está traba-jando con dispositivos TFET de silicio, silicio-germanio y mediante nanoconexiones semiconductoras de tipo III-V. El proyecto tiene una duración inicial de 36 meses y estará vigente hasta junio de 2013.

ALTOS FUNCIONARIOS DEL DEPARTMENT OF BUSINESS INNOVATION AND SKILLS, BIS (Departamento de Innovaciones y Prácticas Comerciales) del Reino Unido han realizado una puesta al día a la industria acerca de la posición actual con respecto a las modificaciones de las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) y RAEE (Registro de Aparatos Electrónicos y Eléctricos).

Con la nueva presidencia de la Unión Europea, ahora en manos de Bélgica, se ha acelerado el ritmo de cambio de las directivas, especialmente de RoHS, y es evidente que se esperan adelantos significativos durante su administración. Se están realizando reuniones entre la Comisión Europea, el Parlamento Europeo y el Consejo de Ministros con el objetivo potencial de llegar a un primer acuerdo. Si todo sale bien y se da la transposición a las leyes nacionales, las modificaciones de RoHS podrían entrar en vigor a principios de 2013.

Sin embargo, continúan los debates con respecto a diferentes temas, incluyendo que el ámbito de la directiva sea abierto y abarque todos los equipos eléctricos y electrónicos a menos que en las excepciones se indique lo contrario de forma explícita. Algunos estados miembros se oponen a esto si no se realiza una evaluación de impacto, y si se aprueba un ámbito abierto, considerarían que sería necesario ampliar las exclusiones.

Existe también la opinión de que se podría implementar un ámbito abierto cerca de seis años después de que entren en vigor las modificaciones, y que la Comisión deberá realizar una evaluación de impacto durante los primeros cuatro años, aunque éste es un tema muy debatido.

POSIBLE INCORPORACIÓN DE DOS SUSTANCIAS RESTRINGIDAS

La incorporación de otras dos sustancias restringidas, la nanoplata y los nanotubos de carbón, al grupo de las otras seis incluidas en el Anexo IV, está aún bajo consideración, y el nuevo Anexo III abarca una lista de 37 sustancias o grupos de sustancias o compuestos que serán analizados prioritariamente pensando en las restricciones. Éstas incluyen las sustancias altamente preocupantes o SVHC actualmente incluidas en la lista de sustancias candidatas de REACH.

La Comisión y el Parlamento Europeo también tratan la posible incorporación al ámbito de cables, productos de consumo y accesorios. Asimismo, se está debatiendo la interacción entre RoHS y REACH y las metodologías para añadir nuevas sustancias y lidiar con las excepciones.

Pese a los diversos aplazamientos realizados se espera que la votación plenaria relativa a RoHS tenga lugar en octubre, y si bien es posible llegar a un primer acuerdo, por el momento no se puede asegurar nada. Actualmente la categoría 8 (dispositivos médicos) y la categoría 9 (instrumentos de control y monitorización) se aplicarán dos años después de que entren en vigor las modificaciones RoHS,

Gary NevisonResponsable del Área de LegislaciónFarnell

La presidencia belga de la UE acelera los avances de RoHS y RAEE


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OPINIÓN

“Se están realizando reuniones entre la

Comisión Europea, el Parlamento Europeo y

el Consejo de Ministros con el objetivo potencial

de llegar a un primer acuerdo. Si todo sale bien y se da la transposición a

las leyes nacionales, las modificaciones de RoHS podrían entrar en vigor a

principios de 2013”


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“Pese a los diversos aplazamientos realizados se espera que la votación

plenaria relativa a RoHS tenga lugar en octubre, y

si bien es posible llegar a un primer acuerdo, por el momento no se puede

asegurar nada”

los dispositivos médicos “in vitro”, cuatro años, y los instrumentos de control y monitorización industrial, cinco.

No obstante, si se llega a un primer acuerdo, es posible que se modifi quen esas fechas, revirtiéndose a las fechas originales de 2014, 2016 y 2017, como lo propusiera originalmente la Comisión Europea.

Por lo que respecta a las modifi caciones de la directiva RAEE, fue muy poco el progreso alcanzado durante la presidencia actual y no es muy probable que se llegue un acuerdo inicial. Se han propuesto más de 200 correcciones, y los temas de discusión incluyen una colección de objetivos basados en el porcentaje de RAEE que ya se encuentra en el mercado, el aumento en los objetivos de tratamiento y embargo, las responsabilidades de los productores, la indecisión acerca del ámbito abierto de RAEE, y una clara defi nición del término "reutilización".

El ámbito (las categorías de productos) migrará a RoHS y es probable que se produzca una reducción en las modifi caciones de RAEE de diez categorías a sólo cinco.

Los registros compartidos por todos los estados miembros reducirían la carga normativa. Las medidas para controlar la exportación ilegal de desechos eléctricos a los países en desarrollo sería un paso positivo hacia adelante. Todavía queda mucho por hacer, pero con la presidencia de Bélgica en la UE, el ritmo de cambio se acelerará, ya que es evidente que quieren marcar la diferencia durante su administración.

“El ámbito (las categorías de

productos) migrará a RoHS y es probable

que se produzca una reducción en las

modifi caciones de RAEE de diez categorías a sólo

cinco”

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i algún sector de la electrónica ha evo-lucionado y puede hacerlo más en un futuro cercano; ése es el de la opto-electrónica. No en vano, el sector fac-turó en Europa un total de 54.000 M€

en el año 2008, actualmente cuenta con más de 5.000 compañías y emplea directamente alrededor de 300.000 personas en todo el mundo.Durante la segunda mitad del siglo XX y principios del XXI, el número de apli-caciones de dispositivos como el LED asiste a un rápido crecimiento, razón por la cual el sector prevé mejorar sus perspectivas de negocio a corto pla-zo y no se ha visto golpeado con tanta dureza por la crisis.Parejo a su desarrollo, durante los úl-timos años se ha ido creando una se-rie de asociaciones. El objetivo de mu-chas de estas iniciativas es la de jun-tar empresas privadas, universidades y centros tecnológicos con el fi n de mejorar la competitividad de las em-

presas gracias a unos mayores nive-les de crecimiento y rentabilidad. Para conseguir este objetivo primordial, se potencian la colaboración conjunta de proyectos de I+D entre empresas y centros proveedores de conocimien-to encaminados a identifi car los retos tecnológicos y desarrollar soluciones para optimizar los productos resultan-tes.En nuestro país, destaca SECPhO (Southern European Cluster in Photo-nics and Optics), formada entre otras por empresas como Monocrom, Ha-mamatsu, Indra, Lamp Masa o Sensa Far y la UPC (Universidad Politécnica de Cataluña).

¿SALIENDO DE LA CRISIS?Por lo que respecta al mercado en 2010, las variaciones respecto al ejer-cicio pasado no han sido signifi cati-vas; lo que se ha perdido por un lado, se ha ganado por otro. Y es que, co-

mo recuerda Carlos García, Director de Marketing de Monolitic, los mer-cados tradicionales de la optoelectró-nica han sufrido gravemente durante estos dos últimos años. Sin embargo, las aplicaciones más novedosas co-mo la señalización e iluminación son las que mejor ha soportado la debacle de los años anteriores, especialmente en proyectos del sector privado. Esta opinión está corroborada por Brian Pa-ter, Director General de Anatronic, pa-ra quien los recortes presupuestarios de ayuntamientos y gobiernos centra-les de España y Portugal han perjudi-cado seriamente la consecución de diferentes proyectos de iluminación pública.Sin embargo, aún es pronto para eva-luar el impacto de la crisis dentro del sector. Como recuerda el Director de Marketing de Monolitic, al tratarse de un mercado emergente, las aplicacio-nes de iluminación con LED, aún en

S

dossierOptoelectrónica

David García Vázquez

La optoelectrónica abre nuevos campos de negocioEn la actualidad, los circuitos opotoelectrónicos están presentes en sectores económicos tan variados como la automoción, la medicina o la telecomunicación. A pesar de todo, en 2010 no se han producido grandes cambios en el mercado. Dentro de su amplia oferta, el LED es el componente con mejores perspectivas de futuro; debido a su capacidad para ofrecer soluciones, se prevé que sus aplicaciones se amplíen en los próximos años.

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sus fases iniciales, todavía es dema-siado pronto para evaluar el grado de incidencia que haya podido tener por la coyuntura económica actual.El problema principal en este ejerci-cio, sostiene Carlos García, ha sido la reducción de márgenes de benefi -cios, y en algunos casos la absorción del diferencial debido a la fuerte com-petencia creada entre los distribuido-res y la revalorización del dólar antes del verano. MIRANDO AL FUTURODesde hace algunos meses se vislum-bran signos de recuperación del mer-cado. Apuntan, incluso, desde Monoli-tic, que algunos clientes han realizado los pedidos para el todo el año 2011, pero la realidad, recuerdan, es que “el mercado sigue estancado por falta de liquidez”. De esta manera, la inestabi-lidad será la que marque el futuro del mercado, con lo que esto conlleva pa-ra la gestión de las existencias.Sin duda alguna, la mejor opción pa-ra el crecimiento del sector de la op-toelectrónica es diversifi car su merca-do y reducir precios. Desde su imple-mentación en los teléfonos móviles, la tecnología de visualización TFT ha reducido su precio considerablemen-te, lo que ha llevado a que el uso de estos dispositivo se haya extendido a multitud de aplicaciones industriales en las que antes era imposible inte-grar esta tecnología debido a su alto coste. Aparte de su uso industrial, re-cuerda Carlos García, otras de las fu-turas aplicaciones de las pantallas de pequeño formato serán “los sistemas de información al público y publicidad (Digital Signage), electromedicina, instrumentación y test, entre otros”.Por su parte, los LED cuentan con un amplio margen para su incorporación a nuevos campos de negocio como

la iluminación doméstica y de vehícu-los, así como aplicaciones multimedia a través de paneles. Las perspectivas de crecimiento de los distribuidores nacionales se mueven en este abani-co de posibilidades. No en vano, los fabricantes de LED están mejorando las prestaciones de esta tecnología, a la vez que se va reduciendo el coste de los mismos. Mediante continuas mejoras en su composición, como el recubrimiento de fósforo y el encap-sulado, los LED blancos de alto brillo han conseguido rendimientos cerca-nos a los 100 lm/W. De esta manera, se consiguen rendimientos superio-res a los de las lámparas incandescen-tes o halógenas. No sólo se están con-siguiendo una efi ciencia mejor que los dispositivos utilizados hasta la actuali-dad, sino que lo hace consumiendo el 20% de energía que éstos necesitan.

EL ENTORNO DEL MERCADOLos cambios en la cadena de suminis-tro, la deslocalización, las reestructu-raciones de empresas o incluso el cie-rre de éstas son procesos inherentes a los períodos de crisis, y el sector de la optoelectrónica no ha sido ajeno a estas tendencias.Desde Monolitic señalan que la coyuntura del mercado en los años posteriores ha derivado en una reestructuración de algunas de las empresas fabricantes; hecho que ha provocado una cierta ra-lentización en la cadena de suministro. Por otra parte, tanto Monolitic y Anatronic explican que la tendencia actual pasa por el alargamiento de plazos de en-trega por parte de los fabricantes de componentes. El problema viene de-rivado por el incremento de la deman-da por parte de países que han salido antes de la crisis que nosotros. Con-cretamente, Carlos García señala que “en cuanto a visualiza-dores se refi ere, el alarga-miento de los plazos se debe a que hay fabrican-tes de semiconductores japoneses que están dando 20 semanas para circuitos in-tegrados, y esto afecta a algu-nos modelos”. Esto ha origi-nado que un gran número de fabricantes de Taiwán y China, grandes potencias productoras de equipos electrónicos, hayan sus-tituido estos componen-tes por equivalentes au-tóctonos.

“Las aplicaciones más novedosas como la señalización e iluminación son las que mejor ha soportado la debacle de los años anteriores, especialmente en proyectos del sector privado”

“La mejor opción para el crecimiento del sector de la optoelectrónica es diversifi car su mercado y reducir precios”

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tendencias Comunicaciones


Sistema de teleasistencia domiciliariaSe presenta un sistema de teleasistencia domiciliaria caracterizado por combinar diferentes tipos de comunicación, tanto inalámbricas como cableadas (RF, GSM y Ethernet) y basado en microcontroladores (PIC de Microchip), módulos transmisores y receptores de RF (rfPIC12F675K y rfRXD0420), controlador de Ethernet (ENC28J60 de Microchip) y módem GSM (GR47 de Sony Ericsson). El sistema puede ser configurado por la persona autorizada directamente o bien desde Ethernet a través de una página web y permite conocer en todo momento en que lugar de la casa se encuentra el "paciente", la temperatura ambiente y si se produce alguna caída.

Combina diferentes tipos de comunicaciones

L

A. Hidalgo, S. Casans [[email protected]], A.E. Navarro, D. Ramírez y J. SánchezLaboratorio de Electrónica Industrial e Instrumentación (LEII). Departamento de Ingeniería Electrónica. Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ETSE). Universidad de Valencia.

a Teleasistencia Domiciliaria debe en-tenderse como un sistema de ayuda dentro y fuera del hogar que cubre las necesidades de aquellas perso-nas que pueden requerir de atención constante o específica y asistencia rápida en casos de urgencia durante las 24 horas. Los destinatarios de los servicios de Teleasistencia Domiciliaria son, en términos generales, personas que: Viven solas o pasan gran parte del día sin compañía. Tienen un aislamiento geográfico o desarraigo social. Sufren los riesgos causados por la edad avanzada.

Personas con discapacidad. Personas con enfermedades gra-ves o parcialmente dependientes.En el contexto sociodemográfico y sanitario de España el uso de la Te-leasistencia Domiciliaria está unido principalmente a tres sectores de la población: las personas mayores, las personas con discapacidad y los pa-cientes agudos o crónicos [1-4].Desde un punto de vista funcional y tecnológico se pueden diferenciar en la asistencia domiciliaria dos modali-dades de servicios: la Teleasistencia Social y la Teleasistencia Médica.En la Teleasistencia Social la comuni-cación remota no se emplea para rea-

lizar una consulta u obtener un servi-cio de atención médica directa, sino que tiene un carácter generalmente preventivo o de apoyo al tratamiento. Ésta se realiza generalmente sobre personas con necesidades específi-cas, como el colectivo de personas de edad avanzada. A este grupo co-rresponden los servicios de recorda-torio, vídeoconferencia, telealarma y teleseguimiento.Desde un punto de vista técnico, el éxito de los servicios de Teleasisten-cia Domiciliaria depende fundamen-talmente de las comunicaciones dis-ponibles entre el centro de atención y el domicilio, así como de la capacidad

Figura 1. Diagrama de bloques del kit de teleasistencia domiciliaria diseñado.

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de los dispositivos ubicados en éste. Debido a las peculiaridades de los co-lectivos a los que están destinadas las tecnologías utilizadas y atendiendo a sus necesidades específicas y limita-ciones funcionales relacionadas con el entorno, los requisitos que deben cumplir estas tecnologías son: Coste asequible de adquisición, instalación y mantenimiento de infra-estructuras y dispositivos. Facilidad y comodidad de uso. Robustez de los sistemas frente a fallos y facilidad de recuperación ante los mismos. Flexibilidad y modularidad de los productos y servicios, los cuales de-ben permitir la incorporación sencilla de cambios, para una rápida y óptima adaptación a las necesidades concre-tas de cada usuario. Estandarización de los produc-tos para evitar problemas de interco-nexión, interoperabilidad y compati-bilidad entre dispositivos y aplicacio-nes.Teniendo en cuenta las características requeridas en un sistema de Teleasis-tencia Domiciliaria, y tras la experien-cia de haber probado uno de los sis-temas comerciales con una persona

de edad avanzada y capacidades limi-tadas, se llegó a la conclusión de que su uso no era nada sencillo. Ofrecía muchas opciones y estaba basado en la comunicación GSM pero resultaba demasiado complejo para el pacien-te. Por ello se ha desarrollado un kit de teleasistencia muy versátil gracias al cual el cuidador tiene la posibilidad de configurar distintos parámetros

sin la necesidad de estar presente en el mismo sitio que el paciente.Para ello se ha dotado al sistema de teleasistencia de tres tipos de comu-nicación: dos inalámbricas (RF y GSM) y una cableada (Ethernet). La figura 1 muestra el diagrama de bloques del sistema de teleasistencia objeto de este artículo.La comunicación GSM permite enla-zar la placa base con la del paciente, y ésta última con sus familiares y ser-vicios de urgencia. La comunicación vía TCP/IP permite visualizar a través de la red Internet los datos recogidos de los diversos sensores, así como la posibilidad de envío de mensajes SMS, correos electrónicos además de permitir la configuración de algu-nos parámetros. También se ha dota-do al kit de comunicación por RF, que se encarga de enviar información a la estación base sobre la temperatura de la habitación en la que se encuen-tra el paciente y avisa en caso de que se produzca alguna caída. A través de una página web se puede visualizar el estado de los sensores (temperatura y caída) y la detección de presencia en las diferentes estancias de la vi-vienda. Esta información se transmi-

Figura 2. Esquema de las diferentes comunicaciones y módulos que incluye el kit de teleasistencia desarrollado.

“Desde un punto de vista técnico, el éxito de los servicios de Teleasistencia Domiciliaria depende fundamentalmente de las comunicaciones disponibles entre el centro de atención y el domicilio, así como de la capacidad de los dispositivos ubicados en éste”

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te a la estación base utilizando la co-municación por RF.

KIT DE TELEASISTENCIALa figura 2 muestra las diferentes co-municaciones de que dispone el kit de teleasistencia así como el modo de comunicación entre los diferentes dispositivos. Las funciones de cada módulo de di-cha figuran son:Módulo estación base: Incluye dos microcontroladores (PIC 18LF2685 de Microchip) [5,6], uno de ellos ac-túa como maestro y otro actúa como subordinado. Con 96 KB de memoria de programa, 3328 bytes de SRAM y 1024 bytes de memoria EEPROM en la memoria de datos, este módulo se encarga de establecer: Comunicación con el controlador de Ethernet [7], actuando como servi-dor de Internet el cual está conectado también a una memoria EEPROM ex-terna (25LC1024 de Microchip) don-de se almacena la página web de la aplicación en la que se visualizan los datos y se configura el sistema. Comunicación con el receptor de RF (rfRXD0420 de Microchip) [8,9]. Comunicación con el módem GSM para su configuración, puesta en mar-cha, envío de SMS, etc.Módulo paciente: Tiene un micro-controlador (que al igual que en el módulo de la Estación Base, es el PIC 18LF2685), el módem GSM, una tar-jeta SIM, el transmisor de RF y dos sensores (temperatura y detección de caídas). Las funciones de este mó-dulo son las de establecer: Comunicación con el módem GSM para su configuración, puesta en mar-cha, envío de SMS, recepción de lla-madas, realización de llamadas de emergencia, etc. Transmisión de datos vía RF a la es-tación base.Módulo nodos remotos: Estos mó-dulos incluyen un transmisor de RF conectado a un sensor de presencia. Su función es la de indicar al recep-tor de RF instalado en el módulo de la estación base, en qué lugar de la vi-vienda se encuentra el paciente, por lo que el número de nodos remotos ha de coincidir con el número de es-tancias de la casa. La decisión de dotar al sistema de co-municación GSM hace posible que el kit de teleasistencia no quede restrin-gido a un uso domiciliario, sino que también sea válido su uso en el exte-rior de la casa. Con ello, en caso de que los parámetros medidos se salie-sen del margen de seguridad progra-mado, la información de los sensores

de temperatura, caída y de batería baja se puede enviar vía SMS a la per-sona encargada de su cuidado. La co-municación a través de Internet hace posible disponer de control remoto, ya que permite la configuración y vi-sualización de las diferentes opciones que posee el kit, desde cualquier lu-gar del mundo en tiempo real a través de una página web. Por ejemplo, se puede tener al paciente en su domi-cilio y el cuidador puede encontrarse en su casa o en el trabajo visualizando desde la página web, el estado de los sensores así como la configuración los parámetros que considere oportu-nos. Tan sólo se dota de autorización a una persona para poder modificar

la configuración del sistema, aunque cualquier familiar o persona puede vi-sualizar dicha información, siempre que sea dada de alta previamente por la persona autorizada.Las comunicaciones, GSM y Ether-net, confieren a kit gran movilidad y aumentar en gran medida sus posibi-lidades de aplicación.

ESTRUCTURA DEL KIT DE TELEASISTENCIALa estructura tiene claramente dos partes: hardware y software.

HardwareEstación base: Es la encargada de do-tar al sistema de comunicación Ether-

Figura 3. Módulo de la estación base, comunicación RF y Ethernet.

Figura 4. Módulo receptor de comunicación RF (rfRXD0420).

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net, GSM y RF, por lo que se pueden considerar tres bloques diferenciados dentro del mismo módulo uno para cada tipo de comunicación (figura 3). Comunicación Ethernet: Está basada en un microcontrolador PIC 18LF2685 que se comunica con el controlador de Ethernet de Microchip (ENC28J60)

y con una memoria externa de 1024 bytes (25LC1024). Todos ellos están conectados mediante el bus SPI en-cargado de negociar la comunicación activando o desactivando los Chip Se-lect (CS) del ENC28J60 o de la me-moria 25LC1024. El ENC28J60 es un controlador Ethernet diseñado para trabajar como interface de red Ether-net utilizando cualquier controlador equipado con SPI. El dispositivo cum-ple además con todas las especifica-ciones IEEE 802.3, que son las pro-pias del estándar Ethernet. Incorpora una serie de esquemas que realizan filtrado de paquetes para limitar la en-trada de los mismos. También propor-ciona un módulo de acceso directo a memoria (DMA) interno que brinda velocidad a la transmisión de los da-tos y operaciones de verificación de errores IP apoyadas por el hardware. Comunicación RF: El módulo RF se implementa con el chip rfRXD0420 de Microchip (figura 4), que actúa como receptor y forma parte del módulo de Ethernet. La recepción de la informa-

ción se realiza a 315 MHz. El módulo RF se conecta con el microcontrola-dor del bloque Ethernet tal como se indica en la figura 3.Comunicación GSM: Se basa princi-palmente en tres componentes: mi-crocontrolador PIC 18LF2685, mó-dem GSM y tarjeta SIM (figura 5). El

módem se controla en todo momen-to por el PIC 18LF2685 encargado de enviar por el puerto serie las opera-ciones a realizar mediante comandos AT. Con la finalidad de compartir líneas de comunicación serie se ha utilizado el

dispositivo MAX393 de Maxim. Este componente es un interruptor lógico que permite la comunicación serie entre el microcontrolador del bloque Ethernet y el microcontrolador del bloque GSM.Alimentación: La alimentación del módulo base utiliza dos reguladores de tensión, el L7805C-V de ST Micro-electronics y el TPS79601 de Texas Instruments. El primero se utiliza para limitar la tensión de entrada al circuito a 5 V, ya que el TPS79601 sólo admite una tensión máxima de 6 V, y propor-ciona al circuito la tensión de 3,6 V, re-querida por el módem GSM GR47.Conector RJ11: Con este componen-te presente en ambas placas se pue-de programar el PIC in situ usando el ICD2 de Microchip.Nodos remotos: Los nodos remotos utilizados en el kit incluyen un sensor de presencia, en concreto el Eurosec V40D desarrollado por Risco Group, y el transmisor de RF rfPIC12F675K (figura 6). Para su alimentación se han utilizado tres pilas de litio de 3,6 V, en concreto las LS14500W, que

Figura 5. Módulo de la estación base para comunicación GSM.

“Para la programación de los diferentes microcontroladores se ha decidido utilizar el lenguaje C, debido a las ventajas que ofrece frente al ensamblador: desarrollo de programa modular, más sencillo, más claro y con muchas menos líneas de código”

Figura 6. Módulo transmisor de comunicación RF (rfPIC12F675K).

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ofrecen una tensión de 10,8 V. El sensor de presencia tiene un alcan-ce de 12 m y su sensor se basa en PIR (Passive Infra Red). Se alimenta a una tensión comprendida entre 9 V y 16 V, por lo que la tensión que ofrecen las tres pilas de Li de 3,6 V es suficiente.El módulo del paciente viene a ser una réplica del bloque de comuni-cación GSM del módulo de la es-

tación base; es decir, está forma-do por un microcontrolador, el PIC 18LF2685, el módem GSM GR47 y la tarjeta SIM. El transmisor de RF rfPIC12F675K incorpora su propio microcontrolador. El módulo tam-bién incluye dos sensores (tempera-tura y caída) que permiten conocer si se produce alguna caída y el valor de la temperatura de la estancia en la que se encuentre el paciente.Módulo paciente: tiene como prin-cipales funciones enviar información de los sensores vía RF o por mensa-je de texto al módulo de la estación

base, y la más importante es la de poder establecer una comunicación verbal con el paciente gracias al mó-dem GSM que incluye, pudiendo llegar la llamada del exterior descol-gándose automáticamente o gracias al pulsador que incorpora poder rea-lizar llamadas en dirección paciente-cuidador/es.La figura 7 muestra el módulo pa-ciente, en el que como principales

componentes figuran el microcon-trolador PIC18LF2685, la tarjeta SIM y los sensores.Sensores: El MAX6608 de Maxim es el sensor de temperatura utilizado para monitorizar la temperatura de la estancia en la que se encuentra el paciente. Este dispositivo tiene una sensibilidad de 10 mV/ºC con un off-set de 500 mV a 0ºC, lo que permi-te la medida de temperaturas nega-tivas. Se alimenta a tensiones com-prendidas entre 1,8 V y 3,6 V, por lo que se adapta perfectamente a la tensión del módulo, cuyo valor nomi-

nal es de 3,6 V y está proporcionada por la batería BMC-3. El otro sensor utilizado en este mó-dulo es de shock o detector de caída. El ASLS2 es un interruptor que cierra o abre en función de las fuerzas G de aceleración que lo activen o desacti-ven, y es un dispositivo que trabaja en modo normalmente abierto, por lo que cuando reciba una aceleración que pase de su margen de activa-ción, que es de 2 a 4,9 G, el sensor cerrará el interruptor para que sea leído por el microcontrolador para ac-tivar la alarma de caída.Cargador de batería: Debido a que este módulo tiene un carácter móvil, es decir no está fijo en un emplaza-miento concreto, la alimentación del circuito debe ser una batería. En con-creto, se ha utilizado la batería del Nokia 3310 cuya referencia es BMC-3 y es de NiMH (níquel e hidruro me-tálico). Esta batería está formada por 3 celdas en serie de 1,2 V cada una, con lo que da una tensión nominal de 3,6 V y una capacidad de 900 mAh, lo cual proporciona unos tiempos de 3 horas y 45 minutos de conversación y 9,5 días en espera, según datos del fabricante.El módulo también incluye un carga-dor de baterías, modelo MAX712 de Maxim, que permite la carga rápida de baterías desde una fuente 1,5 V por encima del valor nominal de la batería. Puede cargar de 1 a 16 cel-das con una tasa de 4C, posee un de-tector de pendiente de tensión, un temporizador y comparador de ven-tana térmico que determina el fin de la carga. El MAX712 termina la carga rápida al detectar que la pendiente de tensión se hace cero.

SoftwarePara la programación de los diferen-tes microcontroladores se ha decidi-do utilizar el lenguaje C, debido a las ventajas que ofrece frente al ensam-blador. Dichas ventajas son un de-sarrollo de programa modular, más sencillo, más claro y con muchas menos líneas de código, lo que per-mite un gran ahorro de tiempo en la realización del proyecto a la vez que espacio de memoria. Para el desarro-llo de los programas se han utilizado dos compiladores, el C-18 integrado en el MPLAB IDE de Microchip y el PIC C Compiler. La razón de utilizar dos compiladores se debe a que el C-18 sólo se puede utilizar con la fa-milia PIC18FXXX y algunos más de mayor capacidad, razón por la cual los programas de los microcontrola-dores que llevan las tarjetas de trans-Figura 7. Módulo paciente para comunicación GSM y RF.

“Para acceder a la página web de la aplicación es necesario conocer la IP pública de la red a la que está conectada a la estación base, o en caso de estar dentro de la misma red LAN, la aplicación Ethernet Discover de Microchip detecta automáticamente la IP que tiene asignada dentro de la red LAN el módulo estación base”

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misión de RF (rfPIC12F675K) fuese necesario utilizar el compilador PIC C Compiler. Y el motivo por el cual no se ha utilizado únicamente este compilador ha sido porque la pila TCP/IP que proporciona Microchip, está desarrollada sobre el C-18, por lo que pasar toda la pila a las senten-cias propias del PIC C Compiler no hubiese sido operativo.Estación Base: El módulo estación base implementa dos bloques bien diferenciados, uno dedicado a Ether-net y RF y un segundo a GSM. De-bido a que el microcontrolador que se encarga del bloque Ethernet ne-cesita de una gran capacidad de me-moria para acoger la pila TCP/IP que proporciona Microchip, el elegido es el PIC18LF2685 de la familia 18, con 28 terminales de conexión y 96Kb de memoria de programa.El bloque dedicado a la comunica-ción Ethernet realiza la función de servidor de Internet, y dota al módu-lo estación base de una dirección IP para que pueda, a través de un na-vegador, utilizando el protocolo de comunicación TCP/IP, visualizarse la página web de la aplicación residen-te en la memoria externa.El componente principal es la página web [10], en la cual se pueden reali-zar y monitorizar las siguientes fun-ciones: Mostrar las variables de sensado cada cierto tiempo de refresco. Configurar la conexión a Inter-net, adecuando la dirección IP, MAC, puerta de enlace, máscara de red a través de una conexión segura. Enviar SMS de configuración al móvil del paciente. Configurar agenda del móvil del paciente. Enviar correo electrónico.

Para acceder a la página web de la aplicación es necesario conocer la IP pública de la red a la que está conec-tada a la estación base, o en caso de estar dentro de la misma red LAN, existe una aplicación de Microchip, llamada Ethernet Discover que de-tecta automáticamente la IP que tie-ne asignada dentro de la red LAN el módulo estación base.Un modo de acceso más sencillo consiste en crear una cuenta en pá-ginas como DynDNS.org, en donde se ofrece de manera gratuita la po-sibilidad de asociar un nombre a la dirección IP de la estación base, lo que resulta un acceso más sencillo de recordar, gracias al Sistema Di-námico de Nombres de Dominio, para lo cual es necesario configurar

Figura 8. Página web principal.

Figura 9. Página web envío SMS.

Figura 10. Página web de configuración de agenda.

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el router para que dicha función se encuentre activa.La página web principal de la apli-cación (figura 8) muestra el valor de los sensores de temperatura y caí-da procedentes del módulo pacien-te vía RF, la hora actual del sistema gracias a la conexión con un servidor de tiempo SNTP y un plano de situa-ción de la casa del paciente en donde se indica, mediante un círculo verde en qué lugar de la casa se encuentra el paciente, o un círculo rojo en caso de no detectar presencia. Esta infor-mación procede de los nodos remo-tos cuya información se envía por RF al módulo estación base. La actuali-

zación de la página se produce cada cierto tiempo de refresco de manera automática, gracias al desarrollo de la página web con variables dinámi-cas que permiten tal función.A la izquierda de la página se puede acceder a una serie de enlaces que llevan a las diversas páginas que for-man la aplicación y que se detallan a continuación.El enlace que sigue a la opción de inicio corresponde al envío de SMS, esta página (figura 9) permite el en-vío de SMS a cualquier destino, para ello cuenta con dos cuadros de tex-to a rellenar por el usuario. Uno don-de se indica el número de teléfono y

otro en el que se introduce el men-saje a enviar. En esta página tam-bién es posible realizar el envío de distintos comandos de configura-ción del módem GSM del módulo paciente. En este caso habría que in-dicar el número de teléfono del mó-dulo paciente y en el cuadro dedica-do al mensaje, habría que introducir el comando AT de configuración. La página incluye algunos ejemplos de ayuda, pero es necesario tener co-nocimientos sobre dichos coman-dos para no producir un error en el módulo paciente.El siguiente enlace de la serie es el de configuración de Agenda (figu-ra 10). Al acceder a esta página se presentan dos desplegables en los que se ha de escoger el número de teléfono y la posición que éste ocu-pará en la agenda del módem GSM del módulo paciente. La finalidad de esta página es la de poder variar la agenda del módulo paciente, en caso de que el cuidador principal no pueda estar atendiéndolo en un momento

dado, y así poder variar el número de teléfono al que el módulo pacien-te llamará en primer lugar. El envío se realiza por SMS desde la estación base hasta el módem GSM del mó-dulo paciente, el cual interpretará el comando AT introducido en el SMS y lo ejecutará, lo cual implica una varia-ción del orden de la agenda.La siguiente página de la aplicación es la que permite realizar el envío de correos electrónicos, a la que se ac-cede pulsando el enlace de enviar e-mail. En esta página (figura 11) hay que rellenar una serie de datos como el servidor de correo SMTP y la direc-ción de correo de destino. En caso de que el servidor de correo requiera de usuario y contraseña habría que rellenar los campos destinados a tal

Figura 11. Página web envío e-mail.

Figura 12. Página web de configuración conexión Ethernet.

“El último enlace es el que permite realizar una conexión segura, en la que sólo se tiene acceso mediante usuario y contraseña, que permite abrir la página de configuración de la conexión a Ethernet”

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fi n. Por último aparece el cuadro de texto para escribir el mensaje a en-viar. En los correos enviados se ad-junta un fi chero CSV (valores sepa-rados por comas) exportable a Excel, en el que se muestran los valores de los sensores de presencia, tempera-tura y caída en el momento del en-vío.El último enlace es el que permite realizar una conexión segura, en la que sólo se tiene acceso mediante usuario y contraseña, que permite abrir la página de confi guración de la conexión a Ethernet (fi gura 12). Es posible modifi car algunos paráme-tros como el nombre del servidor, la dirección MAC, o los propios de la co-nexión, como la dirección IP, la puer-ta de enlace, la máscara de red o los DNS, o bien activar la conexión por DHCP para que sea la propia red la que fi je dichos parámetros automá-ticamente. En el caso de una confi -guración incorrecta, se puede volver a los valores por defecto programa-dos en el microcontrolador pulsando los botones de Reset 1 y RB5 de la botonera del módulo estación base (fi gura 13).

CONCLUSIONESSe ha desarrollado un kit de telea-sistencia domiciliaria que incluye diferentes tipos de comunicación, tanto entre los diferentes módulos del kit como entre el paciente y su cuidador. El uso del sistema es sen-cillo tanto en su uso práctico por el paciente como en la interfaz gráfi -

ca. Éste es precisamente uno de los mayores inconvenientes que se en-cuentran en los sistemas comercia-les. Ofrecen muchas posibilidades pero éstas quedan muy reducidas e incluso dejan de tener sentido cuan-do deben ser utilizadas por personas de edad avanzada.El módulo de la estación base se ha desarrollado pensando en la modu-laridad de tal modo que en la prácti-ca el usuario fi nal puede decidir qué

tipo de aplicación necesita. Con mo-difi caciones mínimas o incluso sin modifi cación alguna se puede dis-poner de un sistema que disponga únicamente de un tipo de comunica-ción o bien la combinación de dos de ellas. Debe tenerse en cuenta que cada persona supone un caso parti-cular y por tanto para que un siste-ma de teleasistencia domiciliaria sea realmente aprovechado en todas sus facetas debe de ser pensado o adaptado a cada persona o colecti-vo. En este caso, se ha desarrollado un sistema de teleasistencia adapta-do a una persona que ni tan siquie-ra sea capaz de encender la calefac-ción ni entender el funcionamiento de un dispositivo. Su única función es la de pulsar un botón para llamar a un familiar, las posibles llamadas a servicios de urgencias debe hacer-lo el cuidador puesto que es a quien se le envían las alarmas vía GSM de forma inmediata tras ser detectadas. También es posible hacer llamadas a servicios de urgencias de modo au-tomático en caso de detectarse algu-na anomalía.

AGRADECIMIENTOSEste trabajo ha sido posible gracias al soporte fi nanciero de los proyec-tos ENE2008-06588-C04-04 el Mi-nisterio de Ciencia e Innovación de España y del Fondo Social Eu-ropeo para el Desarrollo Regional y ACOMP/2010/231 de la Generalitat Valenciana.

Figura 13. Módulo de la estación base.

REFERENCIAS[1] Miguel A. Valero, José A. Sánchez, Ana Belén Bermejo. "Servicios y Tecnologías de teleasistencia: tendencias y retos en el hogar digital". Colección VT. ISBN-13: 978-84-611-7232-0.[2] Jesús Otero, Andrés Gómez. "Integración de dispositivos biomédicos en siste-mas de teleasistencia". Informe Técnico CESGA Centro de Supercomputación de Galicia. 2007.[3] Miguel Roser Ballester. "Tecnologías de Hogar Digital para la asistencia Socio-Sanitaria". Presentación del curso Las tecnologías de la información y de las comu-nicaciones en el ámbito de la atención socio-sanitaria. Centro Mediterráneo de la Universidad de Granada, Julio 2007.[4] Muñoz Rodríguez, David. "Sistemas Inalámbricos de Comunicación Personal". Ed: Marcombo, 2002. ISBN: 9788426713186.[5] Angulo Martínez Ignacio; Romero Yesa Susana; Angulo Usategui José María. "Microcontroladores PIC. Diseño práctico de aplicaciones. 2ª Parte: PIC16F87X, PIC18FXXXX". Ed: McGraw-Hill. ISBN: 8448146271.[6] www.microchip.com PICDEM.net User's Guide de Microchip. [7] Douglas Comer, David L. Stevens. "Interconectividad de redes con TCP/IP". Ed: Prentice Hall. ISBN: 9702600006.[8] www.microchip.com PicKit User's Guide de Microchip.[9] Pekka Eskelinen. "Introduction to RF Equipment and System Design". Ed: Arte-ch House. ISBN 1-58053-665-4.[10] Rodríguez de la Fuente, S.; Pérez Costoya y otros: "Programación de aplicacio-nes Web". ISBN: 84-9732-181-2. Ed. Thomson, 2003.

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tendencias Electrónica de potencia


Incremento energético por equilibrado de celdas activoLas baterías de iones de litio (Li-Ión) han ganado mucha popularidad últimamente debido al notable aumento del mercado de productos portátiles alimentados por baterías. La superioridad de las celdas de Li-Ión reside en su alta densidad gravimétrica y volumétrica de energía, la baja tasa de autodescarga y la ausencia de efecto memoria. En este artículo se analizan los efectos de las diferencias de temperatura, impedancia y capacidad y estudia la forma de solucionar los problemas típicos a la hora de diseñar una batería.

Baterías de Li-Ión

E

Simon Wen y Matthew BorneTexas Instruments

l mundo de la electrónica de consu-mo recurre mayoritariamente a estas baterías como fuente de energía por-tátil. Los teléfonos móviles y los orde-nadores portátiles son los principales usuarios de baterías de Li-Ión año tras año. A medida que evolucionan las celdas de Li-Ión y las diversas compo-siciones químicas que éstas utilizan, otros equipos y dispositivos pueden aprovechar las ventajas de estas cel-das. Ahora las herramientas eléctri-cas, los vehículos eléctricos, las he-rramientas industriales y el instru-mental médico también pueden utili-zar las baterías de Li-Ión como fuente de energía.Las aplicaciones de consumo pueden utilizar una única celda de Li-Ión (te-léfonos móviles) o una configuración de dos grupos en paralelo formados por tres celdas en serie (ordenado-res portátiles). Sin embargo, para los nuevos equipos se requieren baterías

más potentes, más resistentes y de mayor capacidad. Para elevar la ten-sión se añaden celdas en serie y para aumentar la capacidad se añaden cel-das en paralelo. De esta manera, los paquetes de baterías crecen desde las seis celdas utilizadas en los orde-nadores portátiles a los varios cientos de las unidades utilizadas en automo-ción. Estos requisitos presentan nue-vos obstáculos a los diseñadores de baterías, ya que los inconvenientes de las celdas de Li-Ión se multiplican.Las grandes baterías requieren una elaborada gestión para lograr un di-seño de calidad. Hay que tener en cuenta las mediciones reales de tem-peratura, tensión y corriente. A medi-da que aumenta el tamaño de los pa-quetes de celdas de Li-Ión, la gestión del calor, la fiabilidad del paquete, el ciclo de vida y el equilibrado de celdas requieren más atención. En realidad, a medida que aumenta el número de

Corte del paquetepor sobretensión

Tiempo máximo de funcionamiento

Corte del paquete por subtensión

Capacidad no utilizada

Figura 1. Efectos del desequilibrio de celdas en la capacidad utilizable.

“La finalidad de una batería es almacenar y proporcionar energía a un dispositivo. El objetivo es guardar y extraer del paquete tanta energía como sea posible. Uno de los principales factores que impiden obtener el resultado deseado es el desequilibro de las celdas”

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celdas necesarias en un paquete, las diferencias de temperatura, de capa-cidad y de impedancia en serie entre celdas se convierten en factores de gran importancia.

PROBLEMA: LAS CONDICIONES DE LAS CELDAS NO SON IDÉNTICASLa finalidad de una batería es almace-nar y proporcionar energía a un dispo-sitivo. El objetivo es guardar y extraer del paquete tanta energía como sea posible. Uno de los principales facto-res que impiden obtener el resultado deseado es el desequilibro de las cel-das. Vamos a estudiar cómo repercu-te este factor en la entrega de energía al dispositivo.En los paquetes de baterías de Li-Ión, los valores de tensión máxima y míni-ma que puede alcanzar cada celda de una serie están preestablecidos. Esta medida de seguridad está gestionada por un circuito integrado contenido en el paquete de baterías.Veamos la figura 1a: el paquete de baterías podrá cargarse y descargar-se mientras las celdas se mantengan entre los valores de corte por sobre-tensión y subtensión. Si una de las celdas alcanza uno de los valores de corte, todo el paquete se desconec-tará (subtensión), lo que bloqueará la carga contenida en las demás celdas que podría entregarse al dispositivo (figura 1b), o bien no se permitirá que el cargador almacene en el paquete toda la energía que podría contener (figura 1c) (sobretensión).El desequilibrio de celdas puede de-berse a muchas causas:

- Estrés térmico no uniforme.- Diferencias de impedancia.- Mal emparejamiento de la capacidad de las celdas.- Variaciones de los componentes quí-micos.

Algunas de estas causas se pueden minimizar mediante una adecuada selección de celdas y un correcto di-seño del paquete. Pero a pesar de todos los esfuerzos destinados al di-seño previo, el principal causante del desequilibrio de celdas es el estrés térmico no uniforme. La diferencia de temperatura entre celdas provo-ca cambios en la diferencia de impe-dancia y en las reacciones químicas. Cuanto más tiempo se vean someti-das las celdas a la diferencia de tem-peraturas, más aumentará ésta (figu-ra 2). Aquí tenemos una imagen de infrarrojo lejano de un portátil que muestra hasta dónde puede llegar la diferencia de temperaturas incluso en una aplicación de electrónica de consumo. Por cada 10ºC de aumen-to de la temperatura, la tasa de auto-descarga de una celda de Li-Ión se duplica.Una de las características de las ba-terías de Li-Ión es que su resistencia interna depende fuertemente de la temperatura. Las celdas con tempe-raturas más bajas muestran una ma-yor impedancia y, por lo tanto, la caída óhmica durante la carga y la descarga es mayor. Esta resistencia aumenta también con la exposición continuada a temperaturas elevadas y a estados de carga alta, así como con los ciclos de carga.

SOLUCIÓN: TECNOLOGÍAS DE EQUILIBRADO DE CELDASDebido a los efectos sobre la entre-ga de energía y a los peligros asocia-dos a la sobrecarga de las baterías de Li-Ión en aplicaciones con celdas co-nectadas en serie, resulta necesario recurrir a técnicas de equilibrado de celdas. Existen dos tipos de equilibra-do de celdas: pasivo y activo.

Equilibrado de celdas pasivoEl método de equilibrado de celdas pasivo, llamado también equilibra-do por «purga resistiva», utiliza una ruta directa de descarga de la celda que proporciona a las celdas de ma-yor tensión una derivación de corrien-te hasta que la tensión en todas las celdas es la misma. Muchos dispo-sitivos ofrecen equilibrado de celdas junto con otras funciones de gestión de baterías. Los protectores de paquetes de bate-rías de Li-Ión como el bq77PL900 es-tán destinados a las herramientas sin cable, a las bicicletas y ciclomotores con asistencia eléctrica, a las fuen-tes de alimentación ininterrumpida y a los equipos médicos. Su circuitería actúa principalmente como un siste-ma autónomo de protección de bate-rías que utilizan series de entre cin-co y diez celdas. Además de las mu-chas funciones de gestión de baterías controladas a través del puerto I2C, las tensiones de celda se comparan con umbrales programables para de-terminar si es necesario el equilibra-do de celdas. Si una celda alcanza el umbral, se detiene la carga y se acti-va una derivación interna. Cuando las celdas con tensión alta quedan den-tro del límite de recuperación, se de-tiene el equilibrado de celdas y la car-ga continúa.Los algoritmos de equilibrado de cel-das que utilizan únicamente la diver-gencia de tensiones como norma de equilibrado tienen el inconveniente de equilibrar en exceso o en defecto debido al desequilibrio de impedan-cias (figuras 3 y 4). El problema se debe a que la impedancia de la celda contribuye también a la divergencia de tensiones (VDif_Inicio y VDif_Fin) durante la carga. El simple equilibrado de cargas basado en tensión no dis-tingue entre un desequilibrio de car-ga y un desequilibrio de impedancia, por lo que este método no puede ga-rantizar que, a plena carga, todas las celdas se encuentren al 100% de ca-pacidad.Una solución consiste en utilizar un indicador de carga, como el bq2084, con equilibrado optimizado basado

Variación entre celdas>10°

Perfil de temperaturas a lo largo de la sección

Figura 2. Imagen de infrarrojo lejano de los incrementos térmicos en el paquete de baterías de un ordenador portátil.

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en tensión. Dado que las diferen-cias de impedancia entre celdas pue-den confundir al algoritmo, el equili-brado solamente se produce al final del ciclo de carga. De esta manera se minimiza el efecto de las diferen-cias de impedancia, ya que la caída IRBAT se reduce cuando la corrien-te de carga se acerca al umbral de fi-nalización. Además, el integrado se basa en la tensión de todas las cel-das para tomar la decisión de realizar el equilibrado, lo que da lugar a una implementación más eficaz. A pesar de las mejoras, la necesidad de ba-sarse únicamente en las tensiones li-mita el equilibrado a las regiones de alto estado de carga y solamente a la fase de carga.Otro ejemplo es la familia de indica-dores de carga bq20zxx, que utiliza la estrategia de equilibrado Impedance Track. En lugar de intentar minimizar los efectos de la divergencia de ten-

siones, este indicador calcula la car-ga necesaria (QNEED) para alcanzar el estado de carga total de cada cel-da (figura 5). El algoritmo de equili-brado activa los FET de equilibrado de las celdas durante la carga para proporcionar la QNEED requerida. Para este tipo de indicador de carga resulta sencillo ejecutar este plan de equilibrado basado en la QNEED, ya que la función de medición de carga aporta la capacidad total y el estado de carga (SOC). Dado que el equili-brado de celdas no distorsiona las di-ferencias de impedancia de celdas, puede funcionar durante la carga o la descarga de la batería e incluso en los estados de inactividad, y lo que es más importante: puede pro-porcionar una óptima precisión en el equilibrado.Dado que el equilibrado de celdas pasivo con una solución de FET inte-grados ofrece limitadas posibilidades

de actuación, la tasa de divergencia o desequilibrio de celdas puede so-brepasar al proceso de equilibrado. Asimismo, dada la baja corriente de derivación, es posible que se requie-ran varios ciclos para corregir un des-equilibrio normal. El diseño de circui-tos de derivación externos con com-ponentes existentes permite refor-zar el equilibrado de celdas (figuras 6 y 7). En la figura 6, El MOSFET de equilibrado interno se activa por pri-mera vez cuando se toma la decisión de equilibrar una determinada celda. Esto crea una ruta de baja corriente a través de las resistencias de filtro ex-ternas conectadas a los terminales de las celdas (Celda 1 y Celda 2) y las pa-tillas del integrado. Cuando la tensión entre puerta y fuente del FET interno se estabiliza en bornes de la resisten-cia, el MOSFET externo se activa. El inconveniente estriba en que no es posible equilibrar las celdas adyacen-tes de manera rápida y simultánea. Por ejemplo, si los FET internos adya-centes están encendidos, no se pue-de activar Q2 porque no hay corriente circulando por R2.La figura 7 muestra el ejemplo más re-ciente de equilibrado de celdas pasi-vo, una solución de indicación de car-ga de bajo coste con un solo circuito integrado. A diferencia de la solución de indicación de carga previamente mencionada, este integrado no dis-pone de equilibrado de celdas inter-no, aunque requiere un circuito de de-rivación externo similar para realizar el equilibrado. Sin embargo, dado que el circuito de activación del equilibrado es un drenador abierto en el interior del integrado, es posible equilibrar va-rias celdas simultáneamente, incluso celdas adyacentes. Este circuito de equilibrado utiliza un algoritmo basa-do en tensión mejorado, al igual que el circuito mostrado en la figura 6. Sin embargo, los FET externos de la figu-ra 7 proporcionan un equilibrado de celdas más eficaz.

Equilibrado de celdas activo El equilibrado de celdas pasivo no es el método ideal en la fase de descar-ga, ya que el 100% de la energía ex-cedente de las celdas de más energía se disipa en forma de calor. El equili-brado activo, que utiliza el transporte de carga capacitivo o inductivo para transferir la carga entre las celdas de la batería, es mucho más eficaz. El motivo es que la energía se transfie-re allí donde es necesaria, en lugar de dejar que se pierda. El inconveniente es que se requieren más componen-tes y el coste aumenta.

Intervalo de umbrales de detección de sobretensión (OV)

Paso del programa de histéresis de detección de OV

Tens

ión

y co

rrie

nte

de la

cel

da

Tiempo

Tensión equilibrada

Capacidad no equilibrada

Equilibrado desactivadoEquilibrado activado

Corriente

Figura 3. Equilibrado pasivo por purga basado en tensión.

Figura 4. Es posible que el equilibrado simple basado en tensión no equilibre eficazmente la capacidad.

35


La tecnología de equilibrado de cel-das patentada bq78PL114 Power-Pump, que utiliza la transferencia de carga inductiva, es la implementación más reciente del equilibrado de cel-das activo. En este caso se utiliza un par de MOSFET (canal N y P) y un in-ductor de potencia para completar un circuito de transferencia de carga en-tre dos celdas adyacentes.

El diseñador del paquete de baterías establece los umbrales de desequili-brio entre las series de celdas. Power-Pump se activa cuando el circuito in-tegrado detecta un desequilibrio su-perior al umbral. La figura 8 muestra un circuito reductor-elevador simplifi-cado con dos MOSFET (Q1 y Q2) y un inductor de potencia. La celda supe-rior (V3) necesita transferir energía a

la celda inferior (V1). La señal P3S, de aproximadamente 200 kHz y un ciclo de trabajo del 30%, pone en marcha la transferencia y la energía llega al in-ductor a través de Q1. Cuando se res-tablece la señal P3S, Q1 se desactiva y la energía del inductor se encuentra al nivel máximo. Dado que la corrien-te del inductor debe continuar circu-lando, el diodo de sustrato de Q2 está polarizado en directa, lo que completa la transferencia de carga a la celda a V2. Obsérvese que la energía almace-nada en el inductor sufre únicamente una pequeña pérdida debida a la pe-queña resistencia en serie.Dado que las series de celdas pueden ser de diversas longitudes y capaci-dades, hay que tener en cuenta algu-nas limitaciones a la hora de mover la carga. Uno de los puntos a conside-rar es la distancia a la que se puede transportar la carga hasta que se deje de lograr una mejora de la entrega de energía. En otras palabras, cuánto se puede mover la carga antes de que la ineficacia del convertidor supere las ventajas de las celdas equilibradas. Aplicando una eficacia estimada del 85% en nuestra prueba, la tecnología PowerPump no llega a transportar la energía a seis celdas de distancia. Sin embargo, es importante que se en-tienda que, independientemente de la eficacia, para alcanzar un equilibrio completo hay que alcanzar primero un «equilibrio regional».Además de sus evidentes ventajas, el atractivo de la tecnología Power-Pump radica en que permite el equili-brado independientemente de la ten-sión de las celdas individuales. Esto significa que si se decide realizar una transferencia de carga entre dos cel-das, se podrá llevar a cabo en cual-quier estado operativo de la batería, ya sea carga, descarga o reposo. La transferencia se llevará a cabo inclu-so si la celda suministradora de car-ga tiene una tensión más baja (debido por ejemplo a una resistencia de cel-da menor durante la carga o la descar-ga) que la celda receptora. En compa-ración con el equilibrado por purga re-sistiva, la pérdida de energía en forma de calor es pequeña.Hay tres algoritmos de equilibrado disponibles:

- Bombeo por tensión de terminal (TV)- Bombeo por tensión en circuito abierto (OCV)- Bombeo por estado de carga (SOC) o equilibrado predictivo

El bombeo por TV es igual al equili-

Tens

ión

de c

elda

(V)

Número de ciclos

Celda 2 (2% de aumento)

Celda 0 (normal)

Celda 1 (2% de descenso)

Figura 5. Equilibrado de celdas basado en la QNEED.

Celda 2

Celda 1

+ DEL PAQUETE

Figura 6. Equilibrado de celdas pasivo con FET externos.

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brado de celdas pasivo basado en tensión que se ha descrito anterior-mente. Como se aprecia en la figu-ra 4, el equilibrado por TV durante la carga no logra siempre una capacidad equilibrada hacia el final de la descar-ga. Esto se debe a la diferencia de im-pedancias que hemos mencionado anteriormente. El bombeo por OCV compensa las diferencias de impe-dancia mediante una estimación de la OCV basada en mediciones de la co-rriente del paquete y la impedancia de las celdasEl bombeo por SOC funciona de ma-nera semejante a los dispositivos Im-pedance Track, determinando el ni-vel de carga exacto de cada celda y transfiriendo energía entre las mis-mas de manera que las capacidades se encuentren equilibradas al final de la carga o EOC (figura 9). Al examinar un gráfico de descarga por OCV (fi-gura 10), se aprecia que el equilibra-do predictivo logra en cada celda una tensión de offset que da una medida de su capacidad. Una diferencia de capacidad de unas pocas unidades porcentuales ocasiona una gran di-ferencia en el punto de flexión de la curva de descarga. Si conocemos la capacidad de uno o dos porcentajes, podemos conseguir una aproxima-ción muy exacta al final de la descar-ga. El final de la carga y el final de la descarga son las áreas en las que nos interesa obtener el máximo equilibrio en las celdas, y el equilibrado predicti-vo permite alcanzar eficazmente este objetivo.La tecnología PowerPump corrige el desequilibrio de celdas mejor que el equilibrado pasivo convencional, ya que permite controlar una corriente de equilibrado mayor cambiando los valores de los componentes.La corriente de equilibrado eficaz de un ordenador portátil se encuentra generalmente entre 25 y 50 mA, que es entre 12 y 20 veces mayor que la corriente de equilibrado por deriva-ción interna. Gracias a esta ventaja, el equilibrado de celdas activo puede corregir las diferencias de capacidad en un ciclo durante el 95% del tiem-po.En baterías de gran capacidad, las ventajas de la tecnología Power-Pump son aún más notorias. Hay que tener en cuenta el tiempo du-rante el que se puede equilibrar una batería con el método pasivo basado en tensión. El único nivel de energía de la batería, el equilibrado positivo se realiza durante la fase de reduc-ción final de un ciclo de carga, de manera que esta función solo está

Corriente elevada en derivación

FETexternos

Celda 1

Celda 2

Celda 3

Figura 7. Nueva topología de equilibrado de celdas pasivo con FET externos.

Diodo de sustrato

Corriente

Corriente

Figura 8. Equilibrado de celdas mediante la tecnología PowerPump.

37


disponible durante un pequeño por-centaje de toda la vida útil de un gran paquete de baterías. Por esta razón muchos diseñadores de baterías op-tan por utilizar corrientes de equili-brado de más de un amperio, inclu-so superiores a diez amperios, lo que crea muchos problemas de calor y aumenta el coste al necesitar FET de mayor potencia. Dado que la tecno-logía PowerPump ofrece la posibili-dad de un equilibrado prácticamente ininterrumpido, estos problemas de diseño se reducen al mínimo. Los componentes externos elegi-dos determinan la corriente de equi-librado. La corriente pico del inductor queda establecida por la tensión de la celda, la inductancia y la sincroniza-ción. La corriente media proveniente de la celda de origen durante el ciclo es igual a 0,5 * (corriente pico) * ci-clo de trabajo. En el modo de bom-beo normal, el ciclo de trabajo es del 33%. Veamos un ejemplo: utilizando por ejemplo un inductor de 15 µH y con una corriente pico de aproxima-damente 460 mA, tenemos una co-rriente media proveniente de la celda de origen de 75 mA, que además se puede mantener durante un tiempo prolongado. De esta manera se man-tiene todo el sistema equilibrado para que, a medida que nos acercamos al final de la carga y la descarga, se pue-da intercambiar la máxima cantidad de energía.La pregunta que a todos interesa es, ¿cuánta corriente de equilibrado se necesita? Y la respuesta no gusta a nadie: «depende». El primer paso consiste en determinar cómo evolu-cionará el aumento paulatino espe-rado del desequilibrio. Si un sistema dotado con un paquete de baterías de 20 Ah alcanza un desequilibrio del 5% tras 1 hora de descarga, será ne-cesario transferir grandes cantidades de energía. Los FET y los inductores del sistema PowerPump deberán di-mensionarse correspondientemen-te. El firmware más reciente también dispone de una opción SuperPump que permite un ciclo de trabajo más grande para mover energía, ya que durante un periodo normal se anulan algunas mediciones. Como ya se ha mencionado anteriormente, la cali-dad de las celdas y la gestión del calor son factores cruciales a la hora de de-terminar el grado de desequilibrio que se alcanzará.Una de las ventajas del equilibrado activo en el ámbito de la seguridad es que se puede realizar un seguimien-to del tiempo transcurrido para equi-librar una celda. El bombeo neto de

una celda se define como el número de bombeos hacia esa celda menos el número de bombeos desde esa celda. Si el valor neto de una celda es demasiado alto, lo que significa que recibe demasiada energía de las de-más celdas, esto puede indicar que la celda está en mal estado. Este pará-metro puede utilizarse como compo-nente de una determinación de SOH, al igual que otros parámetros como la impedancia de la celda y la capacidad a plena carga.

CONCLUSIÓNLas nuevas tecnologías que se cen-tran en la seguridad y el ciclo de vida proporcionan generalmente un avan-zado equilibrado de las celdas y una gestión eficaz del calor. Gracias a las nuevas tecnologías de equilibrado de celdas que determinan la necesi-dad de equilibrado de cada celda por

separado, la vida útil y la seguridad general de los paquetes de baterías se han visto mejoradas. El equilibra-do de celdas en cada ciclo elimina la infrautilización de celdas que suele ocasionar mayores desequilibrios y un envejecimiento prematuro de la batería. La creciente diversidad de las formulaciones químicas, configu-raciones y aplicaciones de las bate-rías exige un mayor esfuerzo por par-te de los diseñadores de paquetes de baterías.

REFERENCIAS Si desea obtener información más detallada o descargar fichas técnicas y notas de aplicación, visite:www.ti.com/bq2084-cawww.ti.com/bq77pl900-cawww.ti.com/bq76pl102-cawww.ti.com/bq78pl114-cawww.ti.com/bq3060-ca

Tens

ión

(V)

Tiempo (minutos)

Tem

pera

tura

(°C)

Corr

ient

e (A

)

Menos equilibrado Tensiones de celda

Capacidad equilibrada en el EOC

Temperatura

Corriente

Figura 9. La tecnología PowerPump ofrece un equilibrado de celdas rápido y preciso.

Tens

ión

de c

elda

Tiempo en minutos

Cada celda se lleva a una tensión de offset

determinada para mantener el mismo SOC

Como resultado todas las celdas llegan juntas al corte

Figura 10. Cada celda se lleva a una tensión de offset que da una medida de su capacidad.

38

tendencias Componentes


Medida de corriente y tensión en pequeños aerogeneradoresLos amplificadores de aislamiento, al trabajar junto a resistencias de derivación (shunt), proporcionan medidas precisas de la corriente en convertidores de potencia, incluso en presencia de un elevado nivel de ruido de conmutación. Cuando se utilizan con un divisor resistivo, funcionan como sensores precisos de tensión. El controlador necesita la información sobre corriente y tensión para realizar el cálculo y el control eficaz, alcanzando así la eficiencia óptima de conversión en sistemas aerogeneradores de pequeño tamaño. Estos amplificadores de aislamiento miniatura, caracterizados por su elevado rechazo de ruido en modo común, alta tensión de aislamiento, aislamiento de protección integrado y huella muy reducida, aportan una solución ideal para turbinas eólicas de pequeño tamaño.

Amplificadores de aislamiento miniatura

A

Hong Lei Chen Avago Technologies

l tratarse de uno de los recursos energéticos alternativos más pro-metedores, la energía eólica sigue creciendo con rapidez, pese a la cri-sis financiera y a la recesión econó-mica, con una tasa media interanual del 22,4% prevista para los cinco próximos años [1]. Grandes parques eólicos se extienden en alta mar so-bre aguas profundas, como el Ar-klow Bank Wind Park de 25 MW, en el Mar de Irlanda, y el Cape Wind,

primer parque eólico en alta mar ins-talado en América, cuya capacidad es de 420 MW.Pese a la atención que han recibido las grandes turbinas eólicas de alta potencia, para las cuales las previsio-nes señalan un continuo crecimiento tanto en tamaño como en número de instalaciones, las oportunidades para los fabricantes de inversores de po-tencia se centran en el mercado de turbinas eólicas de pequeño tamaño

(<100 kW). Aunque el mercado de in-versores de energía eólica es reduci-do si se compara con el mercado so-lar fotovoltaico, está experimentan-do una serie de desarrollos que me-rece la pena destacar, como la irrup-ción de la Energía Solar Integrada en Edificios (p.ej., el AVX 1000 de 1 kW y el WindCube de 60 kW) así como un mayor desarrollo de Turbinas Eóli-cas de Eje Vertical (p.ej., UGE 10KW VAWT) [2].

Figura 1. Diagrama de bloques simplificado para un pequeño aerogenerador.

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MERCADO DE TURBINAS EÓLICAS DE PEQUEÑO TAMAÑOEl mercado estadounidense de tur-binas eólicas de pequeño tamaño creció un 78% en 2008 con una ca-pacidad añadida de 17,3 MW. Esta cifra contrasta con un crecimiento de la capacidad mundial del 53%, con 38,7 MW correspondientes a nuevas instalaciones en el mismo período. Los fabricantes estadouni-denses sumaron el 49% de las ven-tas globales de pequeñas instalacio-nes eólicas en 2008, manteniendo de este modo su histórica posición dominante [3].Para el segmento comercial del mer-cado estadounidense de turbinas eóli-cas de pequeño tamaño (21-100 kW), el crecimiento vino principalmente de la mano del aumento de las inversio-nes privadas, que permitieron un in-cremento de los volúmenes de fabri-cación. El segmento residencial (1-10 kW), que es el mayor segmento del mercado, se vio impulsado por las in-versiones, la reducción de costes y el aumento del volumen. El crecien-te precio de la electricidad en el seg-mento residencial y el conocimiento cada vez mayor de la tecnología por parte de la población también desem-peñaron un importante papel en este crecimiento [3].En Europa existen más de 40 fabri-cantes consolidados en activo dentro de la industria de sistemas eólicos de pequeño tamaño. Estos fabricantes, que se localizan principalmente en Alemania y España, producen peque-ños aerogeneradores con potencias que van desde menos de 1 kW hasta algunos centenares de kilovatios [4].

UN PEQUEÑO SISTEMA EÓLICOUn pequeño sistema eólico (figura 1) está formado generalmente por una turbina, un generador, un rectificador CA/CC, un controlador de carga y un módulo de batería recargable, un in-versor, cableado y una torre que sos-tiene todo el sistema. A menudo se exige que el controlador de carga y el módulo de batería cubran las necesi-dades de los sistemas eólicos no co-nectados a la red eléctrica en empla-zamientos remotos y de difícil acce-so.

LA EFICIENCIA ES LA CLAVEDebido a la velocidad variable del viento, muchas soluciones eólicas incorporan una tecnología de control

de velocidad variable para maximi-zar la captación de energía del vien-to y minimizar las cargas de la unidad motriz en la turbina. En el seno de la industria se han propuesto y estudia-do diferentes estrategias de control de velocidad variable, todas ellas con un objetivo común: lograr una óptima eficiencia [5, 6].Además de la sección de control de la velocidad, el inversor desempeña un papel fundamental para permitir los procesos de conversión de potencia en un sistema aerogenerador. En el caso de las turbinas eólicas, que son dispositivos generadores de veloci-dad variable, un inversor es esencial para que los dispositivos se conec-ten a la red eléctrica y suministren

Figura 2. Diagrama de bloques de una pequeña turbina eólica que utiliza un convertidor CA/CC/CA.

Figura 3. Respuesta ganancia-frecuencia del ACPL-C78X.

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tendencias Componentes


una energía que se ajuste a las espe-cifi caciones. Los inversores pueden ser componentes discretos o módu-los simples (comerciales) o trifásicos (industriales) y están controlados por un DSP para proporcionar una con-versión de potencia de alta efi cien-cia. Los sistemas inversores de altas prestaciones requieren un control preciso de la sincronización entre los dispositivos de potencia así como un aislamiento de seguridad para evitar peligrosos transitorios de conmuta-ción de alta tensión que puedan dañar el controlador y al propio operario.A modo de ejemplo, en el sistema de conversión de potencia de 30 kW presentado en [6] se implemen-tó un sencillo convertidor CA/CC/CA y una estrategia de control modular para un sistema eólico conectado a la red eléctrica. La fi gura 2 muestra un diagrama de bloques similar del con-vertidor de potencia. Dado que la ten-sión y la frecuencia a la salida del ge-nerador varían con los cambios de la velocidad del viento, se utiliza un tro-ceador elevador CC/CC para mante-ner una tensión de enlace CC cons-tante. La corriente CC de entrada se regula con el fi n de que siga la refe-rencia de corriente optimizada y pre-determinada para el funcionamiento en el punto de máxima potencia del sistema de turbina. Para la conexión a la red eléctrica, las señales PWM con-trolan los IGBT mediante los controla-dores de puerta ACPL-332J [7] para entregar corrientes a la red eléctrica regulando la tensión de enlace CC del inversor.Con el fi n de alcanzar la efi ciencia óp-tima del sistema, el convertidor ilus-trado en la fi gura 2, así como otros muchos como los presentados en [6, 8], indican que debe realimentarse una importante información sobre co-rriente y tensión en el DSP para reali-zar cálculos y para un control efi caz. Esta información puede incluir la co-rriente del enlace CC, corrientes de fase del generador, corrientes de fase

a la salida del inversor, y tensiones de enlace CC. Esta necesidad genera oportunidades para los sensores de corriente/tensión cuyos requisitos no pasan tan sólo por una precisión sufi -ciente y velocidad de respuesta, sino también un elevado rechazo del ruido en conmutación y un aislamiento se-guro, todo ello con un coste compe-titivo.

AMPLIFICADOR DE AISLAMIENTO PARA MEDIDA DE CORRIENTE Y TENSIÓNCon sus ventajas como una mejor li-nealidad, bajo coste y fl exibilidad de diseño, en sensado de corriente por derivación (shunt) es un método clá-sico empleado para la medida de co-rriente pese al inconveniente que re-presenta la pérdida de potencia en la derivación. Gracias a los desarrollos de la tecnología de derivación que han permitido mejorar las prestacio-nes térmicas y disminuir la resisten-cia, la pérdida de potencia se puede minimizar mediante la reducción del nivel de señal de la derivación.Los amplifi cadores de aislamiento miniatura ACPL-C78A/C780/C784, especialmente diseñados para cum-plir los exigentes requisitos de los sistemas de conversión de poten-cia, aceptan una señal de ±200 mV, que es ideal para la conexión directa a aplicaciones de sensado basadas en derivación. Con la elección de una re-sistencia de derivación apropiada se puede monitorizar cualquier rango de corriente, desde menos de 1 A hasta más de 100 A.La familia ACPL-C78X emplea una avanzada tecnología de convertidor A/D sigma-delta y una implementación totalmente diferencial para obtener una precisión de la ganancia del 1% (ACPL-C78A), una no linealidad extre-madamente baja del 0,004% y un am-plio ancho de banda de CC a 100 kHz (fi gura 3). El ACPL-C78X, que se en-cuentra disponible en un encapsulado SSO-8 (stretched small outline-8) con distancias de reserva de 8 mm (fi gura 4), ofrece un robusto aislamiento gal-vánico con homologaciones de segu-ridad de 1140 V para la tensión de tra-bajo según IEC/EN/DIN EN 60747-5-2, doble protección de 5 kVrms/1 min según UL 1577 y un rechazo en modo común de 15 kV/s [9].

CONCLUSIÓNAunque las fuerzas del mercado que impulsan la industria eólica varían en-tre una y otra región, desde las tari-fas de alimentación de la red eléctrica implantadas con éxito en Europa has-

ta un conjunto de regulaciones, sub-sidios e incentivos fi scales aplicados en Norteamérica y Asia, está indus-tria está llamada a crecer con rapidez. Si bien resultan llamativos los aeroge-neradores de megavatios instalados en aguas profundas, la mayoría de las oportunidades para los inversores de potencia reside en el mercado de las pequeñas turbinas eólicas.Los amplifi cadores de aislamiento miniatura ACPL-C78X proporcionan las medidas precisas de tensión y co-rriente que necesitan los típicos dise-ños de aerogeneradores de pequeño tamaño para lograr la efi ciencia ópti-ma. El elevado rechazo de ruido en conmutación y la alta tensión de aisla-miento aseguran un funcionamiento fl uido del inversor así como la seguri-dad del controlador y del operario.

REFERENCIAS[1] “Global Wind 2008 Report,” Glo-bal Wind Energy Council. [2] “Inverters for Alternative Ener-gy Resources,” Darnell Group Inc., Third Edition, June 2009. [3] “AWEA Small Wind Turbine Global Market Study, Year Ending 2008”, American Wind Energy As-sociation. [4] Source: www.smallwindindustry.org, by European Wind Energy Asso-ciation. [5] E. Muljadi, K. Pierce, P. Miglio-re, “Control Strategy for Variable-Speed, Stall-Regulated Wind Turbi-nes,” June 1998. [6] Seung-Ho Song, Shin-il Kang, Nyeon-kun Hahm, “Implementation and control of grid connected AC-DC-AC power converter for variable speed wind energy conversion sys-tem,” APEC '03, Eighteenth Annual IEEE, February 2003. [7] “ACPL-332J 2.5 Amp Output Cu-rrent IGBT Gate Driver Optocoupler with Integrated (VCE) Desaturation Detection, UVLO Fault Status Fee-dback and Active Miller Clamping, Data Sheet,” Avago Technologies, AV02-0120EN. [8] Hong-Geuk Park, Seok-Ho Jang, Dong-Choon Lee, Heung-Geun Kim, “Low-Cost Converters for Mi-cro Wind Turbine Systems using PMSG,” Power Electronics, 2007. ICPE '07. 7th International Conferen-ce, Oct. 2007.[9] “ACPL-C78A, ACPL-C780, ACPL-C784 Miniature Isolation Amplifi ers, Data Sheet,” Avago Technologies, AV02-1436EN.

Figura 4. Encapsulado SSO-8 (izq.), con una huella un 30% más reducida que el encapsulado DIP-8.

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tendencias Diseño


Contadores inteligentes de próxima generaciónLa sustitución de los contadores electromecánicos por contadores digitales ofrece numerosas ventajas. Permite introducir la monitorización de calidad del suministro, precios dinámicos, prepago, lectura remota del contador, control remoto de carga y medidas para contrarrestar posibles manipulaciones. Estas funciones ayudan a la compañía de suministro a proteger o incrementar su facturación o mejorar el servicio proporcionado al cliente.

Arquitectura escalable

C

Francesco SinacoriFuture Electronics (Italia)

ompañías de suministro de todo el mundo están modernizando rápida-mente el equipamiento que mide el consumo, pasando de los tradicio-nales contadores mecánicos y elec-tromecánicos a nuevos sistemas to-talmente digitales. Este cambio está teniendo lugar velozmente: según ABS Energy Research, se van a reno-var unos 200 millones de contadores hasta 2014.Una cuestión fundamental para los equipos de ingenieros de diseño que trabajan en estos proyectos consiste en decidir qué conjunto de funciones se exige al hardware y sobre qué ver-siones diferentes del producto final

se ofrecerá soporte a diferentes con-juntos de características.En el nivel más básico, es posible di-señar un contador digital tan sólo con un ASIC o ASSP de bajo coste para la medida de la energía y un visuali-zador/contador. No obstante, se ob-tiene una flexibilidad y una capacidad mucho mayores en el diseño con una arquitectura que utiliza una unidad central que controle diversos perifé-ricos.La figura 1 muestra un diagrama de bloques de una plataforma de hard-ware flexible para un contador elec-trónico dotado de numerosas funcio-nes:

Naturalmente algunas funciones son obligatorias: por ejemplo, la etapa de entrada para la medida es necesaria para que el sistema funcione como contador. Pero una arquitectura ba-sada en un microcontrolador permite que el diseñador incorpore algunos o todos los bloques funcionales nece-sarios para cada versión del producto. Para el fabricante OEM del contador electrónico, esta arquitectura propor-ciona la capacidad de realizar diferen-tes contadores para diferentes usua-rios finales añadiendo o eliminando periféricos. Este método minimiza los costes de diseño y fabricación y permite que el fabricante del disposi-tivo pueda atender toda una variedad de requisitos del cliente.Es evidente que en esta arquitectu-ra la elección del microcontrolador es la decisión más crítica por lo que res-pecta al diseño. En concreto, el inge-niero de diseño debe valorar si al mi-crocontrolador escogido se le exigirá ofrecer soporte a cada función descri-ta en la figura 1, tal como se comenta al final de este artículo.¿Pero qué funciones se necesitan en un contador inteligente, cómo aña-den valor y con qué facilidad pueden implementarse?

MONITORIZACIÓN DE LA CALIDAD DE SUMINISTROUna fuente de alimentación ideal se-ría una que estuviera siempre disponi-ble, siempre dentro de las tolerancias de tensión y frecuencia, y con una for-ma de onda senoidal pura. Desde lue-go, esto no se encuentra nunca en la vida real, donde los defectos de una Figura 1. Arquitectura de un contador digital dotado de numerosas funciones.

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fuente de alimentación son de cinco tipos: distorsión armónica, desapa-rición de la señal, subtensión y so-bretensión, caídas o picos de señal y transitorios.La extensión y la escala de los proble-mas de calidad de suministro se ven afectados por los siguientes facto-res: la calidad de la tensión suministra-da por la compañía los tipos de cargas en los domici-lios de los clientes la sensibilidad del equipamiento eléctrico a las perturbaciones

Una mala calidad de suministro tiene grandes efectos que son tangibles para el usuario final, como averías en ordenadores, parpadeo en pantallas e iluminación, sobrecalentamiento de transformadores con una carga mo-derada y pérdidas anormales en mo-tores de inducción conectador direc-tamente en línea.Si bien un buen diseño de los produc-tos eléctricos, un equipamiento eficaz de corrección y la cooperación con el suministrador de la energía pueden ayudar a reducir la incidencia de los defectos de la fuente de alimenta-ción, un diagnóstico preciso y oportu-no de los problemas de calidad de la señal es absolutamente esencial para que las compañías mantengan una elevada calidad de suministro.La aportación añadida sobre la cali-dad de suministro que proporcionan los contadores inteligentes en toda la red puede proporcionar una fuen-te de información rica y detallada para las compañías eléctricas. La ventaja de la arquitectura descrita en la figura 1 es que los valores de tensión y co-rriente que llegan a la etapa de entra-da analógica se introducen en el pro-cesador. En este caso el procesador puede procesar y analizar los datos, calcular la distorsión armónica y guar-dar un historial de las variaciones de tensión, transitorios y otros sucesos relativos a la calidad de suministro en la memoria del sistema para su pos-terior extracción por parte de la com-pañía suministradora.

TARIFAS VARIABLESDado que en general no es posible almacenar grandes cantidades de electricidad durante períodos de baja demanda para su uso cuando la de-manda es elevada, el coste de la ge-neración y transmisión de energía va-riará notablemente a diferentes horas del día. La capacidad de generación a bajo coste (carga base) como una cen-tral térmica de combustión de carbón

puede necesitar muchas horas para alcanzar su pico de eficiencia desde un arranque en frío. Esto significa que el generador de energía tiene un su-perávit en horas de baja demanda.Por otro lado, la denominada 'reserva rodante', una capacidad de genera-ción costosa pero flexible (como las turbinas de gas), deben estar dispo-nibles para responder rápidamente a períodos con picos de demanda, que quizá se utilicen tan sólo durante unos pocos minutos al día. Las instalacio-nes hidroeléctricas, en las que el agua se bombea al embalse situado más arriba cuando no hay picos de deman-da y a atraviesa las turbinas cuando se producen los picos, también se pue-den utilizar para cubrir los períodos breves de demanda.Si las compañías eléctricas pueden facturar a los clientes diferentes tari-fas a diferentes horas del día, anima-rán a los usuarios a hacer un uso más racional (y más eficiente) de la capaci-dad de generación de energía del sis-tema, lo que reduce el volumen de la reserva rodante.Los contadores electrónicos permi-ten que la compañía suministradora varíe las tarifas con mayor precisión y flexibilidad que un contador elec-tromecánico tradicional. Afortuna-damente, el fabricante del contador puede incorporar esta función de ta-rifa variable de manera sencilla y ba-rata, utilizando para ello una económi-ca circuitería de reloj en tiempo real (real-time clock, RTC) para hacer un seguimiento del consumo en tiempo real. El RTC necesario para una apli-cación basada en un contador debe ser muy preciso (<5 ppm). Una bue-na elección sería el PCF2123 de NXP Semiconductors. Este dispositivo de bajo consumo (sólo 120 nA) permite compensar la dependencia del reloj respecto a la temperatura con la ayu-da de un registro programable de fre-cuencia-offset. Ofrece un interface SPI (Serial Peripheral Interface, SPI) al procesador del sistema.

TARJETA INTELIGENTE PARA PREPAGOLa incorporación de servicios de pre-pago también ofrece una valiosa ven-taja de tipo financiero a la compañía suministradora, al reducir el coste del cobro y eliminar el riesgo de crédito. El usuario adquiere una cantidad de energía finita por adelantado y reci-be créditos que se pueden cargar en tarjetas inteligentes o magnéticas. En este modelo, el contador - junto con un lector de tarjetas - actúa como una puerta que controla el suministro del servicio.Esta funcionalidad también se pue-de añadir fácilmente a la arquitectura propuesta (figura 2). Se necesitará un módulo lector de tarjetas, pero esto se realiza de manera sencilla con un CI como el TDA8029 de NXP: un lector de tarjeta inteligente de bajo coste y en un solo chip. El procesa-dor del contador puede controlar el TDA8029 mediante un interface se-rie estándar.

TECNOLOGÍAS DE COMUNICACIÓNUno de los mayores costes operati-vos para la compañía suministradora tiene su origen en la lectura manual (en persona) del contador. El proceso requiere un uso intensivo de la mano de obra, está sujeto a errores y resul-ta incómodo para el usuario.Un contador inteligente que ofrece comunicación bidireccional entre la red y el contador elimina todos estos problemas de un plumazo ya que per-mite la lectura automatizada del con-tador e incluso la activación/reactiva-ción remota del servicio.Existen numerosas técnicas para pro-porcionar un enlace de acceso entre el contador y la red, pero las dos más comunes son: por medio de la red eléctrica y por radio. (El tema de las tecnologías de soporte que se pue-den utilizar para transmitir datos entre la compañía suministradora y millo-nes de contadores individuales queda

Figura 2. El lector de tarjetas TDA8029 se conecta a un microcontrolador por medio de un interface serie estándar.

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tendencias Diseño


fuera del alcance de este artículo). La comunicación a través de la red eléc-trica o PLC (power line communica-tion) ofrece una gran ventaja frente a otras tecnologías de comunicación ya que emplea el cableado de cobre existente en el interior de hogares u oficinas, y entre edificios y la red. La utilización de la infraestructura de ca-bleado existente significa que no se necesita un nuevo cableado de co-municaciones.PLC es, por tanto, un medio extre-madamente económico para conec-tar dispositivos en la red eléctrica. Es cierto que las líneas eléctricas son un medio hostil para la transmisión de datos, dado que su principal fun-ción es transportar una elevada CA, y por tanto equivalen a una gran antena para señales de alta frecuencia.Pero los transceptores para línea eléc-trica actualmente disponibles son muy avanzados, y para los requisitos de baja velocidad de transmisión de datos de los contadores inteligentes trabajan de manera efectiva para lar-gas distancias de transmisión. El nue-vo módem para línea eléctrica AMIS-49587 de On Semiconductor resul-taría apropiado en la arquitectura del sistema examinado a lo largo de este artículo. Gestiona todas las capas de protocolo PLC desde la capa física hasta el controlador de acceso al me-dio (media access controller, MAC), y se puede conectar a un microcontro-lador o procesador por medio de un interface de comunicaciones serie (serial communication interface, SCI). El NCS5650 de la propia compañía es un controlador de línea de 2A optimi-zado para trabajar con módems PLC.Cuando el PLC no es técnicamente factible, los contadores inteligentes también se pueden conectar median-te sistemas inalámbricos de corto al-cance como ZigBee, o por medio de

otras tecnologías como una red de telefonía móvil (GSM). La topología escogida para radio podrá variar: Zig-Bee, por ejemplo, ofrece soporte a redes de malla (mesh). Está diseña-da para bajas velocidades de transmi-sión de los datos (generalmente de 20-40 kbps) y cortas distancias (<100 m), y emplea un margen de frecuen-cias que son válidas en cualquier lugar del mundo. Existe una amplia ofer-ta de transceptores para ZigBee por parte de fabricantes como Freescale Semiconductor y Microchip Techno-logy. Cyan también ha desarrollado una gama de pasarelas USB/Ethernet para contadores. Se basan en ZigBee y Wireless M-Bus, y también en Cy-Net, la red de malla de Cyan, carac-terizada por su robustez, autogenera-ción y autorregeneración. Cy-Net tra-baja a 433 MHz, 865 MHz, 868 MHz y 915 MHz, y está indicada para su uso en entornos en los que ZigBee no lo-gra atravesar las paredes adecuada-mente.El potencial de las comunicaciones para contadores electrónicos no se li-mita; no obstante, a activar la lectura remota del contador. En el futuro es de esperar que se exija a los contado-res electrónicos ofrecer soporte a la funcionalidad de 'malla inteligente';

por ejemplo, proporcionando la capa-cidad de que la compañía suministra-dora gestione la demanda desconec-tando electrodomésticos individual-mente en el interior de la vivienda. En muchos casos, el contador inteligen-te será la pasarela a estas funciones. Esto significa que hay que poner un especial cuidado al seleccionar el sis-tema de comunicación para asegurar que haya espacio para ampliar esta funcionalidad.

ELECCIÓN DEL MICROCONTROLADOR CORRECTO Una arquitectura basada en microcon-trolador, como la sugerida en la figura 1, se adapta bien a esta aplicación de contador electrónico. Un microcon-trolador proporciona un excelente so-porte a sistemas con múltiples peri-féricos; existe una amplia oferta de microcontroladores con controlado-res de visualizador integrados; y un microcontrolador también ofrece una capacidad de proceso adecuada para funciones como el proceso de seña-les procedentes de la etapa de entra-da analógica para la monitorización de la calidad de suministro.Por tanto, desde un punto de vista técnico los microcontroladores se adaptan bien a esta tarea; y desde un punto de vista comercial, ofrecen la ventaja de su amplia disponibilidad mediante múltiples proveedores, así como su bajo precio.¿Pero qué tipo de microcontrolador se ajusta mejor a esta aplicación?La arquitectura flexible de la figura 1, para que resulte económica, debe contar con el soporte de una platafor-ma de hardware escalable, de modo que el fabricante OEM del contador electrónico pueda realizar fácilmen-te múltiples versiones de este pro-ducto con diferentes conjuntos de

Protección frente a manipulaciones y vandalismoEl robo de energía es un problema de ámbito mundial que provoca a las compañías suministradoras enormes pérdidas económicas. Para evitarlo, las compañías suministradoras necesitan detectar la manipulación del contador y asegurar una facturación precisa, incluso cuando se ha producido la manipulación.

Un contador electrónico puede detectar diversas manipulaciones entre las más habituales. Los contadores utilizan generalmente materiales magnéticos en circuitos de medida de tensión y corriente, por lo que un imán permanente puede saturar los transformadores de corriente o detener el conteo.

Para evitarlo, un contador inteligente puede incorporar sensores magnéticos para detectar la presencia de campos magnéticos anormales, y registrar un evento magnético anormal en la memoria del sistema como una incidencia de manipulación.

Otros métodos de manipulación son: cargas asimétricas (cierre del lazo a tierra para puentear el contador) desconexión temporal del contador corriente inversa vandalismo

Todos ellos se pueden detectar fácilmente con un firmware ejecutado en el controlador del sistema. Al detectar estos ataques, el contador electrónico puede repararlos o sencillamente enviar un aviso a la compañía suministradora.

“Existen numerosas técnicas para proporcionar un enlace de acceso entre el contador y la red, pero las dos más comunes son: por medio de la red eléctrica y por radio”

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características para diferentes tipos de clientes. Para lograrlo, una posi-ble solución pasa por escoger un úni-co microcontrolador con la suficiente capacidad de proceso y soporte a pe-riféricos para las versiones más exi-gentes del producto. Ahora bien, en este caso el microcontrolador estará sobredimensionado para las versio-nes más básicas del producto.Una solución más económica con-siste en optar por una familia de mi-crocontroladores que cubra los dife-rentes conjuntos de requisitos y que al mismo tiempo mantenga la com-patibilidad de los periféricos para to-dos los dispositivos, facilitando así la reutilización y adaptación de código.Un microcontrolador que ofrezca so-porte a todos los bloques de la figura 1 necesita proporcionar interfaces de comunicación como SPI, I2C y SCI, canales de conversión A/D con la re-solución adecuada (10 bit como míni-mo), un controlador para LCD de 96 segmentos y al menos 256kB de me-moria flash.Los microcontroladores LPC13xx ARM Cortex-M3 de NXP (en produc-

ción masiva desde el cuatro trimestre de 2009) pueden cubrir todos estos requisitos. Tienen patillas compati-bles con los dispositivos ARM7 en las familias LPC214x y LPC213x, pero ofrecen mejores prestaciones con un menor consumo y un menor bajo.La familia de microcontroladores Flexis de Freescale es otro buen ejemplo de una plataforma de micro-controladores escalable para múlti-ples versiones de contador electróni-co, dado que facilita la evolución de dispositivos de 8 bit a 32 bit mante-niendo al mismo tiempo la compati-bilidad de código y patillas. Freesca-le también cuenta con una potente y

creciente oferta de microcontrolado-res dirigidos a aplicaciones de conta-dores, entre ellos los recién presenta-dos MCF51EM256.

CONCLUSIÓNTodas las funciones descritas ante-riormente -monitorización de la cali-dad de suministro, tarifas variables, prepago, lectura automatizada del contador, medidas para contrarrestar posibles manipulaciones- proporcio-nan valiosas soluciones para proteger o incrementar la facturación de las compañías suministradoras y mejorar la calidad de servicio a los usuarios fi-nales.No obstante, los diferentes suminis-tradores podrían optar por recurrir a diferentes combinaciones de estas funciones. La ventaja de la arqui-tectura basada en microcontrolador descrita en este artículo es que ofre-ce al fabricante OEM del contador una plataforma flexible y modular so-bre la cual se puede diseñar y fabri-car con un mínimo coste una amplia variedad de contadores con precios variables.

“Un diagnóstico preciso y oportuno de los problemas de calidad de la señal es absolutamente esencial para que las compañías mantengan una elevada calidad de suministro”

Aplicaciones

"Mi hijo Stephen nació con parálisis ce-rebral y no puede hablar ni caminar, sin embargo puede jugar al béisbol con su hermana en la Wii". Éstas son las pala-bras de una madre en un foro sobre dis-capacidad y ocio virtual. Stephan tiene parálisis cerebral desde su nacimiento, y no sólo juega con su hermana sino que incluso la gana alguna vez. Y es que "hacer lo mismo que mis amigos" es el deseo recurrente manifestado por los niños que sufren algún tipo de discapa-cidad.El esfuerzo que supone la adaptación de los videojuegos se ha demostrado no sólo positivo en el ámbito del ocio, sino también en el de la educación e incluso en la salud; sin embargo, es un problema no plenamente resuelto.Ante este reto se plantean dos solu-ciones no excluyentes. La primera es adaptar o incluso diseñar los juegos pensando en las necesidades y habilida-des de las personas con discapacidad. Un ejemplo es el juego "Correcaminos" presentado por la empresa Red Hill Ga-mes (www.redhillgames.com) en la sex-ta conferencia anual de juegos para la salud celebrada recientemente en Bos-ton. Éste es un juego que requiere de los

usuarios ciertas habilidades motoras para operar un vagón manual de ferro-carril antiguo. Inicialmente pensado para mejorar la movilidad de pacientes de 70 u 80 años se está trabajando en su adaptación para ayudar a mejorar el equilibrio y el andar en niños con paráli-sis cerebral. "Estos niños a veces tienen problemas físicos, por lo que nosotros hemos considerado esto para hacer jue-gos en los que sientan que están cami-nando y en los que lleguen a la meta con éxito", comentó Bob Hone, director de creatividad de la empresa.

UN DESARROLLO INCIPIENTEAunque con un crecimiento importante en los últimos años, el desarrollo de este tipo de software pensado para perso-nas con algún tipo de discapacidad es aún incipiente. Ante esto, la segunda solución es lograr que estos usuarios puedan utilizar programas y juegos es-tándares a partir del diseño de nuevas interfaces hombre-máquina que permita un control cómodo y rápido. La optimi-zación de los sistemas sensores de de-tección de movimientos es fundamental en estas interfaces. Comercialmente se pueden encontrar más de una solución.

Entre ellas destacan la adaptación de los joysticks comerciales, el control con los movimientos de los ojos o el control directo mediante una interfaz cerebro-máquina.La adaptación de los controladores o joysticks comerciales es la solución más sencilla conceptualmente, pero conlleva en muchas ocasiones resultados o bien costosos, al requerir una adaptación in-dividualizada, o no tan efectivos al que-darse en una solución generalista. Y es que estos niños con discapacidad no sólo quieren poder jugar sino saber que si adquieren cierta habilidad serán tam-bién capaces de ganar.Cuando la parálisis afecta a práctica-mente todo el cuerpo, una alternativa eficaz es el control del juego mediante el movimiento de los ojos. Ya en 2006, el instituto alemán Fraunhofer (www.fraunhofer.de) diseñó un controlador que usaba el movimiento de los ojos como ratón o teclado. Para hacerlo se basaba en el procesado de imágenes capturadas por video. La aplicación con que lo presentaron: el control del clási-co juego Arkanoid.Con una idea similar, en el Mobile Word Congress celebrado este año, NTT (Ni-ppon Telegraph & Telephone Corp., www.ntt.com), la compañía de comuni-caciones más grande de Asia, presentó

el DoCoMo, un interesante sistema para controlar móviles y dispositivos multi-media, que utiliza como interfaz el movi-miento de los ojos. Para hacerlo se basa en la medida de su potencial eléctrico (electrooculograma, EOM). Para adqui-rirlo el sistema utiliza unos auriculares especiales que contienen pequeños electrodos, lo suficientemente sensibles para detectar la diferencia de potencial en los ojos cada vez que se mueven, pu-diendo controlar el dispositivo con esta señal incluso cuando los ojos están ce-rrados. Hoy en día aún no es comercial pero puede representar una interfaz fu-tura muy simple y económica.

Ayudando a jugar

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sensórica


Ramon Pallàs [email protected]Óscar Casas [email protected]é Polo [email protected]

Grupo de Instrumentación, Sensores e Interfaces, Escuela Politécnica Superior de Castelldefels, DEEL-UPC

“Aunque pueda sonar más próxima a los efectos especiales de una película de ciencia ficción que a la realidad, ya están en el mercado las primeras

interfaces cerebro-ordenador”

“Dado que muchos de los sistemas presentados pueden ser utilizados en numerosos casos como interfaces avanzadas para cualquier tipo de usuario, su futuro

comercial está asegurado”

Aplicaciones

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Otra línea de trabajo muy atractiva, y en la que se lleva años trabajando, es la posibilidad de manipular objetos con la mente. Aunque pueda sonar más próxi-ma a los efectos especiales de una pelí-cula de ciencia ficción que a la realidad, ya están en el mercado las primeras interfaces cerebro-ordenador, y una de las primeras aplicaciones en alcanzar los estantes de las tiendas ha sido, có-mo no, lúdica. 'Las aventuras de Neu-roBoy' es un videojuego de la empresa norteamericana NeuroSky (www.neu-rosky.com) que permite mover objetos bidimensionales en la pantalla del orde-nador. Esto es posible gracias a un peri-férico de juegos inalámbrico, con tecno-logía Bluetooth, denominado "MindSet". Su aspecto es parecido a unos sencillos auriculares con micrófono, sólo que en este caso el micrófono se coloca sobre la frente del jugador, midiendo el elec-troencefalograma (EEG). De esta forma, y mediante la interpretación de esta actividad cerebral, los usuarios de este videojuego pueden ejecutar cuatro ac-ciones: empujar o arrastrar objetos, a la vez que hacerlos levitar y estallar. La li-mitación de las acciones que se pueden controlar mediante la mente se debe a la simplicidad de esta primera versión del dispositivo. A cambio su precio es muy reducido: unos 150 euros.Estas interfaces cerebro-ordenador no sólo sirven para el ocio sino que pueden contribuir en una mejora substancial de la vida de personas con discapacidades severas que les impiden mover cual-quier músculo del cuello para abajo. Un ejemplo es el proyecto Intendix (www.intendix.com), de la empresa austriaca Guger Technologies (www.gtec.at), que se encuentra en fase de comercializa-ción. Con un precio más elevado, 9.000 euros, se adquiere una especie de go-rro de baño fabricado en tela lavable, donde van insertados los electrodos que miden la actividad del cerebro en numerosos puntos distribuidos por to-da la cabeza del usuario. Tras apenas 10 minutos de entrenamiento muchos pacientes son capaces de escribir, se-leccionar frases para que un software las convierta en voz, encender y apagar luces, imprimir, navegar por Internet, reproducir películas y música, etcétera. La principal aplicación de este invento es seleccionar letras, botones y teclas de un panel que aparece en pantalla. Un usuario entrenado puede escribir hasta una letra por segundo. Se espera que poco a poco se pueda depurar la in-terfaz para aumentar la comodidad del usuario.

Medida de parámetros cardiorrespiratorios en un solo pieSí, ha leído bien. Nuestra experiencia como pacientes o como acompañantes es que las exploraciones médicas más simples para recabar información sobre la actividad cardíaca o respiratoria se centren en el tórax, mediante el estetoscopio, o en un bra-zo, para medir la presión arterial o estimar el número de pulsaciones por minuto. Los pies, nuestros miembros más alejados del corazón, pueden parecer muy poco ade-cuados para aportar alguna información relevante sobre un órgano tan vital.En junio de 2007 describimos en estas mismas páginas una báscula sensible a los la-tidos que permite obtener, además del peso, la frecuencia cardíaca y la frecuencia respiratoria, mediante dos métodos distintos: a partir de la componente pulsátil de la impedancia eléctrica medida entre los dos pies, con electrodos de contacto eléctrico, y a partir de las fluctuaciones de la fuerza que el cuerpo ejerce sobre las células de carga que las básculas electrónicas incorporan para medir el peso. El método basado en medir la impedancia eléctrica obliga a descalzarse en las básculas de baño do-mésticas que tienen una simple plataforma, a diferencia de las básculas de farmacia que además tienen una columna con unas asas donde se pueden poner los electro-dos. En cualquier caso, es un método no recomendado para personas que lleven un marcapasos u otro implante electrónico; esta limitación la tienen todas las básculas que estiman la composición corporal midiendo la impedancia eléctrica entre los pies.El método basado en medir la fuerza de reacción sobre la plataforma de la báscula a cada latido no exige descalzarse pero hay que mantenerse de pie sobre la bás-cula sin apoyarse en ningún otro punto y puede ver comprometida su sensibilidad en personas cuyo latido no conlleve una fuerza de reacción del cuerpo que tenga una componente vertical apreciable. Éste puede ser el caso de personas con algún trastorno en la aorta porque, en condiciones normales, la mayor fuerza vertical pa-rece ser debida a la dilatación y posterior retracción de la aorta cuando la sangre del ventrículo izquierdo es expulsada hacia ella durante la sístole.Esta limitación de las medidas de fuerza ha renovado el interés por un método de medida que no excluya precisamente a grupos de posibles usuarios de un siste-ma doméstico capaz de ayudar en el seguimiento de su estado de salud. Interesa, pues, un método que no exija estar de pie, que no se base en una medida de fuerza, y que sea cómodo y fácil de utilizar. La medida de bioimpedancia entre los dos pies se puede aplicar en una persona sentada, y la necesidad de descalzarse se puede obviar en parte empleando electrodos capacitivos, que permiten el uso de calceti-nes. Pero queda el posible riesgo para personas con implantes electrónicos porque las corrientes inyectadas circularán en parte por el torso. La solución propuesta y patentada recientemente por el Grupo ISI de la UPC es medir la impedancia eléc-trica en un solo pie: los cambios de impedancia eléctrica cuando a cada latido lle-ga sangre a las arterias del pie se pueden detectar con electrodos capacitivos que sólo necesitan un contacto mecánico con el pie. Pueden estar sobre una superficie plana, sea o no una báscula, y también se pueden incorporar en un calcetín. Obvia-mente, se pueden aplicar en personas que tengan un solo pie, para las cuales no son válidos ninguno de los métodos que habían sido propuestos hasta ahora.La figura muestra, en la parte inferior, la señal obtenida al desmodular la amplitud de la tensión obtenida al inyectar una corriente de 50 kHz con dos electrodos cir-culares, uno en el talón y otro en el metatarso. Los dos electrodos de detección se colocaron cerca de los de inyección. Puede observarse cómo cada pico de la se-ñal aparece un tiempo después del pico de mayor amplitud del electrocardiograma (ECG), presentado en la parte superior de la figura.El retardo entre ambos picos es el tiempo de llegada de la onda de pulso, que con-tiene información adicional sobre el sistema circulatorio. La frecuencia respiratoria se puede obtener a partir de las fluctuaciones del valor de pico, observables tam-bién en el ECG, o a partir de las variaciones en la periodicidad de la frecuencia car-díaca. La posibilidad de extraer parámetros que van más allá de la simple frecuen-cia cardíaca o respiratoria sugieren un uso potencial también en entornos clínicos donde haga falta una medición rápida.

Tendencias

La telefonía móvil llegó a España a me-diados del decenio de 1970-80, aunque entonces sólo podía emplearse en ve-hículos y estaba restringida a Madrid y Barcelona. El auge de la telefonía móvil ocurrió a partir de 1990 y desde entonces dependemos cada vez más de los apa-ratos móviles (no sólo teléfonos móviles, sino PDA, ordenadores portátiles, etc.). Estas herramientas de comunicación se han convertido en toda una revolución de la conectividad, y a buen seguro que la transformación de nuestras vidas será aún mayor en el futuro, no sólo desde el punto de vista de la comunicación sino también de la salud, la productividad, la seguridad y un sinnúmero de otras fa-cetas.Una revolución que se está gestando ac-tualmente es la introducción de IP (Inter-net Protocol) en objetos inteligentes, que son objetos que combinan potencia de cálculo con capacidades de comunica-ción para intercambiar información, en ocasiones en tiempo real.Pero la tecnología de los objetos inteli-gentes sólo ha comenzado a demostrar su verdadero potencial recientemente con el uso del Protocolo de Internet (IP) y el abandono de protocolos propietarios cerrados. Esto, unido a la expansión de las redes inalámbricas de baja energía y los avances en microcontroladores y sensores, está definiendo una nueva clase de potentes dispositivos de bajo coste que pueden digitalizar y comuni-car cualquier tipo de datos medidos. Ac-tualmente es posible embeber diminutos sensores o actuadores en virtualmente cualquier aparato, desde un termostato, un interruptor de la luz o un humidifica-dor hasta un motor de coche o una pieza de maquinaria pesada, pasando por una tostadora o un marcapasos.De esta forma, estos objetos ordina-rios se convierten en nodos que pueden transmitir datos actualizados cada se-gundo a través de la red local, Internet y la Web hacia sistemas, servidores y personas en cualquier parte del mundo. Con el uso de IP no hay necesidad de desarrollar nuevos protocolos o instalar y aprender nuevas tecnologías. Con IP se pueden aprovechar las herramientas, conocimientos, hardware y software que ya estamos utilizando. Las herramientas para llevar a cabo una revolución a gran escala en la tecnología de objetos inteli-gentes IP están al alcance de la mano y no requieren un gran incremento de po-tencia de cálculo, ni grandes inversiones

para crear nuevas redes o protocolos. Casi cualquier forma de comunicación entre objetos se puede lograr a través de los estándares IP disponibles desde me-diados del decenio 1970-80. Protocolos como 6LoWPAN (IPv6 over Low power WPAN) y ROLL (Routing Over Low power and Lossy networks) permiten la trans-misión eficiente de datos IP sobre tec-nologías de radio de baja potencia y bajo coste, como IEEE 802.15.4.

DEMOSTRACIONES DE LA ALIANZA IPSODurante el pasado año, la Alianza IPSO (www.ipso-alliance.org), constituida por unas 50 compañías de comunicaciones, energía y tecnologías emergentes, ha venido realizando una serie de demos-traciones que revelan la interoperabili-dad entre objetos físicos que utilizan IP.

Durante una prueba reciente se obtu-vieron más de 100.000 lecturas de sen-sores de temperatura, humedad y luz con sensores fijos en Estados Unidos, Europa y Asia. Cada sensor estaba co-nectado utilizando hardware estándar, que incluía enrutadores básicos, sin el uso de protocolos propietarios. Muchos de los sensores utilizaban baterías y su precio era de algunos dólares la unidad. Esa red transcontinental se podría es-calar a decenas de miles e incluso mi-llones de nodos, creando una red mun-dial para monitorizar factores ambien-tales, como la temperatura, la humedad, el dióxido de carbono, etc. por todo el planeta.Las demostraciones de IPSO han proba-do que la comunicación a gran escala de

objetos inteligentes IP no es una fanta-sía futurista sino una realidad que está disponible y es asequible actualmente. Esa conectividad mejorada entre apara-tos ayudará a tomar mejores decisiones a la hora de hacer nuestro mundo más seguro, ecológico, saludable, eficiente y menos derrochador, y sin duda más di-vertido.Áreas de aplicación como el control in-dustrial, la automatización de procesos y el control de edificios comerciales se están alejando de protocolos propieta-rios cerrados para migrar hacia están-dares internacionales abiertos, como IP. El U.S. Smart Grid (www.oe.energy.gov/smartgrid.htm), que es el proyecto del gobierno de Estados Unidos para mo-dernizar su red de distribución eléctrica, ha adoptado IP para interconectar los componentes inteligentes que ascienden a un total de 300 a 500 millones de dispo-sitivos. Inicialmente se pensó que IP no podía funcionar con Smart Grid porque

éste requiere baja potencia, bajo coste, bajo ciclo de trabajo, y memoria y código compactos. Pero las demostraciones de la Alianza IPSO en interoperabilidad han probado que IP puede ser implementado en microcontroladores y transceptores que cuestan menos de 2 dólares. Una pila (stack) que cumpla IPv6 puede ser construida con menos de 12 kbytes de código y requiere menos de 2 kbytes de RAM.El Smart Grid no es una simple red o un sencillo medidor eléctrico en una vi-vienda o edificio. Es una red de redes y aparatos que incluye estos medidores y otros aparatos en subestaciones, trans-formadores y generadores. Algunos ejemplos de objetos inteligentes domés-ticos incluyen termostatos, calentadores

Internet de los sensores

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sensórica


Tecnología

eléctricos de agua, enchufes para los vehículos híbridos, y sistemas de control de energía. Estos aparatos estarán co-nectados a diferentes redes.

VENTAJAS DE UNA RED TOTALMENTE IPEl hecho de utilizar una red totalmente IP tiene una serie de beneficios sobre las redes propietarias. Dado que cada organización ya tiene y soporta sistemas y redes basados en IP, ampliar el Smart Grid usando IP permitirá aprovechar el conocimiento y las herramientas de ges-tión actuales, eliminando la necesidad de adaptación a múltiples herramientas de red propietarias o protocolos nuevos. Además, al usar IP, la interconexión y la interoperabilidad con los sistemas y re-des actualmente instalados es trivial y el Smart Grid se convierte en una extensión de estas redes.El uso de IP en Smart Grid permite uti-lizar sus sistemas de direccionamiento y de nombres. IPv6 permitirá tener una cantidad casi ilimitada de direcciones

(2128, unas 3,4 × 1038 direcciones, aproxi-madamente 6,7 × 1017 direcciones por cada milímetro cuadrado de la superfi-cie de la Tierra), por lo que cada objeto

o aparato en la red Smart Grid puede tener su dirección. IP funciona sobre muchos medios de comunicación. Cada aplicación puede elegir la tecnología más apropiada para ella. Para redes

inalámbricas de baja energía y bajo coste, es posible utilizar IEEE 802.15.4. Si se necesita llegar a mayores distan-cias, entonces IEEE 802.11 (WiFi). En caso de mayor cobertura IEEE 802.16 (WiMAX) o celular. Para comunicacio-nes cableadas, entonces RS-485, PLC, cable, DSL, o Ethernet. Puesto que IP puede funcionar en todos estos tipos de redes, no es necesario utilizar pasa-relas que traduzcan de un protocolo a otro, simplificando el diseño de la red y mejorando la seguridad.Al basar Smart Grid en una infraestruc-tura IP de extremo a extremo, es posible simplificar el diseño. El NIST (National Institute of Standards and Technology, www.nist.gov) ha puesto en marcha un equipo para el Plan de Acción Prioritaria, para definir la arquitectura de Smart Grid basada en IP y así aprovechar la ven-taja de utilizar la experiencia de años y utilizar los servicios y protocolos actual-mente desarrollados. Como resultado, se reducirán los costes y se acelerará el proceso.

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“Actualmente es posible embeber diminutos

sensores o actuadores en virtualmente cualquier

aparato”

“IPv6 permitirá tener una cantidad casi ilimitada de

direcciones”

Los osciloscopios con ancho de banda superior a 4 GHz se utilizan en diversas aplicaciones de datos serie de alta velocidad, radares de banda ancha, sistemas de comunicaciones ópticas rápidas, sistemas embebidos de alta calidad y aplicaciones de física de alta energía. En tanto que los nuevos diseños trabajan cada vez a más velocidad, el margen proporcionado por el sistema de medida se convierte en un factor crítico. La serie DPO/DSA/MSO70000C, con su frecuencia de sobremuestreo quintuplicada, ofrece a los diseñadores el rendimiento y la fidelidad de la señal necesarios para garantizar que sus sistemas y componentes de última generación cumplen con las especificaciones de diseño.La nueva familia en su versión ‘C’, que reemplaza a la versión ‘B’ proporciona unas capacidades más rápidas para el procesamiento de datos almacenados, de cara a la medida y análisis de jitter, ruido, BER, así como para la realización de estadísticas de las medidas realizadas. Además, se ha acelerado el tiempo de arranque del instrumento. La nueva plataforma de medida no sólo ofrece mayor capacidad, sino que las medidas se realizan de forma más rápida.En cualquier osciloscopio digital hay una fuerte correlación entre la velocidad de muestreo y el ruido interno: una elevada velocidad

de muestreo proporciona menos ruido. Por ejemplo, con el mismo equipo y trabajando a 100 GS/s se logra una reducción del ruido del 20% comparado con un ajuste a una velocidad de muestreo de 50 GS/s.Esta serie se ajusta a los requisitos en cuanto a una base de tiempos de alta estabilidad para reducir el jitter a largo plazo, así como aumentar la estabilidad de fase y frecuencia. Además, cuando se combina con los ajustes de medida para pulso y frecuencia del software de análisis de señal vectorial SignalVu, esta serie proporciona unas medidas precisas y repetitivas de las prestaciones de los sistemas de radar.

Osciloscopios digitales y mixtos de TektronixTektronix (cuyo distribuidor en España es AFC Ingenieros) ha presentado la serie de osciloscopios para señales digitales y mixtas DPO/DSA/MSO70000C, que ofrecen ahora 100 GS/s de velocidad de muestreo en tiempo real. Estas prestaciones en un osciloscopio de gran ancho de banda incluyen medidas de la integridad de la señal más precisas en aplicaciones de datos en serie de alta velocidad como PCI Express Gen 3.

la s

olu

ción 100 GS/s en tiempo real

para dos canales

productos y servicios50

Osciloscopios de 2 canales. Velocidad de muestreo de hasta 100 GS/s en tiempo real. Depuración señales serie de hasta 12 Gbps en todos los canales de forma simultánea. Adecuado para realizar medidas en los estándares: PCI Express 3, SATA 6 Gbps, SuperSpeed USB, HDMI, DisplayPort y 10 Gb Ethernet. Modo de adquisición FastAcq proporciona capacidad para adquirir más de 300.000 formas de onda por segundo. Paquetes de software específicos para: DPOJET (jitter y análisis temporal), SDLA para comprobación de comunicaciones y paquetes para medida de DDR, DisplayPort, PCI Express, USB, HDMI, SATA, Ethernet, Fibre Channel y otros. La plataforma de medida se completa con toda una serie de sondas de medida adaptadas y específicas.

CARACTERISTICAS TÉCNICAS

5050


51


5151

MEDIDASensor de efecto Hall integradoEl AS5510 es un sensor de efecto Hall integrado que se caracteriza por su reducido tamaño de 1,46x1,1 mm y una resolución de salida digital de 10 bit. Este nuevo sensor incluye un interface serie I2C de dos hilos para la conmutación de cuatro escalas de diferente sensibilidad y para la transmisión de datos al microcontrolador. El dispositivo mide la posición absoluta de un imán de dos polos para un espaciado lateral de 0,5 a 2 mm con salto en aire de 1,0 mm. El consumo de este sensor se reduce a 25 µA y su escala de temperaturas de funcionamiento se extiende entre -30 y +85ºC dentro de un encapsulado tipo WLCSP de 6 contactos que trabaja con tensiones de alimentación entre 2,5 V y 3,6 V. Su comunicación con el microcontrolador se realiza mediante interface serie.

Fabrica y comercializa: AustriaMicroSystems

CONEXIÓNConector de alta flexibilidad para placa de circuito impresoEl conector flexible de la serie har-flex permite ofrecer un modelo que ahorra espacio, es robusto y totalmente adaptable como conector de placas para todo tipo de aplicaciones ya sea placa a placa o placa a cable. La nueva familia también incluye un aislamiento de desplazamiento de conector para modelos rectos y acodados. Basado en una rejilla de 1,27 mm, ofrece contactos en un número entre 6 y 100 por lo que se ajusta a aplicaciones de conexión de tarjetas ‘mezzanine’ que requiere una interconexión de tarjetas apiladas de hasta 4 alturas con distancias entre 8 y 13,8 mm. Los conectores se suministran en cinta y bobina para sistemas automatizados de producción.

Fabrica y comercializa: Harting

DESARROLLOSoftware para FPGAEl Entorno de Desarrollo Integrado (Integrated Design Environment, IDE) Libero v9.0 Service Pack 1 y Service Pack 2 ya tiene soporte para Windows 7, también ofrece nuevas funciones fundamentales para las FPGA inteligentes de señal mixta SmartFusion y las FPGA RTAX-DSP. Incluye soporte al sistema operativo Windows 7 de 32 y 64 bit (x64) y controlador USB para soporte a x64 Vista y Windows 7 con los programadores FlashPro3 y FlashPro4. Libero IDE v9.0 SP1 y SP2 también ofrecen soporte al SO Red Hat Linux para el diseño con las FPGA SmartFusion. Cuenta con funciones del dispositivo Enhanced SmartFusion como Configurador de Acondicionamiento de Reloj para la estructura (fabric Clock Conditioning Configurator, Fab_CCC) y programación del dispositivo SmartFusion A2F500. Fab_CCC ofrece soporte al PLL/CCC secundario disponible en el dispositivo A2F500. El soporte para la programación con el dispositivo DSP RTAX4000D para vuelos espaciales, resistente a la radiación y con cuatro millones de puertas, que incorpora bloques embebidos de multiplicación-acumulación y resistentes a la radiación a la familia de productos RTAX-S.

Fabrica y comercializa: Actel

MEDIDASensor de potencia en formato USBEl sensor PWR-8GHS+ ofrece un margen dinámico de 50 dB sobre una escala de frecuencias de 1 a 8000 MHz. Este dispositivo se convierte en un medidor de potencia inteligente gracias al software gratuito que el fabricante suministra y un PC de usuario. El PWR-8GHS+ es un dispositivo de interface humana (HID) que no requiere la instalación de controladores. Incluye una “Aplicación de medición” capaz de medir componentes de RF como conectores, filtros y amplificadores, entre otros dispositivos. Además cuenta con un interface gráfico de usuario e incluye API DLL. Este sensor también incorpora un adaptador hembra tipo N para adaptador macho SMA. Algunas de las características más destacables de este producto son: compatibilidad con el sistema operativo 32/64 bit, que a su vez es compatible con los sistemas operativos Windows y Linux; incluye software GUI para medida y el PWR-8GHS+ no requiere ninguna señal de referencia para la calibración.

Fabricante: Mini Circuits Comercializa: Aicox Soluciones

AUDIOCodificadores de audio para electrónica de consumoEl nuevo códec de audio modelo CX20745 se caracteriza por su bajo consumo y elevadas prestaciones que lo hacen adecuado para aplicaciones móviles compactas. El dispositivo integra un amplificado tipo D eficiente de bajo consumo que es capaz de redirigir hasta 2 mW por canal de audio. El códec soporta OMTP (Open Mobile Terminal Platform) destinada al control de E/S con función de control por sensor, así como entradas de micrófono tanto digital como analógica. Incluye funciones de cancelación de eco y puede trabajar en un margen de temperaturas entre -40 y +85ºC. Se ha encapsulado en un formato plano QFN de 48 patillas que proporciona reducir la inductancia de carga, rebajar el perfil, una pequeña huella y poco peso.

Fabrica y comercializa: Conexant Systems

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productos y servicios


CONVERSIÓNConvertidor A/D con 24 bit de resoluciónEl modelo MAX11210 es un convertidor A/D caracterizado por una resolución de 24 bit y una resolución efectiva (ENOB) de 23,9 bit con un consumo de corriente inferior a 300 µA con lo que se adapta a los sensores de bucle que trabajan entre 4-20 mA. Ofrece cuatro líneas de E/S de aplicación e integra amplificadores intermedios en la etapa analógica y en la entrada de referencia. Las cuatro líneas pueden utilizarse para controlar un multiplexor externo de 16 canales. Incluye asimismo una ganancia programable entre 1 a 16 y 100 dB con un rechazo de frecuencias de 50 y 60 Hz. Se ha encapsulado en formato QSOP de 16 patillas para trabajar en una escala de temperaturas entre -40 y +85ºC. La familia se completa con dispositivos de 20, 18 y 16 bit en el mismo formato de encapsulado o en formato µMAX de 10 contactos.

Fabrica y comercializa: Maxim Int. Products

MEDIDAControladores táctiles capacitivosLa familia de controladores TrueTouch CY8CTMA300E se suministra en un encapsulado de 49 bolas con unas dimensiones de 3,2x3,2x0,55 mm y ofrece un núcleo de sensado

analógico integrado para pantalla táctil. Los controladores táctiles capacitivos CapSense y controladores de pantalla táctil TrueTouch se encuentran disponibles en encapsulados WLCSP. Los dispositivos CapSense

CY8C207x6A-24FDXC se suministran en encapsulados de 30 bolas que miden 2,2x2,3x0,4 mm. Ofrecen un bajo consumo (a partir de sólo 1,7 V) y un consumo de corriente en pleno funcionamiento que permite prolongar la vida de la batería, así como una elevada inmunidad al ruido y sensibilidad al tacto para un máximo de 25 botones. Los controladores CapSense también ofrecen la tecnología SmartSense de Cypress, que detecta y ajusta automáticamente los cambios en las variables de entrada, facilitando así el diseño y la fabricación.

Fabrica y comercializa: Cypress Semiconductor

PASIVOSResistencias integradas de película gruesaLa serie de resistencias de chip de película gruesa que posee la calificación para operar con una temperatura de hasta 250°C. La serie HTCR, que se encuentra disponible en formatos 0805, 1206, 2010 y 2512 con resistencias de 1 kΩ a 10 MΩ, garantiza la máxima fiabilidad en aplicaciones petroquímicas, de automoción, aeroespaciales y defensa. Cuatro opciones de terminación ofrecen soporte para el amplio abanico de métodos de ensamblaje usados en diseños de elevada temperatura, incluyendo procesos ‘wire bonding’, adhesivos y soldaduras. Los tipo ‘planar gold G’ y ‘PtAg P’ son producidos mediante la impresión de electrodos, resistencias y ‘over-glaze’ en un sustrato de alúmina, y entonces el láser adecua los elementos de resistencia a los valores requeridos. Estos dispositivos están indicados para fijar adhesivos conductivos; mientras que las resistencias tipo G con terminaciones doradas responden a las necesidades de ‘wire bonding’. Las nuevas resistencias de elevada temperatura, que son compatibles con la normativa RoHS, se suministran en cinta y bobina para ensamblaje automatizado.

Fabricante: Welwyn Components Comercializa: Anatronic

MEDIDAFotodiodos PINde alta sensibilidadLa serie S11499 es una familia de fotodiodos PIN que alcanza los 0,6 A/W en la longitud de de onda de 1060 nm, un nivel de sensibilidad tres veces superior a la de un fotodiodo de silicio convencional. La serie S1149 está disponible en modelos de área activa de 3 y 5 mm de diámetro que ofrecen anchos de 30 MHz y 50 MHz. Dichas características hace que resulten adecuados para un rango abanico de aplicaciones para láser YAG. Así como en el caso de los fotodiodos, se ofrecen también como novedad elementos APD (fotodiodos de avalancha) basados en tecnología MEMS, como en la serie S11518. Mediante proceso láser se consigue la fabricación de estructuras MEMS en la superficie del material fotosensible. No sólo se consigue reducir las reflexiones, también se aumenta el área activa del los elementos, mejorando así la detección en longitudes de onda por encima de los 800 nm en dispositivos como fotodiodos, APD o CCD.

Fabrica y comercializa: Hamamatsu Photonics

COMUNICACIONESMódulos de conexiones CCPLos nuevos CCP (Customer Convenience Ports) de este fabricante proporcionan una alternativa de comunicaciones tanto para el mercado de automoción como para otros mercados con acceso a conexiones de vídeo y audio de alta velocidad en el estándar CCP que es la versión de automoción para el interface FireWire (IEEE-1394). Estos módulos permiten una conexión ajustada en diferentes opciones de alto nivel, incluyendo integración de E/S, enrutamiento de la placa de circuito impreso, tanto activo como pasivo, y todo ello en un diseño robusto desde el punto de vista mecánico. Entre las características de conexionado se incluyen diferentes estándares de comunicaciones tales como HSAutoLink, USB, HDMI, IEEE 1394, Ethernet, tarjetas de memoria tipo SD, así como entradas auxiliares de tipo ‘jack’. La alimentación y la arquitectura de bus se han diseñado para adaptarse a los requisitos de usuario tanto en automoción como en otro tipo de aplicaciones.

Fabrica y comercializa: Molex

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FILTROSDispositivos de protección para visualizadores LCDLos dispositivos TPD6F202 y TPD4F202 son filtros ante interferencias electromagnéticas de seis y cuatro canales destinados a aplicaciones de visualización LCD. Mejoran la especificación IEC-61000-4-2 sobre descargas electrostáticas y permiten que la señal se transmita a través del dispositivo al mismo tiempo que filtran las altas frecuencias y las interferencias EMI que aparecen como líneas en las pantallas LCD. Los nuevos encapsulados de 300 µm suponen la mitad del grosor de una tarjeta de crédito, permiten una protección de ±25 kV en descargas electrostáticas y tienen una separación entre contactos de 0,4 mm. Los dos dispositivos están disponibles en formato WCSP. Estos filtros aportan mejoras en cualquier aplicación de vídeo, pantallas LCD o cualquier aplicación de telefonía móvil.

Fabrica y comercializa: Texas Instruments

CONEXIÓNConector para Infiniband y EthernetEl conector QSFP+ es la incorporación más reciente a la familia de productos QSFP+, que incluye una amplia oferta de envolventes y accesorios para EMI, conjuntos de cables de cobre y conjuntos de cable óptico activo Paralight. Ofrece unas prestaciones eléctricas superiores en aplicaciones estándar a 40 Gbps de InfiniBand y Ethernet (4x10 Gbps). Este conector de 38 posiciones cumple el estándar SFF-8436, incluyendo el trazado en la placa para el interface y el sistema principal (host). Este nuevo producto es compatible con las aplicaciones existentes de QSFP y QSFP+ y se puede conectar a todos los conjuntos de cables y transceptores ópticos que cumplan las especificaciones. El contacto interno y la estructura de la carcasa del conector se han revisado para optimizar la integridad de la señal en las filas superiores e inferiores. Se suministra en cinta y carrete para facilitar su introducción en procesos de montaje superficial.

Fabrica y comercializa: Tyco Electronics

MEDIDAOsciloscopios en tiempo realLa serie TDS2000C se compone de osciloscopios en tiempo real adecuados para todo tipo de aplicaciones, desde instalación a mantenimiento e incluye modelos de 2 y 4 canales y anchos de banda de 50, 70, 100 y 200 MHz, con velocidades de muestreo por canal desde 500 MS/s hasta 2 GS/s, disparos avanzados, 16 medidas automáticas y FFT, máscaras para pruebas de tolerancias, registro de datos, autoconfiguración y autoescala, ayuda contextual en pantalla, menús en varios idiomas, nuevo visualizador más brillante y con mayor ángulo de visibilidad, dos puertos USB (tipo ‘host’ y ‘device’), nuevas sondas y los dos programas para PC con software de National Instruments LabVIEW SignalExpress TE Limited Edition y Tektronix OpenChoice.

Fabricante: Tektronix Comercializa: AFC Ingenieros

COMUNICACIONESMódulos de comunicaciones para redes LTELos módulos de la serie AirPrime MC con referencias MC7750, MC7700 y MC7710 son tres versiones que ofrecen diferentes combinaciones de banda y frecuencia para redes de última generación con soporte a Linux y Windows. El módulo MC7750 es compatible con redes LTE LTE, EV-DO y HSPA+, mientras que el módulo MC7700 y el módulo MC7710 soportan LTE y HSPA+ en diferentes bandas de frecuencia. Estos nuevos módulos embebidos permiten acceder a comunicaciones con descargas de 100 Mbps y 50 Mbps en sentido ascendente, que integra funciones GPS y otras funciones adicionales como API Gobi de Qualcomm, que permite simplificar el desarrollo de aplicaciones.

Fabrica y comercializa: Sierra Wireless

FILTRODispositivo reductor de interferencias EMIEl filtro MIL-COTS VI BRICK está disponible como filtro autónomo o integrado en el módulo regulador PRM. El filtro integrado es un regulador no aislado eficiente (alrededor del 95%) capaz de elevar o reducir un amplio margen de tensiones de entrada (16,5 a 50 VCC), así como de suministrar una potencia máxima de salida de 120 W. Ofrece conformidad a MIL-STD-1275A/B/D y MIL-STD-704A-F para transitorios y MIL-STD-461E/F para EMI. El filtro MIL-COTS VI Brick autónomo es un módulo de entrada de CC separado que ofrece filtrado de EMI y protección frente a transitorios. Con unas dimensiones de 48,6x27,7x9,5 mm, aporta flexibilidad en el diseño y cumple las exigentes especificaciones respecto a EMI y protección ante transitorios. Entre las ventajas destacan los altos niveles de densidad y eficiencia, funcionamiento con bajo ruido, flexibilidad de la arquitectura, respuesta extremadamente rápida a transitorios y eliminación de la voluminosa capacidad en el punto de carga.

Fabrica y comercializa: Vicor

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MEDIDASensores magnéticos digitalesLa serie TCS20Dxx está compuesta por sensores magnéticos de salida digital que proporcionan una elevada sensibilidad con un bajo consumo de energía. Estos dispositivos se suministran en encapsulados para montaje superficial que les permite adaptarse a los dispositivos portátiles alimentados por baterías. Esta serie ofrece una detección de doble polo y se ofrece en dos versiones (TCS20DPx y TCS20DLx). El formato de encapsulado es CST6C compacto que tiene una dimensiones de 1,5x1,5x0,38 mm que es una versión adecuada para aplicaciones de conmutación sin contacto. También se ofrecen en formato SOT-23F con unas dimensiones de 2,9x2,9x0,8 mm. El principio físico es el efecto Hall y tienen un punto de operación máxima de densidad de flujo magnético de 3,8 mT y un punto mínimo de 0,3 mT con una histéresis típica de 1,4 mT. Los dispositivos trabajan con una alimentación de 2,3 a 3,6 VCC que soportan tensiones máximas de hasta 6 V. El consumo de corriente promediado se valora en 7,3 µA.

Fabrica y comercializa: Toshiba Electronics

PASIVOSCondensador cerámico monolíticoLos condensadores cerámicos GRM21BR61E226ME44 se han desarrollado en tecnología monolítica y aportan una capacidad de 22 pF en unas dimensiones 2012 (2,0x1,25 mm) que soporta tensiones de 25 V y se adaptan a aplicaciones de retroiluminación LED que requiere condensadores de pequeñas dimensiones que soporten elevados niveles de tensión. La nueva familia de condensadores reduce las dimensiones en un 50% en comparación con los modelos 3216, disminuyendo así el espacio requerido en placa para los componentes pasivos, espacio importante en dispositivos portátiles. El margen de temperaturas operativas de esta nueva familia de condensadores integrados monolíticos se extiende entre -55 y +85ºC, por lo que se ajusta a las características de temperatura X5R.

Fabrica y comercializa: Murata

agenda56


Electronica 2010 da por buena la recuperacióna reciente edición de Electronica celebrada en Múnich ha confi rmado los síntomas de mejora que durante los últimos meses venía ofreciendo el mercado. Con más de 70.000 visitantes profesionales y casi 2.600 expositores, junto con su perfi l internacional (ya que más de un 50% de visitantes y expositores provenían del extranjero) confi rmaron una vez más a Electronica 2010 como el salón profesional de referencia para el sector a escala mundial. Durante el transcurso de la feria, que se inició con una conferencia sobre electrónica para la automoción, los participantes en el evento recalcaron que la tendencia de mejora en el mercado de los últimos trimestres continuará en el futuro, con lo que se prevé un crecimiento estable.El sector de la electrónica en el automóvil tuvo un papel preponderante. No en vano, un total de 1.281 marcas expusieron sus productos relacionados con el sector. Paralelamente a las exposiciones también tuvo lugar una serie de conferencias que contaron con la presencia de 323 venidos de 23 países, y la celebración del Foro de la Automoción. Estas actividades giraron en torno a la seguridad de los vehículos, la efi ciencia energética y la sostenibilidad, sin olvidar aquellos que tiene que ver con la iluminación y el control del vehículo.Otro de los sectores con mayor presencia en la feria fue el de las energías renovables; sólo la primera consiguió reunir a 518 expositores que presentaron sus soluciones para la gestión y control de los

sistemas fotovoltaicos. Asimismo, los expositores mostraron las tecnologías de almacenamiento para la energía eólica, plantas de energía solar, componentes para electrónica de potencia, convertidores y soluciones de captación de energía para los servicios de construcción y aplicaciones industriales.La electrónica también tiene un papel importante en el ámbito de la medicina; así, componentes electrónicos para la última generación de prótesis inteligentes, dispositivos médicos portátiles, tales como probadores de azúcar en la sangre y los medidores de pulso, sensores implantables para medir la presión arterial y la monitorización remota y sistemas de control de marcapasos del corazón, son lo principales avances que presentaron los más de 1.500 expositores del sector de la electrónica para la medicina.

LECCIONES DE LA CRISISAdemás de las exposiciones, en Electronica 2010 se realizaron más de 237 charlas que tuvieron un éxito notable. Destacó de entre todas la mesa redonda que reunió a los directores generales de Infi neon Technologies, Freescale Semiconductor, STMicroelectronics y NXP Semiconductor. En ella se debatió los motivos de la crisis que sacudió al sector en los años 2008 y 2009, sus antecedentes y sus repercusiones, bajo el lema: “¿Qué lecciones hemos aprendido de la crisis?”. Los participantes llegaron a la conclusión de que la inversión en I+D favoreció el rápido repunte en el mercado. Sin embargo, reconocen el cuello de botella creado en la entrega de pedidos debido al fuerte crecimiento de la demanda en los últimos meses.www.electronica.de

NÚREMBERG 23-25 NOVIEMBRESPS/IPC/DRIVESFabricantes de sistemas de automatización exponen sus productos en el ámbito de sistemas y componentes para accionamientos, interfaces hombre-máquina (HMI), sensores, software, componentes electromecánicos y periféricos, entre otros.www.mesago.de/en/sps

GRENOBLE (30 NOV-1 DIC)IP-SOC 2010En esta 19ª edición este evento dedicado a los systems-on-chip (SoC) y la propiedad intelectual (IP) aplicada en sistemas embebidos como subsistemas o plataformas. Seminarios y exposición ofrecerán los últimos avances en este ámbito.www.design-reuse.com/ipsoc2010

BREVES

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Microchip y Sagitrón dedican un seminario al control del consumo energéticoSagitrón, distribuidor de Microchip Technology en el mercado español, organiza seminarios dedicados a la monitorización y control del consumo para una gestión más efi ciente, en línea con las nuevas gamas de microcontroladores de este fabricante norteamericano.Los actos tendrán lugar en las principales ciudades de España y Portugal. En Madrid y Barcelona, los seminarios se celebrarán el 18 y el 30 de noviembre, respectivamente, y el 2 de diciembre del presente año en Valencia. Durante 2011 el seminario visitará Bilbao y Zaragoza los días 18 y 20 de enero, y Santiago de Compostela el 8 de febrero.Posteriormente viajará a tierras lusas; así, el 10 de febrero y el 1 de marzo estará en Oporto y Lisboa, respectivamente, para acabar el 3 de marzo en Sevilla.www.sagitron.es

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Mundo Electrónico | MAR 10

Adler Instrumentos .............................49AFC Ingenieros ...................................59Agilent Technologies ......................7, 15Estanfl ux ................................................2Fadisel .................................................53Fluke ....................................................17Import Cable ........................................57Maxim Integrated Products ................11MSC Iberia ...........................................19RC Microelectrónica ........... Portada, 41Rohde & Schwarz ................................60Rohm Semiconductor .........................13Rutronik .................................................9Schneider Electric ................................4

Mundo Electrónico cierra el año con en noviembre con un dossier acerca de los semiconductores de potencia, la sección Optrónica y un artículo dedicado a la ampliación del ancho de banda exigida por los sistemas de E/S en comunicaciones.

Próximo número - 424Índice de anunciantesMundo Electrónico - Noviembre 423

Actel ...............................................................................51AFC Ingenieros ..........................................................50,54Agilent Technologies ....................................................6,10Aicox Soluciones ............................................................51Anatronic ...................................................................23,52Anritsu ............................................................................17Apple ................................................................................9AustriaMicroSystems .....................................................51Avago Technologies ........................................................38Conexant Systems .........................................................51Cypress Semiconductor .................................................52Future Electronics ...........................................................42Hamamatsu Photonics ...................................................52Harting ............................................................................51Infi neon Technologies .....................................................16Intel ..................................................................................6LeCroy ............................................................................10Maxim Int. Products .......................................................52Microchip Technology .....................................................26Mini Circuits ....................................................................51Molex .............................................................................52Monolitic .........................................................................22

Murata ............................................................................55National Instruments ......................................................12National Semiconductor .................................................14Red Hill Games ...............................................................46Renesas Electronics ..................................................14,16RS Components ...............................................................6Sierra Wireless ...............................................................54Sony .................................................................................9Spire Semiconductor ......................................................10Tektronix ....................................................................50,54Texas Instruments .....................................................32,54Toshiba ......................................................................18,55Tyco Electronics ..............................................................54Vicor ................................................................................54Welwyn Components .....................................................52Yokogawa ..................................................................10,16

Índice de Empresas citadas

índices y avances

TendenciasAmpliación del ancho de banda: retos de los sistemas de E/Sen comunicacionesJim DavidFCI

Diferencias entre diseño analógico y digitalBonnie C. BakerTexas Instruments

Sistemas fotovoltaicos: soluciones altamente integradasAndreas ManglerRutronik

DossierSemiconductores de potencia

Optrónica

58


mundo electronico - 423

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