PCB Haberleri - IoT testi için beş zorluk.

Sonraki birkaç yıl içinde AI, 5G, IoT ve endüstri otomatik (IIoT) gelişmeleri endüstri değişimlerinin ve yeniliklerinin hızlandırmasını hızlandıracak. İşletimler arasındaki farklı IoT sensörleri otomatik veri gönderme ve uzak aygıt kontrolü için kullanılacak. Her şeyin İnternet döneminde bağlantılık ortak bir yer olacak. 2020 yılına kadar Gartner 20 milyardan fazla IoT aygıtlarının kullanılacağını tahmin ediyor. 2019, 5G reklam kullanımı için yeni başlangıç noktası. IoT aygıtları ile birleştirildi, arttığı bandwidth, hızlı ve düşük geçmişi 5G'nin daha önce imkansız olarak kabul edilen uygulamaları getirecek. İşler İnternet, PCB üretimi, taşıma, tıbbi, tüketiciler gibi birçok endüstri içine girmeye devam edecek. Yeniliklerin hızlı hızlı gelince, mühendisler, tasarımcılar, teminatçılar ve üreticiler pazara daha hızlı baskı ile karşılaşacaklar. IoT aygıtları için, her ürün nesilleri daha küçük, daha güçlü, daha kolay yapılandırmak ve önceki tasarımlardan daha az güç kullanmak zorundadır. Çoğu IoT aygıtları bateri etkilendiğinden dolayı enerji kaydedilemesi gerekli. Düşük güç komponentleri kullanılmalı ve bu komponentler kullanılmadığında kapatılmalı. Batarya hayatını iyileştirmek için, komponentler, IoT aygıtlarının hayatını büyütmek için doğru komponentlerin seçildiğini sağlamak için gerçek senaryolar ve şartlar altında teste edilmeli.

IoT 1-Güç Yönetimi. IoT aygıtları genellikle uzaktan veya mobil çevresinde kullanılır, çoğu aygıtlar batterileri ana güç kaynağı olarak kullanır. Bir cihazın enerji tüketiminin eğrilerini anlamak, cihazın hayatı boyunca maksimum güvenilir ve performansını sağlamak için anahtar.

IoT aygıtlarının enerji tüketimini tamamen karakterize getirmek için, genellikle karşılaştığı tüm operasyon şartları altında ölçülmeli. IoT aygıtları enerji tüketimini azaltmak için tasarlanmış olduğundan dolayı, sadece kısa bir süre zamanında aktif olabilirler ve onların çoğu yaşamı boyunca uyku modunda.

Aygıt tüm operasyon modalarında elektrik tüketme eğimini tam olarak ölçülemek için, ortak ağımdaki ölçüm tekniklerinin nasıl kullanılacağını sorgulayabilirsiniz (shunts, dijital multimetr, DMMs, ya da ağımdaki sondamalar gibi). Uyku modunda, akışı 'nA' ya da 'uA' menzilinde olabilir. "mA" ile "A" menziline aniden değişebilir. Ayrıca, şu anki talepteki büyük yüksek yüksekler genelde mikro saniyeler içinde oluşar, ve enerji dönüşü bazı test araçları için daha zor olabilir.

Doğru çevrede kullanıldığında, büyük dinamik menzil yüzünden çok doğru olabilirler (çoklu süntüler gerekebilir), bu tür ölçümler için şu anki süntüler kullanarak problematik olabilir. Çoklu shunt kullanılırsa bile, aktif modu ve uyku modunu ayrı olarak test etmek zorunda olabilir. Bu, gerçek şu anki kaybı elde etmek zorunda olabilir. Ayrıca, içeren voltaj düşüşünün sebebi, eğer ölçünün dinamik menzilini arttırmak için çok büyük bir değer seçildiyse, shunt kendisi test ekipmanın etkilemesi riski var.

IoT Çözüm 2-Sinyal ve Güç Integriti

Karışık sinyal integral devreler genellikle IoT cihazlarının tasarımı içinde kullanılır, sensörler/MEMS, analog ve dijital sinyaller de aynı integral devre üzerinde daha düşük güç tüketmesiyle çalışır ve karıştırmak için çok hassas. Düşük enerji dağıtım ağları genelde çok küçük işletim toleransları vardır. Bu, elektrik treninde sıcaklara ve dijital verilerine zarar verir olabilecek güç ve sesli araştırma şansını arttırır. Çoğu IoT aygıtları, küçük fiziksel yapıda yoğun hızlı sinyal kanallarına ihtiyaç duyuyor. Bu, karışık konuşma ve bağlantı riskini arttırır.

İyi sinyal integritet tasarım principlerini kullanın (mümkün olursa, nokta-nokta sinyal rotasyon topoloji kullanın), tüm PDN ve bağlantısının izlerini kontrol edin, dönüş yolu uzunluğunu kısa tutun ve yakın izler arasında yeterli uzay tutun, bağlantı azaltma sinyal integritet sorunlarını azaltmaya yardım edecek. Bu şekilde güvenilir bir tasarım elde etmek için önemli bir tasarım prensiplerine uymasına rağmen, cihazın boyunca sinyali taşıyan yapıya elektrik performansını tamamen rakımlama yeteneğinin de önemlidir.

Vektor ağ analizicisi (VNA) herhangi bir bağlantı veya iletişim hatının elektrik performansını karakterizlemek için en sık sık kullanılan araçlardan biridir. Sinyal integritesini etkileyen önemli özellikler, such as insertion loss, attenuation, reflection, crosstalk, delay, and differential-to-common-mode conversion, all can be evaluated with a VNA that is properly configured for the application. Ayrıca bazı VNA'lar, kanalın impuls cevabını gösterecek s-parameter ölçüs ünün zaman alanı dönüştürücüsünü gerçekleştirmek için (genellikle bir yazılım seçeneği ile) yetenekleri vardır.

Elektrik tamamıyla ilgili, son zamanlarda gelişmiş elektrik tren sondu elektrik trenin üst düşük gürültü ölçülerini kolaylaştırır ve oscilloskopla birlikte kullanılır. Yapıcı'na bağlı, bu sondamların özellikleri genellikle içeriyor:

Elektrik treninin oscilloskop görüntüsüne tamamen değiştirilmesini sağlamak için 60V devre kadar. Dinamik menzili 1V.Gigahertz yüksek frekans sesinin keşfedilmesini sağlamak için bandwidth çalışıyor. Zavallı performansın sebeplerini tamamen tanımak ve çözmek ve tasarımın gerçek performansını doğrulamak için önemli. VNA, elektrik tren sonrası ve oscilloskoplar bu hedefi ulaştırmaya yardım eden aletlerden bazıları.

IoT Challenge 3-Wireless Standard Compatibility Zigbee veya Wi-Fi aracılığıyla, veya LoRa veya LTE-M aracılığıyla uzak uzak bağlantı cihazı ile, seçtiğiniz kablosuz protokolünüz, cihazınızın nasıl bağlantı ve verilerinizi dünyayla paylaşıp paylaşacağını belirleyecek.

Kablosuz standartların belirtilenlerini uygulamakla karşılaşılabiliğini sağlamak maksimum pazar etkisini sağlamak için anahtar. EMI/EMC gibi, tasarlama döngüsünün erken testi size kavuşturucu olabilecek sorunları belirlemeye ve tasarımın maliyetini yükseltmeye çalışabilir.

Bu sinyalleri yok edebilecek standart uyumlu sinyaller ve spektrum/sinyal analizi oluşturabilen vektör sinyal generatörleri seçilen kablosuz standartlarına dayanan aygıt performansını değerlendirmek için ideal araçlar.

IoT Challenge 4-EMI/EMC ve Coexistence TestWe can define EMC as a measure of whether a product performs as expected, and it will not hinder other products' ability to perform as expected in a shared operating environment. EMI de beklediği gibi cihazı gerçekleştirmesini engelleyen elektromagnet enerji olarak tanımlanabilir. Kablosuz iletişim aygıtlarının sayısı kayıtlı olarak büyümeye devam ettiğinde, operasyon çevresindeki elektromagnet gürültüsü da bu şekilde yükseliyor ve araştırma yüzünden performans düşürmesinin riski de artıyor.

Önceden sertifik edilmiş RF modüllerinin kullanımı, düzenleyici EMC uygulama testinden başarısız olmayan tamamlama ekipmanların mümkünlüğünü azaltmaya yardımcı olmasına rağmen son ürünün uyumlu ihtiyaçlarına uymasını garanti etmiyor.

Tasarımın başlangıcından ve ekipmanın gerçek elektromanyetik uyumluluğu performansını değerlendirmek (uyumluluğun önündeki test) sırasında (uyumluluğun önündeki test) uyumluluğu sırasından önce hazırlığın gerçek elektromanyetik uyumluluğunu (uyumluluğun test) değerlendirmek için pahalı bir yenileme ve geç

IoT aygıt pazarında, tıbbi aygıt pazarı son yıllarda hızlı büyüdü. Gerçek zamanlı hayat belgelerini yayınlayabilen aygıtlar, sabitlenmiş, giyinebilir ya da implantabilir, hastanelerde ve evde ilgilenme ortamlarında daha yaygınlık geliyor. Diğer IoT aygıtları gibi, tıbbi aygıtlar da operasyon çevresindeki araştırmalar kaynağı ve alıcı olabilir. Ancak, tıbbi hizmetlerini sağlamak için kullanılmasına rağmen, eğer beklenmiş şekilde çalışmay ı başaramazlarsa, hayat tehlikeli sonuçlarına sebep olabilirler.

Bu kablosuz aygıtların anahtar fonksiyonları yüzünden, koexistence testi IoT tıbbi aygıt tasarım sürecinin önemli bir parçası oldu. IEEE/ANSI C63.27, aynı RF frekans grubunda çalışan diğer kablosuz hizmetlerle birlikte bulunan diğer kablosuz hizmetlerin yeteneğini doğrulamak için test prosedürlerinden ve metodlarından biridir. AAMI TIR69, tıbbi aygıtlar için doğruluğu sağlayan bir standart ve işletim çevresinde potansiyel tehlikeli tehlikele dayanarak kablosuz teknolojiyi nasıl değerlendireceğini sağlayan bir standart (üretici kontrol edemeyecek dış tehlikeli de dahil).

EMC testi gibi, bitmiş ürün son testi için uygulama testi ajanına gönderilir. Ancak tasarlama sürecinde önceki eşitlik testi cihazının diğer radyo sinyallerine toleransiyasını belirlemek için kullanılabilir ve kabul edilebilir operasyon seviyelerinin ulaşılmasını sağlayabilir. Eğer performans sorunları erken keşfedilse, küçük teknikler kullanılabilir ve son tasarım kurulmadan önce performans yeniden değerlendirilebilir.

Spektrum/sinyal analizicisi EMC'nin önceden uygulama testi ve eşitlik testi için anahtar testi araçlarıdır. Tam EMC testi tamamen uyumlu bir EMI alıcısı gerektiğine rağmen, çoğu modern analizörler, radyasyonlu ve işletimli emisyonların ön uyumluluğu denemelerine yardım etmek için yazılım paketleriyle birleştirilebilir. Frekans grubun önizleri, uluslararası tanınan EMC standart sınırlarının sınırı ve kullanıcı seçilebilir sınırların oluşturma seçenekleri.

İşbirliği testi gerçek zamanlı spektrumu analiz eden ve spektrumu sürekli örneklendirmek için yüksek hızlı analog-dijital dönüştürücü (ADC) kullanır ve sonra gerçek zamanlı hızlı Fourier dönüştürücü (FFT) kullanır, deneme ekipmanlarının yerinde bulunan RF ortamının spektrumu görüntüsünü göstermek için. Vektor sinyal generatörü, WiFi ve Bluetooth gibi beklenen analog operasyon çevresinde bulunan sinyal türlerini oluşturmak için kullanılır.

IoT Challenge 5-RF kablosuz bağlantıların performansı. Bazı IoT aygıtları kablosuz iletişimler kullanacak olsa da, çoğu ağ erişimi elde etmek için kablosuz teknolojinin bir türüne bağlı olacak. Kablosuz iletişim nasıl yapılacağına karar verirken, IoT aygıtlarının tasarımcıları birçok karar ile karşılaşacaktır. Bunların en önemlisi hangi kablosuz iletişim teknolojisi ve protokolü kullanılacağını belirlemek (WiMax, Wi-Fi, Zigbee, BLE, LoRa, Z-Wave ve NB-IoT, etc.), ve prefabrikli RF kablosuz modülleri veya PCB iç tasarımları kullanılacağını ve kullanılacağını belirlemek.

Bu tasarım sorunlarını nasıl çözeceğimize rağmen, RF iletişim performansı, görev için uygun ekipmanlar kullanarak gerçek koşullarda teste edilmeli. Bazı sıradan testler de:

Spektrum analizicisi/sinyal analizicisi genellikle transmitör ölçümleri için seçim aracı, sinyal generatörü genellikle alıcı tarafından ölçülenen sinyali oluşturmak için kullanılır ve ağ analizicisi genellikle anten ölçümleri için kullanılır.

Çoğu modern sinyal generatörü ve sinyal analizcisi IoT aygıtlarında uygulanan en yaygın kablosuz iletişim standartları için yazılım uygulaması desteği sağlıyor. Standart tabanlı dalga formları oluşturabilir ve test ekipmanında çalışan ölçüm uygulamalarını kullanabilir ve test sinyallerini analiz etmek için uzak kontrol ile bilgisayar üzerinde veya bilgisayar üzerinde kullanabilir. Kablosuz bağlantınız özel bir tasarım kullanırsa, size yardım edebilecek bazı uygulamalar var.

Yeni teknolojilerin geliştirilmesi ve teste standartlarının geliştirilmesi, şeyler internetinde yenilemeler, bulut robotikleri ve otomatik geliştirmeye devam ediyor ve teste ve doğrulama talebi de arttırır, özellikle güç yönetimi desteklemek için bulunan varlıklarla karşılaşacak. Gelecek zorluklar. Tüm bu yeni teknolojiler güç ve doğrulama gerekiyor. IoT aygıtlarının gücünü yönetmesi zor bir görev, çünkü en zor çevrede bile bu aygıtlar her zaman tam kapasitede çalışmalıdır.